JP5029873B2 - 受信装置と受信方法 - Google Patents

Description

この発明は受信装置と受信方法に関する。詳しくは、受信信号の復調処理と誤り訂正処理を行う際に、受信信号が得られているときの伝送路状態の推定と誤り訂正処理におけるエラーレートの算出を行い、伝送路状態の推定結果に対応するリセット判定基準値よりもエラーレートが大きいときに復調処理動作をリセットするものである。

従来、伝送路を介して情報の通信を行う場合、情報の送信側では、送信する情報に対して誤り訂正のための符号の付加等を行ったのち、変調処理を行って送信する処理が行われている。また、情報の受信側では、受信した信号の復調処理や誤り訂正処理等を行うことで、所望の情報が得られるようになされている。ここで、情報の受信側では、何らかの想定外の状況によっていわゆるデッドロック状態に陥り、所望の情報が得られない可能性があり、このような状態から復帰するため、自動的にリセット動作を行う機能が設けられている。

また、例えば特許文献１におけるデジタル放送の受信機では、エラーレートを用いて受信の悪化状態の判断を行い、エラーレートが所定値を上回ったときには、ビデオデコーダとその関連回路を強制的にリセットすることで、不自然な画像の表示が行われないように処理することが開示されている。

特開２００３−３１９２７８号公報

ところで、デッドロック状態に陥ったときにリセット動作を自動的に行う場合、例えばエラーレートがリセット判別の基準である一定値を超えたとき、自動的にリセット動作が行われている。ここで、デッドロック状態の判定をより確実に行えるようにリセット判別の基準である値を小さく設定すると、伝送路状態が悪化したときリセット動作がすぐに行われてしまい、Ｃ／Ｎ比(Carrier to Noise ratio)のモニタ等ができなくなってしまう。また、伝送路状態が悪化したときリセット動作が行われないようにリセット判別の基準である値を大きく設定すると、デッドロック状態に陥ったときにエラーレートがリセット判定値よりも大きくなるまでリセット動作が行われなくなってしまう。したがって、デッドロック状態に対するリセット動作の信頼性が低下してしまう。

そこで、伝送路状態によらず、リセット動作をデッドロック状態発生時に自動的に行うことができる受信装置と受信方法を提供するものである。

この発明の概念は、受信信号の復調処理と誤り訂正処理を行うとき、伝送路状態の推定結果に対応して設定したリセット判定基準値よりも、誤り訂正処理におけるエラーレートが大きいとき、復調処理動作や誤り訂正処理動作をリセットすることにある。

この発明において、受信信号は有線あるいは無線の伝送路の何れを介したものでもよく、復調処理や誤り訂正処理も特定の方式に限られるものではない。リセット判定基準値は、伝送路状態毎に予め設けられており、伝送路状態の推定結果に対応するリセット判定基準値よりも、算出されたエラーレートが大きいときリセット動作が行われる。このリセット判定基準値は、例えば伝送路状態が推定結果となるときのエラーレートの頻度分布において、累積頻度が所定の割合となるエラーレートの値とする。また、伝送路状態の推定結果として、例えばＣ／Ｎ比や変調誤差を示す情報を用いる。

この発明によれば、受信信号の復調処理と誤り訂正処理を行う受信信号処理と、誤り訂正処理におけるエラーレートの算出と、伝送路状態の推定が行われて、推定された伝送路状態が悪いほどリセット判定基準値を大きな値に設定し、リセット判定基準値よりも算出されたエラーレートが大きいとき、受信信号処理のデッドロック状態に対するリセット動作が行われる。このため、伝送路状態によらず、リセット動作をデッドロック状態発生時に自動的に行うことができる。

以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は受信装置の構成を示している。受信装置は、受信した信号の復調処理や誤り訂正処理等を行うものであれは、伝送路は無線あるいは有線の何れであってもよい。また、通信する情報は、映像や音声あるいはその他の種々の情報であってもよい。なお、以下の説明では、受信装置でデジタル放送を受信する場合について説明する。

図１において、アンテナ１１で放送波を受信して得られた信号ＳRFはチューナ部１２に入力される。チューナ部１２では受信した信号ＳRFに基づき所望の受信周波数帯を選局し、受信信号ＳIFとして受信信号処理部１３に供給する。例えば、チューナ部１２では、信号ＳRFを増幅したのち、ミキサで選局するチャネルに応じた局部発振信号を掛け合わせて、得られた信号のフィルタ処理や増幅を行い、受信信号ＳIFとして受信信号処理部１３に供給する。

受信信号処理部１３は、送信側の変調処理に対応した復調処理を行うものであり、Ａ／Ｄ変換部１３１と復調処理部１３２とデインタリーブ／誤り訂正処理部１３３を有している。Ａ／Ｄ変換部１３１は、受信信号ＳIFをデジタル信号ＤIFに変換して復調処理部１３２に供給する。

