JP5237987B2 - 放送信号の周波数変換方法、周波数変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、放送信号の周波数変換方法及び周波数変換装置に係り、特に、移動可能な機器に搭載されるテレビジョン（以下、単にテレビと記す）において放送を受信するための放送信号の周波数変換方法、その周波数変換方法が適用される周波数変換装置に関する。

現在、車両や携帯電話機等の移動可能な装置にテレビ受像機を搭載することがなされている。車両や携帯電話機に搭載されるテレビ受像機には、電波状態の悪い山地や建物の陰等に入った場合にも、可能な限り高い画質のテレビ放送を受信することが望まれていることはいうまでもない。また、移動する機器に搭載されたテレビ受像機には、画質を低下させてでも、より長い間、あるいは広い範囲でテレビの電波を受像することも併せて要求されている。

地上ディジタル放送では、１つの放送局の電波が１３セグメントに分かれている。１３のセグメントの全てを使って電波を受信する方式をＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式、１３セグメントのうち１つだけを使って電波を受信する方式をＯｎｅ−ｓｅｇ方式という。Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式はＯｎｅ−ｓｅｇ方式に比べて高画質の画像が得られる。一方、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式は、Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式に比べて画像品質は低下するものの、より受信レベルやＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）が低い状態でもテレビ放送を受像できる。１チップ化されたＯｎｅ−ｓｅｇ方式のＲＦチューナーが、例えば、非特許文献１に記載されている。

現在、車両に搭載されるテレビ受像機には、所定の品質以上の電波状態が得られる場合にＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式で放送を受信し、電波状態が所定の品質以下になった場合、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式に切替えて受像を継続するものがある。また、携帯電話機に搭載されるテレビ受像機は、現在Ｏｎｅ−ｓｅｇ放送のみを受信するものに限られているが、将来的にはＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式で電波を受信することが可能になることが予想される。携帯電話機に搭載されるテレビ受像機がＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式になった場合、車両搭載のテレビ受像機と同様に、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式とＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式とを切替えて使用することが考えられる。

また、近年では、このようなテレビ受像機に用いられる周波数変換装置がＩＣ（Integrated Circuit）として構成されるようになっている。Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式でテレビの電波を受信するアーキテクチュアとしては、Ｚｅｒｏ−ＩＦ方式のものを採用することにより、低消費電力化、小型化に有利なＩＣを構成することができる。このような構成は、例えば、特許文献２に記載されている。

低消費電力と高受信感度を実現したワンセグ受信用ワンチップＬＳＩＴＣ９０５４１、関根強、藤本竜一、平川拓也、東芝レビューＶｏｌ．６４ Ｎｏ．１２（２００９） A Low Power DVB-T/H Zero-IF Tuner IC Design in 0.25 μm BiCMOS Technology for Mobaile TV Reception.Sebastien Amiot,Gregory Bassement,Alexandre Daubenfeld Vincent Fillatre,Eric Maurice,Frederic Mercier,Thierry Mevel,Yves Richard,and Jean-Robert Tourret.IEEE TRASACTIONS ON BROADCASTING,Vol.53.No1.MARCH 2007.

しかしながら、上記したように、テレビ放送の電波状態によって受信の方式を切替える場合、以下の問題点が生じる。すなわち、Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式では、低消費電力化、小型化に有利なＺｅｒｏ−ＩＦ方式が一般的に採用されている。Ｚｅｒｏ−ＩＦ方式とは、テレビの受信電波の搬送波周波数のＲＦ信号からベースバンド信号へ直接変換する方式をいい、直接変換方式とも呼ばれる周波数変換方式である。

ところが、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式のテレビ受像機においてＺｅｒｏ−ＩＦ方式により周波数変換をすると、ＤＣオフセットや１／ｆノイズが生じてテレビ受像機の受信感度が低下するという問題が発生する。このため、現状で携帯電話機に搭載されているテレビ受像機では、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式で受信した電波の周波数を、Ｌｏｗ−ＩＦ方式で変換している。なお、Ｌｏｗ−ＩＦ方式とは、その１／ｆノイズを無視することのできる周波数帯域にＲＦ信号をダウンコンバートする方式をいう。

