JP4919865B2

JP4919865B2 - ラジオ受信機及びラジオ受信方法

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Publication number: JP4919865B2
Application number: JP2007102652A
Authority: JP
Inventors: 元彦吉田
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2007-04-10
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2027-04-10
Also published as: JP2008263273A

Description

本発明はラジオ受信機及びラジオ受信方法に係わり、特に、FM放送信号に多重されている交通情報を受信して出力するラジオ受信機及びラジオ受信方法に関する。

近年、交通情報放送番組をFM放送信号に多重して放送することが行われている。かかる交通情報放送として主にヨーロッパ各地で実用化されているRDS（Radio Data System）放送がある。RDS放送は、交通情報に係る放送番組関連のデータを通常のFM放送電波に多重して送信し、この多重したデータを受信側が解析することにより、該ラジオ放送の受聴者に対して交通情報など様々なサービスを提供するものである。

このRDS放送は、主に多くの放送局がネットワークを組んで同一番組を放送するような地域において特に有効である。具体的には、19kHzのステレオパイロット信号の３次高調波である57kHzを副搬送波とし、フィルタリングおよび２相コード化された番組関連情報や交通情報関連等のデータを示すデータ信号により、上記副搬送波を振幅変調してラジオデータ信号（「RDSデータ」と称する）とし、この振幅変調された副搬送波を主搬送波に周波数変調して放送するようになされている。

図７は、RDSデータの基本的ベースバンドコーディング構造の説明図である。RDSデータは、図示のように、104ビットを１グループとするグループ単位で構成され、各グループはそれぞれ４ブロック（A、B、C、D）からなり、１ブロックは16ビットの情報語（m0〜m15）と１０ビットの検査語およびオフセット語（C´0〜C´9）とから構成されている。

ブロックAには、国名データや番組データからなるネットワークを示す番組識別データ（PIコード：Program Identification code）が配置され、ブロックBには、交通情報番組を放送する交通情報放送局であることを示す交通情報放送局識別データ（TPコード：Traffic program Identification Code）や当該交通情報に係る放送番組が始まることを示す交通アナウンス識別データ（TAコード: Traffic Announcement code）が配置され、ブロックCには、同一番組を放送しているネットワーク局群の各局の周波数に係るデータ、すなわち代替局周波数データ（AFデータ:Alternative Frequency Code）が配置され、ブロックDには、放送局名やネットワーク名等の放送局名データ（PSデータ:Program Service code）が配置されている。

また、各グループは、その内容に応じてタイプ0〜15の16通りに区別され、さらに各タイプ（0〜15）に対応してそれぞれ２つのバージョン（A、B）が定義されており、これらの識別コードはブロックBに配置されている。

このようなRDSデータを受信するラジオ受信装置によれば、例えば、マルチパス妨害等の外乱により現在受信中の放送局における受信レベルが低下したとき、AFデータに基づいて受信レベルの良好な他のネットワーク局（代替局）を選局することで（自動追従機能）、外乱の影響を受ける事無く常に受信良好な同一番組の放送をユーザに提供することができる。また、TPコードに応じて交通情報放送局を識別し、TAコードに応じて交通情報番組が行われることを識別し、これらの識別通知を当該受信装置の表示部に表示させることで、交通情報を望むドライバにとってはその交通情報放送局およびその番組放送開始を認識することができて非常に便利である。

また、上記のRDS放送を利用したTMC（Traffic Message Channel）が提案されて実用化されている。TMCとは、RDSデータにおける8Aグループ（つまり、バージョンAに定義されたグループ8）等を利用して放送を行うものである。

図８は、8Aグループにおけるベースバンドコーディング構造の説明図である。図示のように、ブロックAには、PIコードが含まれている。また、ブロックBには、当該8Aグループタイプを識別する4ビットのグループタイプ識別コードの他に、メッセージの管理および拡張システムに関する様々なコード（1ビットのショートメッセージコードSとグループメッセージ識別コードG）と、大体の渋滞時間を示す３ビットの渋滞時間コードDPとを有している。なお、この渋滞時間コードDPは、8段階の渋滞時間（0〜４時間）を示すために使用されたものである。

