JP5214018B2

JP5214018B2 - 受信装置

Info

Publication number: JP5214018B2
Application number: JP2011501360A
Authority: JP
Inventors: 満竹内; 栄治有田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2029-11-05
Also published as: CN102318199A; US20110244822A1; DE112009004422B4; JPWO2010097865A1; US8326247B2; DE112009004422T5; WO2010097865A1; CN102318199B

Description

この発明は、受信を希望する放送波を複数同時に受信するマルチチャンネル受信可能な受信装置に関するものである。

放送波を複数同時に受信するマルチチャンネルの受信装置に関し、その構成部品を共用して部品点数の削減をはかり、廉価構成の受信装置を提供する技術が従来から多数特許出願されている。

例えば、１個のアンテナ入力を分配し、受信を希望する放送波毎に中間周波数に変換する周波数変換回路と、帯域制限フィルタと、を有し、１以上のチューナ出力を出力してそれぞれ信号復調を行うことでアンテナ等の構成部品を削減するマルチチャンネルの受信装置（例えば、特許文献１参照）が知られている。

また、特許文献１に開示された構成に、更に、抽出された受信を希望する各放送波を再び合成し、複数のチャンネルを一個の出力端子を介して出力することで、後段の信号復調部のハードウェアをも削減可能なマルチチャンネルの受信装置（特許文献２参照）も知られている。

特開２００３−３０９７７６号公報特開２００７−８１８７８号公報

しかしながら、上記した特許文献１、特許文献２に開示された技術によれば、いずれも復調を要するチャンネル数分のローカル発振器、および帯域制限フィルタが必要となり、このため、より一層の小型化、低価格化を求める際の障害になっていた。

この発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、マルチチャンネル受信を可能とし、一層の小型化、低価格化を実現可能な受信装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するためにこの発明の受信装置は、２以上の放送波を含む受信信号をローカル発振により第１の中間周波数信号に変換する第１の周波数変換回路と、前記第１の中間周波数信号に変換された２以上の放送波に含まれる帯域を同時に通過させる帯域分離フィルタと、前記帯域分離フィルタにより出力される前記２以上の放送波に制限された受信信号を、各放送波が干渉しない周波数でサンプリング可能な第２の中間周波数信号に変換する第２の周波数変換回路とを備え、前記帯域分離フィルタは、前記受信信号を所定の時間だけ遅延する多段構成の遅延回路と、前記各遅延回路の入出力を各所定の係数で乗算する係数乗算器と、前記各係数乗算器の出力の和をとる加算器とで構成され、前記第１の周波数変換回路は、前記２以上の放送波のうち、第１の放送波の周波数をｆ１、第２の放送波の周波数をｆ２（但し、ｆ１＞ｆ２）、オフセット周波数をｆｙ、前記ローカル発振による周波数をｆｘとした場合、ｆｘ＝１／２（ｆ１＋ｆ２＋ｆｙ）として前記第１の中間周波数信号を生成し、前記オフセット周波数ｆｙを、前記２以上の放送波が有するチャンネル帯域の整数倍としたものである。

この発明によれば、マルチチャンネル受信を可能とし、より一層の小型化、低価格化を実現可能な受信装置を提供することができる。

この発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る受信装置を構成する帯域分離フィルタの周波数特性を示す図である。この発明の実施の形態１に係る受信装置を構成する帯域分離フィルタの等価回路を示した図である。この発明の実施の形態１に係る受信装置の動作を周波数特性図上に示した動作概念図である。この発明の実施の形態３に係る受信装置の構成を示すブロック図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図である。ここでは、ＯＦＤＭ復調器１６に対してマルチチャンネル受信した２以上の放送波（チャンネル）を出力するフロントエンドを抽出して示してある。

図１に示されるように、この発明の実施の形態１に係る受信装置１は、アンテナ１１と、帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）１２と、第１の周波数変換回路１３と、帯域分離フィルタ１４と、第２の周波数変換回路１５と、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）復調器１６と、により構成される。

上記構成において、アンテナ１１を介して入力された受信信号は、ＢＰＦ１２で全放送波帯域（例えばＵＨＦ帯：Ultra High Frequency）に制限される。
ここで制限された受信信号は、第１の周波数変換回路１３を構成する電圧制御発振器ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）＃１が生成するローカル周波数とミキシングされ第１の中間周波数に変換される。

