JPH11168520A - ディジタル放送受信機 - Google Patents

ディジタル放送受信機

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JPH11168520A
JPH11168520A JP9348719A JP34871997A JPH11168520A JP H11168520 A JPH11168520 A JP H11168520A JP 9348719 A JP9348719 A JP 9348719A JP 34871997 A JP34871997 A JP 34871997A JP H11168520 A JPH11168520 A JP H11168520A
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Hisakazu Kato
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Akinori Hashimoto
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 速くキャリア再生ができて高速に希望信号を
捕捉することができるディジタル放送受信機を提供す
る。 【解決手段】 ヘッダ区間内の予め定めた区間の被変調
波を復調した復調出力に基づきキャリア再生位相誤差検
出回路6によって位相誤差電圧を検出し、位相誤差電圧
に基づいてピーク数算出回路92にて希望受信周波数と
再生キャリアの周波数との差の誤差周波数が算出し、微
分係数算出回路94によって誤差周波数の極性を算出す
る。この算出した極性を有する算出誤差周波数が自動周
波数制御のためのステップ周波数幅にステップ周波数コ
ントロール回路96にて変換し、フレーム同期が検出さ
れた後、変換したステップ周波数幅でフレーム同期が確
立するまで再生キャリア周波数を周波数スキャンニング
することにより、速くキャリア再生ができて高速に希望
信号が捕捉できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、必要とするC/N
(搬送波電力対雑音電力比)値が異なる複数の変調方式
による被変調波が時間軸多重されて伝送されるディジタ
ル被変調波を受信するディジタル放送受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】必要とするC/N値が異なる複数の変調
方式で伝送されてくるディジタル被変調波、例えば8P
SK変調波、QPSK変調波、BPSK変調波が時間毎
に組み合わされ、フレーム毎に繰り返し伝送される階層
化伝送方式が知られている。かかる階層化伝送方式で伝
送されてくるディジタル被変調波を受信するディジタル
放送受信機では、受信する希望信号のセンター周波数が
規格周波数の約±1.5MHz程度ずれることから、キ
ャリア再生のための自動周波数制御回路を備えている。
【0003】階層化伝送方式で伝送されてくるディジタ
ル被変調波を受信するディジタル放送受信機のキャリア
再生のための自動周波数制御回路(以下、単にAFC回
路と記す)は、受信C/Nが最悪の場合に復調器がキャ
リア再生を行える範囲(キャプチャーレンジ)を基本と
した周波数スキャンニングを行い、キャリアを捕捉した
ときキャリア再生がロックしたこと検出し、検知出力に
よって周波数スキャンニングを止めていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ディジタル放送受信機ではAFC回路におけるスキャン
ニングステップ幅が狭いため、キャリア再生がロックす
るまでに時間がかかるために、周波数スキャンニングを
行っている期間が長期間になるという問題点があった。
【0005】本発明は、速くキャリア再生ができて高速
に希望信号を捕捉することができるディジタル放送受信
機を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるディジタ
ル放送受信機は、キャリア再生を行うための自動周波数
制御回路を備えて階層化ディジタル被変調波を受信する
ディジタル放送受信機において、ヘッダ区間内の予め定
めた区間の被変調波を復調した復調出力に基づいて位相
誤差電圧値を検出する位相誤差検出手段と、検出された
位相誤差電圧値に基づいて希望受信周波数と再生キャリ
アの周波数との差の誤差周波数を算出する誤差周波数算
出手段と、検出された位相誤差電圧値に基づいて誤差周
波数の極性を算出する極性算出手段と、算出された極性
を有する検出誤差周波数を自動周波数制御のためのステ
ップ周波数幅に変換する変換手段とを備えて、フレーム
同期が検出された後、変換されたステップ周波数幅でス
キャンニングしてフレーム同期が確立するまで再生キャ
