JP4758592B2

JP4758592B2 - 放送信号受信装置及び放送信号処理方法

Info

Publication number: JP4758592B2
Application number: JP2002139243A
Authority: JP
Inventors: ビルトゥハーゲン、イエンス
Original assignee: ソニーインターナショナル（ヨーロッパ）ゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2022-05-14
Also published as: US20020168955A1; JP2003037540A; DE60115390D1; EP1259009B1; US7221925B2; EP1259009A1; DE60115390T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ（空間）／周波数ダイバーシチコンセプトに基づいて動作する放送信号受信装置及び放送信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンテナ（空間）及び／又は周波数ダイバーシチコンセプトは、受信放送信号に対応するオーディオ信号におけるノイズ及びマルチパス歪みを低減するための技術である。近年のアンテナダイバーシチコンセプトでは、通常、ＦＭ復調を行う前に、２つのアンテナの受信信号を結合する。この処理は、通常、ダイオードを用いて実行される。良好な信号対雑音比を得るために、より振幅が大きい受信信号がＦＭ復調器に供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、近年のアンテナダイバーシチコンセプトによれば、オーディオ信号に生じたノイズ又は歪みは最小化されず、電界強度が最も強いアンテナからオーディオ信号を算出するのみである。
【０００４】
そこで、本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、オーディオ信号におけるノイズ及びマルチパス歪みを低減する放送信号受信装置及び放送信号処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係る放送信号受信装置は、受信放送信号を復調して、第１の出力信号を出力する第１の復調器を備える放送信号受信装置において、受信放送信号を受信し、受信放送信号を復調して第２の出力信号を出力する少なくとも１つの第２の復調器と、第１の復調器から第１の出力信号が供給され、第１の品質指示信号と、第１のステレオ差信号と、第１のステレオ和信号とを生成する第１のデマルチプレクサと、第２の復調器から第２の出力信号が供給され、第２の品質指示信号と、第２のステレオ差信号と、第２のステレオ和信号とを生成する第２のデマルチプレクサと、第１及び第２のデマルチプレクサから供給される第１及び第２の品質指示信号に基づいて、重み付け信号を生成する制御回路と、制御回路から供給される重み付け信号に基づいて、第１及び第２のデマルチプレクサからそれぞれ供給される第１及び第２のステレオ差信号を重み付け加算するとともに、第１及び第２のデマルチプレクサからそれぞれ供給される第１及び第２のステレオ和信号を重み付け加算し、重み付け加算されたステレオ差信号と重み付け加算されたステレオ和信号を生成する重み付け回路と、重み付け回路により生成された重み付け加算されたステレオ差信号と重み付け加算されたステレオ和信号が供給され、左及び右オーディオ信号を生成するマトリックス回路とを備える。
【０００６】
すなわち、本発明によれば、復調された放送信号に含まれるノイズ及び歪みが考慮され、これらに基づいて、全ての受信放送信号又は全ての受信放送信号に由来する信号間でスライディングトランジッション（sliding transition）が行われ、これにより信号対雑音比（signal-to-noise ratio：ＳＮＲ）が向上する。
【０００７】
本発明においては、好ましくは、第１及び第２の復調器は、第１及び第２のアンテナからそれぞれ同じ周波数の受信放送信号が供給され、この受信放送信号を復調して、アンテナ（空間）ダイバーシチコンセプトを実現する。さらに、異なるアンテナから異なる周波数の受信放送信号が供給されてもよい。
