JP4518896B2 - 受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、受信装置に関する。

近年、映像信号や音声信号を送信するシステムにおいて、直交周波数分割多重方式（Or
thogonal Frequency Division Multiplexing方式、以下「ＯＦＤＭ方式」と表す）が用い
られている。例えば、ＯＦＤＭ方式は、地上波デジタルテレビジョン放送等に利用されて
いる（例えば、特許文献１参照）。ＯＦＤＭ方式では、多数のサブキャリアを用いてデー
タを送信する。

日本の地上波デジタル放送では、帯域を複数のセグメントに分割し、デジタル放送信号
を送信する形式が採用されている。具体的には、６ＭＨｚの帯域が１３セグメントに分割
される。中央の１セグメントは、１セグメントだけでデジタル放送信号の送信が可能とな
っており、これにより、１セグメント放送（部分受信放送）ができる。１セグメント放送
は、移動端末向けの放送としての利用が検討されている。
特開２０００―１６５３４３号公報

しかしながら、ＯＦＤＭ方式により送信される、１セグメント放送のデジタル放送信号を、自動車に搭載された受信装置や携帯電話等が移動しながら受信する場合に、以下に示す課題があった。

移動しながらの受信の場合、受信装置はフェージング環境で受信しなければならない場
合がある。フェージング環境では、受信信号の振幅が刻々と変化する。この変化に応じて
受信信号の振幅を制御する必要があるが、高速な変化には追従できないため、実際には、
受信信号の振幅の平均値を用いて制御することが多い。

そのため、受信信号の振幅が大きく変化してしまうと、アナログ／デジタル変換器（Ａ
ＤＣ）への入力信号の信号レベルがアナログ／デジタル変換器への入力可能範囲を超えて
しまうクリッピングが発生する。入力可能範囲を超えた部分は全て入力可能範囲内の値に
置換されてしまうため、ノイズが発生してしまう。

ＯＦＤＭ方式により変調され、送信された信号は、その信号振幅が大きく変化することがある。そのため、受信装置においては、クリッピングが発生しやすく、等価的にＣ／Ｎ比（Carrier to Noise Ratio：キャリア対ノイズの比）が劣化しまうおそれがある。

そこで、本発明は、クリッピングの発生頻度を抑えることが可能な受信装置を提供する
ことを目的とする。

本発明に係る受信装置は、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル
変換器と、受信信号のクリッピングの発生状況を検出するクリッピング検出部と、クリッ
ピング検出部により検出されたクリッピングの発生状況に基づいて、アナログ／デジタル
変換器への入力信号の振幅を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

このような受信装置によれば、クリッピングの発生状況に応じて、アナログ／デジタル
変換器への入力信号の振幅を、クリッピングの発生頻度が低くなるように制御できる。よ
って、受信装置は、クリッピングの発生頻度を抑えることができる。

受信装置は、受信信号を増幅する増幅器を備え、制御部は、増幅器に対する増幅制御信
号を生成し、入力信号の振幅を制御することが好ましい。これによれば、受信装置は、ク
リッピングの発生状況によって増幅器に対する制御を変化させ、クリッピングの発生頻度
が低下するように制御できる。

例えば、制御部は、増幅制御信号を受信信号の受信電力とリファレンス電圧とを用いて
生成し、リファレンス電圧をクリッピングの発生状況に基づいて変化させることができる
。これによれば、受信装置は、リファレンス電圧をクリッピングの発生状況に応じて変化
させることにより、クリッピングの発生頻度が低下するように制御するための増幅制御信
号を容易に生成できる。

又、クリッピング検出部は、受信信号の信号レベルと信号レベルの規定値との比較、信
号レベルの規定値を用いた受信信号のフィルタリング、受信信号の受信電力と受信電力の
規定値との比較、又は、受信電力の規定値を用いた受信信号のフィルタリングの少なくと
も１つにより、クリッピングの発生状況を検出することができる。又、アナログ／デジタ
ル変換器への入力信号には、例えば、地上波デジタル放送によるデジタル放送信号等があ
る。

また、受信装置は、直交周波数分割多重変調方式により変調された信号を受信するものであってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、クリッピングの発生頻度を抑えることが可能な
受信装置を提供することができる。特に、本発明は、直交周波数分割多重変調信号により送信された信号を受信する受信装置に適用して好適である。

図１に受信装置１の構成を示す。受信装置１は、ＯＦＤＭ方式に従う処理を行う。ＯＦ
ＤＭ方式は、映像信号や音声信号を高品質に伝送することができ、周波数利用効率の向上
を図ることができる。ＯＦＤＭ方式は、地上波デジタルテレビジョン放送等に用いられて
いる。以下、デジタル放送信号の送受信を例にとって説明する。

ＯＦＤＭ方式に従う送信装置は、１チャンネルの帯域で多数のサブキャリアを用いてデ
ータを送信する。送信装置は、まず、アナログ信号をデジタル信号に変換し、ＭＰＥＧ（
Moving Picture Experts Group）方式に従ってデータ圧縮を行う。送信装置は、伝送路に
おける電波の反射、ノイズ、フェージング等に起因して発生する誤りを分散させるために
、即ち、誤り耐性を向上させるために、圧縮されたデータに対してバイトインタリーブ、
ビットインタリーブ等を施す。又、送信装置は、データに対して、畳み込み符号化やＲＳ
（Reed Solomon：リードソロモン）符号化を施す。そして、送信装置は、ＱＰＳＫ（Qua
drature Phase Shift Keying）方式、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）
方式等の変調方式を用いてデジタル信号を変調する。