したがって、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式とＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式とを切替えて受信するテレビ受像機において、受信の方式だけをＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式からＯｎｅ−ｓｅｇ方式に切替たのでは、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式への切替後にテレビ受像機の受信感度が低下する。このことにより、受信方式を切替えても、テレビ受像機が映像を映すことができる範囲を充分拡張することができないという不具合が起こり得る。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであって、受信の方式をＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式とＯｎｅ−ｓｅｇ方式との間で切替えても、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式における受信感度が低下せず、地理的により広い範囲でテレビ映像を映すことが可能な放送信号の周波数変換方法、周波数変換装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、本発明の請求項１の放送信号の周波数変換方法は、第１の数のセグメントの放送信号を原信号の再生に使用する第１方式、前記第１の数より少ない第２の数のセグメントの放送信号を原信号の再生に使用する第２方式の少なくとも一方によって放送信号を受信する受信装置から入力された放送信号について、周波数変換をする放送信号の周波数変換方法であって、入力された放送信号の信号品質を判定する信号品質判定工程（例えば図７に示したステップＳ７０４、Ｓ７０６）と、前記信号品質判定工程において、前記放送信号の信号品質が所定の品質である周波数切替品質以上であると判定された場合、前記放送信号を、第１周波数を有する第１信号を使って周波数変換（例えば図７に示したステップＳ７０１、Ｓ７０７）し、前記信号品質判定工程において前記放送信号の信号品質が前記周波数切替品質に満たないと判定された場合、前記放送信号を、前記第１周波数と相違する第２周波数を有する第２信号を使って周波数変換する（例えば図７に示したステップＳ７０５）周波数変換工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項２の放送信号の周波数変換方法は、請求項１に記載の発明において、前記受信装置は、送信されてくる放送信号の信号品質が所定の信号品質である受信切替品質に達している場合に前記第１方式を採用し、前記放送信号の信号品質が前記受信切替品質に満たない場合に前記第２方式を採用し、前記周波数切替品質は、前記受信切替品質と一致することを特徴とする（例えば図８（ａ）〜（ｅ））。

本発明の請求項３の放送信号の周波数変換方法は、請求項１に記載の発明において、前記受信装置は、送信されてくる放送信号の信号品質が所定の信号品質である受信切替品質に達している場合に前記第１方式を採用し、前記放送信号の信号品質が前記受信切替品質に満たない場合に前記第２方式を採用し、前記周波数切替品質は、前記受信切替品質よりも低いことを特徴とする（例えば図６（ａ）〜（ｅ））。

本発明の請求項４に記載の周波数変換方法は、請求項３において、前記信号品質判定工程において、前記放送信号の信号品質が前記周波数切替品質以上であって、かつ、前記受信切替品質未満であると判定された場合、前記周波数変換工程において、前記第２方式により受信された放送信号と共に前記第１方式により受信された放送信号が、前記第１信号を使って周波数変換され、前記信号品質判定工程において、前記第１方式によって受信され、前記第１信号を使って周波数変換された放送信号の信号品質が前記受信切替品質に達したと判定された場合、前記周波数変換工程において、前記第１方式により受信された放送信号のみが、前記第１周波数を使って周波数変換されることを特徴とする。

請求項５に記載の周波数変換装置は、第１の数のセグメントの放送信号を原信号の再生に使用する第１方式、前記第１の数より少ない第２の数のセグメントの放送信号を原信号の再生に使用する第２方式の少なくとも一方によって放送信号を受信する受信装置から入力された放送信号について、周波数変換をする周波数変換装置であって、受信された放送信号の信号品質を判定する信号品質判定回路（例えば図１に示した判定回路１０５）と、前記信号品質判定回路によって前記放送信号の信号品質が所定の品質である周波数切替品質以上であると判定された場合、前記放送信号を、第１周波数を有する第１信号を使って周波数変換し、前記信号品質判定回路によって前記放送信号の信号品質が前記周波数切替品質に満たないと判定された場合、前記放送信号を、前記第１周波数と相違する第２周波数を有する第２信号を使って周波数変換する周波数変換回路（例えば図１に示した周波数変換回路１０２ａ、１０２ｂ、Ｚｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６、発振器１０４）と、を含むことを特徴とする。

請求項６に記載の周波数変換装置は、請求項５において、前記周波数変換回路が、前記第１方式によって受信された前記放送信号を、前記第１信号を使って周波数変換する第１周波数変換回路（例えば図１に示した周波数変換回路１０２ａ、発振器１０４）と、前記第２方式によって受信された前記放送信号を、前記第２信号を使って周波数変換する第２周波数変換回路（例えば図１に示した周波数変換回路１０２ｂ、発振器１０４）と、前記信号品質判定回路によって前記放送信号の信号品質が前記周波数切替品質以上であると判定された場合、前記第１信号を前記第１周波数変換回路に出力し、前記信号品質判定回路によって前記放送信号の信号品質が前記周波数切替品質に満たないと判定された場合、前記第１信号に代えて前記第２信号を前記第２周波数変換回路に出力する周波数変換切替回路（例えば図１に示したＺｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６）と、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項１の放送信号の周波数変換方法によれば、信号品質に応じて受信方式を切替える受信装置において、信号品質に応じて受信後の周波数変換の方式を切替えることができる。このため、受信方式に適した方式によって周波数変換することができるから、より少ない第２のセグメントの数の放送信号を周波数変換する場合、信号の再生に使用されるセグメントの周波数外の周波数の信号を第２信号に設定し、第２のセグメントの数の放送信号に対する周波数変換の影響を低減、あるいはなくすことができる。

このような本発明によれば、受信の方式をＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式とＯｎｅ−ｓｅｇ方式との間で切替えても、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式で再生に使用される「０ｔｈ」の周波数外に０周波数が設定されるように周波数変換することができる。このため、再生に使用される放送信号の受信感度が低下せず、また、地理的により広い範囲でテレビ用映像を映すことが可能な放送信号の周波数変換方法を提供することができる。

