JP4757152B2 - デジタル放送受信装置及びテレビジョン受信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、デジタル放送を受信するデジタル放送受信装置及びテレビジョン受信装置に関する。
地上デジタルテレビジョン放送は2003年12月より一部地域で開始され、2011年7月からは現行のアナログ放送を停止して日本全国で放送を開始する見込みである。
伝送方式としてはOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplesing:直交周波数分割多重)方式を採用している。OFDM方式は、多数の搬送波の個々の搬送波に少しずつ情報を乗せ、多数の搬送波全体では多量の情報を送る方式である。
変調方式としてはデータの伝送量が少ない代わりに所謂C/N(搬送波/ノイズ)比が低いQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)及び16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)並びに、データの伝送量が多い代わりに所謂C/N(搬送波/ノイズ)比が高い64QAMが採用される。
また、OFDM方式では、地上デジタル放送波の帯域幅を(6MHz)を14個のセグメントに等分し、14個のセグメントの内1個を隣接チャンネルとのガード帯域として使用し、13個のセグメントを放送信号に使用する。さらに、13個のセグメントは最大3種類のセグメント群(階層とも言う)にさらに分類し、各階層単位で異なった変調方式を使用して送信することが可能である。
図7は地上デジタル放送の伝送スペクトラムの一例を示す例示図である。高画質であり、一般家庭用の据え置き形テレビのような固定受信向けの64QAM部分及び、低画質であり車両搭載用テレビのような移動受信向けのQPSK(又は16QAM)部分(図中ハッチングで表示)並びに携帯受信向けのQPSK(又は16QAM)部分(図中黒色で表示)が階層合成され、実際には点線で示すように割り振って伝送される。
特に13セグメントの中心の1個のセグメントは、あらかじめ携帯電話機やモバイル機器向けの放送用として用意されている。その1セグメントを利用して携帯電話機やモバイル機器向けに地上デジタル放送を提供するのが「ワンセグ放送」である。当初は「1セグメント放送」と呼ばれていたようだが、地上デジタル放送推進協会によって2005年9月に「ワンセグ」という名称が正式に決定された。
このように固定受信向けの信号及び移動受信向け(又は携帯受信向け)の信号が同時に送信されることから、特許文献1では、受信品質が良好なときには固定受信向けの高画質のコンテンツ信号を出力し、受信品質が不十分なときには移動受信向けの低画質のコンテンツ信号を出力する受信装置について提案している。
一方、このようなOFDM方式では、例えばハイビジョン放送は13セグメントのうちの12セグメントも必要となり、通常の画質の放送では4個のセグメントを利用するだけで放送できるので、1の帯域で3つの放送(4セグメント×3=12セグメント)を同時に放送することが可能となる。
また、地上デジタル音声放送では、デジタルテレビジョン放送と同じ構造のセグメントを1個使用する1セグメント方式(低音質)と3個使用する3セグメント方式(高音質)の2つの放送形態が予定されている。
このように地上デジタル放送はセグメント単位で行われていることから、信号の受信及び調整においてもセグメント単位での操作が要求される。しかしながら、上述の特許文献1の受信装置ではこの要求に対応することが出来ない。
特開2005−223549号公報
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的はとするところは、セグメント単位に複数種類の放送を同時に伝送するデジタル放送の受信の際に複数のセグメントを選択的に受信する受信部と、該受信部に所定のセグメントの受信を指示する受信指示手段とを備えることにより、前記複数種類の放送の内で1つ又は複数の放送を選択的に受信することが出来るデジタル放送受信装置及びテレビジョン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、セグメント毎に利得の調整を行う利得調整部と、セグメント毎のエラーを検出するエラー検出部とを備え、検出結果に基づき、前記利得調整部の利得の調整を行うことにより、セグメント毎に利得の調整を行い、出力すべき放送の画質を改善させることが出来るデジタル放送受信装置及びテレビジョン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、受信したセグメントに係る複数種類の放送の中で出力すべき放送の切換を行う切換部を備え、前記エラー検出部の検出結果に基づき、別種類の放送へ切換えることにより、受信状態の変化に対応して相対的にエラーの少ないセグメントの放送を出力することが出来るデジタル放送受信装置及びテレビジョン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、前記エラー検出部の検出結果に基づき、前記受信指示手段が前記受信部に別のチャンネルの受信を指示するように構成することにより、受信状態悪化の場合、別のチャンネルを選択することが出来るデジタル放送受信装置及びテレビジョン受信装置を提供することにある。
