JP4658043B2 - Ｓｔｂにおける復調方法 - Google Patents

Description

本発明はディジタルＳＴＢにおける復調方法に関する。この場合、ディジタルＳＴＢは局部発振器を備えたチューナと、信号の流れで見てこのチューナの下流側に配置された復調器と、ディジタルテレフォンベースないしはディジタルテレフォン基板を有している。

ＳＴＢ（セットトップボックス Set Top Box）はディジタルテレビジョン装置において受信機／復調器として用いられる。セットトップボックスは、衛星またはケーブルを介して受信した信号の周波数チューニングを可能にするチューナを有している。チューナは入力段と混合器から成り、これには局部発振器が設けられていて、この局部発振器は受信したいチャネルの関数として決定された周波数を有しており、これによって衛星から受信した高周波数を復調器によって利用可能な中間周波数へ、あるいはベースバンドへじかに変換することができる（ここでは信号はまだ位相変調および振幅変調されている）。信号の流れで見てチューナの下流側に配置されている復調器は、変調されている信号をＳＴＢの残りの部分で利用可能なディジタル情報へ変換する。したがってこれによってオーディオ信号、ビデオ信号およびデータ信号を得ることができる。これらの信号は、テレビジョン装置の回路によって再生されるよう処理される。本発明の対象であるセットトップボックスすなわちＳＴＢはさらにディジタルテレフォンベースも有している。

著しく低いレベルで信号を受信するチューナと復調器から成るアセンブリ（フロントエンドと称する）と、著しく高いレベルで信号を伝送するディジタルテレフォンベースとを１つのＳＴＢ内に共存させるのは、きわめてトリッキーであり扱いにくい。

殊に、ディジタルテレフォンベースにより送信される強い信号がフロントエンドの入力段に著しく加わって飽和させてしまう可能性があり、これによってＳＴＢの復調器によるディジタルテレビジョン信号の復調中にエラーが引き起こされてしまう。この問題点は、ＳＴＢと電話機により利用される周波数帯域がたとえ一致していなくても発生する。このようなケースはたとえば、衛星ＳＴＢのために利用される周波数が９５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの範囲にあり、電話機がＩＳＭ周波数帯域すなわち２４００ＭＨｚ〜２４８３．５ＭＨｚの範囲で動作する場合である。

慣用のスクリーニング技術ないしは遮蔽技術およびプリント配線板の設計で講じられる措置は、この干渉を完全に排除するには不十分である。

処理するのに最も扱いにくい形態は、入力段の飽和によってチューナ内部でチューナの局部発振器の周波数と等しい周波数が発生するケースに該当する形態である。このような望ましくない周波数によって、チューナにおける局部発振器の動作に妨害が及ぼされることになる（「局部発振器プリング local oscillator pullingとして知られている現象）。この妨害により、信号の流れで見てチューナの下流側に配置された復調器に著しく目立った作用が及ぼされ、これによってイメージレベルでマクロブロックが現れてしまい、あるいはそれどころかフレームがフリーズしさえする。

本発明は、上述の欠点を取り除く解決策を提供することにある。すでに述べたように本発明は、局部発振器を備えたチューナと、信号の流れで見てこのチューナの下流側に配置された復調器とディジタルテレフォンベースを有する受信機／デコーダにおける復調方法である。ディジタルテレフォンベースとの干渉が発生した場合、チューナにおける局部発振器の周波数は、復調器内に配置されたエラーインジケータのスキャン後、１つまたは複数の作為的なインターバルないしは合成インターバルによってシフトされる。

このように本発明による復調方法によって、ディジタルテレフォンベースが送信を行うときにセットトップボックスＳＴＢの動作に妨害を及ぼす干渉問題を回避しながら、ディジタルテレフォンベースをセットトップボックスＳＴＢに挿入できるようになる。さらに本発明による方法によっても余分なコストはかかならい。その理由は、著しく単純なアルゴリズムに基づきソフトウェア手法で本発明を実現できるからである。