本発明の請求項２の放送信号の周波数変換方法によれば、受信方式の切替えと周波数変換方式の切替えのタイミングを一致させることができるから、受信方式の切替えに伴って速やかに周波数変換方式を切替えることができる。
本発明の請求項３の放送信号の周波数変換方法によれば、周波数の変換方式を切替え後に受信方式を切替えることができる。このため、所定の信号品質を確実に得られる場合にだけ受信方式を切替えることができる。

本発明の請求項４に記載の周波数変換方法によれば、受信方式の切替えに先立って、第１の数のセグメントの放送信号の信号品質を判定することができる。このため、受信方式切替えのタイミングを正確に判定することができる。
請求項５に記載の周波数変換装置によれば、受信の方式をＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式とＯｎｅ−ｓｅｇ方式との間で切替えても、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式で再生に使用される「０ｔｈ」の周波数外に０周波数が設定されるように周波数変換することができる。このため、再生に使用される放送信号の受信感度が低下せず、また、地理的により広い範囲でテレビ用映像を映すことが可能な周波数変換装置を提供することができる。
請求項６に記載の周波数変換装置によれば、請求項５の周波数変換装置を、比較的簡易な回路によって実現することができる。

本発明の一実施形態の周波数変換装置を説明するための図である。 本発明の一実施形態の周波数変換装置において変換されるテレビ放送信号を説明するための図である。 本発明の一実施形態に適用されるＺｅｒｏ−ＩＦ方式の周波数変換を説明するための図である。 本発明の一実施形態に適用されるＬｏｗ−ＩＦ方式の周波数変換を説明するための図である。 従来の周波数変換方式の切替えを、本実施形態の周波数変換方法と対比するために示した図である。 本発明の一実施形態の周波数変換方式の切替えを説明するための図である。 本発明の一実施形態の周波数変換方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態の他の周波数変換方式の切替えを説明するための図である。

以下、図を参照して本発明の放送信号の周波数変換方法、周波数変換装置の一実施形態を説明する。
（周波数変換装置）
図１は、本実施形態の周波数変換装置を説明するための図である。本実施形態の周波数変換装置は、ＩＣ化された周波数変換回路１００として構成されている。周波数変換回路１００は、放送信号である地上デジタルテレビ放送の信号（以下、テレビ放送信号と記す）を受信する受像装置に内蔵され、受像装置のアンテナ１０１によって受信されたテレビ放送信号を周波数変換する。この受信装置は、テレビ放送信号の信号品質に応じてＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式とＯｎｅ−ｓｅｇ方式とを切替えてテレビ放送信号の受信方法を切替える受信制御部１１１を備えている。但し、周波数変換回路１００は１つのＩＣで構成される場合に限られず、複数のＩＣで構成されてもよい。

受信制御部１１１によるＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式の切替えは、周知の方法によって行われているものであるから、これ以上の説明を省く。
アンテナ１０１は、Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式のいずれにあっても、物理的にはテレビ放送信号のうちの１３セグメントを受信する。ただし、Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式では、受信された１３セグメントのテレビ放送信号の全てがテレビの映像の再生に使用するものとして入力される。一方、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式では、テレビ放送信号のうち「０ｔｈ」の１セグメント分のテレビ放送信号だけがテレビ放送の再生に使用されるものとして入力される。本実施形態では、以降、アンテナ１０１におけるテレビ放送信号の物理的な受信及び受信された放送信号の入力処理をまとめて「受信」と記す。

周波数変換回路１００は、アンテナ１０１によって受信されたテレビ放送信号を、発振器１０４から出力されるローカル信号ＳＬＩ（図中、ＳＬＩと記す）を使って周波数変換する周波数変換回路１０２a、および発振器１０４から出力されるローカル信号ＳＬＱ（図中、ＳＬＱと記す）を使って周波数変換する周波数変換回路１０２ｂを有している。なおローカル信号ＳＬＩとローカル信号ＳＬＱは互いにその位相のみが９０度相違する信号である。よってローカル信号ＳＬＩおよびＳＬＱが第１の周波数を有する場合、周波数変換回路１０２aおよび１０２ｂは、Ｚｅｒｏ−ＩＦ方式により受信されたテレビ放送信号を周波数変換する。また、ローカル信号ＳＬＩおよびＳＬＱが第２の周波数を有する場合、周波数変換回路１０２aおよび１０２ｂは、Ｌｏｗ−ＩＦ方式により受信されたテレビ放送信号を周波数変換する。（以降、第１の周波数を有している場合のローカル信号ＳＬＩおよびＳＬＱをローカル信号ａ、第２の周波数を有している場合のローカル信号ＳＬＩおよびＳＬＱをローカル信号ｂと記す。）

また、周波数変換回路１００の受信制御部１１１は、テレビ放送信号の信号品質を判定する判定回路１０５を備えている。判定回路１０５は、周波数変換回路１０２ａ、周波数変換回路１０２ｂの後段にそれぞれ設けられたローパス・フィルタ（図中にＬＰＦと記す）１０３ａ、１０３ｂによってそれぞれ濾波された信号、ＩＦ−Ｉ信号、ＩＦ−Ｑ信号を入力する。そして、ＣＮＲ、あるいはＢＥＲ（Bit Error Rate）といった周知のパラメータを使ってその信号品質を判定する。