本発明に係るデジタル放送受信装置は、1つのチャンネルの帯域を複数のセグメントに分割し、セグメント単位に変調方式、符号化率等の伝送特性の異なる複数種類の放送を同時に伝送するデジタル放送波を受信するデジタル放送受信装置において、複数のセグメントを選択的に受信する受信部と、セグメント毎に利得の調整を行う利得調整部と、セグメント毎のエラーを検出するエラー検出部と、該エラー検出部の検出結果に基づき、前記利得調整部に利得の調整を指示する利得調整指示手段と、前記利得調整部による利得の調整結果に基づき、前記受信部に所定のセグメントの受信を指示する受信指示手段とを備えることを特徴とする。
本発明にあっては、前記受信部が受信したセグメントに対し、前記エラー検出部がセグメント毎のエラーを検出する。前記利得調整指示手段は、前記エラー検出部の検出結果に基づき、前記利得調整部にセグメント毎の利得の調整を指示し、画質の改善を行う。該利得調整部による利得の調整結果に基づき、前記受信指示手段が前記受信部に所定のセグメントの受信を指示する。
本発明に係るデジタル放送受信装置は、前記受信部が受信したセグメントに係る複数種類の放送の内で出力すべき放送の切換を行う切換部と、前記エラー検出部の検出結果に基づき、前記切換部に別種類の放送へ切換を指示する切換指示手段とを備えることを特徴とする。
本発明にあっては、前記切換指示手段は前記エラー検出部の検出結果に基づき、受信した複数種類の放送の内、エラーの少ないセグメントに係る別種の放送への切換を切換部に指示する。切換指示手段の指示に応じ、切換部は出力すべき放送の切換を行う。
本発明に係るデジタル放送受信装置は、前記エラー検出部の検出結果に基づき、前記受信指示手段が前記受信部に別のチャンネルの受信を指示するように構成してあることを特徴とする。
本発明にあっては、前記受信指示手段は前記エラー検出部の検出結果に基づき、検出結果が所定値以上である場合、前記受信部に別のチャンネルに係るセグメントの受信を指示する。前記受信部は前記受信指示手段の指示に応じて受信を行う。
本発明に係るテレビジョン受信装置は、前述の発明のデジタル放送受信装置と、該デジタル放送受信装置が受信したデジタル放送波に基づく出力を行う出力部とを備えることを特徴とする。
本発明にあっては、前記デジタル放送受信装置が受信したデジタル放送波に基づき、例えば、番組放送が前記出力部を介して出力される。
本発明によれば、セグメント単位に複数種類の放送を同時に伝送するデジタル放送の受信の際に複数のセグメントを選択的に受信する受信部と、該受信部に所定のセグメントの受信を指示する受信指示手段とを備えているので、前記複数種類の放送の内で1つ又は複数の放送を選択的に受信することが出来る。
本発明によれば、前記エラー検出部の検出結果に基づき、前記利得調整部がセグメント毎に利得の調整を行い、出力すべき放送の画質を改善することが出来る。
本発明によれば、前記エラー検出部の検出結果に基づき、前記切換部が別種類の放送へ切換を行うので、受信状態の変化に対応して相対的にエラーの少ないセグメントの放送を出力することが出来る。
本発明によれば、前記受信指示手段が前記エラー検出部の検出結果に基づいて前記受信部に別のチャンネルに係るセグメントの受信を指示するように構成しているので、受信中のチャンネルの受信状態悪化に対応することが出来る。
以下、本発明に係るデジタル放送受信装置として携帯用テレビを例とし、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図1は本実施の形態に係る携帯用テレビの構成を示すブロック図である。
本発明に係る携帯用テレビは、アンテナ1からのデジタル放送に係るOFDMデータを受信し、セグメント毎にフィルタリングする受信部2と、受信部2からのIF(中間周波数)データをセグメント毎に復調するOFDM復調部3と、OFDM復調部3からのTSデータのBER(ビットエラーレート)を測定するエラー検出部4と、固定受信向けTSデータ及び移動受信向けTSデータを分離する分離部5とを備える。
また、分離部5から分離されたTSデータをビデオストリム、オーディオストリム等に分離するDeMUX(デマルチプレクサ)部7a,7bと、DeMUX部7a,7bからのビデオストリム及びオーディオストリムを一時的に保持するバッファ部8a,8bと、バッファ部8a,8bからのビデオストリム及びオーディオストリムを復調するデコーダ部9a,9bと、固定受信向け放送データ及び移動受信向け放送データを切換える切換部10と、切換部10からの放送データを出力する出力部11と、計時するタイマー12と、制御部6とからなる。
