JP4321207B2 - デジタル放送受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル放送とアナログ放送が混在する状況下などの受信性能が劣化する環境下で、デジタル放送波に対するアナログ放送波の隣接チャンネル妨害を抑え、デジタル放送波受信性能を改善する技術を含むデジタル放送受信機に関するものである。

国内の地上デジタル放送のチャンネル周波数帯域は従来のアナログテレビ放送に割り当てられているものと同じ帯域を使用することが決まっており、デジタル放送は従来のアナログ放送で使用されていないチャンネルで放送されることになっている。放送波のデジタル化への移行期において、このようなＯＦＤＭ方式によるデジタル放送波は従来のアナログ放送波と同時に放送されるため地上波としてはデジタル、アナログの両放送波が混在した状態となる。

デジタル放送波とアナログ放送波が混在した状態、たとえばデジタル放送波が送られるべきチャンネルに隣接してアナログ放送波が存在する場合では、デジタル放送波がアナログ放送波に対して妨害はとなる可能性があり、こうした状況を防ぐため、デジタル放送波はアナログ放送波よりも小さなレベルで送信されることになっている。またデジタル放送受信機には、広いレベル範囲の信号を受信できることが求められている。

前記のようなデジタル放送波とアナログ放送波が混在する状況において、アナログからデジタルへの混信を軽減する従来の技術として下記に示すようなものがある。

図７は上記従来のデジタルテレビ放送受信機の構成を示すブロック図である。入力する信号のレベルをＲＦＡＧＣ制御信号１３０により最適にするＲＦＡＧＣアンプ部１０３と、ＲＦ信号１０１から希望のチャンネルの周波数帯をＩＦ信号へ変換する周波数変換部１０４と、ＩＦ信号のレベルをＩＦＡＧＣ制御信号１３１により適正に制御するＩＦアンプ部１０５と、ＡＤ変換された時間軸の直交変調された信号をＩ軸とＱ軸の信号へ分離する直交検波部１１４と、Ｉ軸とＱ軸信号をビット系列のデジタルデータへ戻す復調部１１５と、デジタルデータに誤り訂正をかけてトランスポートストリームを出力する誤り訂正部１１６から構成される信号系と、ＩＦＡＧＣアンプ部１０５の出力信号により信号の強度を検出する信号レベル検出部１２０と誤り訂正部１１６からビットエラーレートなどの信号品質情報を算出する誤り率検出部１２２と、これら信号レベル検出部と誤り訂正検出部の情報をもとにＲＦＡＧＣ制御信号１３０とＩＦＡＧＣ制御信号１３１を生成するＡＧＣディレイポイント制御部１２３から構成される制御系からなるデジタル受信機である。

所定のＡＧＣディレイポイントの設定値を高くすると、雑音特性の上で有利であるが、信号レベルの高い隣接妨害波が存在するとき、著しい性能の劣化を生じる。したがって、隣接妨害波の存在するときのみ、所定のＡＧＣディレイポイントの設定値を下げれば、低雑音特性を保ちつつ、隣接妨害波の存在するときでも性能劣化はしないと言える。隣接妨害の存在の有無は、復調状態を監視することで確認できる。すなわち、隣接妨害の存在しないときは、正常に復調できるが、隣接妨害波が存在する場合は、正常に復調できないため、誤り率検出などの復調状態を監視することで間接的に隣接妨害波の存在を推定することができる。すなわち、隣接妨害波が存在する場合、存在しない場合に比べて復調信号の誤り率が悪化する。このため所定のＡＧＣディレイポイント設定を誤り率が最も低くなる値に設定することにより、隣接妨害波の影響を最小限に抑えることができ、隣接妨害の有無に関わらず低雑音特性と高隣接妨害抑圧特性と併せ持ち、かつ調整の必要がなくなる（例えば特許文献１を参照）。
特開２０００−３１２２３５号公報