本発明の種々の詳細な実施形態によれば、エラーインジケータのスキャンプロセスが受信機／デコーダの受信帯域の敏感な部分つまり影響を受けやすい部分で実行される。また、エラーインジケータをスキャンするプロセスは、新たなチャネルへのスキップが行われるたびに実行される。さらに、エラーインジケータをスキャンするプロセスはバックグラウンドタスクとして実行される。

本発明は、局部発振器を備えたチューナと、信号の流れで見てこのチューナの下流側に配置された復調器と、ディジタルテレフォンベースと、復調器内に配置されたエラーインジケータをスキャンするソフトウェアプログラムを有する受信機／デコーダにも関する。この場合、ソフトウェアプログラムは、チューナにおける局部発振器の周波数をシフトさせるよう動作する。

本発明の種々の詳細な実施形態によれば、局部発振器の周波数シフトは１つまたは複数の作為的なインターバルないしは合成したインターバルによって行われる。局部発振器の周波数シフトは最大で、復調器により自動的に補償可能ないしは相殺可能なシフトと等しい。

例示の目的で本発明の実施形態を描いた図面を参照しながら以下で説明する記載には、本発明、その特徴ならびにその利点が示されている。

図１は、ディジタルテレフォンベースを備えたＳＴＢの構成を例示した図である。

図２は、ディジタルテレフォンベースが発しＳＴＢが受け取る周波数スペクトルの一例を示す図である。

図３は、本発明によるＳＴＢの詳細な構成を示す図である。

図４は、本発明による方法を実現するアルゴリズムに関して１つの可能な実装手法を示すフローチャートである。

図１には衛星ＳＴＢの１つの実施形態が示されており、このＳＴＢのＳＩＢ（衛星中間帯域 Satellite Intermediate Band）入力は９５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの範囲にある。さらにＳＴＢには、ＩＳＭ帯域すなわち２４００ＭＨｚ〜２４８３．５ＭＨｚの帯域で動作し周波数ホッピング型の変調が行われるディジタルテレフォン基板ないしはディジタルテレフォンベース４が含まれている。衛星を介して受信される信号はチューナ１の入力段１０に供給され、これによってフィルタ処理および増幅が行われる。フィルタ処理され増幅された信号は次にミキサ１１を通過し、このミキサ１１の第２の入力側はチューナ１の局部発振器２と接続されている。したがってチューナ１の局部発振器１２を用いてミキサ１１を通過させることにより、衛星から受信した高周波数を復調器３が使用するベースバンド信号に変換できるようになる。ここで説明している実施形態の場合にはチューナ１がベースバンド信号を供給するので、チューナ１における局部発振器１２の値は復調される衛星チャネルの中心周波数に相応する。チューナ１を通過した後、得られた信号はチューナ１の下流側に配置された復調器３において復調される。この場合、チューナ１は復調器３の出力においてディジタル情報が供給されるよう搬送波に追従する。さらに復調器３には、エラーを検出して訂正することを目的としＦＥＣ（順方向エラー訂正Forward Error Correctionの略）と称するエラー訂正装置３０も設けられている。さらに復調器３内部の搬送波再生ループ３１によって、チューナ１における何らかのシフトを補償ないしは相殺できるようになる。したがってテレビジョン装置６の回路を介してオーディオ／ビデオ信号を再生できるよう、オーディオ・ビデオデコーダ５を用いてそれらの信号を取得できるようになる。このＳＴＢは、送受信アンテナ７と接続されたディジタルテレフォンベース４も有している。

