JP4257255B2 - デジタル放送受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル放送受信装置が放送波受信の機能以外の機能、例えば携帯端末部の送信部の動作時において、デジタル放送受信装置の消費電力を低減する様にした技術に関するものである。

地上波放送ではデジタル化によるサービス向上及びＳＦＮ（Ｓｉｎｇ１ｅ ＦｒｅｑｕｅｎＣｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＭＦＮ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）による帯域の有効利用の実現の為にデジタル化が行われている。これによると、６ＭＨｚの地域を用いてＨＤＴＶなら１番組、ＳＤＴＶなら３番組の放送が可能となる。同時に高音質な放送サービスやデータ放送サービスも実現する。

一般に、デジタル放送ではコンテンツ情報である映像／音声情報はＭＰＥＧ２方式により圧縮され、データ放送はＢＭＬ言語によリカルーセル伝送方式などにより生成される。圧縮された映像、音声情報、データ放送を多重し、トランスポートストリーム（ＴＳ）を生成する。生成されたＴＳ信号はデジタル変調方式により、効率的に変調がかけられ伝送される。

地上デジタル放送の場合、日本では ＢＳＴ−ＯＦＤＭ（Ｂａｎｄ Ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ−Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ＭｕＩｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が採用されており、この方式は複数のキャリアを同時に用いたマルチキャリア伝送方式であり、それぞれのキャリアは互いに直交しており、ＤＱＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、で変調されている。使用されるキャリア数は国内の地上デジタル放送では約１４００本〜５６００本で、ＯＦＤＭ変調及びＯＦＤＭ復調にはそれぞれ逆フーリエ変換及びフーリエ変換により行われる。

実際の送信機及び受信機では２Ｋポイント〜８ＫポイントのＩ−ＤＦＴ（ｌｎｖｅｒｓｅ−Ｄｉｓｃｌｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）処理、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）処理を用いて行われている。

地上デジタル放送では衛星放送とは異なり、建物や山等の障害物により反射波が発生し、ゴーストとなリデジタル変調信号に誤りを引き起こす。このため、受信機では映像や音声信号の破たんを引き起こし、著しく受信品質が劣化する。また、一般的にノイズによる信号の劣化は受信信号が所要Ｃ／Ｎを満たしていれば、誤り訂正により訂正可能で受信機では誤りなく映像／音声が再生可能である。

上記に述べたようにゴーストやマルチパスによる妨害の影響を吸収するために、ＯＦＤＭ方式では緩衝領域を設けて、遅延波が存在しても情報の破たんを引きおこさないように工夫している。この緩衝領域のことをガードインターバル（Ｇ．Ｉ．）と呼ぶ。受信信号の遅延波の遅延時間がこのガードインターバルの時間を超えなければ符号問干渉が生じないため、誤り訂正回路により訂正が可能である。ガードインターバルを越えると符号間干渉が発生して、誤りを引き起こすことになる。ガードインターバル長は全送信信号長の１／４、１／８、１／１６、１／３２と設定し、約８マイクロ秒〜２５０マイクロ秒に相当する。

一般に、地上放送における携帯受信や移動受信ではマルチパスフェージング等によりデジタル変調された信号は劣化し、誤りが発生してしまう。デジタル放送に採用されたＯＦＤＭ方式では連接符号を併用し、時間インターリーブを取り入れることで、携帯受信や移動受信に強い方式としている。

従来の受信機の構成を図５に示す。放送波を受信するアンテナ１１からの信号を選局部であるチューナー１２により所望のチャンネルを選択し、出力する。選択出力されたＩＦ信号はアナログーデジタル変換を行うＡＤＣ１３によリデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換されたＩＦ信号はＯＦＤＭ復調部１４によりＯＦＤＭ復調され、復号部１５により復号し、ＴＳ信号を出力する。

出力されたＴＳ信号はデマックス・デコーダ１４により多重分離され、それぞれの映像／音声／データ放送などのストリームが出力される。分離された信号はそれぞれ情報の復号処理が行われ視聴可能な情報へ変換される。映像はＭＰＥＧ２のデコード処理等が行われ、音声では主にＡＡＣデコード処理が行われる。データ放送はカルーセルの処理を行い、ＭＰＥＧ４等が埋め込まれた情報も処理し、静止画や簡易動画等を視聴可能とする。

地上デジタル放送ではこの移動に強いＯＦＤＭ方式により、品質の高い移動受信や携帯受信のサービスが可能となり、放送受信機が通信手段と結合したデジタル放送受信装置（複合端末）等により新しいシステムが構築できる。