本方式は、ＡＧＣディレイポイントの再設定により受信性能が良好になるチャンネルでの使用は効果的である。しかし、正常受信するには受信レベルが十分でない隣接エリアの放送波や、受信機の受信性能の実力をはるかに上回るほど大きい隣接妨害がある受信環境など、ＡＧＣディレイポイントの再設定では性能改善できない場合には、効果がない以外に制御に費やす時間が長くなる。特に、放送サービスのチャンネルすべてを選局し、その地域での受信可能なチャンネル情報を検出する機能であるチャンネルサーチ時に従来の方法を利用すると、チャンネルサーチ時間が増大するという問題になる。

本発明では、前記の問題を解決するべくなされたもので、各チャンネルでの不要なＡＧＣ制御をなくし、チャンネルサーチ時間を短縮できるデジタル放送受信機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のデジタル放送受信装置は、１チャンネル以上で構成されるデジタル放送波の入力信号から所望のチャンネル帯域信号を選択し、必要に応じて信号レベル調整を行うチューナー部と、所定の伝送路符号化によりデジタル変調されたアナログ信号からトランスポートストリーム形式のビットデータ系列信号へ戻すデジタル復調部で構成され、チャンネル選局時、受信環境に対して、第一の受信特性情報により受信特性変化に影響するパラメータを最適設定されるように制御し、一方で前記制御の発動を第二の受信特性情報と、前記受信特性情報に対する閾値との関係により判定することを特徴としたものである。

以上のように、本発明のデジタル受信装置によれば、チャンネル選局時、受信環境に対して、受信特性変化に影響するパラメータを最適設定されるように制御し、一方でその制御の発動を別の受信特性情報に対する閾値により判定することで、各チャンネルでの不要なＡＧＣ制御をなくし、チャンネルサーチ時間を短縮できるデジタル放送受信機を提供することができる。

本発明の請求項１に記載のデジタル放送受信装置は、１チャンネル以上で構成されるデジタル放送波の入力信号から所望のチャンネル帯域信号を選択し、必要に応じて信号レベル調整を行うチューナー部と、所定の伝送路符号化によりデジタル変調されたアナログ信号からトランスポートストリーム形式のビットデータ系列信号へ戻すデジタル復調部で構成され、チャンネル選局時、受信環境に対して、第一の受信特性情報により受信特性変化に影響するパラメータを最適設定されるように制御し、一方で前記制御の発動を第二の受信特性情報と、前記受信特性情報に対する閾値との関係により判定することを特徴とし、各チャンネルでの不要なＡＧＣ制御をなくし、チャンネルサーチ時間を短縮できるデジタル放送受信機を提供することができる。

本請求項２に記載のデジタル放送受信装置は、前記請求項１に記載のデジタル放送受信装置において、第一の利得制御信号により入力信号の利得を調整する第一の利得制御部（以下、ＲＦＡＧＣ部と呼ぶ）と、前記利得制御された信号から所望のチャンネル帯域信号を選択し第一中間周波数信号へ周波数変換する周波数変換部と、第二の利得制御信号により前記第一の中間周波数信号の利得調整する第二の利得制御部（以下、ＩＦＡＧＣ部と呼ぶ）を具備するチューナー部と、前記第二の利得制御部の出力信号を入力信号とし、アナログからデジタルへの変換の後、同期補足および復調しトランスポートストリーム形式のビットデータ系列信号を出力するデジタル復調部と、前記デジタル復調部から受信信号に対する電力、ビットエラーレートおよびＣ／Ｎ比を求める電力換算部、ＢＥＲ換算部およびＣ／Ｎ換算部と、前記電力換算部、ＢＥＲ換算部およびＣ／Ｎ換算部の情報をもとにＲＦＡＧＣ部とＩＦＡＧＣ部への出力信号を制御する利得制御信号発生部で構成され、第一の受信特性情報はビットエラーレートであり、受信特性変化に影響するパラメータはＲＦＡＧＣ部からＩＦＡＧＣ部への制御対象ブロックの切り替えポイント設定値（以下、ＡＧＣディレイポイント設定値と呼ぶ）であり、第二の受信特性情報はＣ／Ｎ比情報であることを特徴とし、各チャンネルでの不要なＡＧＣ制御をなくし、チャンネルサーチ時間を短縮できるデジタル放送受信機を提供することができる。