また、ブロックCには、例えば迂回路の有無を示す迂回路識別コードDと、ロケーションオフセットアドレスを含む3ビットのEXTENTコードと、例えば天候状態、工事、交通渋滞等といった情報を示す11ビットのEVENTコードを有している。また、ブロックDには、位置情報を示す16ビットのLOCATIONコードが含まれている。これらコードによる拡張システムを利用すれば、交通渋滞に対する迂回路についても適切に指示する様々な情報等が送信される。

このようなTMCデータを受信するラジオ受信装置（TMC対応型受信装置）によれば、交通情報用の放送番組が無くても送信されるTMCデータはそれ自体が交通情報であるので、送信されるTMCデータを受信して順次記憶させておくことで、受信中の放送番組を途中で中断させてしまうような事態を打開することができる。また、TMCにおいては、1秒当たりに放送されるグループ数は、11.5グループであり、8AグループのTMCデータを送信する場合、通勤時や休日などに多く発生する交通混雑に係る多大な量の交通情報を要するような100連続のメッセージであっても約1分半で送信できるため、詳細な交通情報をほぼリアルタイムでユーザに提供することができる。

また、TMC対応型受信装置によれば、送信されるTMCデータを順次記憶させておくことで、ユーザが所望するときに各所望地点の交通情報を得ることができ、使い勝手を向上することができる。

以上のように、TMCデータ（8Aグループ）より交通情報を受信できるため、TMC放送受信専用のチューナを設け、該TMC専用チューナにより受信した交通情報（渋滞情報、迂回情報など）をナビゲーション装置に提供することが行われている。また、TMCデータは全てのFM放送信号に含まれているため、TMC専用のチューナでは、受信品質が最良の、例えば最大受信電界強度のFM放送信号を受信し、該FM放送信号に多重されているTMCデータより交通情報を抽出するようにしている（特許文献１）。

ところで、ドイツでは全国放送(National)や地方放送(Regional)の他にBerlinのような大都市で放送される地域限定の都市放送(Urban)があり、該都市放送のTMCデータより地域限定の有効な交通情報を受信することが可能である。都市放送を受信する為には、3Aグループに含まれるMGS（Message Geographical Scope)を利用してMGSの優先順位に従って、TMC放送局を切替えることにより行われる。切替えのタイミングは電界強度が同じレベルとなった時であり、このときMGSの優先順位の高い放送局に切替える。

図９はMGS（Message Geographical Scope)を含む3AグループのTMCデータ説明図である。RDS放送において、TMCデータは図８で説明した8Aグループとこの図９の3Aグループにより特定され、MGSは3Aグループに含まれている。
3Aグループのブロック１には、PIコードが含まれ、ブロック２には、グループタイプコード、TPコード、PTY（Program Type）コードが含まれている。また、ブロック３には、Variantコード、ロケーションテーブルナンバーLTN（Location Table Number）、代替局周波数標識AFI（Alternative Frequency Indicator）、伝送モードM（Mode of Transmission）、MGS（Message Geographical Scope）、GapパラメータG、サービス証明SIDが含まれている。MGSにおいて、Iは国際的な放送（international）、Nは全国ネットの放送（National）、Rは地方の放送（Regional）、Uは都市の放送(Urban)をそれぞれ示すもので、このMGSを参照することにより、受信放送が国際放送であるか、全国放送であるか、地方放送であるか、都市放送であるかの別を識別できる。これら放送において、国際放送<全国放送＜地方放送＜都市放送の優先順位が設定されており、TMCチューナは電界強度が同じレベルとなればMGSの優先順位の高い放送局に切替えるようになっている。
都市放送は都市内の細い道路の渋滞情報、駐車場情報など様々な詳細な交通情報を提供する。このため、他の地域から大都市、例えばBerlinに向かって移動する場合、Berlin郊外からBerlinの都市放送を受信することが可能であれば、Berlin地域限定の詳細な交通情報を早くから利用可能となり、利用者にとっては非常に便利となる。しかし、地域限定の都市放送は出力も小さく、他の放送局よりも電界強度が低い為、従来はBerlin中心部でなければ受信することが困難であった。