リア周波数を周波数スキャンニングさせることを特徴と
する。
【0007】本発明にかかるディジタル放送受信機は、
フレーム同期が検出された後ヘッダ区間内の予め定めた
区間の被変調波を復調した復調出力に基づいて位相誤差
電圧値が検出され、検出された位相誤差電圧値に基づい
て希望受信周波数と再生キャリアの周波数との差の誤差
周波数が算出され、検出された位相誤差電圧値に基づい
て誤差周波数の極性が算出される。この算出された極性
を有する検出誤差周波数が自動周波数制御のためのステ
ップ周波数幅に変換されて、変換されたステップ周波数
幅でフレーム同期が確立するまで再生キャリア周波数が
周波数スキャンニングされる。したがって、フレーム同
期の検出後フレーム同期が確立されるまで誤差周波数に
基づくステップ周波数幅で周波数スキャンニングが行わ
れて、速くキャリア再生ができて高速に希望信号が捕捉
される。
【0008】本発明にかかるディジタル放送受信機は、
さらに、位相誤差電圧値に基づくトラッキング信号を発
生するトラッキング回路を備え、フレーム同期が確立し
た後トラッキング信号に基づいて再生キャリアの周波数
を希望受信周波数の変動に追従させることを特徴とす
る。
【0009】本発明にかかるディジタル放送受信機は、
さらにフレーム同期が確立した後トラッキング回路から
出力されるトラッキング信号によって希望受信周波数の
変動にキャリアの周波数を追従させることによって、同
期が維持される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるディジタル
放送受信機を実施の形態によって説明する。
【0011】図1は本発明の実施の一形態にかかるディ
ジタル放送受信機の主要部の構成を示すブロック図であ
り、AFC回路を含む部分を示している。
【0012】本発明の実施の一形態にかかるディジタル
放送受信機の説明の前に階層化伝送方式のフレーム構成
について説明する。図2(a)は階層化伝送方式におけ
るフレーム構成の一例を示す図である。1フレームは、
1つのヘッダ部192シンボルと、203シンボルと4
シンボルからなる対が複数対とで形成された39936
シンボルで構成されている。
【0013】さらに詳細には、フレーム同期パターン
(BPSK)32シンボル(所定の20シンボルを同期
検出に使用する)、伝送多重構成識別のためのTMCC
(Transmission and Multiplexing Configuration Contr
ol)パターン(BPSK)128シンボル、スーパーフ
レーム識別情報パターン32シンボル、主信号(TC8
PSK)203シンボル、1フレーム期間毎にセットさ
れる疑似ランダム信号でBPSK変調されるバーストシ
ンボル信号(図2(a)においてBSと記載してある)
4シンボル、主信号(TC8PSK)203シンボル、
バーストシンボル信号4シンボル、……、主信号(QP
SK)203シンボル、バーストシンボル信号4シンボ
ル、主信号(QPSK)203シンボル、バーストシン
ボル信号4シンボルの順序で形成されている。ここで、
8フレームをスーパーフレームと称し、スーパーフレー
ム識別情報パターンはスーパーフレーム識別のための情
報である。なお、フレーム同期パターンからスーパーフ
レーム識別情報パターン終了までの192シンボルはヘ
ッダとも称される。
【0014】図1に示した本発明の実施の一形態にかか
るディジタル放送受信機に戻って説明する。ディジタル
放送受信機には、演算回路1、数値制御発振器2、ディ
ジタルフィルタからなるレイズドコサイン特性のロール
オフフィルタ3、フレーム同期タイミング回路4、伝送
モード判別回路5、キャリア再生用位相誤差検出回路
6、ローパスディジタルフィルタからなるキャリアフィ
ルタ7、ゲインコントロール回路8、AFC回路9、C
NR測定回路10、論理ゲート回路11およびトラッキ
ング回路12を備えている。
【0015】AFC回路9について説明する。AFC回
路9は、ステップ周波数コントロール回路96によって
初期設定に基づく所定周波数ステップ幅、例えば600
kHz幅による周波数スキャンニングをさせるためのス
テップ周波数制御電圧を生成し加算器97へ送出すると
共に、ステップ周波数制御電圧を加算器97へ出力する
毎にロード信号をカウンタ98へ送出し加算器97の出
力をカウンタ98にロードして1フレーム周期にわたっ
て加算器97と協働して累積加算し、カウンタ98の計
数値を加算器99へ出力し、フレーム同期検出後、誤差
周波数と極性を算出して導通状態に制御されているゲー
ト回路100を介して供給される後記するゲインコント
ロール回路8からの出力とカウンタ98の計数値と加算
器99によって加算し加算出力を数値制御発振器2へ送
出し周波数制御発振器2を制御する自動周波数制御して