第１の周波数変換回路１３は、第１の放送波の周波数をｆ１、第２の放送波の周波数をｆ２、オフセット周波数をｆｙとした場合、ＶＣＯ＃１のローカル発振周波数ｆｘを、１／２（ｆ１＋ｆ２＋ｆｙ）として周波数変換を行う。
例えば、ｆ１＞ｆ２とし、受信したい放送波のうち、最も周波数の高い放送波をｆ１、最も周波数の低い放送波をｆ２とすれば、１／２（ｆ１＋ｆ２）は、受信したい全放送波帯域の中間の周波数になる。これに適当なオフセット周波数ｆｙを加算することで、受信したい全放送波を含む、適当な中間周波信号へ変換することができる。

第１の周波数変換回路１３により中間周波数に変換された受信電波は帯域分離フィルタ１４に入力される。

帯域分離フィルタ１４は、受信したい複数のチャンネルの放送波を同時に通過させ、その他の放送波の通過を遮断する。帯域分離フィルタ１４は、例えば、最も周波数の低い放送波から最も周波数の高い放送波の全てを受信したい場合、例えば、図２（ａ）にその周波数特性が示される様に、最も高い周波数の放送波までを含む帯域を通過帯域としたローパスフィルタを構成すれば良く、また、受信したい全放送波帯域のうち、下端、上端のみを受信する場合は、図２（ｂ）にその周波数特性が示される様に、この２つの周波数（ＣＨ＃１、＃２）を通過帯域とするバンドパスフィルタを構成すれば良い。

帯域分離フィルタ１４の等価回路が図３に示されている。図３に示されるように、帯域分離フィルタ１４は、多段構成の遅延回路１４１_１〜ｎと、係数乗算器１４２_１〜ｎと、加算器１４３とからなるＦＩＲ（Finite Impulse Response）型のトランスバーサルフィルタで構成される。周知のように、遅延回路１４１_１〜ｎは、受信信号を所定の時間だけ遅延し、係数乗算器１４２_１〜ｎは、各遅延回路１４１_１〜ｎの入出力を各所定の係数で乗算し、加算器１４３は、各係数乗算器１４２_１〜ｎの出力の和をとる。

遅延回路１４１_１〜ｎによる遅延時間は、帯域分離フィルタ１４を構成するＦＩＲ型のトランスバーサルフィルタの折り返し特性を決定する。すなわち、遅延回路１４１_１〜ｎの最小時間の逆数の周波数間隔でフィルタ特性が繰り返すことになる。ここでは、この折り返し特性を利用して帯域制御を行うものとする。

説明を図１に戻す。帯域分離フィルタ１４で複数の受信したい放送波のみに制限された受信電波は、第２の周波数変換回路１５に出力され、第２の周波数変換回路１５を構成するＶＣＯ＃２で、複数の放送波が干渉しない、適当なサンプリング周波数でサンプリングが可能な中間周波数信号に変換され、ＯＦＤＭ復調器１６に出力される。

ＯＦＤＭ復調器１６は、同一のＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）器で全ての受信したい放送波帯域について周波数帯域を周波数軸変換した後、個々の放送波に分解し、ＭＰＥＧ２−ＴＳ（Moving Picture Element Group 2-Transport Stream）に変換して不図示の復号回路を含む再生系に出力する。

図４は、この発明の実施の形態１に係る受信装置の周波数変換の様子を示した図であり、図４（ａ）はＢＰＦ１２出力、図４（ｂ）は第１の周波数変換回路１３出力、図４（ｃ）は帯域分離フィルタ１４出力、図４（ｄ）は第２の周波数変換回路１５出力、図４（ｅ）はＯＦＤＭ復調器１６を構成する前段のＡ／Ｄコンバータ出力である。

以下、図４を参照しながら上記した受信装置１の動作について説明する。まず、アンテナ１１に入力された受信信号はＢＰＦ１２に供給され、ＢＰＦ１２で全帯放送波帯域の放送波に制限される。ここでは、図４（ａ）に示されるように、ａ〜ｇの７個の放送波が抽出されるものとする。