送信装置は、伝送路における電波の反射、ノイズ、フェージング等に起因して発生する
誤りを分散させるために、即ち、誤り耐性を向上させるために、変調後のデジタル信号に
対して時間インタリーブや周波数インタリーブ等を施す。周波数インタリーブは、特定周
波数信号の欠落を補うために行う。そして、送信装置は、デジタル信号を逆高速フーリエ
変換（Inverse Fast Fourier Transform、以下「ＩＦＦＴ」表す）し、直交変調を行
う。最後に、送信装置は、変調後のデジタル信号をアナログ信号に変換し、周波数をＲＦ
（Radio Frequency）に変換し、デジタル放送信号として、受信装置１に送信する。

受信装置１は、このようなＯＦＤＭ方式に従って送信されたデジタル放送信号等を受信
する。受信装置１は、１セグメント放送によるデジタル放送信号を受信する。尚、受信装
置１は、全セグメントのデジタル放送信号を受信する場合には、受信する帯域が１３セグ
メント分になり、処理するデジタル放送信号が１３セグメント分になるだけで、ほぼ同様
に受信ができる。

受信装置１は、ＲＦ信号からベースバンド信号に、ＩＦ（Intermediate Frequency）
信号を介さずに、直接、周波数変換するダイレクトコンバージョン方式によって、周波数
変換を行う。受信装置１は、図１に示すように、周波数変換器１００と、復調器２００と
、デコーダ３００と、映像／音声出力部４００と、アンテナ５００と、バンドパスフィル
タ（Band Pass Filter：ＢＰＦ）６００とを備える。

アンテナ５００は、送信装置からのデジタル放送信号としてＲＦ信号を受信する。アン
テナ５００は、受信したＲＦ信号をバンドパスフィルタ６００に入力する。

バンドパスフィルタ６００は、アンテナ５００から入力されるＲＦ信号のうち、地上波
デジタル放送帯域の信号のみを通過させ、地上波デジタル放送帯域以外の妨害信号を除去
する。地上波デジタル放送帯域は、地上波デジタル放送に用いられるＵＨＦ帯域である。
バンドパスフィルタ６００は、除去後のＲＦ信号を周波数変換器１００に入力する。

周波数変換器１００は、ダイレクトコンバージョン方式により、ＲＦ信号をベースバン
ド信号に変換する。周波数変換器１００は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１０１と、
複数のＧＣＡ（Gain Control Amplifier）１０２，１０４と、電力検出部１０３と、複数
のミキサ１０５，１０６と、９０度位相器１０７と、局部信号発振器１０８と、複数のＬ
ＰＦ（Low Pass Filter）１０９，１１０と、複数の増幅器１１１，１１２とを備える
。

ＬＮＡ１０１は、バンドパスフィルタ６００から入力されたＲＦ信号を増幅する。ＬＮ
Ａ１０１は、受信装置１の初期段階に設けられ、希望信号と非希望信号を含むＲＦ信号を
増幅する。ＬＮＡ１０１は、雑音指数（ＮＦ：Noise Figure）が低い低雑音増幅器である
。ＬＮＡ１０１は、受信信号のＣ／Ｎ比を決定付ける重要な増幅器である。雑音指数が高
いと、ＲＦ信号の受信電力が小さい（電界強度が低い）場合に、十分なＣ／Ｎ比が得られ
ず、必要な希望信号を得ることができない。ＬＮＡ１０１は、増幅後のＲＦ信号をＧＣＡ
１０２に入力する。

ＧＣＡ１０２は、受信信号であるＲＦ信号を増幅するゲイン制御信号増幅器である。Ｇ
ＣＡ１０２は、ＬＮＡ１０１から入力されたＲＦ信号を、ＲＦ信号の受信電力が一定の電
力となるように増幅する。ＧＣＡ１０２は、電力検出部１０３から入力される、ＧＣＡ１
０２の増幅を制御する増幅制御信号に従って増幅を行う。ＧＣＡ１０２は、増幅後のＲＦ
信号をＧＣＡ１０４に入力する。以下、ゲイン制御信号増幅器に対する増幅制御信号を特
に「ゲイン制御信号」という。

電力検出部１０３は、ＧＣＡ１０２から出力されるＲＦ信号の受信電力を検出する。電
力検出部１０３は、検出したＲＦ信号の受信電力と、ミキサ１０５，１０６の歪み特性や
ＧＣＡ１０２の雑音指数（ＮＦ）に基づいて、ＧＣＡ１０２の増幅を制御するゲイン制御
信号を生成し、ＧＣＡ１０２に入力する。

ＧＣＡ１０４は、ＧＣＡ１０２から入力されたＲＦ信号を増幅する。ＧＣＡ１０４は、
ＲＦ信号に含まれる希望信号が一定の電力となるように増幅するゲイン制御信号増幅器で
ある。ＧＣＡ１０４は、復調器２００から入力される、ＧＣＡ１０４の増幅を制御するゲ
イン制御信号に従って増幅を行う。ＧＣＡ１０４は、増幅後のＲＦ信号をミキサ１０５，
１０６に入力する。