図１０はカーラジオが受信するTMC放送局を切り替える従来の制御方法の説明図であり、３つの放送局DLF、RBB Brandenburg、RBB Berlinからの放送電波の受信電界強度と位置の関係を示している。DLFは全国放送の放送局、RBB Brandenburgはブランデンブルク地方放送の放送局、RBB Berlinはベルリンの都市放送の放送局である。TMC専用チューナで放送局DLFからのTMCデータを受信しながら車両CARが矢印で示すようにBerlinに向かって走行しているものとする。地点Aにおいて、全国放送局DLFの受信電界強度が都市放送局RBB Berlinの受信電界強度に等しくなるため、この地点Aで、車載のTMC専用チューナは自動的に全国放送局DLFから都市放送局RBB Berlinに受信を切り替える。この結果、地点Aから地域限定の有効な交通情報を受信することが可能となる。以後、走行を継続し、地点Bを通過すると都市放送局RBB Berlinの受信電界強度がブランデンブルクの地方放送局の受信電界強度より小さくなるため、地点Bを通過するとTMC専用チューナは自動的に都市放送局RBB Berlinからブランデンブルクの地方放送局RBB Brandenburgに受信を切り替える。

しかし、かかる従来のTMC放送局切り替え方式には以下の問題がある。
第１の問題点は、都市近郊に至っても全国放送や地方放送の電波の方が都市放送の電波より強い場合が多く、かかる場合、都市放送のTMCデータを速めに受信することができないことである。極端な場合、図１１に示すように都市中心部において、都市放送の受信電界強度が全国放送や地方放送の受信電界強度よりも低い場合があり、かかる場合、都市中心部においても自動的に都市放送局RBB Berlinに受信を切り替えることができず、地域限定の有効な交通情報を受信できない。以上より、従来のTMC放送局切り替え方式では早めに都市放送の受信に切り替えて地域限定の有効な交通情報を受信できない問題がある。
第２の問題点は、ビルの陰や山の谷間など放送電波が弱いエリアにおいて、電界強度が同レベルになって、都市放送に受信を切り替えてもTMCデータを安定に受信できないことである。
第３の問題点は、都市放送局の電波が強い場合は、市内から郊外へ移動してもなかなか全国放送または地方放送に切り替えが出来ないことである。
特開２００５−１５９８６８号公報

本発明の目的は、都市近郊に近づいたならば早めに都市放送のTMCデータ受信に切り替えて地域限定の有効な交通情報を受信できるようにすることである。
本発明の別の目的は、都市放送局からの放送信号の受信に切り替えた際、安定にTMCデータを取得できるようにすることである。
本発明の別の目的は、車両が市内から郊外へ移動したとき、受信放送局を都市放送局から全国放送局または地方放送局にスムーズに切り替えることである。

・ラジオ受信機
本発明の第１の態様は、FM放送信号に多重されている交通情報を受信して出力するラジオ受信機である。このラジオ受信機は、都市放送の交通情報を優先的に受信する受信電界強度範囲を設定する設定部、前記交通情報が多重されているFM放送信号をスキャンしてその受信電界強度を測定する測定部、所定の都市放送の受信電界強度が前記受信電界強度範囲内に存在する場合には、該都市放送の交通情報を優先的に受信して出力する制御を行う制御部を備えている。
上記ラジオ受信機において、制御部は、都市放送の受信電界強度が前記受信電界強度範囲内に存在しない場合、受信電界強度が最大のFM放送信号に多重されている交通情報を受信するよう制御する。
上記ラジオ受信機において、前記設定部は、最大受信電界強度を最大値とする所定幅の範囲を前記受信電界強度範囲として設定する。また、前記設定部は、前記受信電界強度範囲の下限を安定受信電界強度とする。