キャリアを生成する。
【0016】フレーム同期検出中はゲート回路100を
遮断状態に制御してある。
【0017】フレーム同期検出後の動作について詳細に
説明する。AFC回路9は、キャリア再生用位相誤差検
出回路6から出力される位相誤差電圧値をディジタルフ
ィルタ91および93に供給してノイズ除去を行い、デ
ィジタルフィルタ91を介して出力される位相誤差電圧
値出力のTMCC区間における希望受信周波数とキャリ
アの周波数との差(誤差周波数)であるピーク数をピー
ク数算出回路92によって算出し、ディジタルフィルタ
93を介して出力される位相誤差電圧値出力のTMCC
区間における誤差周波数の極性を示す微分係数の方向を
微分係数算出回路94によって算出し、算出ピーク数お
よび算出微分係数の方向を受けてステップ周波数変換回
路95において予め定めたステップ周波数例えば65k
Hzのピーク数倍の周波数ステップ幅でかつ微分係数の
方向に基づく方向の周波数スキャンニング幅に変換し、
初期設定に基づく所定周波数ステップ幅に代わってステ
ップ周波数変換回路95での変換出力に基づく周波数ス
テップ幅による周波数スキャンニングをさせるためのス
テップ周波数制御電圧を生成し加算器97へ送出して、
自動周波数制御を行わせる。
【0018】上記ステップ周波数幅を変更した自動周波
数制御の実行後、遮断状態に制御されていたゲート回路
100が導通状態に制御され、キャプチャレンジである
所定周波数ステップ幅、例えば8kHz幅にてフレーム
同期が確定するまで周波数スキャンニングが行われる。
フレーム同期の確定後、位相誤差電圧値に基づきトラッ
キング回路12から出力されるトラッキング信号によっ
て希望受信信号の周波数の変動にキャリアの周波数が追
従させられる。
【0019】数値制御発振器2は図3に示すように、加
算器99からの加算出力を受けて互いに逆極性の正弦波
データ23a、23bを出力する正弦波テーブル23
と、加算器99からの加算出力を受けて余弦波データ2
4a、24bを出力する余弦波テーブル24とを備え
て、加算器99からの加算出力に基づいて互いに逆極性
の正弦波データ23a、23bおよび余弦波データ24
a、24bを出力し、AFC回路9と協働して実質的に
再生キャリアを形成する互いに逆極性の正弦波信号およ
び余弦波信号が演算回路1へ出力される。
【0020】演算回路1は図3に示すように、準同期検
波されたI軸のベースバンド信号iと正弦波データ23
aとを乗算する乗算器1aと、ベースバンド信号iと余
弦波データ24aとを乗算する乗算器1bと、準同期検
波されたQ軸のベースバンド信号qと逆極性の正弦波デ
ータ23bとを乗算する乗算器1dと、ベースバンド信
号qと余弦波データ24bとを乗算する乗算器1eと、
乗算器1bの出力と乗算器1dの出力とを加算してベー
スバンド信号Iとして出力する加算器1cと、乗算器1
aの出力と乗算器1eの出力とを加算してベースバンド
信号Qとして出力する加算器1fとを備えて、数値制御
発振器2からの出力受けてベースバンド信号i、qを周
波数同調させて、周波数同調出力であるベースバンド信
号I、Qがそれぞれロールオフフィルタ3へ送出され
る。
【0021】フレーム同期タイミング回路4はロールオ
フフィルタ3から出力されるベースバンド信号ID、Q
Dを受けて、TMCCパターンを伝送モード判定回路5
へ送出する。伝送モード判定回路5はTMCCパターン
をデコードした結果に基づいて図4に示す階層組み合わ
せ、すなわち高階層信号である8PSK信号(8PSK
被変調波を復調した復調出力を8PSK信号と記す)、
低階層信号であるQPSK信号(QPSK被変調波を復
調した復調出力をQPSK信号と記す)、8PSK信号
とQPSK信号、8PSK信号とBPSK信号(BPS
K被変調波を復調した復調出力をBPSK信号と記す)
を2ビットの伝送モード信号とし、この伝送モード信号
がフレーム同期タイミング回路4へ送出される。
【0022】伝送モード信号は図4に示すごとく、例え
ば、8PSK信号のときは〃00〃、QPSK信号のと
きは〃01〃、8PSK信号とQPSK信号のときは〃
10〃、8PSK信号とBPSK信号のときは〃11〃
である。
【0023】フレーム同期タイミング回路4は、ベース
バンド信号ID、QDを受けて同期パターンを検出して
フレーム同期信号FSYNCを出力すると共に、伝送モ
ード信号を受けて、ヘッダ区間およびバーストシンボル
信号区間高電位の図2(b)に示す信号A1と、QPS
K信号区間高電位の図2(c)に示す信号A0とを出力
する。
【0024】キャリア再生用位相誤差検出回路6はベー
スバンド信号ID、QDおよび信号A1、A0を受け
て、位相誤差を検出し位相誤差に基づく位相誤差電圧値
を送出する。さらに詳細には、キャリア再生用位相誤差