判定回路１０５は、ＣＮＲ等による判定の結果を、受信制御部１１１に渡す。受信制御部１１１は、判定の結果に基づいて、ＩＦ−Ｉ信号、ＩＦ−Ｑ信号から１セグメントのみを取り出す（Ｌｏｗ−ＩＦ方式）か、１３セグメント全てを取り出すか（Ｚｅｒｏ−ＩＦ）を決定する。そして、その決定された方式を表す回路選択信号ＳcをＺｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６に出力する。回路選択信号Ｓcは、ローカル信号ＳＬＩおよびＳＬＱの周波数が第１の周波数もしくは第２の周波数のいずれか一方になるように、発振器１０４の発振周波数を切替えるように、Ｚｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６に指示する信号である。さらに回路選択信号Scは、ＬＰＦ１０３aおよび１０３ｂのカットオフ周波数を切替えるように指示する信号としても使用する事ができ、１セグメントのみ取り出す際には１３セグメント全てを取り出す際と比較して、ローパス・フィルタ１０３aおよび１０３ｂのカットオフ周波数を低くすることができる。

Ｚｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６は、回路選択信号Ｓcにしたがって第１の周波数または第２の周波数をローカル信号ＳＬＩおよびＳＬＱとして出力するように発振器１０４に指示する。発振器１０４は、Ｚｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６の指示によって周波数を切替えてローカル信号ＳＬＩおよびＳＬＱを出力する。このような発振器１０４は、例えば、ＰＬＬ（Phase-locked loop）回路によって構成することができる。
ローカル信号ＳＬＩは、周波数変換回路１０２ａに入力され、ローカル信号ＳＬＱは、周波数変換回路１０２ｂに入力される。周波数変換回路１０２ａ、１０２ｂは、それぞれ入力されたローカル信号ＳＬＩまたはローカル信号ＳＬＱを使って周波数を変換する。

（Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式とＯｎｅ−ｓｅｇ方式）
図２（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の周波数変換装置において変換されるテレビ放送信号を説明するための図である。地上ディジタル放送の放送方式の１つであるＩＳＤＴ−Ｔ方式では、テレビ放送信号は図２（ａ）に示すように、複数のチャネルを含んでいる。放送局は、複数のチャネルのうちのいずれかを使って放送を行っている。各チャネルは、各々６ＭＨｚの周波数帯域を有している。
図２（ａ）に示した各チャネルは、図２（ｂ）のように、１３のセグメントを含んでいる。各セグメントは、６ＭＨｚが、１３セグメントと１セグメント分のガードインターバルとを加算した１４に分割された、約４３０ｋＨｚの周波数帯域を持っている。Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式では、受信された１３セグメントの全てがテレビ映像の再生に利用される。Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式では、受信された１３セグメントのうちの１つのセグメント（一般的に「０ｔｈ」のセグメント）だけがテレビ映像の再生に利用される。

（Ｚｅｒｏ−ＩＦ方式とＯｎｅ−ｓｅｇ方式）
次に、図３、図４を用い、Ｚｅｒｏ−ＩＦ方式の周波数変換と、Ｌｏｗ−ＩＦ方式による周波数変換とについて説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、Ｚｅｒｏ−ＩＦ方式の周波数変換を説明するための図である。Ｚｅｒｏ−ＩＦ方式では、高周波信号の周波数を落としてベースバンド信号に変換する際、図３（ａ）のように、「０ｔｈ」のセグメントの中心周波数に一致するローカル信号ａとテレビ放送信号とが混合される。この結果、図３（ｂ）のように、「０ｔｈ」のセグメントの中心が０周波数になるように、テレビ放送信号がダウンコンバートされる。
Ｚｅｒｏ−ＩＦ方式の周波数変換では、０周波数の付近にＤＣオフセットや１／ｆノイズ（図中に破線で示す）が生じることが知られている。しかし、Ｚｅｒｏ−ＩＦ方式は、一般にＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式に適用されるから、「０ｔｈ」のセグメントの１／ｆノイズは問題とならない。

図４（ａ）、（ｂ）は、Ｌｏｗ−ＩＦ方式の周波数変換を説明するための図である。Ｌｏｗ−ＩＦ方式でも、高周波信号の周波数がベースバンド信号に変換される。この際、図４（ａ）のように、「０ｔｈ」のセグメントより周波数が低い「１st」のセグメント内の周波数に一致するローカル信号ｂとテレビ放送信号とが混合される。この結果、図４（ｂ）のように、テレビ放送信号が、「１ｔｈ」のセグメント内の信号が０周波数になるようにダウンコンバートされる。この際、「０ｔｈ」以外の周波数であればローカル信号の周波数はどこに設定してもよい。
Ｌｏｗ−ＩＦ方式による周波数変換においても、０周波数の付近にＤＣオフセットや１／ｆノイズ（図中に破線で示す）が生じる。しかし、Ｌｏｗ−ＩＦ方式は、一般にＯｎｅ−ｓｅｇ方式に適用されるから、再生に利用されない「１st」のセグメントの１／ｆノイズは問題とならない。