・ラジオ受信方法
本発明の第２の態様は、FM放送信号に多重されている交通情報を受信して出力するラジオ受信方法であり、都市放送局から放送されているFM放送信号に多重されている交通情報を優先的に受信する受信電界強度範囲を設定するステップ、前記交通情報が多重されているFM放送信号電波をスキャンしてその受信電界強度を測定するステップ、所定の都市放送の受信電界強度が前記受信電界強度範囲内に存在する場合には、該都市放送の交通情報を優先的に受信し、都市放送の受信電界強度が前記受信電界強度範囲内に存在しない場合、受信電界強度が最大のFM放送信号に多重されている交通情報を受信するステップを有している。
前記受信電界強度範囲として、最大受信電界強度を最大値とする所定幅の範囲を設定する。また、前記受信電界強度範囲の下限を安定受信電界強度とする。

本発明によれば、都市放送のFM放送信号に多重されている交通情報を優先的に受信する受信電界強度範囲を設定し、前記交通情報が多重されているFM放送信号電波をスキャンしてその受信電界強度を測定し、所定の都市放送の受信電界強度が前記受信電界強度範囲内に存在する場合には、該都市放送の交通情報を優先的に受信するようにしたから、都市近郊に近づいたならば早めに都市放送のTMCデータ受信に切り替えて地域限定の有効な交通情報を受信することができる。
本発明によれば、受信電界強度範囲の下限を安定受信電界強度としたから、都市放送に受信を切り替えた際、安定にTMCデータを取得することができる。
本発明によれば、全国放送あるいは地方放送電波が強いとき、優先的に都市放送を受信するための都市放送受信電界強度範囲のレベルを高く設定するようにしたから、車両が市内から郊外へ移動したとき、都市放送から全国放送または地方放送の受信にスムーズに切り替えることができる。

（A）本発明の概要
図１は本発明の概要説明図であり、３つの放送信号の受信電界強度と位置の関係を示している。DLFは全国放送の放送局、RBB Brandenburgはブランデンブルク地方の地方放送局、RBB Berlinはベルリンの都市放送局である。受信電界強度範囲（MSG有効範囲）100は、都市放送局RBB Berlinから放送されているFM放送信号に多重されている交通情報を優先的に受信するためのレベル範囲である。この受信電界強度範囲100は、受信信号電波のうち最大受信電界強度を最大値とする一定幅Δの範囲とし、安定にTMCデータを取得できるレベル（安定受信電界強度）を受信電界強度範囲100の下限としている。
車載のTMCチューナは、（1）都市放送局RBB Berlinから受信した受信電界強度が受信電界強度範囲100内に存在すれば、該都市放送局RBB Berlinから放送されているFM放送信号に多重されている交通情報（TMC）を優先的に受信し、（2）都市放送局RBB Berlinから受信した受信電界強度が受信電界強度範囲100内に存在しなければ、受信電界強度が最大の放送局DLFあるいはRBB Brandenburgから放送されているFM放送信号に多重されている交通情報を受信する。

TMC専用チューナで全国放送の放送局DLFのTMCデータを受信しながら、車両CARが矢印で示すようにBerlinに向かって走行しているものとする。地点Aに近づくにつれて都市放送局RBB Berlinから受信した信号電波の受信電界強度が大きくなり、該地点Aにおいて受信電界強度範囲100内に入るようになる。この結果、車載TMC専用チューナは地点Aにおいて、自動的に全国放送の放送局DLFから都市放送局RBB Berlinに受信を切り替える。これにより、都市放送局RBB Berlinの信号電波がDLFあるいはRBB Brandenburgの信号電波より弱くても、早めに都市放送局RBB Berlinが放送している地域限定の有効な交通情報を受信することが可能となる。また、図２に示すように、都市中心部において、都市放送の受信電界強度が全国放送や地方放送の受信電界強度よりも低い場合があっても、都市放送の受信電界強度が受信電界強度範囲100内に入れば自動的に都市放送局RBB Berlinの受信に切り替えることができる。更に、受信電界強度範囲の下限を安定受信電界強度としたから、都市放送局に受信を切り替えた際、安定にTMCデータを取得することができる。