検出回路6には図5に示す復調ROMテーブル、図7に
示すBPSK信号に対する位相誤差テーブル、図8に示
すQPSK信号に対する位相誤差テーブルおよび図9に
示す8PSK信号に対する位相誤差テーブルを備えて、
信号A1、A0に基づいて伝送モードを判別し、判別さ
れた伝送モードに基づいて位相誤差テーブルを選択し、
ベースバンド信号ID、QDの信号点配置から位相を求
め、該位相に対する位相誤差電圧値を求めて、キャリア
フィルタ7、ディジタルフィルタ91および93へ送出
する。
【0025】キャリア再生用位相誤差検出回路6におい
て、例えば伝送モードがBPSK信号(信号A1、A0
が〃1、0〃)であると判別されたときは、BPSK信
号の信号点の基準位置は0(2π)ラジアンおよびπラ
ジアンであり、図7に示す位相誤差テーブルが選択さ
れ、位相が3π/2ラジアン以上から0(2π)ラジア
ンまでの増加方向の位相のときは位相に対して図7
(a)に示す負の位相誤差電圧値が、位相がπ/2ラジ
アン未満から0(2π)ラジアンまでの減少方向の位相
のときは位相に対して図7(a)に示す正の位相誤差電
圧値が出力され、位相がπ/2ラジアン以上からπラジ
アンまでの増加方向の位相のときは位相に対して図7
(a)に示す負の位相誤差電圧値が、位相が3π/2ラ
ジアン未満からπラジアンまでの減少方向の位相のとき
は位相に対して図7(a)に示す正の位相誤差電圧値が
出力される。この場合において位相誤差電圧値は位相が
3π/4ラジアン、π/4ラジアンのときが+方向最大
値または−方向最大値である。
【0026】キャリア再生用位相誤差検出回路6におい
て、例えば伝送モードがQPSK信号(信号A1、A0
が〃0、1〃)であると判別されたときは、図8に示す
位相誤差テーブルが選択され、QPSK信号の信号点の
基準位置はπ/4ラジアン、3π/4ラジアン、5π/
4ラジアン、7π/4ラジアンであり、この場合におい
て位相誤差電圧値は位相が0(2π)ラジアン、π/2
ラジアン、πラジアン、3π/4ラジアンのときが+方
向最大値または−方向最大値であって、BPSK信号の
ときの最大値に対して1/2である。伝送モードがQP
SK信号であると判別されたときの位相誤差電圧値の送
出についての説明は省略するが、伝送モードがBPSK
信号の場合の説明から容易に理解されよう。
【0027】キャリア再生用位相誤差検出回路6におい
て、伝送モードが8PSK信号(信号A1、A0が〃
0、0〃)であると判別されたときは、図9に示す位相
誤差テーブルが選択され、8PSK信号の信号点の基準
位置は0(2π)ラジアン、π/4ラジアン、π/2ラ
ジアン、3π/4ラジアン、πラジアン、5π/4ラジ
アン、3π/2ラジアンおよび7π/4ラジアンであ
り、この場合において位相誤差電圧値は位相がπ/8ラ
ジアン、3π/8ラジアン、5π/8ラジアン、7π/
8ラジアン、9π/8ラジアン、11π/8ラジアン、
13π/8ラジアン、15π/8ラジアンのときが+方
向最大値または−方向最大値であって、バーストシンボ
ル信号のときの最大値に対して1/4である。伝送モー
ドが8PSK信号であると判別されたときの位相誤差電
圧値の送出についての説明は省略するが、伝送モードが
BPSK信号の場合の説明から容易に理解されよう。
【0028】キャリア再生用位相誤差検出回路6から出
力された位相誤差電圧値は、ディジタルローパスフィル
タからなるキャリアフィルタ7に供給され位相誤差電圧
値が平滑化される。この場合において後記する論理ゲー
ト回路11から出力されるCNRコードおよび信号A
1、A0によって求めたモードにしたがうキャリアフィ
ルタ制御信号(CRFLGP)によって選択的にフィル
タ動作が行われる。
【0029】キャリアフィルタ7からの出力はゲインコ
ントロール回路8に供給されて、ゲインコントロール回
路8において論理ゲート回路11から高C/N値、中C
/N値のときに出力されるゲイン制御信号(GCON
T)によって、例えば図6に示すように、ゲイン制御信
号(GCONT)が高電位のときにはキャリアフィルタ
7の出力を2倍するなどの高ゲインに制御され、ゲイン
制御信号(GCONT)が低高電位のときにはキャリア
フィルタ7の出力をそのまま出力するなどの低ゲインに
制御されて、ゲインコントロール回路8からの出力がゲ
ート回路100を介して加算器99に供給され、加算器
99に供給されているカウンタ98の計数値に加算さ
れ、数値制御発振器2の発振周波数の変化が早められ
る。
【0030】CNR測定回路10はベースバンド信号I
D、QDを受けて、ベースバンド信号ID、QDから求
めた信号点配置データの分散値を求め、該分散値を所定
の閾値と比較し、閾値を超える分散値の所定単位時間中
における発生回数(DSMS)を計数して、発生回数