そして、第１の周波数変換回路１３は、受信したい放送波のうち、最も周波数の高い放送波をｆ１、最も周波数の低い放送波をｆ２、オフセット周波数をｆｙとした場合、ＶＣＯ＃１によるローカル発振周波数ｆｘを１／２（ｆ１＋ｆ２＋ｆｙ）とすることで、受信したい全放送波を含む、適当な中間周波信号へ変換することができる。

第１の周波数変換回路１３により中間周波数に変換された受信電波は帯域分離フィルタ１４に入力され、帯域分離フィルタ１４は、図４（ｂ）に示されるように、マルチチャンネル受信を希望する、例えば２つの放送波ａ、ｆが同時に通過するように帯域制限して他の放送波の通過を遮断すると、周波数特性は図４（ｃ）のように変化する。

帯域分離フィルタ１４で２つの放送波に帯域制限された受信信号は第２の周波数変換回路１５に供給され、第２の周波数変換回路１５で更なる周波数変換が行われ、図４（ｄ）に示される周波数特性を得る。そして、ＯＦＤＭ復調器１６を構成する入力段のＡ／Ｄコンバータでサンプリングすると、図４（ｅ）に示される周波数特性になる。

ＯＦＤＭ復調器１６は、ここからマルチチャンネル受信を希望する２つの放送波を分離するが、仮に、周波数が低いほうから２つの放送波を抽出するものとし、このとき、図４（ｄ）、（ｅ）のように、第２の周波数変換回路１５のＶＣＯ＃２によるローカル発振周波数は、Ａ／Ｄコンバータ以降で折り返し波が重ならず、かつ、サンプリング周波数を低く出来る周波数を選択する必要がある。

上記した実施の形態１に係る受信装置によれば、受信装置１を、２以上の放送波を含む受信信号をローカル発振により第１の中間周波数信号に変換する第１の周波数変換回路１３と、第１の中間周波数信号に変換された２以上の放送波に含まれる帯域を同時に通過させる帯域分離フィルタ１４と、帯域分離フィルタ１４により出力される２以上の放送波に制限された受信信号を、各放送波が干渉しない周波数でサンプリング可能な第２の中間周波数信号に変換する第２の周波数変換回路１５と、により構成することで、複数チャンネルの放送波を同時に受信しながらＯＦＤＭ復調器１６等受信装置の構成を共用できるため、ハードウェア量が削減される。

また、実施の形態１に係る受信装置によれば、帯域分離フィルタ１４を、受信信号を所定の時間だけ遅延する多段構成の遅延回路１４１_１〜ｎと、各遅延回路１４１_１〜ｎの入出力を各所定の係数で乗算する係数乗算器１４２_１〜ｎと、各係数乗算器１４２_１〜ｎの出力の和をとる加算器１４３と、からなるＦＩＲ型のトランスバーサルフィルタで構成し、遅延回路１４１_１〜ｎが持つ折り返し特性を利用することによりフィルタ特性の制御が容易になる。また、帯域分離フィルタ１４を構成する遅延回路１４１_１〜ｎと、係数乗算器１４２_１〜ｎと、加算器１４３は、アナログ回路で実現が構成しやすいためＬＳＩ化が容易である。

このように、１個のＯＦＤＭ復調器１６で複数の放送波を簡単に復調再生することができるため、少ない部品点数でマルチチャンネル受信を可能とし、一層の小型化、低価格化を実現可能な受信装置を提供することができる。

また、上記した実施の形態１に係る受信装置によれば、第１の周波数変換回路１３において、２以上の放送波のうち、第１の放送波の周波数をｆ１、第２の放送波の周波数をｆ２、オフセット周波数をｆｙとした場合、ローカル発振による周波数をｆｘ＝１／２（ｆ１＋ｆ２＋ｆｙ）とすることで、複数の放送波が干渉することなく、中間周波数に変換することが出来る。