周波数変換回路１０２ａおよび１０２ｂがテレビ放送信号をＺｅｒｏ−ＩＦ方式により周波数変換するとき、周波数変換回路１０２ａおよび１０２ｂから周波数変換された信号が出力され、ローパス・フィルタ１０３ａおよび１０３ｂを通って受信制御部１１１の判定回路１０５に入力される。判定回路１０５は、入力された信号のＣＮＲと、予め設定されている信号品質とを比較する。そして、入力された信号のＣＮＲが周波数切替品質以上であった場合には、受信制御部１１１が、周波数変換回路１０２ａおよび１０２ｂに引き続きローカル信号ａが入力されるように、回路選択信号ＳcをＺｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６に出力する。ここで、予め設定されている信号品質を、「周波数切替品質」と記す。

また、判定回路１０５は、入力された信号のＣＮＲと周波数切替品質とを比較し、入力された信号のＣＮＲが周波数切替品質未満であった場合には、周波数変換回路１０２ａおよび１０２ｂにローカル信号ｂが入力されるように、回路選択信号ＳcをＺｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６に出力する。
周波数変換回路１０２ａおよび１０２ｂにローカル信号ｂが入力された場合、周波数変換回路１０２ａおよび１０２ｂは、テレビ放送信号をＬｏｗ−ＩＦ方式により周波数変換する。このとき、周波数変換回路１０２ａおよび１０２ｂから周波数変換された信号が出力され、ローパス・フィルタ１０３ａおよび１０３ｂを通って受信制御部１１１の判定回路１０５に入力される。

（周波数切替方法）
次に、本実施形態の周波数切替方法について説明する。この説明では、先ず、本実施形態のＺｅｒｏ−ＩＦ方式、Ｌｏｗ−ＩＦ方式を切替える周波数切替品質について説明する。なお、この説明は、Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式の受信にはＣＮＲが１８ｄＢ程度必要で、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式の受信にはＣＮＲが４．９ｄＢ程度でよいものとして行う。
図５（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態の周波数変換方式の切替方法を、従来の周波数変換方法と対比して説明するために示した図である。図５（ａ）はテレビ放送信号のＣＮＲを示し、図５（ｂ）は、受信装置の受信の方式をＣＮＲに応じてＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式からＯｎｅ−ｓｅｇ方式へ切替えるタイミングを示している。以降の説明において、受信方式が切替えられる信号品質を、「受信切替品質」と記す。

図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示したタイミングに応じた周波数の変換方式を示している。図５（ｄ）は、周波数変換装置の周波数変換方式をＯｎｅ−ｓｅｇ方式からＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式へ切替えるタイミングを示している。図５（ｅ）は、図５（ｄ）に示したタイミングに応じた周波数の変換方式を示している。以降の説明において、受信の方式をＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式からＯｎｅ−ｓｅｇ方式へ切替える場合を「往路」、受信の方式をＯｎｅ−ｓｅｇ方式からＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式へ切替える場合を「復路」と記す。

図５（ａ）〜（ｅ）に示すように、従来の受信装置は、往路においてＣＮＲが１８．０ｄＢに達するとＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式からＯｎｅ−ｓｅｇ方式へ受信方式を切替える。また、復路においては、ＣＮＲが１８．５ｄＢに達すると、受信方式をＯｎｅ−ｓｅｇ方式からＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式に切替える。このとき、従来技術では、常にＺｅｒｏ−ＩＦ方式によって周波数を変換する。このような従来の受信装置では、ＣＮＲが低下して４．９ｄＢにまで近づくと、「０ｔｈ」のセグメントにおけるＤＣオフセットや１／ｆノイズによる影響で、受信感度が劣化する。
上記した従来技術では、往路における受信切替品質がＣＮＲ１８．０ｄＢ、復路における受信切替品質がＣＮＲ１８．５ｄＢである。また、信号品質によらずＺｅｒｏ−ＩＦ方式によって周波数が変換されることから、従来技術にあっては、周波数切替品質という概念は存在しない。

図６（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態の周波数変換方式の切替えを説明するための図である。図６（ａ）はテレビ放送信号のＣＮＲを示している。図６（ｂ）は、受信装置の受信の方式がＣＮＲに応じてＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式からＯｎｅ−ｓｅｇ方式へ切替えられるタイミングを示している。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示したタイミングに対応する周波数の変換方式を示している。図６（ｄ）は、周波数変換装置の周波数変換方式をＣＮＲに応じてＯｎｅ−ｓｅｇ方式からＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式へ切替えるタイミングを示している。図６（ｅ）は、図６（ｄ）に示したタイミングに応じた周波数の変換方式を示している。

図６（ａ）〜（ｅ）に示すように、本実施形態では、往路においてＣＮＲが１８．０ｄＢに達するとＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式からＯｎｅ−ｓｅｇ方式へ受信方式が切替えられる。このとき、本実施形態では、ＣＮＲが４．９ｄＢまたは６．９ｄＢに達するまではＺｅｒｏ−ＩＦ方式によって周波数変換し、ＣＮＲがより低下した場合には周波数変換方式をＺｅｒｏ−ＩＦ方式からＬｏｗ−ＩＦ方式に切替える。このようにすれば、ＣＮＲが４．９ｄＢ近くになった場合にも、ＤＣオフセット等によるテレビ放送信号のノイズを除去し、受信装置の受信感度の低下をなくすことができる。