エラー検出部4は、OFDM復調部3からのTSデータのBERを検出するが、該BERは例えば後述のRS符号の復号前のデータと、RS符号の復号後のデータを再符号化したデータとを比較することにより検出する。
分離部5は、TSデータをTSパケット単位で固定受信向けTSデータ及び移動受信向けTSデータに分離する。移動受信向けTSデータに含まれているTSパケットは、そのIDつまりPID(パケット識別子)が固定値となっており同一画像、同一音声は夫々等しいPIDを有する。従って、分離部5では、TSパケットのPIDに基づき、TSパケット単位で固定受信向けTSデータ及び移動受信向けTSデータに分離することが出来る。
DeMUX部7a,7bはTSデータをビデオストリム、オーディオストリム、及びPSI/SI(Program Specific Information/Service Information)等に分離する。またPSI/SIに含まれている放送情報を制御部6に送出する。PSI/SIは、TSパケットに含まれている情報が何かを識別するための情報である。
バッファ部8a,8bはDeMUX部7a,7bからのビデオストリム及びオーディオストリムを一時的に保持する。又、CPUの指示に基づき、前記ビデオストリム及びオーディオストリムを所定のタイミングでデコーダ部9a,9bに送出する。
切換部10は、エラー検出部4が測定したBERが所定値A以上である場合、制御部6の指示に応じ、固定受信向け放送データから移動受信向け放送データへの切換を行う。
制御部6はCPUと、RAMと、ROMとからなる。CPUは受信部2に所定のセグメントの受信を指示し、前記PSI/SIに基づき、バッファ部8a,8bにビデオストリム及びオーディオストリムの出力を指示し、エラー検出部4の検出結果に基づいて切換部10に固定受信向け放送データ又は移動受信向け放送データへの切換を指示する。ROMには処理プログラムが予め記憶されている。RAMにはプログラムの実行時に発生する一時的なデータ、例えばエラー検出部4が測定したBERを記憶する。
図2は受信部2の構成を示すブロック図である。受信部2は、高域がパスバンドであって低域がストップバンドであるHPF(ハイパスフィルタ)部21と、低域がパスバンドであって高域がストップバンドであるLPF(ローパスフィルタ)部22と、所定のバンドのみをパスバンドとするBPF(バンドパスフィルタ)部23と、出力する信号のレベルが一定であるように、利得を制御するAGC(Auto Gain Control)部24とを備える。
地上デジタル放送は、UHF帯(470MHzから770MHz)を使用する。従ってHPF部21は、アンテナ1から送出されたRFデータの470MHz以下のデータ成分を除去する。
LPF部22は、アンテナ1から送出されたRFデータの770MHz以上のデータ成分を除去する。
BPF部23は、例えばSAW(Surface Acoustic Wave)フィルタからなり、該SAWフィルタは圧電性結晶の表面を伝搬する弾性波を介して、特定の周波数のデータのみを通すことが出来る。従って、1セグメント帯域幅のみを抽出することが可能である。BPF部23は複数(例えば13個)のSAWフィルタを備えており、1つのチャンネルをセグメント別に受信することが出来る。
AGC部24(利得調整部)は、BPF部23から送出されたセグメント別のRFデータを、受信レベル変動に応じて一定の出力が得られるようにセグメント別に利得を調整する回路である。その後MIX(図示せず)によりIF周波数帯域(IFデータ)に変換される。該IFデータはOFDM復調部3に送出される。
図3はOFDM復調部3の構成を示すブロック図である。
OFDM復調部3は、A/D変換部31と、同期制御部32と、FFT部33と、TMCC復号及び各種復調部34と、デインタリーブ部35と、誤り訂正部36とからなり、受信部2からのセグメント別のIFデータを夫々セグメント別に処理する。
A/D変換部31は、受信部2から送出された各IFデータをアナログデータからデジタルデータに変換する。
同期制御部32は、シンボル(データの構成単位)同期、クロック同期及びAFT(Auto Frequency Tuning:自動周波数同調)処理を行う。
FFT部33は、同期制御部32からのデータのFFT処理(高速フーリエ変換)を行う。この処理によって時間軸データは周波数軸に変換される。
TMCC復号及び各種復調部34は、TMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)データの復号が行われる。TMCCデータの復号には、各種伝送パラメータが含まれている。また、地上デジタル音声放送においては、受信したデータが1セグメント方式であるか3セグメント方式であるかを識別するための情報が含まれている。また、TMCC復号及び各種復調部34は前記各種伝送パラメータに基づき、QPSK、16QAM及び64QAMの各変調方式の復調を行う。