復調処理部１３２では、例えば送信側でＰＳＫ(Phase Shift Keying)やＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)方式等で一次変調を行い、この一次変調後の信号を用いてＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式で二次変調が行われている場合、デジタル信号ＤIFのＯＦＤＭ復調処理を行う。このＯＦＤＭ復調処理では、デジタル信号ＤIFを直交復調したのちＦＦＴ演算等を行い、ＯＦＤＭ変調が行われる前の複素信号ＤIQを生成してデインタリーブ／誤り訂正処理部１３３と伝送路状態推定部１４に供給する。この複素信号ＤIQは、実軸成分（Ｉチャネル信号）と、虚軸成分（Ｑチャネル信号）とから構成される信号である。

デインタリーブ／誤り訂正処理部１３３は、複素信号ＤIQの時間周波数デインタリーブ処理や、デインタリーブ処理された信号を、ＰＳＫやＱＡＭ方式等の変調処理が行われる前の状態の信号とするデマッピング処理、デマッピング処理によって得られた信号の誤り訂正処理等を行い、処理後の信号をトランスポートストリームＴＳとしてデマルチプレクサ２０に供給する。この誤り訂正処理では、例えば送信側でブロック符号化が行われてリードソロモン符号が付加されたのち畳み込み符号化が行われている場合、ビタビ復号処理を行ったのち、リードソロモン符号を用いて誤り訂正処理を行う。また、デインタリーブ／誤り訂正処理部１３３は誤り訂正結果を示す誤り訂正状況信号ＥＳを生成してエラーレート算出部１５に供給する。

伝送路状態推定部１４は、伝送路状態が良好であるか否かの推定結果を示す伝送路状態推定信号ＭＴを生成してリセット処理部１６に供給する。例えば、伝送路状態推定部１４はＣ／Ｎ比の測定を行い、この測定結果を伝送路状態の推定結果として用いる。Ｃ／Ｎ比の測定では、複素信号ＤIQのコンスタレーションにおける理想ポイントとのばらつきからＣ／Ｎ比を算出する。

また、伝送路状態推定部１４は、変調誤差を示す情報を伝送路状態の推定結果として用いるものとしてもよい。復調処理部１３２でＯＦＤＭの復調処理を行うことで得られた複素信号ＤIQに基づくコンスタレーションは、伝送状態が良好であると理想ポイント位置あるいは理想ポイント位置に近づいたものとなり、伝送状態が悪化すると理想ポイント位置から離れてばらついたものとなる。したがって、変調誤差を示す情報として、例えばＭＥＲ(Modulation Error Ratio)やＥＶＭ(Error Vector Magnitude)を求め、このＭＥＲやＥＶＭを推定結果として用いる。また、Ａ／Ｄ変換部１３１よりも前段ではアナログ信号処理が行われており、アナログ信号処理では位相誤差を生じやすい。このため、変調誤差を示す情報として振幅方向のみの誤差を用いるものとすれば、アナログ信号処理で位相誤差が生じるような場合であっても、伝送路状態を精度よく推定できる。

エラーレート算出部１５は、誤り訂正状況信号に基づいてエラーレートＥＲの算出を行い、算出したエラーレートを示すエラーレート信号ＤEをリセット処理部１６に供給する。例えば、設定した測定期間中におけるエラー訂正されたビット数を算出してエラーレートＥＲとする。さらに、算出したエラーレートＥＲを示すエラーレート信号ＤEをリセット処理部１６に供給する。また、エラーレート算出部１５では、測定期間を切り替え可能とすることで、エラーレートの算出間隔を調整できるので、測定期間を短くして応答性を優先させたり、測定期間を長くして精度を優先させることができる。なお、測定期間の切り替えは、例えばユーザ操作に応じて制御部３１が切り替えるようにすればよい。

リセット処理部１６は、伝送路状態推定信号ＭＴとエラーレート信号ＤEに基づき、リセット動作を行うか否かの判定を行い、リセット動作を行うと判定したときにはリセット信号ＲＴを受信信号処理部１３に供給して、受信信号処理部１３の動作をリセットする。

デマルチプレクサ２０は、トランスポートストリームＴＳから目的のサービスパケットを分離し、映像データのパケットＤvpをビデオデコーダ２１、音声データのパケットＤapをオーディオデコーダ２２に供給する。また、データ放送のパケット等を制御部３１に供給する。

ビデオデコーダ２１は、映像データの復号を行い、復号後の映像データＶoutを出力する。この映像データＶoutを用いることで、所望の番組の映像表示を行うことができる。オーディオデコーダ２２は、音声データの復号を行い、復号後の音声データＡoutを出力する。この音声データＡoutを用いることで、所望の番組の音声を出力させることができる。