また、復路において、ＣＮＲが１８．５ｄＢに達すると受信方式がＯｎｅ−ｓｅｇ方式からＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式に切替えられる。このとき、本実施形態では、ＣＮＲが１２．０ｄＢに達すると、受信方式の切替えに先立って周波数変換方式がＬｏｗ−ＩＦ方式からＺｅｒｏ−ＩＦ方式に切替えられる。
以上のことから、本実施形態の往路の受信切替品質は、ＣＮＲ１８．０ｄＢ、周波数切替品質がＣＮＲ４．９ｄＢまたは６．９ｄＢであるといえる。また、復路においては、受信切替品質がＣＮＲ１８．５ｄＢ、周波数切替品質がＣＮＲ１２ｄＢであるといえる。

さらに、本実施形態では、復路において、周波数変換方式をＬｏｗ−ＩＦ方式からＺｅｒｏ−ＩＦ方式に切替えることにより、Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式によって受信される信号の両方を取得する。つまり、１３セグメントのテレビ放送信号をＺｅｒｏ−ＩＦ方式で受信すると、「０ｔｈ」のセグメントにＤＣオフセット等が生じた１３セグメントのテレビ放送信号を入力することができる。このとき、ＣＮＲ１２ｄＢ以上の信号品質においては、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式によって受信されたテレビ放送信号の感度劣化も問題にならない。

つまり、本実施形態では、テレビ放送信号の信号品質がＣＮＲ１２ｄＢ以上であって、かつ、ＣＮＲ１８．５ｄＢ未満である場合（図６中にＡで示す間）、図１に示したアンテナ１０１によって受信された放送信号の１セグメント、１３セグメントのテレビ放送信号がＺｅｒｏ−ＩＦ方式によって周波数変換される。このとき、周波数変換された１３セグメントのテレビ放送信号の信号品質が、ＣＮＲ１８．５ｄＢに達すると、図１に示した受信制御部１１１により、受信方式がＯｎｅ−ｓｅｇ方式からＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式に切替えられる。このため、図１に示した周波数変換回路１０２ａにおいて、１３セグメントのテレビ放送信号だけがＺｅｒｏ−ＩＦ方式によって周波数変換されるようになる。

このようにした場合、Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式への切替えに先立って、Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式に切替えられた場合の信号品質を判定することができる。このため、受信方式の切替えのタイミングを正確に判断することができる。
なお、本実施形態は、Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式を切替えるのに、ＣＮＲを用いる構成に限定されるものではない。受信レベルを用いて周波数変換方式を切替える場合、図中のＣＮＲ１８．５ｄＢに受信レベル−８５．５ｄＢｍが対応する。また、ＣＮＲ１８．０ｄＢに受信レベル−８５ｄＢｍが、ＣＮＲ４．９ｄＢに受信強度−９６．１ｄＢｍが対応する。さらに、本実施形態は、ＣＮＲや受信強度の他、信号品質の判定基準の指標になるパラメータであれば、どのようなパラメータを使用することも可能である。

図７は、以上説明した本実施形態の周波数変換方法を説明するためのフローチャートである。このフローチャートには、説明の便宜上、周波数変換装置が内蔵される受信装置全体で行われる処理も含まれている。
図示したフローチャートでは、受信装置が、先ずＺｅｒｏ−ＩＦ方式で受信されたテレビ放送信号を周波数変換しているものとする（ステップＳ７０１）。このとき、図１に示した受信制御部１１１において、判定回路１０５は、アンテナ１０１によって受信されているテレビ放送信号の信号品質を判定する。信号品質の判定は、ＣＮＲ、あるいはＢＥＲといった周知の方法によって行われる。ＣＮＲによって信号品質を判定する場合、図１に示した判定回路１０５は、ＣＮＲが１８．０ｄＢ以上であるか判定する。また、ＢＥＲによって信号品質を判定する場合、図１に示した判定回路１０５は、ＢＥＲが２×１０^-4以下であるか判定する（ステップＳ７０２）。

ステップＳ７０２の判定の結果、ＣＮＲが１８．０ｄＢ以上、またはＢＥＲが２×１０^-4以下である場合（ステップＳ７０２：Ｙｅｓ）、受信制御部１１１は、引き続きＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式で受信装置にテレビ放送信号を受信させる（ステップＳ７０８）。このとき、図１に示したＺｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６は、引き続きＺｅｒｏ−ＩＦ方式に設定される。
一方、ステップＳ７０２において、ＣＮＲが１８．０ｄＢ以上、またはＢＥＲが２×１０^-4以下でないと判定された場合（ステップＳ７０２：Ｎｏ）、図１に示した受信制御部１１１は、受信方式をＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式からＯｎｅ−ｓｅｇ方式に切替える（ステップＳ７０３）。さらに、図１に示した判定回路１０５は、受信されたテレビ放送信号の信号品質を判定する。この判定は、ＣＮＲが４．９ｄＢ以上、またはＢＥＲが２×１０^-4以下であるか否かによって行われる（ステップＳ７０４）。