局部信号発振器１０８は、局部発振信号を生成し、ミキサ１０５，１０６に入力する。
局部信号発振器１０８は、チャンネルの選局に応じた局部発振信号を生成する。局部信号
発振器１０８は、選局したチャンネルの希望周波数中心が直流になるような局部発振信号
を生成する。局部信号発振器１０８は、１つのミキサ１０５には直接、局部発振信号を入
力し、他方のミキサ１０６には、９０度位相器１０７を介して局部発振信号を入力する。
９０度位相器１０７は、局部信号発振器１０８からの局部発振信号の位相を９０度回転さ
せて、ミキサ１０６に入力する。

ミキサ１０５，１０６は、ＲＦ信号をベースバンド信号に変換する。ミキサ１０５は、
局部信号発振器１０８から入力された局部発振信号を用いて、ＲＦ信号の周波数（ＲＦ）
をベースバンド信号の周波数に変換（ダウンコンバート）する。ミキサ１０６は、９０度
位相器１０７により位相が回転された局部発振信号を用いて、ＲＦ信号の周波数（ＲＦ）
をベースバンド信号の周波数に変換（ダウンコンバート）する。これにより、ベースバン
ド信号のＩ軸成分（実軸成分）とＱ軸成分（虚軸成分）を得ることができる。ミキサ１０
５，１０６は、変換後のベースバンド信号をＬＰＦ１０９，１１０にそれぞれ入力する。

ＬＰＦ１０９，１１０は、ミキサ１０５，１０６から入力されるベースバンド信号のう
ち、希望信号だけを通過させ、非希望信号を除去する。ＬＰＦ１０９，１１０は、非希望
信号除去後の希望信号を、増幅器１１１，１１２に入力する。

増幅器１１１，１１２は、ＬＰＦ１０９，１１０から入力されたベースバンド周波数の
希望信号を増幅する。増幅器１１１，１１２は、増幅後の希望信号を復調器２００に入力
する。

復調器２００は、希望信号を復調する。復調器２００は、複数のアナログ／デジタル変
換器２０１，２０２と、制御部２０３と、ＦＦＴ処理部２０４と、周波数デインタリーブ
処理部２０５と、時間デインタリーブ処理部２０６と、デマッピング処理部２０７と、ビ
ットデインタリーブ処理部２０８と、ビタビ復号部２０９と、バイトデインタリーブ処理
部２１０と、ＲＳ（リードソロモン）復号部２１１と、クリッピング検出部２１５とを備
える。

アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）２０１，２０２は、周波数変換器１００からの入
力信号をデジタル信号に変換する。具体的には、アナログ／デジタル変換器２０１，２０
２は、アナログ信号である希望信号をデジタル信号に変換する。アナログ／デジタル変換
器２０１，２０２は、変換後のデジタル信号をＦＦＴ処理部２０４に入力する。

ＦＦＴ処理部２０４は、デジタル信号となった希望信号を高速フーリエ変換（Fast Fo
urier Transform、以下「ＦＦＴ」と表す）する。ＦＦＴにより、時間軸に沿った希望信
号が周波数軸に沿った希望信号に変換される。ＦＦＴ処理部２０４は、ＦＦＴ後の周波数
軸の希望信号を周波数デインタリーブ処理部２０５に入力する。

周波数デインタリーブ処理部２０５は、入力された希望信号に対して、周波数デインタ
リーブを施す。周波数デインタリーブは、周波数軸方向に並び替えられた信号を元の状態
に並び替えて戻す処理である。周波数デインタリーブ処理部２０５は、周波数デインタリ
ーブ後の希望信号を時間デインタリーブ処理部２０６に入力する。

時間デインタリーブ処理部２０６は、入力された希望信号に対して、時間デインタリー
ブを施す。時間デインタリーブは、時間軸方向に並び替えられた信号を元の状態に並び替
えて戻す処理である。時間デインタリーブ処理部２０６は、時間デインタリーブ後の希望
信号をデマッピング処理部２０７に入力する。

デマッピング処理部２０７は、入力された希望信号を変調方式に応じてデータ変換する
。デマッピング処理部２０７は、例えば、ＱＰＳＫ方式で復調されたＩ軸信号、Ｑ軸信号
を２ビットのデータに変換する。又、デマッピング処理部２０７は、１６ＱＡＭ方式で復
調されたＩ軸信号、Ｑ軸信号を４ビットのデータに変換する。デマッピング処理部２０７
は、変換後のデータをビットデインタリーブ処理部２０８に入力する。

ビットデインタリーブ処理部２０８は、入力されたデータに対して、ビット単位で並び
替えられたデータを元の状態に並び替えて戻すビットデインタリーブを施す。ビットデイ
ンタリーブ処理部２０８は、ビットデインタリーブ後のデータをビタビ復号部２０９に入
力する。

ビタビ復号部２０９は、送信装置により畳み込み符号化されたデータを、畳み込み符号
を用いて誤り訂正復号する。ビタビ復号部２０９は、誤り訂正復号後のデータをバイトデ
インタリーブ処理部２１０に入力する。