デインタリーブ部35は、電波の反射などによる特定周波数のデータの欠落を補うために行われた周波数インタリーブ、対フェージングなどのために施された時間インタリーブ等を元に戻す処理を行う。
誤り訂正部36は、誤り訂正符号、例えばRS(Read Solomon)符号の復号を行う。
図4は本実施の形態に係る携帯用テレビが受信する一のチャンネル(例えば3チャンネル)のセグメント割り当ての一例を示す例示図である。中心の0番セグメント(図中ハッチングで表示)は、携帯受信用(移動受信用)に割り当てられており、該0番セグメントを除く1番から12番までのセグメントは固定受信用セグメントに割り当てられている。前記0番セグメントを中心に一側は奇数のセグメントが割り当てられており、他方は偶数のセグメントが割り当てられている。さらに、この3チャンネルの隣接チャンネルは、前記一側が4チャンネルであり、前記他方が2チャンネルである。
図5及び図6は本実施の形態に係る携帯用テレビのCPUの制御手順を示すフローチャートである。
CPUは受信部2に13個のセグメントの受信を指示する(S101)。CPUの指示に応じ、受信部2のBPF部23は各セグメントの選局を行う。選局は、13個のSAWフィルタの夫々の選局周波数を各セグメントの中心周波数としてSAWフィルタ特性を調整することによって行う。
選局された各セグメントのデータ(IFデータ)はOFDM復調部3で復調され、TSデータに変換される。この際、CPUは移動受信向け(携帯受信向け)のTSデータであるか否かの情報を含むPIDデータを取得し(S102)、RAMに記憶する。
次いで、エラー検出部4はOFDM復調部3からの各TSデータのBERを検出し、CPUは検出結果を取得し(S103)、RAMに記憶する。また、CPUは移動受信向けのTSデータを除く各TSデータのBERを読出し、BERが所定値A(例えば10-3)以上であるセグメントがあるか否かを判定する(S104)。
CPUはBERが所定値A以上であるセグメントがないと判定した場合(S104:NO)、取得したPIDデータに基づき、分離部5へ移動受信向けのTSデータと、固定受信向けのTSデータとの分離を指示する(S105)。
分離部5にて移動受信向けと、固定受信向けとに分離されたTSデータはDeMUX部7a,7bにてビデオストリム及びオーディオストリムに分離される。この際、CPUは、TSデータ(TSパケット)に含まれている情報が何かを識別するためのPSI/SIデータを取得し(S106)、RAMに記憶する。バッファ部8a,8bはDeMUX部7a,7bからのビデオストリム及びオーディオストリムを一時的に保持するが、CPUは前記PSI/SIデータに基づき、ビデオストリム及びオーディオストリムを所定のタイミングで出力させる。
CPUは切換部10に固定受信向け放送データへの切換を指示し(S107)、固定受信向け放送データが出力部11に出力される。
一方、CPUはBERが所定値A以上であるセグメントがあると判定した場合(S104:YES)、CPUはタイマー12へ計時開始を指示する(S108)。また、BERが所定値A以上であるセグメントに係るRFデータの利得の調整をAGC部24へ指示する(S109)。
AGC部24はCPUの指示に応じて利得の調整を行い、エラー検出部4は再びOFDM復調部3からの各TSデータのBERを検出し、CPUは検出結果を取得し(S110)、RAMに記憶する。また、CPUは移動受信向けのTSデータを除く各TSデータのBERを読出し、BERが所定値A以上であるセグメントがあるか否かの判定を再び行う(S111)。
CPUはBERが所定値A以上であるセグメントがないと判定した場合(S111:NO)、S105に進む。一方、CPUはBERが所定値A以上であるセグメントがあると判定した場合(S111:YES)、タイマー12の計時開始からの所定時間t1が経過したか否かを判定する(S112)。
CPUは所定時間t1が経過していないと判定した場合(S112:NO)、再びBERが所定値A以上であるセグメントに係るRFデータの利得の調整をAGC部24へ指示し(S109)、BERの検出結果を取得する(S110)。
S109、S110、S111及びS112は、所定時間t1の経過まで繰り返される。その内、CPUが、BERが所定値A以上であるセグメントがないと判定した場合(S111:NO)は、S105に進むが、所定時間t1が経過してもBERが所定値A以上であるセグメントがあると判定した場合(S111:YES)は、所定時間t1が経過したと判定し(S112:YES)、S113に進む。また、タイマー12に計時終了を指示する。
CPUは分離部5へ移動受信向けのTSデータと、固定受信向けのTSデータとの分離を指示する(S113)。