【０００８】
これに代えて、又はこれに加えて、本発明においては、第１及び第２の復調器は、共通のアンテナからそれぞれ異なる周波数の受信放送信号が供給され、この受信放送信号を復調して、周波数ダイバーシチ又はアンテナ及び周波数ダイバーシチを実現する。
【０００９】
すなわち、本発明の好適な具体例においては、少なくとも２つのアンテナで受信された信号及び／又は少なくとも２つの異なる周波数を有する信号が復調される。復調されたオーディオ信号内に含まれるノイズ及び歪みの量が比較され、これらのオーディオ信号に対する重み付けが行われる。このような全ての受信オーディオ信号又は全ての受信オーディオ信号に由来する信号間のスライディングトランジッションに基づいて実現されるアンテナ及び／又は周波数ダイバーシチコンセプトは、アンテナ／周波数が歪みを含まない場合であっても、従来のアンテナ及び／又は周波数ダイバーシチコンセプトに比べて、信号対雑音比を向上させる。
【００１０】
例えば、本発明に基づく、２本のアンテナにより実現されたアンテナダイバーシチコンセプトは、アンテナにおいて歪みがない状況であっても、従来のアンテナダイバーシチコンセプトに比べて、信号対雑音比を３ｄＢ向上させる。本発明に基づく周波数ダイバーシチシステムは、１本のアンテナのみでマルチパス歪みを低減させることもできる。
【００１１】
復調された放送信号又はこれに由来する信号の重み付けは、全ての受信され、復調された放送信号に含まれるノイズ及び／又は歪みの量に基づいて行われる。重み付け信号は、復調された放送信号の比較に基づいて、及び／又は復調された放送信号又はこの放送信号に由来する信号のコヒーレント復調された直交成分等のより複雑な演算に基づいて、及び／又はこのような信号の帯域外ノイズの判定に基づいて生成することができる。さらに、後者の場合、復調された信号又はこの信号に由来する信号の比較に基づいて、重み付け信号を算出することができる。さらに、これに代えて、又はこれに加えて、受信され復調された信号の電界強度を用いて、重み付け信号を生成してもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る放送信号受信装置及び放送信号処理方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
本発明を適用した放送信号受信装置の構成を図１に示す。２つの異なるアンテナ８、９で受信された高周波（ＲＦ）信号及び／又は２つの異なる周波数の信号は、それぞれ第１のチューナ、すなわちＦＭ復調器１と、第２のチューナ、すなわちＦＭ復調器２とにより、個別に復調される。第１のチューナ１から出力される第１の多重化信号ｍｕｘ１は、第１のデマルチプレクサ５に供給され、第１の和信号ｓｕｍ１と第１の差信号ｄｉｆｆ１に分離され、及び第１の品質指示信号Ｑ１が生成される。第２のチューナ２から出力される第２の多重化信号ｍｕｘ２は、第２のデマルチプレクサ６に供給され、第２の和信号ｓｕｍ２と第２の差信号ｄｉｆｆ２に分離され、及び第２の品質指示信号Ｑ２が生成される。
【００１４】
デマルチプレクサ５、６からそれぞれ出力される第１及び第２の和信号ｓｕｍ１、ｓｕｍ２及び第１及び第２の差信号ｄｉｆｆ１、ｄｉｆｆ２は、重み付け回路３において、可変重み係数が乗算された後、１つの重み付け和信号及び１つの重み付け差信号として結合される。結合された重み付け和信号及び重み付け差信号は、マトリックス回路７に供給され、マトリックス回路７は、左信号と右信号を算出する。結合された和信号及び差信号は、従来の復調され分離された信号と同様に処理され、すなわち、マトリックス回路７の前段及び／又は後段において、ノイズ除去処理及び／又は最適復調処理（optimal demodulation）を実行してもよい。
【００１５】