本請求項３に記載のデジタル放送受信装置は、前記請求項１に記載のデジタル放送受信装置において、第一の利得制御信号により入力信号の利得を調整する第一の利得制御部（以下、ＲＦＡＧＣ部と呼ぶ）と、前記利得制御された信号から所望のチャンネル帯域信号を選択し第一中間周波数信号へ周波数変換する周波数変換部と、第二の利得制御信号により前記第一の中間周波数信号の利得調整する第二の利得制御部（以下、ＩＦＡＧＣ部と呼ぶ）を具備するチューナー部と、前記第二の利得制御部の出力信号を入力信号とし、アナログからデジタルへの変換の後、同期補足および復調しトランスポートストリーム形式のビットデータ系列信号を出力するデジタル復調部と、前記デジタル復調部から受信信号に対する電力、ビットエラーレートおよびＣ／Ｎ比を求める電力換算部、ＢＥＲ換算部およびＣ／Ｎ換算部と、前記電力換算部、ＢＥＲ換算部およびＣ／Ｎ換算部の情報をもとにＲＦＡＧＣ部とＩＦＡＧＣ部への出力信号を制御する利得制御信号発生部を具備し、更に前記デジタル復調部から伝送方式を判定する伝送方式判定部を具備し、第一の受信特性情報はビットエラーレートであり、受信特性変化に影響するパラメータはＲＦ／ＩＦＡＧＣ切り替えポイント設定値であり、第二の受信特性情報はＣ／Ｎ比情報であり、受信特性情報に対する閾値は伝送方式毎設定され、前記閾値は伝送情報の判定結果により決定されることを特徴とし、各チャンネルでの不要なＡＧＣ制御をなくし、チャンネルサーチ時間を短縮できるデジタル放送受信機を提供することができる。

本請求項４に記載のデジタル放送受信装置は、請求項１〜３に記載のデジタル放送受信装置において、受信環境に対して、受信特性変化に影響するパラメータを最適設定することで受信特性が正常復帰可能な第二の受信特性情報の値を、第二の受信特性情報に対する閾値とすることを特徴とし、各チャンネルでの不要なＡＧＣ制御をなくし、チャンネルサーチ時間を短縮できるデジタル放送受信機を提供することができる。

（実施の形態１）
以下に、本発明の請求項１、請求項２、および請求項４に記載された発明の実施形態について、図１、図３、図５を用いて説明する。

図１は本請求項のデジタル放送受信装置の構成図である。ＲＦ信号はチューナー１０２とデジタル復調部１１０を通して、ＴＳ信号へ戻される。チューナー部１０２はＲＦＡＧＣ部１０３と周波数変換部１０４とＩＦＡＧＣ部１０５から構成される。ＲＦＡＧＣ部１０３はＲＦＡＧＣ制御信号１３０により、入力されるＲＦ信号１０１の利得を制御し、周波数変換部１０４は周波数制御信号１３２により所望のチャンネル周波数帯域の信号をＩＦ周波数帯へ周波数変換し、ＩＦＡＧＣ部１０５はＩＦＡＧＣ制御信号１３１により入力されるＩＦ帯の信号の利得を調整する。またデジタル復調部１１０は、ＡＤ変換部１１３と直交検波部１１４と復調部１１５と誤り訂正部１１６から構成される。ＡＤ変換部１１３はアナログ信号を量子化して、直交変調されている信号からＩ軸信号とＱ軸信号とに分離する直交検波部１１４と信号レベルを検出する信号レベル検出部１２０へ接続される。直交検波部１１４は復調部へ接続され、デジタル変調された信号からビット系列のデジタルデータへ戻し、さらに誤り訂正部１１６で誤り訂正を行うことによりＴＳ信号を出力する。Ｃ／Ｎ比検出部１２１は復調部１１５のデータによりＣ／Ｎ比を検出し、誤り率検出部１２２は誤り訂正部１１６の信号を利用している。ＡＧＣディレイポイント１２３は信号レベル検出部１２０の信号と、Ｃ／Ｎ比検出部１２１の信号と、誤り訂正部１１６の信号により決定される。