以後、走行を継続し、Berlin中心部を離れるにつれて都市放送局RBB Berlinから受信した信号電波の受信電界強度が小さくなり、地点Bを通過すると都市放送局RBB Berlinの受信電界強度が受信電界強度範囲100から外れる。これにより、車載のTMC専用チューナは自動的に都市放送局RBB Berlinからブランデンブルクの地方放送局RBB Brandenburgに受信を切り替える。
受信電界強度範囲100は、最大受信電界強度を最大値とする一定幅Δの範囲としているため、全国放送あるいは地方放送電波が強いと受信電界強度範囲100のレベルは高くなる。このため、車両が市内から郊外へ移動するとき、都市放送局RBB Berlinの受信から速やかに全国放送局または地方放送局の受信にスムーズに切り替えることができる。

（B）ラジオ受信機
図３は本発明のTMC専用のラジオ受信機の構成図である。フロントエンド１１は同調部、混合部、IFフィルタ、IF増幅部を備え、電子チューニング方式により指示された放送局からのFM放送信号電波を受信し、中間周波増幅して出力する。検波部１２はフロントエンド１１から出力する放送信号を検波し、RDSデコーダ１３は検波信号よりL−MSK変調信号成分を取り出し、RDSデータをデコードしてTMC制御部１４に入力する。また、Sメータ１５は検波信号より受信FM信号電波の受信電界強度を検出してTMC制御部１４に入力する。TMC制御部１４はシーク制御、受信放送局切り替え制御、交通情報取得/出力制御等を行う。ナビゲーション装置２１はTMC制御部１４より、TMCデータから抽出された交通情報を入力されてナビゲーション画面に表示する。

図４はTMC制御部１４の構成図である。制御部５１は定期的にシーク制御を行ってフロントエンド１１に全FM放送局からの信号電波を受信させる。最大受信電界強度検出部５２はシーク制御時にSメータ１５の出力信号を監視し、最大の受信電界強度E_MAXを検出して受信電界強度範囲設定部５３に入力すると共に、そのときの放送局周波数を制御部５１に入力する。受信電界強度範囲設定部５３は最大受信電界強度E_MAXを最大値とする所定幅Δの範囲（E_MAX−Δ〜E_MAX）を受信電界強度範囲100として設定し、制御部５１に入力する。なお、受信電界強度範囲設定部５３は受信電界強度範囲100の下限を安定受信電界強度に固定する。都市放送局受信電界強度検出部５４は都市放送局から受信した信号電波の受信電界強度Ecを検出して制御部５１に入力する。都市放送局からの信号電波であるかの識別はMGSデータを参照して行うことができる。

制御部５１は、シーク制御完了後、都市放送局から受信した受信電界強度Ecが受信電界強度範囲100内に存在するかチェックし、存在する場合には、該都市放送局に同調するようフロントエンド１１を電子同調制御する。これにより、制御部５１は都市放送局のTMCデータをRDSデコーダ１３から取得し、ナビゲーション制御部２１に入力する。一方、受信電界強度Ecが受信電界強度範囲100内に存在しなければ、制御部５１は受信電界強度が最大の放送局に同調するようフロントエンド１１を電子同調制御する。これにより、該放送局からのFM放送信号に多重されているTMCデータを取得してナビゲーション装置２１に入力する。