バイトデインタリーブ処理部２１０は、入力されたデータに対して、バイト単位で並び
替えられたデータを元の状態に並び替えて戻すバイトデインタリーブを施す。バイトデイ
ンタリーブ処理部２１０は、バイトデインタリーブ後のデータをＲＳ復号部２１１に入力
する。

ＲＳ復号部２１１は、送信装置によりＲＳ符号化されたデータを、ＲＳ符号を用いてバ
イト誤り訂正復号する。ＲＳ復号部２１１は、誤り訂正復号後のデータをデコーダ３００
に入力する。

クリッピング検出部２１５は、受信信号のクリッピングの発生状況を検出する。図２に
受信信号の波形を示す。図２において、縦軸は信号レベルであり、横軸は時間である。又
、クリッピングレベルは、アナログ／デジタル変換器２０１，２０２への入力可能範囲（
信号レベルの最大値と最小値）を示す。入力可能範囲を超えた部分（信号レベルの最大値
を超えた部分と、信号レベルの最小値未満の部分）は全て入力可能範囲内の値に置換され
てしまう。図２（ａ）は、通常環境における波形を示し、図２（ｂ）は、フェージング環
境における波形を示す。

図２（ａ）に示すように、通常環境では、受信信号の信号レベルは、クリッピングレベ
ルの最大値以下であり、かつ、最小値以上であり、クリッピングが発生していない。一方
、図２（ｂ）に示すように、フェージング環境では、受信信号の信号レベルがクリッピン
グレベルの最大値を超え、最小値未満となっており、クリッピングが発生してしまう。

クリッピング検出部２１５は、このようなクリッピングの発生状況を、例えば、受信信
号の信号レベルと信号レベルの規定値との比較により検出できる。クリッピング検出部２
１５は、アナログ／デジタル変換器２０１，２０２から出力される、受信した希望信号の
Ｉ軸成分（実軸成分）とＱ軸成分（虚軸成分）を検出する。このように、クリッピング検
出部２１５は、アナログ／デジタル変換器２０１，２０２による変換後、ＦＦＴ前の受信
信号を用いてクリッピングの発生状況を検出することが好ましい。

クリッピング検出部２１５は、信号レベルの規定値（最大値と最小値）を予め設定して
おく。クリッピング検出部２１５は、例えば、信号レベルの規定値を、クリッピングレベ
ルの最大値と最小値や、クリッピングレベルの最大値よりも低い値と、最小値よりも高い
値等に設定できる。

クリッピング検出部２１５は、規定値として、クリッピングレベルの最大値よりも低い
値や、最小値よりも高い値を用いることにより、クリッピング発生の可能性が高い状況に
なった場合等、クリッピングの発生を予測できるため、事前にクリッピングの発生を抑制
できる。

クリッピング検出部２１５は、Ｉ軸成分、Ｑ軸成分の信号レベルと、信号レベルの規定
値とをそれぞれ比較する。クリッピング検出部２１５は、Ｉ軸成分、Ｑ軸成分の信号レベ
ルが、規定値の最大値を越えた回数と規定値の最小値未満となった回数を、一定期間カウ
ントする。一定期間カウントした回数がクリッピングの発生状況を示す。この場合、回数
が多いほどクリッピング発生量が多く、回数が少ないほどクリッピング発生量が少なく、
０回の場合にはクリッピングが発生していないことを示す。

又、クリッピング検出部２１５は、Ｉ軸成分、Ｑ軸成分の信号レベルが、規定値の最大
値以下の回数と規定値の最小値以上の回数を、一定期間カウントしてもよい。この場合、
回数が少ないほどクリッピング発生量が多く、回数が多いほどクリッピング発生量が少な
いことを示す。

クリッピング検出部２１５は、例えば、信号レベルが、８ビットで、最大値がＦＦ（he
x）、最小値が００（hex）の場合に、信号レベルの規定値の最大値をＦＦ（hex）、信号
レベルの規定値の最小値を００（hex）に設定できる。あるいは、クリッピング検出部２
１５は、信号レベルの規定値の最大値を（ＦＦ−α）（hex）、信号レベルの規定値の最
小値を（００＋α）（hex）に設定できる。尚、ＦＦ（hex）、００（hex）、α（hex）は
１６進数である。

又、クリッピング検出部２１５は、信号レベルの規定値を用いた受信信号のフィルタリ
ングにより、クリッピングの発生を検出することもできる。この場合、クリッピング検出
部２１５は、Ｉ軸成分、Ｑ軸成分の信号を、信号レベルの規定値のフィルタによりフィル
タリングし、Ｉ軸成分、Ｑ軸成分の信号レベルが、規定値の最大値を越えるもの、規定値
の最小値未満のものだけ通過させる。この場合、フィルタ出力（フィルタリングにより通
過した量）が大きいほどクリッピング発生量が多く、フィルタ出力が小さいほどクリッピ
ング発生量が少なく、フィルタ出力が０の場合にはクリッピングが発生していないことを
示す。