チャンネル選局時のフローを、図３を用いて説明する。チャンネル選局ステップ（Ｓ１００）は物理チャンネル設定をチューナーへ周波数制御信号として送り、選局動作を開始する。次にＢＥＲ判定（Ｓ１０１）として、たとえば映像が正常に表示される２ｅ−４の値で判定する。ＢＥＲが２ｅ−４以下であれば良好な受信であるとして選局終了（Ｓ１０８）する。大きなレベルの隣接妨害などが存在する環境など、ＢＥＲが２ｅ−４より大きければ次のＣ／Ｎ比判定（Ｓ１０２）へ移る。Ｃ／Ｎ比の設定値は、伝送方式により異なるが送られてくる変調方式の所要Ｃ／Ｎ比の１／２程度が適当である。例えば変調方式の所要Ｃ／Ｎ比が２０ｄＢであるとこの設定値は１０ｄＢとすることができる。Ｃ／Ｎ比判定（Ｓ１０２）では設定値以下では受信不能であるとして選局終了（Ｓ１０８）し、設定値より大きければＡＧＣディレイポイント設定の制御ステートへ移る。ＡＧＣディレイポイント制御部１２３にてＡＧＣディレイポイント設定を小さい方向へ数ｄＢずつステップさせ、その都度ＢＥＲ判定（Ｓ１０６）を行い、２ｅ−４以下であれば選局終了（Ｓ１０８）し、２ｅ−４より大きければ、更にＡＧＣディレイポイント設定を変更（Ｓ１０４）する。そしてこのフローをＭ回（ここでは４回と設定）行い、受信性能の改善を図る。ここで、ＡＧＣディレイポイント設定の変更に関して、図を用いて説明する。図５はＡＧＣディレイポイントが異なる場合の、チューナー入力レベルとＲＦＡＧＣ減衰量およびＩＦＡＧＣ減衰量についての関係を示す。チューナー入力レベルが小さいときはＩＦＡＧＣにより減衰し、ある入力レベル（このレベルをＡＧＣディレイポイントと呼んでいる）以上ではＲＦＡＧＣによる減衰が始まる。選局開始時は低雑音重視の設定としてＡＧＣディレイポイントを設定しているが、ＡＧＣディレイポイント設定の変更（Ｓ１０４）では、図では左の方向へずらしていくことにより、高隣接妨害重視の設定にする。このようにＡＧＣディレイポイントを小さくする程、ＲＦＡＧＣアンプの利得を下げ、飽和による歪特性を発生させない方向に働くため、低雑音重視の設定から高隣接妨害重視の設定に移行する。