分離されたオーディオ信号ｓｕｍ１、ｄｉｆｆ１、ｓｕｍ２、ｄｉｆｆ２の可変重み係数は、各オーディオ信号に含まれるノイズ及び／又は歪みに基づいて、制御回路４において算出される。各オーディオ信号に含まれるノイズ及び／又は歪みは、好ましくは、コヒーレント復調された両側波帯変調差信号（double sideband modulated difference signal）の直交成分（この具体例においては、各品質指示信号Ｑ１、Ｑ２に対応する。）に基づいて算出される。勿論、復調信号の電界強度及び／又は帯域外ノイズ（out of band noise）、すなわち多重信号に含まれる周波数が６０ｋＨｚ以上のノイズを単独で、又は各オーディオ信号に含まれるノイズ及び／又は歪みと組み合わせて用いて両オーディオ信号の重み係数を算出してもよい。
【００１６】
図１に示す具体例では、制御回路４は、可変重み係数を算出するために、２つのチューナ１、２から出力される電界強度も使用する。すなわち、第１のチューナ１は、第１の電界強度（fieldstrength）指示信号ｆｓ１を制御回路４に供給し、第２のチューナ２は、第２の電界強度指示信号ｆｓ２を制御回路４に供給する。上述のように、受信され復調された信号（アンテナにおける信号ではない）の電界強度を示すこれらの電界強度指示信号のみを用いて可変重み係数を算出することもできる。
【００１７】
両オーディオ信号が同じ量の歪みを含み及び／又は同じ電界強度を有する場合、両オーディオ信号は、同じ重み係数が乗算される。この場合、結合されたオーディオ信号内のノイズパワーは、従来のＦＭ受信機に比べて、３ｄＢ小さくなる。両オーディオ信号の歪みに応じて、従来の受信機との比較による性能のゲインは、３ｄＢより小さくなる。
【００１８】
本発明のコンセプトは、ＲＦ信号から独立しているため、２つの異なる周波数を有する２つのオーディオ信号を結合することができる。ＦＭ放送においては、単一の周波数ネットワークの実現が不可能なため、ＦＭ番組は、通常、複数の異なる周波数を介して送信される。したがって、同時刻及び同地点において、異なる周波数を介して同じ番組を受信することができる。受信機が送信機に近い場合、電界強度は強く、オーディオ信号に歪みが生じることは希である。２つの送信機の中間に位置する領域では、両方の送信機からのＲＦ信号の電界強度が弱く、オーディオ信号に歪みが生じやすい。この場合、アンテナ（空間）及び／又は周波数ダイバーシチにより、オーディオ信号の歪みを大きく低減することができる。マルチパス歪みは、周波数選択的であるため、アンテナを１つだけ用いても、周波数ダイバーシチによりマルチパス歪みを低減させることができる。すなわち、通常、１つの地点において、ある周波数のＦＭ復調オーディオ信号が大きく歪んでいる場合、他の代替周波数のＦＭ復調オーディオ信号の歪みは小さい。したがって、本発明によれば、１つのアンテナのみを有するＦＭ受信機によっても、マルチパス歪みを低減することができる。この点は、携帯型ＦＭ受信機又は１つのアンテナしか有さない自動車に後付けされる受信機の場合に重要である。
【００１９】
また、本発明に基づく放送受信装置に第２のチューナ及び第２のデマルチプレクサのみではなく、さらなるチューナ及びデマルチプレクサ（及びアンテナ）を設けて信号対雑音比のさらなる向上を実現してもよい。
【００２０】
重み付け回路３は、重み付けすべき信号のそれぞれに対応する乗算器と、重み付けされた同じ種類の信号に対応する加算器、すなわち分離された信号ｄｉｆｆ１、ｓｕｍ１、ｄｉｆｆ２、ｓｕｍ２に対応する４つの乗算器と、同じ種類の信号ｄｉｆｆ１及びｄｉｆｆ２の組と、ｓｕｍ１及びｓｕｍ２の組に対応する２つの加算器とを備える。この具体例に示す２つのデマルチプレクサ５、６を備える放送信号受信装置においては、制御回路４により生成された重み付け信号は、一方のデマルチプレクサ、この具体例では第２のデマルチプレクサ６に対応する乗算器の入力端子に直接入力され、「重み係数１を示す信号（1- weighting signal）」が他方のデマルチプレクサ、この具体例では第１のデマルチプレクサ５の分離出力信号の信号パスにおける乗算器に入力される。すなわち、重み付け回路３の出力信号は、以下の式に基づいて生成される。
【００２１】
第２のデマルチプレクサの出力信号×重み付け信号＋第１のデマルチプレクサの出力信号×（１−重み付け信号）
以上の説明から明らかなように、重み付け回路３は、信号の流れにおいて、各チューナの直後に設けてもよく、マトリックス回路７の後段に設けてもよい。重み付け回路３をマトリックス回路７の後段に設ける場合、マトリックス回路７は、各デマルチプレクサの後段に設けられ、重み付け回路３は、マトリックス回路７からの出力信号に対する重み付けを行う。