ステップＳ７０４において、ＣＮＲが４．９ｄＢ以上、またはＢＥＲが２×１０^-4以下であると判定された場合（ステップＳ７０４：Ｙｅｓ）、周波数の変換は引き続きＺｅｒｏ−ＩＦ方式によって行われる。図１に示した受信制御部１１１は、受信方式をＯｎｅ−ｓｅｇ方式からＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式へ切替えられるか否か判定する（ステップＳ７０９）。

また、ステップＳ７０４において、ＣＮＲが４．９ｄＢ以上、またはＢＥＲが２×１０^-4以下でないと判定された場合（ステップＳ７０４：Ｎｏ）、受信制御部１１１は、周波数変換の方式をＺｅｒｏ−ＩＦ方式からＬｏｗ−ＩＦ方式に切替えるようＺｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６に指示する（ステップＳ７０５）。Ｌｏｗ−ＩＦ方式への切替え後、受信制御部１１１は、周波数変換の方式をＬｏｗ−ＩＦ方式からＺｅｒｏ−ＩＦ方式に復帰できるか否かの判定を行う。この判定は、ＣＮＲが１２．０ｄＢ以上、またはＢＥＲが２×１０^-3以下であるか否かによって行われる（ステップＳ７０６）。

ステップＳ７０６において、ＣＮＲが１２．０ｄＢ以上、またはＢＥＲが２×１０^-3以下でないと判定された場合（ステップＳ７０６：Ｎｏ）、Ｚｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６により、引き続き周波数変換方式がＬｏｗ−ＩＦ方式に設定される。また、ステップＳ７０６において、ＣＮＲが１２．０ｄＢ以上、またはＢＥＲが２×１０^-3以下であると判定された場合（ステップＳ７０６：Ｙｅｓ）、Ｚｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路１０６は、周波数変換方式を、Ｚｅｒｏ−ＩＦ方式に復帰させる（ステップＳ７０７）。
Ｚｅｒｏ−ＩＦ方式への復帰後、図１に示した受信制御部１１１は、受信方式をＯｎｅ−ｓｅｇ方式からＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式に復帰させられるか否か判定する。この判定は、ＣＮＲが１８．５ｄＢ以上、またはＢＥＲが２×１０^-4以下であるか否かによって行われる（ステップＳ７０８）。

ステップＳ７０８において、ＣＮＲが１８．５ｄＢ以上、またはＢＥＲが２×１０^-4以下でないと判定された場合（ステップＳ７０８：Ｎｏ）、図１に示した受信制御部１１１は引き続き受信方式をＯｎｅ−ｓｅｇ方式に設定する（ステップＳ７０３）。また、ステップＳ７０８において、ＣＮＲが１８．５ｄＢ以上、またはＢＥＲが２×１０^-4以下であると判定された場合（ステップＳ７０８：Ｙｅｓ）、図１に示した受信制御部１１１は、受信方式をＯｎｅ−ｓｅｇ方式からＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式に切替える（ステップＳ７０９）。

以上述べた本実施形態の周波数変換装置、周波数変換方法によれば、Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式とＯｎｅ−ｓｅｇ方式とを切替えてテレビ放送を再生する受信装置において、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式による受信時には、Ｌｏｗ−ＩＦ方式によってテレビ放送信号を受信する。このため、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式において再生に使用される「０ｔｈ」のセグメントのテレビ放送信号に感度の低下が起こらないので、Ｏｎｅ−ｓｅｇ方式に切替えた後、よりいっそう広い地理的範囲においてテレビ放送信号を受信、再生することができる。

（変形例）
また、以上説明した本実施形態は、図６に示したように、周波数切替品質を受信品質切替品質より低く設定し、Ｆｕｌｌ−ｓｅｇ方式によって受信されたテレビ放送信号の品質に基づいて受信方式を切替える構成に限定されるものではない。例えば、受信品質切替品質と周波数切替品質とを等しい品質に設定し、受信方式と周波数変換方式とを略同時に切替えるようにしてもよい。

図８（ａ）〜（ｅ）は、上記した他の例の周波数変換方式の切替えを説明するための図である。図８（ａ）はテレビ放送信号のＣＮＲを示している。図８（ｂ）は、受信装置の受信の方式がＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式からＯｎｅ−ｓｅｇ方式へ切替えられるタイミングを示している。図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示したタイミングに対応する周波数の変換方式を示している。図８（ｄ）は、周波数変換装置の周波数変換方式をＯｎｅ−ｓｅｇ方式からＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式へ切替えるタイミングを示している。図８（ｅ）は、図８（ｄ）に示したタイミングに応じた周波数の変換方式を示している。