あるいは、クリッピング検出部２１５は、Ｉ軸成分、Ｑ軸成分の信号を、信号レベルの
規定値のフィルタによりフィルタリングし、Ｉ軸成分、Ｑ軸成分の信号レベルが、規定値
の最大値以下、規定値の最小値以上ものだけを通過させる。この場合、フィルタ出力（フ
ィルタリングにより通過した量）が小さいほどクリッピング発生量が多く、フィルタ出力
が大きいほどクリッピング発生量が少ないことを示す。

更に、クリッピング検出部２１５は、受信信号の信号レベルに代えて、受信信号の受信
電力と受信電力の規定値との比較、又は、受信電力の規定値を用いた受信信号のフィルタ
リングにより、クリッピングを検出してもよい。この場合、クリッピング検出部２１５は
、受信電力の規定値（最大値）を予め設定しておく。

クリッピング検出部２１５は、検出した希望信号のＩ軸成分（実軸成分）とＱ軸成分（
虚軸成分）をそれぞれ二乗し、二乗した値を加算して受信電力を求める。クリッピング検
出部２１５は、求めた受信電力と受信電力の規定値とを比較し、受信電力が規定値を越え
る回数を、一定期間カウントする。一定期間カウントした回数がクリッピングの発生状況
を示す。この場合、回数が多いほどクリッピング発生量が多く、回数が少ないほどクリッ
ピング発生量が少なく、０回の場合にはクリッピングが発生していないことを示す。又、
クリッピング検出部２１５は、求めた受信電力が規定値以下の回数を、一定期間カウント
してもよい。この場合、回数が少ないほどクリッピング発生量が多く、回数が多いほどク
リッピング発生量が少ないことを示す。

又、クリッピング検出部２１５は、受信信号を受信電力の規定値のフィルタによりフィ
ルタリングし、受信電力が規定値を越えるものだけ通過させる。この場合、フィルタ出力
（フィルタリングにより通過した量）が大きいほどクリッピング発生量が多く、フィルタ
出力が小さいほどクリッピング発生量が少なく、フィルタ出力が０の場合にはクリッピン
グが発生していないことを示す。あるいは、クリッピング検出部２１５は、受信信号を受
信電力の規定値のフィルタによりフィルタリングし、受信電力が規定値以下のものだけを
通過させる。この場合、フィルタ出力（フィルタリングにより通過した量）が小さいほど
クリッピング発生量が多く、フィルタ出力が大きいほどクリッピング発生量が少ないこと
を示す。

以上説明したように、クリッピング検出部２１５は、受信信号の信号レベルや受信電力
と、信号レベルや受信電力の規定値との比較によるカウントの回数で、クリッピングの発
生状況を示すことができる。又、クリッピング検出部２１５は、信号レベルや受信電力の
規定値を用いた受信信号のフィルタリングによるフィルタ出力で、クリッピングの発生状
況を示すこともできる。

クリッピング検出部２１５は、検出したクリッピングの発生状況に応じた値を、制御部
２０３に入力する。クリッピング検出部２１５は、信号レベルが規定値の最大値を越える
回数と規定値の最小値未満の回数をカウントした場合、受信電力が規定値の最大値を越え
る回数をカウントした場合、受信信号を信号レベルの規定値のフィルタによりフィルタリ
ングし、規定値の最大値を越えるものと、規定値の最小値未満のものだけ通過させた場合
、受信信号を受信電力の規定値のフィルタによりフィルタリングし、規定値の最大値を越
えるものだけ通過させた場合には、回数やフィルタ出力に１を越える倍率を乗算した値を
、制御部２０３に入力する。

クリッピング検出部２１５は、信号レベルが規定値の最大値以下の回数と規定値の最小
値以上の回数をカウントした場合、受信電力が規定値の最大値以下の回数をカウントした
場合、受信信号を信号レベルの規定値のフィルタによりフィルタリングし、規定値の最大
値以下、規定値の最小値以上のものだけ通過させた場合、受信信号を受信電力の規定値の
フィルタによりフィルタリングし、規定値の最大値以下のものだけ通過させた場合には、
回数の逆数やフィルタ出力の逆数に１を越える倍率を乗算した値や、回数やフィルタ出力
に１未満の倍率を乗算した値を、制御部２０３に入力する。尚、倍率は、リファレンス電
圧や、ループゲイン等に基づいて設定できる。

尚、クリッピング検出部２１５は、カウントの回数の規定値や、フィルタ出力の規定値
を定めておき、カウントした回数が回数の規定値を越えるか否かや、フィルタ出力がフィ
ルタ出力の規定値を超えるか否かを判定し、クリッピングが、制御部２０３による制御が
必要なほど発生しているか否かを判定するようにしてもよい。この場合、クリッピング検
出部２１５は、制御部２０３による制御が必要でないと判定している間は、０を制御部２
０３に入力する。

制御部２０３は、クリッピング検出部２１５により検出されたクリッピングの発生状況
に基づいて、アナログ／デジタル変換器２０１，２０２への入力信号の振幅を制御する。
制御部２０３は、リファレンス電圧生成部２１３と、電力検出部２１２と、減算器２１６
と、差動増幅器２１４とを備える。