(DSMS)に基づいて実験にて求めた図10に示すテ
ーブルを参照してC/N値を求め2ビットのCNRコー
ドとして出力する。このCNRコードは、例えば図11
に示すように、9dB以上のときは高CNRとして〃0
0〃に定め、4dB以上9dB未満のときは中CNRと
して〃01〃に定め、4dB未満のときは低CNRとし
て〃10〃に定めてある。
【0031】論理ゲート回路11はフレーム同期タイミ
ング回路4から出力される信号A1、A0とCNR測定
回路10から出力されるCNRコードとを受けて、キャ
リアフィルタ制御信号(CRFLGP)およびゲイン制
御信号(GCONT)を出力する。
【0032】さらに詳細には、論理ゲート回路11は図
12に示すように、CNRコードとを受けて、高C/
N、中C/N、低C/Nに基づく信号を出力するナンド
ゲート111、112、113、信号A1、A0を受け
て図2(d)に示すようにBPSK信号、バーストシン
ボル信号、またはQPSK信号のときに高電位出力を発
生する信号Gを出力するオアゲート114、高C/Nの
ときに高電位出力を発生するインバータ115、中C/
Nのとき信号Gを送出するナンドゲート116、低C/
Nのとき信号A1を送出するナンドゲート117、イン
バータ115の出力とナンドゲート116の出力とナン
ドゲート117の出力を入力としてキャリアフィルタ制
御信号(CRFLGP)を出力するオアゲート118、
高CNRまたは低CNRのときに高電位のゲイン制御信
号(GCONT)を出力するナンドゲート119から構
成してある。
【0033】したがって、論理ゲート回路11から高C
/Nのときには識別モードに無関係に(ヘッダ期間、バ
ーストシンボル信号期間、QPSK信号期間、8PSK
信号期間の何れの期間においても)高電位のキャリアフ
ィルタ制御信号(CRFLGP)が出力され、中C/N
のときにはヘッダ期間、バーストシンボル信号期間、Q
PSK信号期間期間の何れの期間においても高電位のキ
ャリアフィルタ制御信号(CRFLGP)が出力され、
低C/Nのときにはヘッダ期間、バーストシンボル信号
期間の何れの期間においても高電位のキャリアフィルタ
制御信号(CRFLGP)が出力される。その他のとき
には低電位のキャリアフィルタ制御信号(CRFLG
P)が出力される。さらに、論理ゲート回路11から高
C/Nまたは中C/Nのときに高電位のゲイン制御信号
(GCONT)が出力され、低C/Nのときには低電位
のゲイン制御信号(GCONT)が出力される。
【0034】高電位のキャリアフィルタ制御信号(CR
FLGP)が出力されるときはキャリアフィルタ8はフ
ィルタ動作を行って、位相誤差電圧値が平滑化されて出
力される。低電位のキャリアフィルタ制御信号(CRF
LGP)が出力されるときはキャリアフィルタ8はフィ
ルタ動作を停止し、その直前における出力がホールドさ
れて、出力される。高電位のゲイン制御信号(GCON
T)が出力されるときは、ゲインコントロール回路8は
キャリアフィルタ7からの出力が2倍されて送出され
る。低電位のゲイン制御信号(GCONT)が出力され
るときは、ゲインコントロール回路8はキャリアフィル
タ7からの出力がそのまま出力される。
【0035】一方、キャリア再生用位相誤差検出回路6
からの位相誤差電圧値を受けてピーク数算出回路92へ
出力を送出するディジタルフィルタ91はピーク数を検
出ができる程度の比較的長い時定数に設定されており、
位相誤差電圧値を受けて微分係数算出回路94へ出力を
送出するディジタルフィルタ93は微分係数の算出を誤
らないようにするために比較的短い時定数に設定されて
いる。
【0036】ディジタルフィルタ91にてノイズ除去さ
れた位相誤差電圧値を受けるピーク数算出回路92は、
図13(a)に示すように、第1の閾値LSと位相誤差
電圧値とを比較器201にて比較し、第1閾値以上の位
相誤差電圧値の期間高電位出力を送出させ、比較器20
1の出力の立上りエッジを立上りエッジ検出回路202
にて検出し、第1閾値より大きい第2閾値HSと位相誤
差電圧値とを比較器203にて比較し、第1閾値以上の
位相誤差電圧値の期間高電位出力を送出させ、比較器2
03の出力の立上りエッジを立上りエッジ検出回路20
4にて検出し、エッジ検出回路202および204にて
検出したエッジに基づいてJKフリップフロップ205
をセット、リセットして、JKフリップフロップ205
のQ出力の立上りエッジを立上りエッジ検出回路206
にて検出し、立上りエッジ検出回路206にて検出した
出力をカウンタ207にて計数して、ピーク数を得る。
このピーク数は希望受信周波数と再生キャリアの周波数
との差である誤差周波数に対応している。
【0037】例えばピーク数算出回路92へ供給される
TMCC区間の位相誤差電圧値が図13(b)に示す場
合には、図13(c)に示すように、比較器201から