具体的な受信環境を想定して図３の動作を説明する。図６は測定に用いるチューナーの性能を示すものであって、チューナーへの入力信号についての、ＡＧＣディレイポイントに対する、受信可能な所要Ｃ／Ｎ比と受信可能な隣接妨害比（即ち、希望波レベル／隣接妨害波レベル）を示すものである。ＡＧＣディレイポイントのデフォルト値は−６０ｄＢｍで、この場合の低雑音特性を示す受信可能な所要Ｃ／Ｎ比は２０ｄＢ以上である。一方、受信可能な隣接妨害比は−４０ｄＢ以上であり、これより小さい場合は歪特性に対して悪い特性となる。ＡＧＣディレイポイントを低くする（即ち、図６において下欄に移る。）と
低雑音特性が劣化するが（即ち、図６において受信可能な所要Ｃ／Ｎ比が大きくなる。）、歪特性は良化する（即ち、図６において受信可能な隣接妨害比が小さくなる。）傾向を示す。図７は、ＡＧＣディレイポイントをデフォルト値（−６０ｄＢｍ）に固定した状態で予め既知の種々の隣接妨害比を有するチューナーへの入力信号を与えた場合のＣ／Ｎ比検出部１２１におけるＣ／Ｎ比の実測値を示す。図７を用いることにより受信機においてＡＧＣディレイポイントをデフォルト値（−６０ｄＢｍ）に固定した状態で、直接測定することができない隣接妨害比に代えてＣ／Ｎ比の実測値を測定することにより、入力信号の隣接妨害比を等価的に測定することができる。図３のＣ／Ｎ比判定（Ｓ１０２）の設定値は、図７に基いて決定する。即ち、測定に用いる受信機では、受信可能な隣接妨害比の下限は図６によればＡＧＣディレイポイントを−８０ｄＢｍに設定した場合の−４８ｄＢである。図７によれば、この受信可能な隣接妨害比の下限（−４８ｄＢ）におけるＡＧＣディレイポイントがデフォルト値（−６０ｄＢｍ）の場合のＣ／Ｎ比の実測値は１２ｄＢである。そこで、Ｃ／Ｎ比判定（Ｓ１０２）の設定値としてこの１２ｄＢを採用する。このように設定すると、例えば受信環境の入力信号の隣接妨害比が−４６ｄＢの場合には、ＡＧＣディレイポイントがデフォルト値（−６０ｄＢｍ）の場合のＣ／Ｎ比の実測値が１４ｄＢであり、受信可能な隣接妨害比の下限に相当するＣ／Ｎ比判定（Ｓ１０２）の設定値１２ｄＢより大きい。即ち、ＡＧＣディレイポイント設定を小さい方向に変更させることにより性能改善できることがわかる。そこで、図３においてＳ１０２→Ｓ１０３に移動する。次に、ＡＧＣディレイポイント設定の変更（Ｓ１０４）が行われ、この制御により性能改善が達成できる。一方、隣接妨害比が受信可能な隣接妨害比の下限（−４８ｄＢ）より小さい−５０ｄＢの受信環境においては、ＡＧＣディレイポイントをデフォルト値（−６０ｄＢｍ）に固定した状態でＣ／Ｎ比の実測値が１０ｄＢとなりＣ／Ｎ比判定（Ｓ１０２）での設定値（１２ｄＢ）より小さい。この場合はＡＧＣディレイポイントを変更しても性能改善できないと分かっているため、ＡＧＣディレイポイント変更の制御を行うことなく選局終了（Ｓ１０８）する。

なお、Ｃ／Ｎ比の設定値は、伝送方式により異なり、送られてくる変調方式の所要Ｃ／Ｎ比の１／２程度が適当であるとしたが、これはあくまでも参考値であり最大の効果をだすには実機検証により値を選定することが望ましい。

なお、上記は１チャンネルの選局について取り上げているが、多数のチャンネルを連続に選局しながら各チャンネルの受信状況をチェックするチャンネルサーチ動作にも適応でき、選局の結果選択された設定値は内部メモリーに記憶することにより、次回の選局に使用することも可能である。

なお、上記は隣接妨害に対応する場合の、ＡＧＣディレイポイント値の変更による最適設定値を決定することを中心とした説明としたが、他の受信環境による性能劣化に対して変更することにより性能改善が見込めるパラメータにも適応することが可能である。例えば、ＯＦＤＭ方式を利用した地上デジタル放送の場合では、長い遅延波が存在する環境において、ＦＦＴ窓位置に関連するパラメータを最適化することにより性能改善が図れ、上記請求項の適応が可能である。

なお、上記ＡＧＣディレイポイントの変更と前記ＦＦＴ窓位置の変更など複数の調整項目がある場合にも適応可能である。

（実施の形態２）
以下に、本発明の請求項１、請求項３、および請求項４に記載された発明の実施形態について、図２、図４、図６を用いて説明する。

図２は本請求項のデジタル放送受信装置の構成図である。図１に対して、ＴＭＣＣ検出部１２４が追加されたのみであるので、詳細説明は省略する。ＴＭＣＣとは放送信号の変調情報などが多重された情報信号で、たとえば国内地上デジタル放送で採用されているＩＳＤＢ−Ｔ方式では、変調方式とその符号化レートなどである。

選局時のフローが図４に示しているが、図３をベースにしたフローで、変調パラメータ判定Ｓ１１０とＣ／Ｎ比閾値設定Ｓ１１１が追加されているだけである。Ｃ／Ｎ比閾値設定Ｓ１１１は前ステップの変調パラメータにより決定され、例えば図８のようなテーブルを事前に作成しておく必要がある。

また、各変調方式に対するＣ／Ｎ比の設定値は、送られてくる変調方式の所要Ｃ／Ｎ比の１／２程度が適当であるとしたが、これはあくまでも参考値であり最大の効果をだすには実機検証により値を選定することが望ましい。