以上述べたように、地上デジタル放送では移動受信や携帯受信向けのサービスが行われたとき、デジタル放送受信装置では通常映像・音声・データ放送などのコンテンツを視聴する事が可能となり、通信手段との連動で双方向サービスなどの新しい視聴形態、装置が可能となる。このようなデジタル放送受信装置（受信端末）ではバッテリーで動作させることが多く、その消費電力の低減化が望まれている。例えば通信手段の送信部のローミング時の電力消費と放送波受信部の連続動作とが重複することで瞬間的に電力消費が大きくなり、バッテリーヘの負担増を招く。

また、デジタル放送受信装置がコンテンツを視聴中において、データ放送等の場合、カルーセルにて繰り返し情報が送出されている場合、その周期にてデコーダ処理することで、受信されたコンテンツの情報はすべて視聴可能である。たとえばカルーセルが１５秒周期で、３分後に更新がある場合、１２回繰り返し送信される事になり、このとき１周期の情報が完全取得できれば、放送波受信部の処理は同一情報を受信し続ける事になり、冗長的な動作を行っていることになる。

このため、デジタル放送受信装置ではコンテンツ情報が繰り返し送信されている場合はその受信動作を通常状態の受信動作にしておく必要はなく、動作を完全にまたは一部停止させておくことが可能である。

このようにすることで、小型のデジタル放送受信装置などの様に電池や電力に制限がある場合でも電力を効率的に使用し、消費電力を低く押える事ができ、デジタル放送受信装置の動作を安定に動作時間の延長を可能とする。

携帯電話などの通信手段と組み合わせたデジタル放送受信装置において、通信手段のローミング処理等の送信状態により、電力が消費されており、放送波受信部との動作が同時に起こると電池にかかる負荷は大きなものとなり、電力消費が著しくなる。

このような課題を解決するために、本発明の目的は、携帯端末部を含む通信手段の送信動作によって放送波受信部の動作を停止して効率的に消費電力の低減をはかるデジタル放送受信装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、デジタル放送受信装置の動作をデータ放送を含むコンテンツ情報の種別に応じて制御し、消費電力を抑えるようにすることにある。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）による放送波を受信するアンテナを備えたデジタル放送受信装置において、
前記アンテナにより受信した信号より所望の周波数帯域を選局する選局手段と、
前記選局手段により選局された信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換回路と、
前記アナログ−デジタル変換回路によりデジタル変換された信号よりデジタル復調するＯＦＤＭ復調部と、
前記ＯＦＤＭ復調部により復調された復調信号から復号を行う復号部と、
前記復号部により復号されたトランスポートストリーム信号より多重分離（デマックス）して情報を復号するデマックスデコーダ部と、
前記デマックスデコーダ部のカルーセル取得状態を検出する放送制御部と、
前記選局手段、前記アナログ−デジタル変換回路、前記ＯＦＤＭ復調部、前記復号部の動作を制御する電力制御部とを備え、
前記放送制御部は、検出されたカルーセル取得状態の検出信号による制御信号を前記電力制御部に送り、
前記電力制御部は、前記制御信号を受けて、前記選局手段、前記アナログ−デジタル変換回路、前記ＯＦＤＭ復調部、前記復号部の全部または一部の動作を停止させた後、あらかじめ決められたインターバルをおいて動作を開始させる構成とし、また、前記インターバルは、変更可能である構成とする。

また、前記デジタル放送受信装置において、前記カルーセル取得状態とは、カルーセルデータの取得が終了した状態である構成とする。

本発明によれば、放送波受信部と送信部を有する携帯端末部とが装備された受信装置において、送信部の送信状態を検出して、放送波受信部の受信動作を停止させることで消費電力の低減をはかることができる。

また、データ放送等の受信状態を検出して、カルーセル取得後には放送波受信部の動作の全て又は一部を停止させ、インターバルをおいて再度、動作させることで、消費電力を抑えることが可能である。

本発明の実施形態に係るデジタル放送受信装置について図１〜図４を用いて以下説明する。図１は、本発明の実施形態に係る、放送波受信部の外に携帯端末部を備えたデジタル放送受信装置の全体構成を示す図である。図２は、本発明の他の実施形態に係る、放送波受信部を備えたデジタル放送受信装置の電力制御構成を示す図である。図３は携帯端末部の送信部と放送波受信部との間の動作タイミングを示す図である。図４は放送波受信部の動作タイミングを示す図である。

図１において、まず、デジタル放送受信装置１９は、主として、放送波を受信する放送波受信部１８と携帯端末３２（通信手段の一例）と両者の動作を制御する制御部２１とから構成されている。そして、放送局より送出される放送波を受信用アンテナ１１により受信するデジタル放送受信装置１９の放送波受信部１８において、アンテナ１１により受信された信号は選局用の選局部であるチューナ１２にて受信したい周波数を選局する。選局された信号はアナログーデジタル変換器（ＡＤＣ）１３によリデジタル信号に変換され、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号をデジタル復調するＯＦＤＭ復調部１４により復調される。復調された信号は複号部１５により復号され、トランスポートストリーム信号（ＴＳ信号）として出力される。