は出力aが送出され、立上りエッジ検出回路202から
は出力bが送出され、比較器203からは出力cが送出
され、立上りエッジ検出回路204からは出力dが送出
され、JKフリップフロップ205からは出力eが送出
され、立上りエッジ検出回路206からは出力fが送出
されて、カウンタ207において計数されてピーク数が
〃1〃であることが算出される。
【0038】ディジタルフィルタ93にてノイズ除去さ
れた位相誤差電圧値を受ける微分係数算出回路92は、
図14に示すように、位相誤差電圧値を単位時間遅延回
路211に供給して遅延させ、単位時間遅延回路211
にて遅延された位相誤差電圧値から遅延されていない位
相誤差電圧値を減算回路212にて減算し、減算回路2
12の出力と単位時間遅延回路215にて遅延された位
相誤差電圧値とを加算回路214にて加算し、加算回路
214の出力を単位時間遅延回路215に供給して遅延
させ、かつ減算回路212の出力と閾値DVとを比較器
213において比較し、減算回路212の出力が閾値D
Vを超えていないときの出力によって単位時間遅延回路
215をイネーブルにして、微分係数の傾斜の小さい方
のみを演算して、単位時間遅延回路215の出力の極性
から微分係数の傾斜方向を求める。
【0039】例えば微分係数算出回路94において閾値
DVは〃2〃に設定してある。微分係数算出回路94に
おいて減算回路212の出力は{Pn−(Pn+1)}
であり、単位時間遅延回路215は{Pn−(Pn+
1)}<DVのときに動作する。したがって、微分係数
算出回路94へ供給されるTMCC区間の位相誤差電圧
値が図13(b)に示す場合において、単位時間間隔毎
の位相誤差電圧値をPi(i=1〜16)としたときは
各位相誤差電圧値Piは図13(b)に示すごとくであ
【0040】したがって、単位時間遅延回路215の出
力は(P1−P2)+(P2−P3)+(P3−P4)
+(P4−P5)+(P5−P6)+(P6−P7)+
(P7−P8)+(P8−P9)+(P9−P10)+
(P10−P11)+(P11−P12)+(P12−
P13)+(P13−P14)+(P14−P15)+
(P15−P16)=−1+−1+−1+−1+−1+
−1+−1+2+(3(=P10−P11)>2のため
に加算されない)+2+−1+−1+−1+−1+−1
=−8となって、その符号は−(マイナス)であって、
微分係数の方向が求められることになる。
【0041】上記のように閾値DVを設けて微分係数の
方向を求めるのは、微分係数の方向を求めるために増加
方向の部分の差(pi−Pi+1)と減少方向の差(p
i−Pi+1)を共に求めて加算したときは、加算結果
は常に〃0〃となって微分係数の方向は求められないた
めである。
【0042】希望信号の周波数が再生キャリアの周波数
より高い周波数にある場合において、ディジタルフィル
タ93を介して出力されるTMCC区間の位相誤差電圧
値は図15(a)に示すごとくであり、図13(b)に
よって例示した場合のとおりである。希望信号の周波数
が再生キャリアの周波数より低い周波数にある場合にお
いて、ディジタルフィルタ93を介して出力されるTM
CC区間の位相誤差電圧値は図15(b)に示すごとく
であって、微分係数の方向は+(プラス)と求められ
る。これからも明らかなように微分係数の方向は誤差周
波数の極性に対応していることが判る。
【0043】受信する希望信号のセンタ周波数が規格周
波数の約±1.5MHz程度ずれることからAFCによ
って希望信号の周波数と周波数同調している再生キャリ
ア周波数に対して約±1.5MHzの範囲にわたって再
生キャリアの周波数をスキャンニングさせた場合を模式
的に示せば、図16に示すことができる。図16におい
てFCは希望信号の周波数と周波数同調している再生キ
ャリアの周波数を示している。
【0044】約±1.5MHzの範囲にわたって再生キ
ャリアの周波数をスキャンニングさせた場合、フレーム
同期が引き込めるが、TMCC区間の位相誤差電圧値か
ら誤差周波数およびその極性が推測しにくいために周波
数スキャンニングする周波数範囲は、FCを挟む±6
7.7kHzの範囲である。すなわちこの周波数範囲は
希望信号の周波数に近いために位相誤差電値圧からピー
クが検出されず、さらに傾斜角が小さいために微分係数
の方向が求めにくい周波数範囲であって、{(BPSK
の位相マージン180°/TMCC区間のビット数19
2)×シンボルレート26Msps}/360°=6
7.7kHzによって求められる。
【0045】また、フレーム同期は引き込め、かつTM
CC区間の位相誤差電圧値から誤差周波数およびその方
向が推測できる周波数範囲は図16において斜線を施し
ている。すなわちこの周波数範囲は位相誤差電圧値から
ピーク数が求められかつ微分係数の方向が求められる周