電力検出部２１２は、アナログ／デジタル変換器２０１，２０２から出力されるデジタ
ル信号の受信電力を検出する。電力検出部２１２は、アナログ／デジタル変換器２０１，
２０２それぞれから出力されるＩ軸成分（実軸成分）とＱ軸成分（虚軸成分）を検出し、
それぞれ二乗する。電力検出部２１２は、二乗した値を加算して受信電力を求める。電力
検出部２１２は、求めた受信電力を差動増幅器２１４に入力する。

リファレンス電圧生成部２１３は、差動増幅器２１４に入力するリファレンス電圧を生
成する。リファレンス電圧生成部２１３は、生成したリファレンス電圧を減算器２１６を
介して差動増幅器２１４に入力する。リファレンス電圧生成部２１３は、例えば、ミキサ
１０５，１０６の歪み特性やＧＣＡ１０４の雑音指数（ＮＦ）に基づいて、リファレンス
電圧を生成できる。

減算器２１６は、リファレンス電圧生成部２１３から入力されるリファレンス電圧から
、クリッピング検出部２１５から入力されるクリッピングの発生状況に応じた値を減算す
る。減算器２１６は、減算により得た新たなリファレンス電圧を差動増幅器２１４に入力
する。

差動増幅器２１４は、電力検出部２１２から入力される受信電力と、減算器２１６によ
り調整されて入力されるリファレンス電圧とを比較する。差動増幅器２１４は、比較結果
に応じて、ＧＣＡ１０４を制御するゲイン制御信号を生成する。差動増幅器２１４は、受
信電力とリファレンス電圧が等しくなるようにＧＣＡ１０４を制御するゲイン制御信号を
生成する。そのため、差動増幅器２１４は、電力検出部２１２から入力される受信電力と
リファレンス電圧が等しい場合には、現在のＧＣＡ１０４による増幅を適切と判断し、維
持するようなゲイン制御信号を生成する。

クリッピングが発生していない場合や、制御部２０３による制御が必要な発生状況では
ないと判断された場合には、クリッピング検出部２１５から減算器２１６に入力される値
は０となる。そのため、リファレンス電圧生成部２１３が生成したリファレンス電圧は減
算器２１６により調整されない。よって、差動増幅器２１４は、受信電力とリファレンス
電圧生成部２１３が生成したリファレンス電圧が等しくなるように制御するゲイン制御信
号を生成する。

一方、クリッピングの発生頻度が多い場合や、制御部２０３による制御が必要な発生状
況であると判断された場合には、クリッピング検出部２１５から減算器２１６には、発生
状況に応じた、０ではない値が入力される。そのため、リファレンス電圧生成部２１３が
生成したリファレンス電圧は、減算器２１６において、クリッピングの発生状況に応じた
分だけ低減される。そして、差動増幅器２１４は、受信電力と減算器２１６により調整さ
れたリファレンス電圧が等しくなるように、ＧＣＡ１０４を制御するゲイン制御信号を生
成する。即ち、差動増幅器２１４は、ＧＣＡ１０４による増幅を低減させるようなゲイン
制御信号を生成する。

ＧＣＡ１０４は、ゲイン制御信号に従ってＲＦ信号を増幅する。その結果、ＧＣＡ１０
４が出力する受信信号の振幅は小さくなる。即ち、アナログ／デジタル変換器２０１，２
０２への入力信号の振幅が小さくなる。その結果、クリッピングの発生頻度が低減される
。

このように制御部２０３は、ＧＣＡ１０４に対するゲイン制御信号を生成することによ
り、アナログ／デジタル変換器２０１，２０２への入力信号の振幅を制御できる。そのた
め、受信装置１は、クリッピングの発生状況によってＧＣＡ１０４に対する制御を変化さ
せ、クリッピングの発生頻度が低下するように制御できる。具体的には、制御部２０３は
、クリッピング検出部２１５によるクリッピングの発生頻度が高くなると、ＧＣＡ１０４
を制御して、アナログ／デジタル変換器２０１，２０２への入力信号の振幅を低減させる
ことができる。

特に、ＧＣＡ１０４は、ＲＦ信号に含まれる希望信号が一定の電力となるように増幅を
行う。そのため、制御部２０３は、ＧＣＡ１０４による増幅を制御することにより、アナ
ログ／デジタル変換器２０１，２０２への入力信号となる希望信号の振幅を適切に制御す
ることができる。

又、制御部２０３は、増幅制御信号（ゲイン制御信号）を受信信号の受信電力（受信し
た希望信号の受信電力）とリファレンス電圧とを用いて生成し、リファレンス電圧をクリ
ッピングの発生状況に基づいて変化させることにより、ＧＣＡ１０４を制御できる。その
ため、受信装置１は、リファレンス電圧をクリッピングの発生状況に応じて変化させるこ
とにより、クリッピングの発生頻度が低下するように制御するための増幅制御信号（ゲイ
ン制御信号）を容易に生成できる。

デコーダ３００は、希望信号を復調して得られたデータをデコードし、映像データや音
声データとして出力する。デコーダ３００は、ＭＰＥＧデコード処理部３０１と、デジタ
ル／アナログ変換器３０２とを備える。

ＭＰＥＧデコード処理部３０１は、復調器２００から入力された圧縮された状態のデー
タを伸長し、デジタル／アナログ変換器３０２に入力する。デジタル／アナログ変換器３
０２は、入力されたデジタルデータをアナログ映像データやアナログ音声データに変換し
、映像／音声出力部４００に出力する。