チューナ部１２や受信信号処理部１３、デマルチプレクサ２０、ビデオデコーダ２１、オーディオデコーダ２２は、バス３０を介して制御部３１と接続されている。また、バス３０には、ユーザインタフェース部３２やメモリ部３３が接続されている。

ユーザインタフェース部３２は、操作キーやリモートコントロール装置（図示せず）から送信された信号を受信するリモートコントロール信号受信部で構成されている。ユーザインタフェース部３２は、ユーザインタフェース部３２に設けられている操作キーのキー操作に応じた操作信号ＰＳを制御部３１に供給する。あるいは、リモートコントロール装置から送信された信号を受信して、リモートコントロール装置に設けられている操作キーのキー操作に応じた操作信号ＰＳを制御部３１に供給する。

メモリ部３３は、受信装置を動作させるためのプログラムや受信装置を動作させるために必要とされる種々の情報等を記憶するためのものである。

制御部３１は、メモリ部３３に記憶されているプログラムを実行して、メモリ部３３から読み出した情報やユーザインタフェース部３２から供給された操作信号ＰＳに基づき制御信号ＣＴを生成して各部に供給することで、受信装置１０を動作させる。

このように構成された受信装置１０において、リセット処理部１６は、伝送路状態が悪化したことによる受信信号処理部１３のリセット動作を防止して、受信信号処理部１３がデッドロック状態に陥ったときにリセット動作を行う。

図２は、リセット処理部１６の動作を説明するためのものである。リセット処理部１６は、伝送路状態の推定結果に対応したリセット判定基準値Ｌrfを保持しており、このリセット判定基準値ＬrfとエラーレートＥＲを比較して、リセット動作を行うか否かの判定を行う。ここで、エラーレートＥＲは、伝送路状態が良好であるとき小さく、伝送路状態が悪化すると大きくなる。このため、リセット判定基準値Ｌrfは、伝送路状態が悪化したときリセット動作が行われてしまうことがないように、伝送路状態が良好である場合に比べて大きくする。なお、図２では、伝送路状態に応じて、リセット判定基準値Ｌrfがリニアに変化する場合を例示している。

このように、リセット判定基準値Ｌrfを設定すると、伝送路状態が悪化してエラーレートＥＲが増加しても、この伝送路状態の悪化によるエラーレートＥＲの増大によって受信信号処理部１３のリセット動作が行われることがないので、Ｃ／Ｎ比のモニタ等を行うことができる。また、デッドロック状態が生じて、リセット判定基準値Ｌrfよりもエラーレートが増加すると、受信信号処理部１３のリセット動作が自動的に行われることから、受信信号処理部１３をデッドロック状態から正常な状態に自動的に復帰させることができる。

なお、リセット判定基準値Ｌrfは、リセット処理部１６に保持しておく場合に限られるものではなく、例えば伝送路状態推定部１４に保持するものとしてもよい。また、リセット判定基準値Ｌrfを保持した基準値保持部を別個に設ける構成としてもよい。

ところで、エラーレートＥＲは、伝送路状態が等しいときに一定の値となるものではなく、ばらつきを有したものとなる。このため、エラーレートのばらつきを考慮してリセット判定基準値Ｌrfを予め設定しておけば、リセット動作の最適化が可能となる。

次に、リセット判定基準値の設定について図３と図４を用いて説明する。伝送路状態例えばＣ／Ｎ比が「Ｃ／Ｎ比＝ＭＬ-a」であって、受信信号処理部１３がデッドロック状態となっていないとき、エラーレートＥＲの頻度分布が図３に示すものとなる場合、エラーレートがばらつきを生じたとき、リセット動作が行われてしまうことが少なくなるように、累積頻度が所定の割合となるエラーレートの値を、図４に示すようにリセット判定基準値Ｌrf-aとして設定する。ここで、エラーレートの分布が正規分布となるとき、エラーレート平均値ＥＲav-aよりも「ｎ×σ（σ：標準偏差）」だけ大きい値にリセット判定基準値Ｌrf-aを設定する。例えば、「ｎ＝３」とすれば、この伝送路状態におけるエラーレートのばらつきによってリセット動作が行われる割合は０．１３５％以下となる。また、リセット判定基準値をエラーレート平均値ＥＲavよりも４σあるいは５σ，６σのように順次「ｎ」の値を大きくすれば、この伝送路状態におけるエラーレートのばらつきによってリセット動作が行われる割合は順次低くなる。さらに、伝送路状態の推定結果毎にリセット判定基準値の設定も予め同様に行えば、エラーレートのばらつきによってリセット動作が行われてしまうことをより確実に防止することができる。