波数範囲であって、{(BPSKの位相マージン180
°/同期パターンのビット数20)×シンボルレート2
6Msps}/360°=650kHzの範囲で、6
7.7kHzから650kHzの範囲および−67.7
kHzから−650kHzの範囲である。したがって、
フレーム同期検出後、例えば65kHz幅×ピーク数に
よるスキャンニングを行う。
【0046】+650kHzから+1.5MHzの範囲
および−650kHzから−1.5MHzの範囲はフレ
ーム同期が引き込めない範囲である。
【0047】以上のように構成された本発明にかかるデ
ィジタル放送受信機において、AFC回路を含む作用を
図17に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0048】ステップ周波数コントロール回路96から
の出力に基づいて前記した650kHzに対して余裕を
みて600kHz幅の周波数ステップによるAFCが行
われ(ステップS1)、受信C/N比の測定がなされて
(ステップS2)、同期パターンの検出がなされたか否
かがチェックされ、同期パターンが検出されるまでステ
ップS1から繰り返して実行される。周波数スキャンニ
ング幅±1.5MHzに対して600kHzの周波数ス
テップによって周波数スキャンニングが行われるために
フレーム同期に達する期間は少なくてすむ。
【0049】ステップS1〜ステップS3における動作
をさらに詳細に説明すれば次の如くである。
【0050】ベースバンド信号i、qに数値制御発振器
2から出力される直交する再生キャリアが演算回路1に
おいて乗算されてベースバンド信号i、qが直交検波さ
れ、ベースバンド信号ID、QDとしてロールオフフィ
ルタ3を介してフレーム同期タイミング回路4に送出さ
れる。フレーム同期タイミング回路4からTMCCパタ
ーンが伝送モード判定回路5に供給されてTMCCパタ
ーンがデコードされて伝送モード信号がフレーム同期タ
イミング回路4へ送出される。
【0051】ベースバンド信号ID、QDおよび伝送モ
ード信号を受けたフレーム同期タイミング回路4にてフ
レーム同期パターンが検出されてフレーム同期信号SY
NCと信号A1、A0が送出される。フレーム同期信号
FSYNCはゲインコントロール回路8へ送出され、フ
レーム同期検出毎にゲインコントロール回路8の動作が
リセットされる。信号A1、A0はキャリア再生用位相
誤差検出回路6および論理ゲート回路11へ送出され
る。
【0052】ベースバンド信号ID、QDと信号A1、
A0とを受けたキャリア再生用位相誤差検出回路6では
ベースバンド信号と信号A1、A0とに基づいて位相誤
差テーブルが選択され、位相誤差電圧値が検出されて、
検出された位相誤差電圧値はキャリアフィルタ7へ送出
されて、平滑化される。一方、ベースバンド信号ID、
QDを受けたCNR測定回路10ではベースバンド信号
ID、QDの信号点配置に基づきDSMSが計数され、
計数されたDSMSに基づいてC/N値が求められ、C
NRコードで出力される。
【0053】CNRコードおよび信号A1、A0を受け
た論理ゲート回路11では、高C/N、中C/N、低C
/Nであるかが検出され、高C/N、または中C/Nの
ときは高電位のゲイン制御信号(GCONT)がゲイン
コントロール回路8に送出され、ゲインコントロール回
路8が高ループゲインに制御されて、キャリアフィルタ
7から出力される位相誤差電圧値が2倍されて送出され
る。論理ゲート回路11において低C/Nと検出された
ときは低電位のゲイン制御信号(GCONT)がゲイン
コントロール回路8に送出され、ゲイン制御信号(GC
ONT)によってゲインコントロール回路8が低ループ
ゲインに制御され、キャリアフィルタ7から出力される
位相誤差電圧値がそのまま送出される。
【0054】ステップS3において同期パターンが検出
されると、ゲート回路100は遮断状態にされ(ステッ
プS4)、TMCC区間の位相誤差電圧値が検出される
(ステップS5)。ステップS5において検出された位
相誤差電圧値に基づいて、位相誤差電圧値の微分係数の
方向が算出される(ステップS6)。ステップS6にお
いて微分係数の方向が算出されると続いて位相誤差電圧
値のピーク数が算出される(ステップS7)。
【0055】ステップS7に続いて、ステップS7にお
いて算出されたピーク数と65kHzとの乗算したステ
ップ周波数制御電圧にステップ周波数変換回路95にお
いて変換され、この変換されたステップ周波数制御電圧
が設定されて(ステップS8)、ステップS3における
スキャニング時の再生キャリアの周波数からステップS
8において設定されたステップ周波数制御電圧に基づく
周波数ステップによる周波数スキャンニングがなされる
(ステップS9)。ここで、65kHzは前記の67.