実施の形態２．
以下に説明する実施の形態２に係る受信装置１は、図１に示す実施の形態１が有する構成と同じであるため、重複を回避する意味で構成説明を省略する。実施の形態１との差異は、第１の周波数変換回路１３のＶＣＯ＃１に与える発振周波数ｆｘ＝１／２（ｆ１＋ｆ２＋ｆｙ）のうち、オフセット周波数ｆｙを、放送波のチャンネル帯域ｆｃｈの整数（ｎ）倍とした。つまり、ｆｘ＝１／２（ｆ１＋ｆ２＋ｆｃｈ×ｎ）とする。

上記した実施の形態２に係る受信装置によれば、オフセット周波数ｆｙを放送波のチャンネル帯域の整数倍とすることにより、中間周波数においても適切なガードバンド（隣接チャンネルとの間の空き周波数領域）を設定することができ、隣接妨害の影響を最小限に抑えることが出来る。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る受信装置の構成を示すブロック図であり、図１に示す、アンテナ１１、ＢＰＦ１２、第１の周波数変換回路１３、帯域分離フィルタ１４、第２の周波数変換回路１５、ＯＦＤＭ復調回路１６により構成される受信装置１をｎ系統（ｎは正の整数）使用することで、受信する２以上の電波を合成し、あるいは切り替えてフェージング対策を行うｎブランチダイバーシティ受信機を示す。

ここでは、ダイバーシティ受信機は、アンテナ１１Ａ、ＢＰＦ１２Ａ、第１の周波数変換回路１３Ａ、帯域分離フィルタ１４Ａ、第２の周波数変換回路１５Ａ、ＯＦＤＭ復調器１６Ａにより構成される受信装置１Ａと、アンテナ１１Ｂ、ＢＰＦ１２Ｂ、第１の周波数変換回路１３Ｂ、帯域分離フィルタ１４Ｂ、第２の周波数変換回路１５Ｂ、ＯＦＤＭ復調器１６Ｂにより構成される受信装置１Ｂとの２系統の受信装置を備え、ＯＦＤＭ復調器１６Ｂ出力をＯＦＤＭ復調器１６Ａが取り込んで合成し、あるいは切り替えることにより上記したダイバーシティ受信を行う。

上記した実施の形態３に係る受信装置によれば、第１の周波数変換回路１３と、帯域分離フィルタ１４と、第２の周波数変換回路１５で構成される受信系統をｎ（ｎは任意の正の整数）系統備え、ｎブランチダイバーシティ受信を行うことにより、受信する２以上の電波を合成し、あるいは切り替えてフェージング対策を行うダイバーシティ効果を維持しながらマルチチャンネルの受信を実現出来る。

この発明に係る受信装置は、マルチチャンネル受信を可能とし、より一層の小型化、低価格化を実現可能なため、受信を希望する放送波を複数同時に受信するマルチチャンネル受信可能な受信装置等に用いるのに適している。

Claims

２以上の放送波を含む受信信号をローカル発振により第１の中間周波数信号に変換する第１の周波数変換回路と、
前記第１の中間周波数信号に変換された前記２以上の放送波に含まれる帯域を同時に通過させる帯域分離フィルタと、
前記帯域分離フィルタにより出力される前記２以上の放送波に制限された受信信号を、各放送波が干渉しない周波数でサンプリング可能な第２の中間周波数信号に変換する第２の周波数変換回路とを備え、
前記帯域分離フィルタは、前記受信信号を所定の時間だけ遅延する多段構成の遅延回路と、前記各遅延回路の入出力を各所定の係数で乗算する係数乗算器と、前記各係数乗算器の出力の和をとる加算器とで構成され、
前記第１の周波数変換回路は、前記２以上の放送波のうち、第１の放送波の周波数をｆ１、第２の放送波の周波数をｆ２（但し、ｆ１＞ｆ２）、オフセット周波数をｆｙ、前記ローカル発振による周波数をｆｘとした場合、ｆｘ＝１／２（ｆ１＋ｆ２＋ｆｙ）として前記第１の中間周波数信号を生成し、
前記オフセット周波数ｆｙを、前記２以上の放送波が有するチャンネル帯域の整数倍とする
ことを特徴とする受信装置。
前記第１の周波数変換回路と、前記帯域分離フィルタと、前記第２の周波数変換回路で構成される受信系をｎ個（ｎは任意の正の整数）備え、ｎブランチダイバーシティ受信を行うことを特徴とする請求項１記載の受信装置。