図２には、ディジタルテレフォンベース４が発しＳＴＢが受け取る周波数スペクトルが描かれている。所定の時点においてディジタルテレフォンベース４は、ＩＳＭ帯域に相応する２４００ＭＨｚ〜２４８３．５ＭＨｚの範囲にあるグリッド上に位置する８００ＫＨｚの幅の周波数スペクトルを送信する。値２Ｆ１＋Δであるこのスペクトルの中心周波数（ただしＦ１はチューナ１における局部発振器１２の値を表す）は規則的に変化し、したがってこれにより周波数ホッピングが実行される。チューナ１の入力段１０において、受信した衛星ＳＩＢ信号あるいは周波数Ｆ１であるチューナ１の局部発振器１２の残留成分とのビートないしはうなりによって、テレフォンベース４の信号は妨害波ないしはジャマー jammer ８を発生し、その値Ｆ１＋Δは図２に描かれているようにチューナ１の局部発振器の値Ｆ１に著しく近い可能性がある。この場合、チューナ１における局部発振器１２の動作は妨害を受ける。この現象はＬＯプリングという呼び方で知られている。１２００ＭＨｚ〜１２４１．７５ＭＨｚの範囲にあるＳＩＢ帯域部分がこの現象を受ける可能性がある。他方、ジャマー８がチューナ２の局部発振器から著しく離れているならば、妨害を及ぼす現象は消滅する。

したがって本発明による方法は図２に示されているように、局部発振器１２の値が発生したジャマー８から十分隔たるよう、１つまたは複数の作為的なインターバルないしは合成インターバルＰによってチューナ１における局部発振器１２の値をシフトしようというものである。合成インターバルＰは、局部発振器１２の周波数における可能な最小変化に相応する。このシフトは＋Ｐまたは−Ｐに従い、一方の方向あるいは他方の方向に作用させることができる。

図３には本発明による方法の動作原理が詳しく示されており、具体的に述べるとチューナ１と復調器３のレベルで示されている。チューナ１における局部発振器１２のシフトはソフトウェア９によって実現され、このシフトは復調器３の出力側とチューナ１の局部発振器１２との間のループで以下の２つのステップにより生成される：最初にステップ９Ａにおいて、ディジタル復調器３内に配置されたエラーインジケータ３２のスキャンが行われ、次にステップ９Ｂにおいて、必要であれば、１つまたは複数の合成インターバルＰによるチューナ１の局部発振器１２のシフトが決定される。チューナ１の局部発振器１２を作為的にシフトさせるこのプロセスは、ジャマー８に起因する妨害により変動を免れないないしは妨害を受けやすいＳＩＢスペクトルの部分で実行され、これは復調器３のＦＥＣデバイスによっても補正されないエラーが検出されたときに行われる。

チューナ１の局部発振器１２がこのようにシフトされてチューニングされると、周波数オフセットが引き起こされる。このオフセットは復調器３のレベルで補正され、これによって復調器３内部の搬送波再生ループ３１が自然に機能できるようになる。殊にこの搬送波再生ループ３１は、局部発振器１２からジャマー８を隔てさせるために生成されたシフトよりも大きい度合いで周波数シフトを回復させることのできるものである。

新たなチャネルへの訂正されていないスキップのたびに、訂正されていないエラーを監視するプロセスがＳＩＢ帯域の敏感な部分つまり影響を受けやすい部分で実行され、システムの種々の局部発振器たとえばチューナ１またはディジタルテレフォンベース４などの局部発振器の熱ドリフトを考慮する目的で、このプロセスはバックグラウンドタスクとして実行される。

図４には、本発明による方法を実現するアルゴリズムに関して１つの可能な実装手法を示すフローチャートが描かれている。この実現手法はゼロシフトｉ（ここではチューナは理論的な受信周波数にチューニングされている）で始まり、エラーをスキャンする。シフトｉにおいて、訂正されていないエラーがスキャンされる（ブロック２０）。訂正されていないエラーが存在しないのであれば、つまりチューナ１の局部発振器１２においてジャマー８の妨害が存在しないのであれば、訂正されていないエラーが検出されるまで、システムはスタンバイ状態にとどまる。訂正されていないエラーが検出されたならばチューナ１の局部発振器１２は、ジャマー８から隔てさせる目的で理論的な受信周波数に対し＋ｉの合成インターバルだけシフトされる（ブロック２１）。このシフト後、訂正されていないエラーが残っていなければ、このことはチューナ１における局部発振器１２のシフトが十分であることを表し、システムはスタンバイ状態にとどまる。これとは逆のケース（ブロック２２）であれば、チューナ１の局部発振器１２は−ｉの合成インターバルだけシフトされる（ブロック２３）。このシフト後、訂正されていないエラーが残っていなければ、このことはチューナ１における局部発振器１２のシフトが妨害を回避するのに十分であることを表し、システムはスタンバイ状態にとどまる。他方、訂正されていないエラーがまだ残っており（ブロック２４）、合成インターバルが実行可能なシフトの最大数であるＫ以下であるならば（ブロック２５）、シフトｉを１だけインクリメントさせてスキャンが再開される。訂正されていないエラーがまだ残っており、かつ合成インターバルがＫよりも大きいならば、スキャンはゼロである合成インターバルｉから再び始められる。