図３に、受信装置１によるアナログ／デジタル変換器への入力信号の振幅制御の手順を
示す。クリッピング検出部２１５は、クリッピングの発生状況を検出する（Ｓ１０１）。
制御部２０３は、クリッピング検出部２１５によるクリッピングの発生状況に応じたゲイ
ン制御信号を生成する（Ｓ１０２）。ＧＣＡ１０４は、ゲイン制御信号に基づいて増幅を
行い、アナログ／デジタル変換器２０１，２０２への入力信号の振幅を調整する（Ｓ１０
３）。

このような受信装置１によれば、クリッピングの発生状況に応じて、アナログ／デジタ
ル変換器２０１，２０２への入力信号の振幅を、クリッピングの発生頻度が低くなるよう
に制御できる。よって、受信装置１は、クリッピングの発生頻度を抑えることができる。

尚、クリッピングを抑制するための方法として、他にも、クリッピングを予め考慮して
、低いリファレンス電圧を設定し、ＧＣＡ１０４による増幅を小さく設定する方法が考え
られる。しかし、この場合には、得られる希望信号の振幅が常に小さくなってしまうため
、受信装置全体の精度を上げる必要が生じる。例えば、８ビット精度の受信装置に対して
１２dBのクリッピングを考慮した場合、１０ビット精度の受信装置が必要になり、回路規
模を増大させてしまう。

これに対し、受信装置１は、回路規模の増大等を招くことなく、簡単な構成で、クリッ
ピングの発生頻度を容易に抑えることができる。特に、受信装置１は、地上波デジタル放
送における１セグメント放送による放送信号を受信する受信装置に適している。即ち、受
信装置１は、自動車に搭載される受信装置や携帯電話等、移動しながら受信する受信装置
に適している。受信装置１であれば、フェージング環境のようなクリッピングが発生しや
すい環境で受信する場合であっても、その発生を抑制することができ、クリッピングによ
る影響を軽減できる。

〔変更例〕
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、図４に示す
ようなＲＦ信号から、ベースバンド信号ではなく、低ＩＦ（Low−Intermediate Frequen
cy）信号に周波数変換する低ＩＦ方式（Low−IF方式）によって周波数変換を行う受信装
置１ａを用いることができる。図４では、図１に示した受信装置１と同様の構成について
は同一の符号を付して説明を省略する。受信装置１ａは、周波数変換器１００ａと、復調
器２００ａと、デコーダ３００と、映像／音声出力部４００と、アンテナ５００と、バン
ドパスフィルタ６００とを備える。

周波数変換器１００ａは、ＬＮＡ１０１と、複数のＧＣＡ１０２，１０４と、電力検出
部１０３と、ミキサ１０６と、局部信号発振器１０８と、多相フィルタ（Poly Phase F
ilter）１１０ａと、増幅器１１２とを備える。このように、低ＩＦ方式の周波数変換器
１００ａは、ダイレクトコンバージョン方式の周波数変換器１００と、ＧＣＡ１０４以降
が分岐せずに、ミキサ１０６、増幅器１１２の１系統になっており、ＬＰＦ１１０が多相
フィルタ１１０ａになっており、９０度位相器１０７を備えていない点が異なっており、
他の構成は実質的に同様である。

局部信号発振器１０８は、選局したチャンネルの希望周波数中心が低ＩＦ（Low−IF）
になるような局部発振信号を生成する。ミキサ１０６は、ＲＦ信号を低ＩＦ信号に変換す
る。ミキサ１０６は、局部信号発振器１０８から入力された局部発振信号を用いて、ＲＦ
信号の周波数（ＲＦ）を低ＩＦに変換（ダウンコンバート）する。ミキサ１０６は、変換
後の低ＩＦ信号を多相フィルタ１１０ａに入力する。

多相フィルタ１１０ａは、ミキサ１０６から入力される低ＩＦ信号から負の周波数を除
去する。このようにして、多相フィルタ１１０ａは、希望信号だけを通過させて、非希望
信号を除去する。多相フィルタ１１０ａは、非希望信号除去後の希望信号を増幅器１１２
に入力する。

復調器２００ａは、アナログ／デジタル変換器２０１と、Ｉ／Ｑ変換部２１７と、制御
部２０３と、ＦＦＴ処理部２０４と、周波数デインタリーブ処理部２０５と、時間デイン
タリーブ処理部２０６と、デマッピング処理部２０７と、ビットデインタリーブ処理部２
０８と、ビタビ復号部２０９と、バイトデインタリーブ処理部２１０と、ＲＳ復号部２１
１と、クリッピング検出部２１５とを備える。このように、低ＩＦ方式の復調器２００ａ
は、ダイレクトコンバージョン方式の復調器２００と、アナログ／デジタル変換器２０１
が１つであり、Ｉ／Ｑ変換部２１７を備える点が異なっており、他の構成は実質的に同様
である。