図８（ａ）〜（ｅ）に示した例では、往路において、ＣＮＲが１８．０ｄＢのときＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式からＯｎｅ−ｓｅｇ方式へ受信方式が切替えられる。周波数変換方式は、ＣＮＲが１８．０ｄＢのときＺｅｒｏ−ＩＦ方式からＬｏｗ−ＩＦ方式へ切替えられる。また、復路において、ＣＮＲが１８．５ｄＢのときＯｎｅ−ｓｅｇ方式からＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式へ受信方式が切替えられる。このとき、周波数変換方式も、ＣＮＲが１８．５ｄＢのときＬｏｗ−ＩＦ方式からＺｅｒｏ−ＩＦ方式へ切替えられる。
このような例では、往路及び復路において受信切替信号品質、周波数切替品質を同じ値に設定することにより、受信方式と周波数変換方式とを略同時に切替えることができる。このようにすれば、図６に示した例よりも、速やかに受信方式を切替えることができる。

本発明の放送信号の周波数変換方法、周波数変換装置は、放送信号の信号品質に基づいてＦｕｌｌ−ｓｅｇ方式とＯｎｅ−ｓｅｇ方式とを切替える受信装置に適用される。このような受信装置は、車両に搭載され、携帯電話機等にも将来的に搭載され得る。

１００ 周波数変換回路
１０１ アンテナ
１０２ａ、１０２ｂ 周波数変換回路
１０３ａ、１０３ｂ ローパス・フィルタ
１０４ 発振器
１０５ 判定回路
１０６ Ｚｅｒｏ−ＩＦ・Ｌｏｗ−ＩＦ設定切替回路
１１１ 受信制御部

Claims (6)

1. 第１の数のセグメントの放送信号を原信号の再生に使用する第１方式、前記第１の数より少ない第２の数のセグメントの放送信号を原信号の再生に使用する第２方式の少なくとも一方によって放送信号を受信する受信装置から入力された放送信号について、周波数変換をする放送信号の周波数変換方法であって、
   入力された放送信号の信号品質を判定する信号品質判定工程と、
   前記信号品質判定工程において、前記放送信号の信号品質が所定の品質である周波数切替品質以上であると判定された場合、前記放送信号を、第１周波数を有する第１信号を使って周波数変換し、前記信号品質判定工程において前記放送信号の信号品質が前記周波数切替品質に満たないと判定された場合、前記放送信号を、前記第１周波数と相違する第２周波数を有する第２信号を使って周波数変換する周波数変換工程と、を含むことを特徴とする放送信号の周波数変換方法。
2. 前記受信装置は、送信されてくる放送信号の信号品質が所定の信号品質である受信切替品質に達している場合に前記第１方式を採用し、前記放送信号の信号品質が前記受信切替品質に満たない場合に前記第２方式を採用し、
   前記周波数切替品質は、前記受信切替品質と一致することを特徴とする請求項１に記載の放送信号の周波数変換方法。
3. 前記受信装置は、送信されてくる放送信号の信号品質が所定の信号品質である受信切替品質に達している場合に前記第１方式を採用し、前記放送信号の信号品質が前記受信切替品質に満たない場合に前記第２方式を採用し、
   前記周波数切替品質は、前記受信切替品質よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の放送信号の周波数変換方法。
4. 前記信号品質判定工程において、前記放送信号の信号品質が前記周波数切替品質以上であって、かつ、前記受信切替品質未満であると判定された場合、
   前記周波数変換工程において、前記第２方式により受信された放送信号と共に前記第１方式により受信された放送信号が、前記第１信号を使って周波数変換され、前記信号品質判定工程において、前記第１方式によって受信され、前記第１信号を使って周波数変換された放送信号の信号品質が前記受信切替品質に達したと判定された場合、前記周波数変換工程において、前記第１方式により受信された放送信号のみが、前記第１周波数を使って周波数変換されることを特徴とする請求項３に記載の放送信号の周波数変換方法。
5. 第１の数のセグメントの放送信号を原信号の再生に使用する第１方式、前記第１の数より少ない第２の数のセグメントの放送信号を原信号の再生に使用する第２方式の少なくとも一方によって放送信号を受信する受信装置から入力された放送信号について、周波数変換をする周波数変換装置であって、
   受信された放送信号の信号品質を判定する信号品質判定回路と、
   前記信号品質判定回路によって前記放送信号の信号品質が所定の品質である周波数切替品質以上であると判定された場合、前記放送信号を、第１周波数を有する第１信号を使って周波数変換し、前記信号品質判定回路によって前記放送信号の信号品質が前記周波数切替品質に満たないと判定された場合、前記放送信号を、前記第１周波数と相違する第２周波数を有する第２信号を使って周波数変換する周波数変換回路と、
   を含むことを特徴とする周波数変換装置。
6. 前記周波数変換回路は、
   前記第１方式によって受信された前記放送信号を、前記第１信号を使って周波数変換する第１周波数変換回路と、
   前記第２方式によって受信された前記放送信号を、前記第２信号を使って周波数変換する第２周波数変換回路と、
   前記信号品質判定回路によって前記放送信号の信号品質が前記周波数切替品質以上であると判定された場合、前記第１信号を前記第１周波数変換回路に出力し、前記信号品質判定回路によって前記放送信号の信号品質が前記周波数切替品質に満たないと判定された場合、前記第１信号に代えて前記第２信号を前記第２周波数変換回路に出力する周波数変換切替回路と、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の周波数変換装置。

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