このように本発明による復調方法によって、ディジタルテレフォンベース４が送信を行うときにＳＴＢの動作中の妨害を回避しながら、ディジタルテレフォンベース４をＳＴＢに挿入できるようになる。この方法をきわめて単純なアルゴリズムに基づきソフトウェア手法で実装すれば、いかなる余分なコストも発生しない。

本発明に関して様々な変形実施形態が可能である。ここではＩＳＭ帯域で動作するテレフォンベースを備えたＳＴＢについて述べた。しかしながらこのようなテレフォンベースを他のテレフォンベースと置き換えることもでき、たとえばテレフォンベースを組み込む理由に応じて、ＤＥＣＴ形式またはＧＳＭ形式の電話機と置き換えることも可能である。たとえば、ＳＴＢの受信媒体を介して電話を制御する目的で（ケーブルリターンパスの事例）、または所定のインタラクティブなＳＴＢのために利用される慣用の電話回線網にＳＴＢ接続するのに使う目的で、あるいはＳＴＢへのリターンパスとして用いる目的で、テレフォンベースを付加することができる。この場合、使用される周波数に応じて同じ問題点が発生する可能性がある。

なお、ここではベースバンドに信号を変換するチューナについて述べた。同じ問題は、チューナが信号を低周波の中間帯域に変換する場合も発生する。この問題は、ＳＩＢ帯域あるいはケーブルにおいて周波数のずれというかたちで発生する。

ディジタルテレフォンベースを備えたＳＴＢの構成を例示した図 ディジタルテレフォンベースが発しＳＴＢが受け取る周波数スペクトルの一例を示す図 本発明によるＳＴＢの詳細な構成を示す図 本発明による方法を実現するアルゴリズムに関して１つの可能な実装手法を示すフローチャート

Claims (7)

1. 局部発振器を備えたチューナと、該チューナの下流に配置され、エラー訂正装置およびエラーインジケータを備えた復調器と、ディジタルテレフォンベースとが設けられている受信機／デコーダにおける復調方法であって、
   前記ディジタルテレフォンベースとの干渉が発生した場合、前記復調器内に配置されているエラーインジケータのスキャン後、前記復調器に設けられた前記エラー訂正装置によって訂正されていないエラーの検出があれば、前記チューナの局部発振器の周波数を１または複数の合成インターバルだけシフトすることを特徴とする、
   受信機／デコーダにおける復調方法。
2. エラーインジケータをスキャンするプロセスは、前記受信機／デコーダの受信帯域の敏感な部分で実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. エラーインジケータをスキャンするプロセスは、新しいチャネルへのスキップを伴って実行されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. エラーインジケータをスキャンするプロセスは、バックグラウンドタスクとして実行されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
5. 局部発振器を有するチューナと、該チューナの下流に配置され、エラー訂正装置およびエラーインジケータを有する復調器と、ディジタルテレフォンベースとを備えた受信機／デコーダであって、
   前記復調器内に配置されているエラーインジケータのスキャンのためのプログラムであって、前記ディジタルテレフォンベースとの干渉が発生した場合、前記チューナの局部発振器の周波数を１または複数の合成インターバルだけシフトするソフトウエアプログラムをさらに備えることを特徴とする、
   受信機／デコーダ。
6. 局部発振器の周波数シフトは、１つまたは複数の合成インターバルだけ有効にされることを特徴とする請求項５の装置。
7. 局部発振器の周波数シフトは、最大で、復調器により自動的に補償可能ないしは相殺可能なシフトと等しいことを特徴とする請求項６記載の装置。

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