【００２２】
本発明によれば、オーディオ信号が評価され、異なるアンテナ及び／又は異なる周波数が選択される最適アンテナ／周波数ダイバーシチコンセプトにより、放送受信装置におけるノイズ及びマルチパス歪みを低減することができる。
【００２３】
本発明に基づく放送受信装置では、従来の放送受信装置と異なり、電界強度アンテナダイバーシチに代えて、オーディオ信号に含まれる歪みに応じた最適なアンテナダイバーシチが実現される。これにより、各受信状態における性能が向上し、（アンテナが１本又は２本の）従来のＦＭ受信機に比べて、性能のゲインが少なくとも３ｄＢ向上し、また、周波数ダイバーシチにより１本のアンテナのみでノイズ及びマルチパス歪みを低減することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る放送受信装置は、第１の復調器から第１の出力信号が供給され、第１の品質指示信号と、第１のステレオ差信号と、第１のステレオ和信号とを生成する第１のデマルチプレクサと、第２の復調器から第２の出力信号が供給され、第２の品質指示信号と、第２のステレオ差信号と、第２のステレオ和信号とを生成する第２のデマルチプレクサと、第１及び第２のデマルチプレクサから供給される第１及び第２の品質指示信号に基づいて、重み付け信号を生成する制御回路と、制御回路から供給される重み付け信号に基づいて、第１及び第２のデマルチプレクサからそれぞれ供給される第１及び第２のステレオ差信号を重み付け加算するとともに、第１及び第２のデマルチプレクサからそれぞれ供給される第１及び第２のステレオ和信号を重み付け加算し、重み付け加算されたステレオ差信号と重み付け加算されたステレオ和信号を生成する重み付け回路と、重み付け回路により生成された重み付け加算されたステレオ差信号と重み付け加算されたステレオ和信号が供給され、左及び右オーディオ信号を生成するマトリックス回路とを備える。これにより、オーディオ信号におけるノイズ及びマルチパス歪みを低減することができる。
【００２５】
また、本発明に係る放送信号処理方法は、受信放送信号を復調して、第１の出力信号を出力する放送信号処理方法において、受信放送信号を少なくとも１回別々に復調し、第２の出力信号を出力するステップと、第１の出力信号を分離し、第１の品質指示信号と、第１のステレオ差信号と、第１のステレオ和信号とを生成するステップと、第２の出力信号を分離し、第２の品質指示信号と、第２のステレオ差信号と、第２のステレオ和信号とを生成するステップと、第１及び第２の品質指示信号に基づいて、重み付け信号を生成するステップと、重み付け信号に基づいて、第１及び第２のステレオ差信号を重み付け加算するとともに、第１及び第２のステレオ和信号を重み付け加算し、重み付け加算されたステレオ差信号と重み付け加算されたステレオ和信号を生成するステップと、重み付け加算されたステレオ差信号と重み付け加算されたステレオ和信号から、左及び右オーディオ信号を生成するステップとを有する。これにより、オーディオ信号におけるノイズ及びマルチパス歪みを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンテナ及び／又は周波数ダイバーシチを実現する本発明を適用したステレオ放送受信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１第１のチューナ、２第２のチューナ、３重み付け回路、４制御回路、５第１のデマルチプレクサ、６第２のデマルチプレクサ、７マトリックス回路

Claims

受信放送信号を復調して、第１の出力信号を出力する第１の復調器を備える放送信号受信装置において、
上記受信放送信号を受信し、該受信放送信号を復調して第２の出力信号を出力する少なくとも１つの第２の復調器と、
上記第１の復調器から第１の出力信号が供給され、第１の品質指示信号と、第１のステレオ差信号と、第１のステレオ和信号とを生成する第１のデマルチプレクサと、
上記第２の復調器から第２の出力信号が供給され、第２の品質指示信号と、第２のステレオ差信号と、第２のステレオ和信号とを生成する第２のデマルチプレクサと、