アナログ／デジタル変換器２０１は、周波数変換器１００ａから入力されたアナログ信
号である希望信号をデジタル信号に変換する。アナログ／デジタル変換器２０１は、変換
後のデジタル信号をＩ／Ｑ変換部２１７に入力する。Ｉ／Ｑ変換部２１７は、低ＩＦ信号
をＩ軸成分（実軸成分）とＱ軸成分（虚軸成分）に変換し、ＦＦＴ処理部２０４に入力す
る。又、クリッピング検出部２１５、電力検出部２１２は、Ｉ／Ｑ変換部２１７から出力
される、受信した希望信号のＩ軸成分（実軸成分）とＱ軸成分（虚軸成分）を検出する。
これらの点以外は、受信装置１ａは、受信装置１と実質的に同様である。

又、制御部２０３によるＧＣＡ１０４の制御方法も限定されない。例えば、制御部２０
３は、リファレンス電圧を固定値として、一旦、ゲイン制御信号を生成する。そして、制
御部２０３は、そのゲイン制御信号にクリッピングの発生状況に応じた値を乗算し、最終
的なゲイン制御信号を生成するようにしてもよい。又、制御部２０３は、ＧＣＡ１０２や
増幅器１１１，１１２に対する増幅制御信号を生成し、ＧＣＡ１０２や増幅器１１１，１
１２を制御するようにしてもよい。

更に、上記実施形態では、地上波デジタル放送によるデジタル放送信号を例にとって説
明したが、本発明の受信装置１，１ａは、デジタル放送信号の受信に限定されず、様々な
信号の受信に適用できる。又、増幅器１１１，１１２に代えてＧＣＡを用いてもよい。即
ち、上記実施形態以外にも様々な回路構成が考えられる。

本発明の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る受信信号波形を示す図である。 本発明の実施形態に係る受信装置の動作手順を示すフロー図である。 本発明の変更例に係る受信装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，１ａ…受信装置
１００，１００ａ…周波数変換器
１０１…ＬＮＡ
１０２，１０４…ＧＣＡ
１０３…電力検出部
１０５，１０６…ミキサ
１０７…９０度位相器
１０８…局部信号発振器
１０９，１１０…ＬＰＦ
１１０ａ…多相フィルタ
１１１，１１２…増幅器
２００，２００ａ…復調器
２０１，２０２…アナログ／デジタル変換器
２０３…制御部
２０４…ＦＦＴ処理部
２０５…周波数デインタリーブ処理部
２０６…時間デインタリーブ処理部
２０７…デマッピング処理部
２０８…ビットデインタリーブ処理部
２０９…ビタビ復号部
２１０…バイトデインタリーブ処理部
２１１…復号部
２１１…ＲＳ復号部
２１２…電力検出部
２１３…リファレンス電圧生成部
２１４…差動増幅器
２１５…クリッピング検出部
２１６…減算器
２１７…Ｉ／Ｑ変換部
３００…デコーダ
３０１…ＭＰＥＧデコード処理部
３０２…デジタル／アナログ変換器
４００…映像／音声出力部
５００…アンテナ
６００…バンドパスフィルタ

Claims (3)

1. アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、
   受信信号のクリッピングの発生状況を検出するクリッピング検出部と、
   該クリッピング検出部により検出されたクリッピングの発生状況に基づいて、前記アナログ／デジタル変換器への入力信号の振幅を制御する制御部と、を備え、
   前記クリッピング検出部は、受信信号のＩ軸成分およびＱ軸成分の信号レベルと、クリッピング信号レベルの最大値よりも低い値に予め設定された最大規定値およびクリッピング信号レベルの最小値よりも高い値に予め設定された最小規定値との比較を行い、
   受信信号レベルが前記最大規定値よりも大きい場合、または、受信信号レベルが前記最小規定値よりも小さい場合、前記制御部は前記アナログ／デジタル変換器への入力信号の振幅を小さくする制御を行うことを特徴とする受信装置。
2. アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、
   受信信号のクリッピングの発生状況を検出するクリッピング検出部と、
   該クリッピング検出部により検出されたクリッピングの発生状況に基づいて、前記アナログ／デジタル変換器への入力信号の振幅を制御する制御部と、を備え、
   前記クリッピング検出部は、受信信号のＩ軸成分およびＱ軸成分の信号レベルと、予め設定されたクリッピング信号レベルの最大規定値および予め設定されたクリッピング信号レベルの最小規定値との比較を行い、所定期間に前記Ｉ軸成分およびＱ軸成分の信号レベルが前記最大規定値を超えた回数および前記最小規定値未満となった回数をカウントし、
   カウントした値が所定回数より多い場合、前記制御部は前記アナログ／デジタル変換器への入力信号の振幅を小さくする制御を行なうことを特徴とする受信装置。
3. アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、
   受信信号のクリッピングの発生状況を検出するクリッピング検出部と、
   該クリッピング検出部により検出されたクリッピングの発生状況に基づいて、前記アナログ／デジタル変換器への入力信号の振幅を制御する制御部と、を備え、
   前記クリッピング検出部は、受信信号の電力と、予め定めた受信電力の最大規定値および最小規定値との比較を行い、所定期間に受信信号の電力が前記最大規定値を超えた回数および受信信号の電力が前記最小規定値未満となった回数をカウントし、
   カウントした値が所定回数より多い場合、前記制御部は前記アナログ／デジタル変換器への入力信号の振幅を小さくする制御を行なうことを特徴とする受信装置。

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