分離部5にて移動受信向けと、固定受信向けとに分離されたTSデータはDeMUX部7a,7bにてビデオストリム及びオーディオストリムに分離される。この際、CPUは、PSI/SIデータを取得し(S114)、RAMに記憶する。
次いで、CPUは切換部10に移動受信向け放送データへの切換を指示し(S115)、移動受信向け放送データが出力部11に出力される。
その後、エラー検出部4は13個のセグメントのTSデータのBERを検出し、CPUは検出結果を取得し(S116)、RAMに記憶する。CPUは移動受信向け放送データに係るセグメントのBERを読出し、所定値Aより高い所定値B以上であるか否かを判定する(S117)。
CPUは移動受信向け放送データに係るセグメントのBERが所定値B未満であると判定した場合(S117:NO)、タイマー12へ計時開始を指示する(S121)。次いで、CPUは計時開始から所定時間t2が経過したか否かを判定する(S122)。所定時間t2が経過したと判定した場合(S122:YES)、S116へ戻る。所定時間t2が経過していないと判定した場合(S122:NO)、所定時間t2の経過まで待つ。
一方、CPUは移動受信向け放送データに係るセグメントのBERが所定値B以上であると判定した場合(S117:YES)、RAMから1番から12番までのセグメントのBERを読出し、奇数のセグメントの平均BER及び偶数のセグメントの平均BERを算出して奇数のセグメントの平均BERが偶数のセグメントの平均BERより大きいか否かを判定する(S118)。
CPUは奇数のセグメントの平均BERが偶数のセグメントの平均BERより大きいと判定した場合(S118:YES)、受信部2に奇数のセグメント側の隣接チャンネルである4チャンネルに係る13個のセグメントの受信を指示する(S119)。
CPUは奇数のセグメントの平均BERが偶数のセグメントの平均BERより大きくないと判定した場合(S118:NO)、受信部2に偶数のセグメント側の隣接チャンネルである2チャンネルに係る13個のセグメントの受信を指示する(S120)。
本実施の形態においては、CPUが13個のセグメントの受信を指示し、取得したPIDに基づいて分離部5にて固定受信向けTSデータ及び移動受信向けTSデータに分離を行う場合について説明したが、これに限るものでない。例えば、デジタル音声放送においては、CPUが受信部2へ4個のセグメントの受信を指示し、TMCC復号及び各種復調部34からのデータが1セグメント方式であるか3セグメント方式であるかの識別情報を取得し、該識別情報に基づき、1セグメント方式及び3セグメント方式に分離するように構成しても良い。
本実施の形態に係る携帯用テレビの構成を示すブロック図である。 受信部の構成を示すブロック図である。 OFDM復調部の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る携帯用テレビが受信する一のチャンネルのセグメント割り当ての一例を示す例示図である。 本実施の形態に係る携帯用テレビのCPUの制御手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る携帯用テレビのCPUの制御手順を示すフローチャートである。 地上デジタル放送の伝送スペクトラムの一例を示す例示図である。
符号の説明
1 アンテナ
2 受信部
6 制御部
4 エラー検出部
10 切換部
24 AGC部

Claims (4)

  1. 1つのチャンネルの帯域を複数のセグメントに分割し、セグメント単位に変調方式、符号化率等の伝送特性の異なる複数種類の放送を同時に伝送するデジタル放送波を受信するデジタル放送受信装置において、
    複数のセグメントを選択的に受信する受信部と、
    セグメント毎に利得の調整を行う利得調整部と、
    セグメント毎のエラーを検出するエラー検出部と、
    該エラー検出部の検出結果に基づき、前記利得調整部に利得の調整を指示する利得調整指示手段と、
    前記利得調整部による利得の調整結果に基づき、前記受信部に所定のセグメントの受信を指示する受信指示手段と
    を備えることを特徴とするデジタル放送受信装置。
  2. 前記受信部が受信したセグメントに係る複数種類の放送の内で出力すべき放送の切換を行う切換部と、
    前記エラー検出部の検出結果に基づき、前記切換部に別種類の放送へ切換を指示する切換指示手段と
    を備えることを特徴とする請求項に記載のデジタル放送受信装置。
  3. 前記エラー検出部の検出結果に基づき、前記受信指示手段が前記受信部に別のチャンネルの受信を指示するように構成してあることを特徴とする請求項又は請求項に記載のデジタル放送受信装置。
  4. 請求項1から3の何れかに記載のデジタル放送受信装置と、
    該デジタル放送受信装置が受信したデジタル放送波に基づく出力を行う出力部と
    を備えることを特徴とするテレビジョン受信装置。
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