本発明のデジタル放送受信装置は、チャンネル選局時、受信環境に対して、受信特性変化に影響するパラメータを最適設定されるように制御し、一方でその制御の発動を別の受信特性情報に対する閾値により判定することで、各チャンネルでの不要なＡＧＣ制御をなくし、チャンネルサーチ時間を短縮でき、デジタル放送受信機の選局やチャンネルサーチなどとして有用である。

本発明の実施の形態１における構成図 本発明の実施形態２における構成図 本発明の実施形態１におけるデジタル受信装置の制御フローチャート 本発明の実施形態２におけるデジタル受信装置の制御フローチャート ＡＧＣディレイポイントの説明図 本発明の実施形態１における受信特性の一例を示す図 本発明の実施形態１における受信特性の一例を示す図 変調パラメータに対する閾値の参考図 従来技術の一例を示す構成図

符号の説明

１０１ ＲＦ信号
１０２ チューナー部
１０３ ＲＦＡＧＣ部
１０４ 周波数変換部
１０５ ＩＦＡＧＣ部
１１０ デジタル復調部
１１２ ＴＳ信号
１１３ ＡＤ変換部
１１４ 直交検波部
１１５ 復調部
１１６ 誤り訂正部
１２０ 信号レベル検出部
１２１ Ｃ／Ｎ検出部
１２２ 誤り率検出部
１２３ ＡＧＣディレイポイント
１２４ ＴＭＣＣ検出部
１３０ ＲＦＡＧＣ制御信号
１３１ ＩＦＡＧＣ制御信号
１３２ 周波数制御信号

Claims (2)

1. 後述するＲＦＡＧＣ制御信号によりデジタル放送波のＲＦ信号の利得を調整するＲＦＡＧＣ部と、
   前記ＲＦＡＧＣ部の出力である利得制御されたＲＦ信号から所望のチャンネル帯域信号を選択しＩＦ信号へ周波数変換する周波数変換部と、
   後述するＩＦＡＧＣ制御信号により前記ＩＦ信号の利得調整するＩＦＡＧＣ部を具備するチューナー部と、
   前記ＩＦＡＧＣ部の出力信号をＡＤ変換するＡＤ変換部と、
   前記ＡＤ変換部の出力に基いて受信信号の電力を検出する信号レベル検出部と、
   前記ＡＤ変換部の出力に基いて受信信号のＣ／Ｎ比を検出するＣ／Ｎ比検出部と、
   前記ＡＤ変換部の出力に基いて受信信号のビットエラーレートを検出する誤り率検出部と、
   前記誤り率検出部の出力であるビットエラーレートが第１の所定値より大きく前記Ｃ／Ｎ比検出部の出力であるＣ／Ｎ比が第２の所定値より大きい場合は前記ビットエラーレートが第１の所定値以下になるまでＡＧＣディレイポイント設定を小さい方向に変更し、前記ビットエラーレートが前記第１の所定値以下または前記Ｃ／Ｎ比が前記第２の所定値以下の場合はＡＧＣディレイポイント設定を変更しないＲＦＡＧＣ制御信号およびＩＦＡＧＣ制御信号を出力するＡＧＣディレイポイント制御部と、
   を有するデジタル放送受信装置。
2. 前記ＡＤ変換部の出力に基いて伝送方式を判定する伝送方式判定部を更に有し、
   ＡＧＣディレイポイント制御部は前記誤り率検出部の出力であるビットエラーレートが第１の所定値より大きく前記Ｃ／Ｎ比検出部の出力であるＣ／Ｎ比が前記伝送方式判定部の出力に基いて決定される第２の所定値より大きい場合は前記ビットエラーレートが第１の所定値以下になるまでＡＧＣディレイポイント設定を小さい方向に変更し、前記ビットエラーレートが前記第１の所定値以下または前記Ｃ／Ｎ比が前記第２の所定値以下の場合はＡＧＣディレイポイント設定を変更しないＲＦＡＧＣ制御信号およびＩＦＡＧＣ制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のデジタル放送受信装置。

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