トランスポート信号はＭＰＥＧ２−ｓｙｓｔｅｍｓの規格に定められており、映像・音声・データ放送やＳＩ／ＰＳＩ信号が多重されている。復号部１５より出力されたトランスポート信号はデマックス・デコーダ部１６により多重分割処理が行われ、映像・音声・データ放送等のコンテンツ情報や制御信号（ＳＩ・ＰＳＩ信号）に分離される（フィルタリング処理）。

分離された信号はそれぞれのコンテンツの復号処理が行われ、視聴可能な情報へ処理される。映像信号はＭＰＥＧ２のデコード処理が行われ、音声信号は主にＡＡＣデコード処理が行われる。データ放送はカルーセルの処理を行い、ＢＭＬブラウザーにより情報を表示する。また、ＭＰＥＧ４等が埋め込まれた情報も処理し、静止画や簡易動画等の視聴を可能とする。

そして、通信手段の一例である携帯端末部３２により音声や情報の送受信を行う。マイク２８からの情報はアンプ２７により増幅され、変調部２６及び時分割多重部２５により変調多重処理が行われ、高周波アンプ２４により増幅され、アンテナ２３より、出力される（携帯端末部３２の送信部における動作）。一方、アンテナ２３で受信された信号は高周波アンプ２４により増幅され、時分割多重２５、及び復調部２９により復調処理が行われ、アンプ３０にて増幅され、スピーカ３１により音声が出力される（携帯端末部３２の受信部における動作）。

ここに示した携帯端末部は、現行の携帯電話の代表的な構造を示しているが、これに制限されることなく、例えば今後出てくる次世代携帯電話（ＩＭＴ２００）等であっても良い。また、送信機能を持つＰＤＡ等でも同様の効果が期待できる。

そして、携帯端末部３２では数百ｍｓ間隔でローミングを行っており（図３参照）、この送信の為の電力が消費される。本発明ではこのローミングの状態を検出し、前記放送波受信部１８に於けるチューナ部１２、ＡＤＣ１３、ＯＦＤＭ復調部１４、復号部１５の動作を一時的に停止させ、消費電力を低減させる。例えば、携帯端末部３２内の送信制御部２２の送信状態により制御部２１を介して、放送波受信部１８の電力制御部２０により前記チューナ部１２、ＡＤＣ１３、ＯＦＤＭ復調部１４、復号部１５の動作を一時的に停止させ、電力消費を抑制する。

また、動作を停止させるのはＡＤＣ１３、ＯＦＤＭ復調部１４、復号部１５のみであっても良い。また、ＯＦＤＭ復調部１４、復号部１５のみの動作を停止させても良い。また、復号部１５のみの動作を停止させても良い。上記放送波受信部１８の停止に合わせて、放送波受信部以降のデコーダ部の動作も合わせて停止させても良い。

ＯＦＤＭ復調部１４、復号部１５の動作を停止する場合、放送波受信部１８の同期動作に連続性を持たせ、受信動作が回復したときに素早い動作回復を可能にすることもできる。

放送波受信部１８における代表的動作を示すタイミング図を図３に示す。ここでは携帯端末部３２がローミングなどの為に６４０ｍｓ程度の間隔で送信を行っているとすると、その状態を送信制御部２２から制御部２１を介して電力制御部２０に送り、携帯端末部３２が送信状態の時、放送波受信部１８の受信動作を間欠的に停止させる。電力制御部２０の制御信号に基づいて、前記チューナ部１２、ＡＤＣ１３、ＯＦＤＭ復調部１４、復号部１５の動作を一時的に又は部分的に停止させ、電力消費を抑制する。

携帯端末部３２のローミングのタイミングを送信制御部２２からの情報を基づいて、制御部２１におくり、電力制御部２０と同期をとり、ローミングの為の送信タイミングを制御し、その送信タイミングと放送波受信部動作が排他的に行われ、消費電力を押えることができる。また、通信事業者への回答のための送信時においても、上述と同様にして、放送波受信部の動作を一時的に又は部分的に停止させるようにしても良い。

次に、図２に本発明の他の実施形態の代表的なブロック図を示す。放送波を受信するアンテナ１１からの信号は選局用のチューナー２により希望する周波数を１波取りだしてＩＦ信号を出力する。出力されたＩＦ信号はアナログーデジタル変換器（ＡＤＣ）１３によリデジタル信号に変換され、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号をデジタル復調するＯＦＤＭ復調部１４により復調される。復調された信号は複号部１５により復号され、トランスポートストリーム信号（ＴＳ信号）として出力される。トランスポート信号はＭＰＥＧ２−ｓｙｓｔｅｍｓの規格に定められており、映像・音声・データ放送やＳＩ／ＰＳＩ信号が多重されている。