ところで、受信信号処理部１３のリセット動作は、制御部３１でソフトウェア処理によって行うものとしてもよい。この場合、伝送路状態推定信号ＭＴとエラーレート信号ＤEを制御部３１に供給して、制御部３１から受信信号処理部１３に対してリセット信号ＲＴを供給する。図５はソフトウェア処理でリセット動作を行う場合のフローチャートを示している。

ステップＳＴ１で制御部３１は、伝送路状態の推定結果とエラーレートを取得する。この伝送路状態の推定結果とエラーレートを取得では、伝送路状態推定信号ＭＴとエラーレート信号ＤEを用いるものとする。ステップＳＴ２で制御部は、伝送路状態の推定結果に対応したリセット判定基準値Ｌrfを設定する。

ステップＳＴ３で制御部３１は、エラーレートＥＲがリセット判定基準値Ｌrfよりも大きいか否かを判定する。ここで、制御部３１はエラーレートＥＲがリセット判定基準値Ｌrfよりも大きくないときステップＳＴ１に戻り、エラーレートＥＲがリセット判定基準値Ｌrfよりも大きいときはステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ４で制御部３１は、リセット動作を実行してステップＳＴ１に戻る。すなわち、制御部３１はリセット信号ＲＴを生成して受信信号処理部１３に供給する。このリセット信号ＲＴを受信信号処理部１３に供給することで、受信信号処理部１３の動作をリセットする。

なお、受信装置は放送を受信するための装置に限られるものではなく、デジタル信号の通信システムで用いられる通信装置等であってもよい。例えば、無線ＬＡＮ(Local Area Network)の端末装置や携帯電話機器等であってもよい。

このように、伝送路状態の推定を行い、推定された推定結果となる伝送路状態のときのエラーレートに基づいて設定されたリセット判定基準値よりも、エラーレートが大きくなったときに受信信号処理部のリセット動作を行うものとすれば、伝送路状態が悪化したときにリセット動作が行われてしまうことを防止して、受信信号処理部がデッドロック状態となったときにのみリセット動作を自動的に行うことが可能となり、リセット動作の信頼性を向上させることができる。また、伝送路状態が悪化しただけでリセット動作が行われてしまうと、受信装置を制御するホスト側の装置では、例えばエラーレートや伝送路状態の推定結果を示すモニタ回路などの情報を利用できなくなってしまう。しかし、伝送路状態が悪化したことによりリセット動作が行われてしまうことを防止できるので、ホスト側から扱いやすい受信装置を実現できる。

受信装置の構成を示す図である。 リセット処理部の動作を説明するための図である。 エラーレートの頻度分布(Ｃ／Ｎ比＝ＭＬ-aのとき)を示す図である。 リセット判定基準値の設定方法を説明するための図である。 リセット動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０・・・受信装置、１１・・・アンテナ、１２・・・チューナ部、１３・・・受信信号処理部、１４・・・伝送路状態推定部、１５・・・エラーレート算出部、１６・・・リセット処理部、２０・・・デマルチプレクサ、２１・・・ビデオデコーダ、２２・・・オーディオデコーダ、３０・・・バス、３１・・・制御部、３２・・・ユーザインタフェース部、３３・・・メモリ部、１３１・・・Ａ／Ｄ変換部、１３２・・・復調処理部、１３３・・・デインタリーブ／誤り訂正処理部

Claims (5)

1. 受信信号の復調処理と誤り訂正処理を行う受信信号処理部と、
   前記誤り訂正処理におけるエラーレートを算出するエラーレート算出部と、
   伝送路状態を推定する伝送路状態推定部と、
   前記伝送路状態推定部で推定された伝送路状態が悪いほどリセット判定基準値を大きな値に設定し、前記リセット判定基準値よりも前記算出されたエラーレートが大きいとき、前記受信信号処理部でデッドロック状態に対するリセット動作を行わせるリセット処理部とを有する
   ことを特徴とする受信装置。
2. 前記リセット判定基準値は、前記伝送路状態推定部で推定された伝送路状態におけるエラーレートの頻度分布において、累積頻度が所定の割合となるエラーレートの値である
   ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 前記伝送路状態推定部では、伝送路状態の推定結果としてＣ／Ｎ比を用いる
   ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
4. 前記伝送路状態推定部では、伝送路状態の推定結果として変調誤差を示す情報を用いる
   ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
5. 受信信号の復調処理と誤り訂正処理を行う受信信号処理ステップと、
   前記誤り訂正処理におけるエラーレートを算出するエラーレート算出ステップと、
   伝送路状態を推定する伝送路状態推定ステップと、
   前記伝送路状態推定ステップで推定された伝送路状態が悪いほどリセット判定基準値を大きな値に設定するリセット判定基準値設定ステップと、
   前記リセット判定基準値よりも前記算出されたエラーレートが大きいとき、前記受信信号処理ステップの動作のデッドロック状態に対するリセット動作を行うリセット処理ステップを有する
   ことを特徴とする受信方法。

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