図５はTMC制御部１４（図３）の受信制御の処理フローである。
最初に、シーク制御を行って都市放送局から受信した信号電波の受信電界強度Ecを測定すると共に最大受信電界強度E_MAXを測定し、（E_MAX−Δ〜E_MAX）を受信電界強度範囲100として設定する（ステップ２０１〜２０２）。ついで、都市放送局から受信した信号電波の受信電界強度Ecが受信電界強度範囲100の範囲内にあるか調べ（ステップ２０３）、受信電界強度Ecが受信電界強度範囲100内に存在する場合には、該都市放送局からの放送電波を受信し（ステップ２０４）、受信電界強度Ecが受信電界強度範囲100内に存在しなければ、受信電界強度が最大の放送局からの放送電波を受信する（ステップ２０５）。ついで、RDSデコーダ１３から入力するTMCデータより交通情報を抽出して内蔵のメモリに保存し（ステップ２０６）、適宜ナビゲーション装置２１に提供する（ステップ２０７）。
ナビゲーション装置２１は、図６に示すようにディスプレイ画面に自車CMKの周辺地図を表示すると共に、地図上の交通情報が得られた地点にマークMi（i=1,2,…）を表示する。なお、ナビゲーション装置２１は交通情報が得られた地点が誘導経路GR上に存在する場合と、存在しない場合とでマーク表示を変えている。この地図表示状態においてユーザが所定の地点のマークMiをタッチすると、ナビゲーション装置２１は該地点の交通情報の詳細をメッセージで表示する。

以上、本発明によれば、都市近郊に近づいたならば早めに都市放送のTMCデータ受信に切り替えて地域限定の有効な交通情報を受信することができる。また、本発明によれば、受信電界強度範囲の下限を安定受信電界強度としたから、都市放送局に受信を切り替えた際、安定にTMCデータを取得することができる。また、本発明によれば、車両が市内から郊外へ移動したとき、受信放送局を都市放送局から全国放送局または地方放送局にスムーズに切り替えることができる。

本発明の概要説明図である。本発明の効果説明図である。本発明のTMC専用のラジオ受信機の構成図である。 TMC制御部の構成図である。 TMC制御部の受信制御の処理フローである。ナビゲーション装置の表示説明図である。 RDSデータの基本的ベースバンドコーディング構造の説明図である。 8Aグループのベースバンドコーディング構造である。 MGS（Message Geographical Scope)を含む3AグループのTMCデータ説明図である。カーラジオがTMC放送局を切り替える制御の説明図である。従来の問題点説明図である。

符号の説明

１４ TMC制御部
５１制御部
５２最大受信電界強度検出部
５３受信電界強度範囲設定部
５４都市放送局受信電界強度検出部

Claims

FM放送信号に多重されている交通情報を受信して出力するラジオ受信機において、
定期的に最大受信電界強度を検出する最大受信電界強度検出部、
該最大受信電界強度に基づいて都市放送の交通情報を優先的に受信する受信電界強度範囲を設定する受信電界強度範囲設定部、
前記交通情報が多重されているFM放送信号をスキャンしてその受信電界強度を測定する測定部、
所定の都市放送の受信電界強度が前記受信電界強度範囲内に存在する場合には、該都市放送の交通情報を優先的に受信し、都市放送の受信電界強度が前記受信電界強度範囲内に存在しない場合、受信電界強度が最大のFM放送信号に多重されている交通情報を受信するよう制御する制御部、
を備え、前記受信電界強度範囲設定部は、前記最大受信電界強度を最大値とする一定幅の範囲を前記受信電界強度範囲として設定すると共に、該受信電界強度範囲の下限を安定受信電界強度とする、
ことを特徴とするラジオ受信機。
FM放送信号に多重されている交通情報を受信して出力するラジオ受信方法において、
定期的に最大受信電界強度を検出するステップ、
該最大受信電界強度に基づいて都市放送局から放送されているFM放送信号に多重されている交通情報を優先的に受信する受信電界強度範囲を設定するステップ、
前記交通情報が多重されているFM放送信号電波をスキャンしてその受信電界強度を測定するステップ、
所定の都市放送の受信電界強度が前記受信電界強度範囲内に存在する場合には、該都市放送の交通情報を優先的に受信し、都市放送の受信電界強度が前記受信電界強度範囲内に存在しない場合、受信電界強度が最大のFM放送信号に多重されている交通情報を受信するステップを備え、
前記受信電界強度範囲を設定するステップにおいて、前記最大受信電界強度を最大値とする一定幅の範囲を前記受信電界強度範囲として設定すると共に、該受信電界強度範囲の下限を安定受信電界強度として設定する、
ことを特徴とするラジオ受信方法。