復号部１５で復号されたトランスポート信号はデマックス・デコーダ部１６により多重分割処理が行われ、前記コンテンツ情報（映像・音声・データ放送）や制御信号（ＳＩ・ＰＳＩ信号）に分けられる（フィルタリング処理）。デマックスされた信号はデコーダ１６によリコンテンツ情報の複号が行われ、映像信号、音声信号、データ放送が出力される。

デジタル放送の内でデータ放送はカルーセルデータ伝送方式がとられており、周期的に同一の情報が送られる。本発明のデジタル放送受信装置では、データ放送情報を一度取得してしまうと、情報の更新があるまでデータを受信する必要はなくなるため、受信動作を一時的に停止させる。デマックス・デコーダ部１６のカルーセル取得状態を放送制御部３５にて検出し、電力制御部２０に制御信号を送り、この電力制御部２０がチューナ１２、ＡＤＣ１３、ＯＦＤＭ復調部１４、復号部１５の動作を一時的に又は部分的に停止させ、電力消費を抑制する。

図４はデータ放送における電力制御動作を示すタイミング図を示している。本発明ではデジタル放送受信動作をあらかじめ決められた期間（インターバル）だけ停止させることで放送波の受信に伴う電力消費を押えている。この時前記インターバルは可変であり、また、放送波におけるデータ放送のカルーセルデータの取得が終了したら、受信機動作を停止することでさらに省電力化がはかれる。

以上説明したように、本発明の実施形態について動作説明を概説すると、携帯端末部のローミング時には、携帯端末部の送信部と同期して放送波受信部の動作を停止し、また、通信事業者への回答のための送信時に放送波受信部の動作を停止し、また、データ放送の受信時にはカルーセル取得後に放送波受信部の動作停止とインターバルをおいた動作開始をするものである。

本発明の実施形態に係る、放送波受信部の外に携帯端末部を備えたデジタル放送受信装置の全体構成を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る、放送波受信部を備えたデジタル放送受信装置の電力制御構成を示す図である。 携帯端末部の送信部と放送波受信部との間の動作タイミングを示す図である。 放送波受信部の動作タイミングを示す図である。 従来技術におけるデジタル放送受信装置の全体構成を示す図である。

符号の説明

１１ 放送波受信用アンテナ
１２ チューナ
１３ ＡＤＣ
１４ ＯＦＤＭ復調部
１５ 復号部
１６ デマックス・デコーダ
１７ 出力端子
１８ 放送波受信部
１９ デジタル放送受信装置
２０ 電力制御部
２１ 制御部
２２ 送信制御部
２３ 送受信アンテナ
２４ 高周波アンプ
２５ 時分割多重
２６ 変調部
２７ アンプ
２８ マイク
２９ 復調部
３０ アンプ
３１ スピーカ
３２ 携帯端末部
４０ 制御部

Claims (3)

1. 直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）による放送波を受信するアンテナを備えたデジタル放送受信装置において、
   前記アンテナにより受信した信号より所望の周波数帯域を選局する選局手段と、
   前記選局手段により選局された信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換回路と、
   前記アナログ−デジタル変換回路によりデジタル変換された信号よりデジタル復調するＯＦＤＭ復調部と、
   前記ＯＦＤＭ復調部により復調された復調信号から復号を行う復号部と、
   前記復号部により復号されたトランスポートストリーム信号より多重分離（デマックス）して情報を復号するデマックスデコーダ部と、
   前記デマックスデコーダ部のカルーセル取得状態を検出する放送制御部と、
   前記選局手段、前記アナログ−デジタル変換回路、前記ＯＦＤＭ復調部、前記復号部の動作を制御する電力制御部とを備え、
   前記放送制御部は、検出されたカルーセル取得状態の検出信号による制御信号を前記電力制御部に送り、
   前記電力制御部は、前記制御信号を受けて、前記選局手段、前記アナログ−デジタル変換回路、前記ＯＦＤＭ復調部、前記復号部の全部または一部の動作を停止させた後、あらかじめ決められたインターバルをおいて動作を開始させることを特徴とするデジタル放送受信装置。
2. 前記カルーセル取得状態とは、カルーセルデータの取得が終了した状態であることを特徴とする請求項１記載のデジタル放送受信装置。
3. 前記インターバルは、変更可能であることを特徴とする請求項１又は２記載のデジタル放送受信装置。

Images