上記第１及び第２のデマルチプレクサから供給される上記第１及び第２の品質指示信号に基づいて、重み付け信号を生成する制御回路と、
上記制御回路から供給される重み付け信号に基づいて、上記第１及び第２のデマルチプレクサからそれぞれ供給される第１及び第２のステレオ差信号を重み付け加算するとともに、該第１及び第２のデマルチプレクサからそれぞれ供給される第１及び第２のステレオ和信号を重み付け加算し、重み付け加算されたステレオ差信号と重み付け加算されたステレオ和信号を生成する重み付け回路と、
上記重み付け回路により生成された上記重み付け加算されたステレオ差信号と上記重み付け加算されたステレオ和信号が供給され、左及び右オーディオ信号を生成するマトリックス回路とを備える放送信号受信装置。
上記第１及び第２の復調器は、第１及び第２のアンテナからそれぞれ同じ周波数の又は異なる周波数の受信放送信号が供給され、該受信放送信号を復調することを特徴とする請求項１記載の放送信号受信装置。
上記第１及び第２の復調器は、共通のアンテナからそれぞれ異なる周波数の受信放送信号が供給され、該受信放送信号を復調することを特徴とする請求項１又は２記載の放送信号受信装置。
上記第１及び第２の復調器から出力された第１及び第２の出力信号又は該出力信号に由来する信号のコヒーレント復調された直交成分を算出することにより、それぞれの信号の品質指示信号を生成する演算回路を備える請求項１乃至３いずれか１項記載の放送信号受信装置。
上記第１及び第２の復調器から出力された第１及び第２の出力信号又は該出力信号に由来する信号の帯域外ノイズを判定することにより、それぞれの信号の品質指示信号を生成する演算回路を備える請求項１乃至４いずれか１項記載の放送信号受信装置。
上記第１及び第２の復調器から出力された第１及び第２の出力信号又は該出力信号に由来する信号の電界強度を判定することにより、それぞれの信号の品質指示信号を生成する演算回路を備える請求項１乃至５いずれか１項記載の放送信号受信装置。
受信放送信号を復調して、第１の出力信号を出力する放送信号処理方法において、
上記受信放送信号を少なくとも１回別々に復調し、第２の出力信号を出力するステップと、
上記第１の出力信号を分離し、第１の品質指示信号と、第１のステレオ差信号と、第１のステレオ和信号とを生成するステップと、
上記第２の出力信号を分離し、第２の品質指示信号と、第２のステレオ差信号と、第２のステレオ和信号とを生成するステップと、
上記第１及び第２の品質指示信号に基づいて、重み付け信号を生成するステップと、
上記重み付け信号に基づいて、上記第１及び第２のステレオ差信号を重み付け加算するとともに、上記第１及び第２のステレオ和信号を重み付け加算し、重み付け加算されたステレオ差信号と重み付け加算されたステレオ和信号を生成するステップと、
上記重み付け加算されたステレオ差信号と上記重み付け加算されたステレオ和信号から、左及び右オーディオ信号を生成するステップとを有する放送信号処理方法。
第１及び第２のアンテナからそれぞれ同じ周波数の又は異なる周波数の受信放送信号が供給され、該受信放送信号を復調するステップを有する請求項７記載の放送信号処理方法。
共通のアンテナからそれぞれ異なる周波数の受信放送信号が供給され、該受信放送信号を復調するステップを有する請求項７又は８記載の放送信号処理方法。
上記第１及び第２の出力信号又は該出力信号に由来する信号のコヒーレント復調された直交成分を算出することにより、それぞれの信号の品質指示信号を生成するステップを有する請求項７乃至９いずれか１項記載の放送信号処理方法。
上記第１及び第２の出力信号又は該出力信号に由来する信号の帯域外ノイズを判定することにより、それぞれの信号の品質指示信号を生成するステップを有する請求項７乃至１０いずれか１項記載の放送信号処理方法。
上記第１及び第２の出力信号又は該出力信号に由来する信号の電界強度を判定することにより、それぞれの信号の品質指示信号を生成するステップを有する請求項７乃至１１いずれか１項記載の放送信号処理方法。
コンピュータ又はデジタルシグナルプロセッサにより実行されて、請求項７乃至１２のうちいずれか１項記載の放送信号処理方法における各ステップを実行するためのコンピュータプログラム。