7kHzに対して余裕をみた周波数にした結果の周波数
である。
【0056】ステップS8およびステップS9による周
波数ステップの方向は、ステップS6において算出され
た位相誤差電圧値の微分係数の方向に基づく方向であっ
て、位相誤差電圧値から算出された微分係数の方向が
(−)の時には希望信号の周波数が再生キャリアの周波
数より高い場合であるために、再生キャリアの周波数を
減少させる方向に変化させていく。ステップS6におい
て算出された位相誤差電圧値から算出された微分係数の
方向が(+)の時には希望信号の周波数が再生キャリア
の周波数より低い場合であるために、再生キャリアの周
波数を増加させる方向に変化させていく。
【0057】ステップS9に続いて、ゲート回路100
が導通状態に制御され(ステップS10)、次いでフレ
ーム同期が複数回連続して捕捉されたか否か、すなわち
フレーム同期が確立したか否かがチェックされる(ステ
ップS11)。ステップS11においてフレーム同期が
確立していないと判別されたときは、キャプチャレンジ
である例えば8kHz幅の周波数で周波数スキャンニン
グが行われてフレーム同期の確立が図られる(ステップ
S12)。
【0058】ステップS11においてフレーム同期が確
立したと判別されたときは、キャリア再生位相誤差検出
回路6において検出された位相誤差電圧値に基づきトラ
ッキング回路12によって生成されたトラッキング信号
によってカウンタ98がインクリメント、あるいはデク
リメントされて、希望受信周波数の変動に対して再生キ
ャリアの周波数を追従させられて、フレーム同期が維持
され、フレーム同期が外れたと判別されたときは(ステ
ップS13)、ステップS1から再び繰して実行され
る。
【0059】以上説明したように本発明の実施の一形態
にかかるディジタル放送受信機によれば、同期引込みが
でき、かつTMCC区間における位相誤差電圧値のピー
ク数および微分係数の方向が予想できる周波数範囲内に
入るまで、AFCにおける周波数スキャンニング幅を大
きく取ることができて、周波数範囲は前AFCの周波数
範囲のほぼ1/2であるため、周波数スキャンニング時
間が短縮されることになる。
【0060】またこの大きな周波数幅の周波数スキャン
イングによって、位相誤差電圧値からピーク数および微
分係数の方向が予想できる周波数範囲内に入れば、位相
誤差電圧値のピーク数および微分係数の方向に基づくス
テップ周波数幅で周波数スキャンニングが行われて速く
キャリア再生ができて高速に希望信号を捕捉することが
できる。またフレーム同期が確立されると、トラッキン
グ信号によって再生キャリアの周波数が希望受信周波数
の変動に追従してフレーム同期が維持される。
【0061】
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるディ
ジタル放送受信機によれば、階層化伝送方式の被変調波
を受信するディジタル放送受信機において、早期にフレ
ーム同期に引き込め、かつフレーム同期検出後位相誤差
電圧値の誤差周波数およびその極性に基づくステップ周
波数幅による周波数が行われて、速くキャリア再生がで
きて高速に希望信号を捕捉することができという効果が
得られる。
【0062】さらに本発明にかかるディジタル放送受信
機によれば、フレーム同期が確立されると、トラッキン
グ信号によって再生キャリアの周波数が希望受信周波数
の変動に追従してフレーム同期が維持されるという効果
も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放送
受信機の主要部の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の一形態にかかる階層化伝送方式
におけるフレーム構成図および信号A1、A0の波形図
である。
【図3】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放送
受信機における演算回路および数値制御発振器の構成を
示すブロック図である。
【図4】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放送
受信機における伝送モード判定回路の伝送モードと階層
組み合わせとの関係を示す図である。
【図5】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放送
受信機における復調ROMテーブルの説明図である。
【図6】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放送
受信機におけるゲインコントロール回路のループゲイン
と論理との関係を示す図である。
【図7】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放送
受信機における位相誤差テーブル(BPSK信号の場
合)の説明図である。
【図8】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放送
受信機における位相誤差テーブル(QPSK信号の場
合)の説明図である。
【図9】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放送
受信機における位相誤差テーブル(8PSK信号の場
合)の説明図である。
【図10】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放
送受信機におけるCNR測定の説明に供する特性図であ
る。
【図11】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放
送受信機におけるCNR測定回路の出力CNRコードと
C/N値との関係を示す図である。
【図12】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放
送受信機における論理ゲート回路の構成を示すブロック
図である。
【図13】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放
送受信機における位相誤差電圧のピーク数算出回路およ
びその作用の説明に供する波形図である。
【図14】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放
送受信機における位相誤差電圧の微分係数算出回路の構
成を示すブロック図である。
【図15】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放
送受信機における希望受信周波数と再生キャリアの周波
数との関係に基づく位相誤差電圧の波形図である。
【図16】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放
送受信機におけるステップ周波数幅の説明図である。
【図17】本発明の実施の一形態にかかるディジタル放
送受信機の作用の説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
1 演算回路 2 数値制御発振器 3 ロールオフフィルタ 4 フレーム同期タイミング回路 5 伝送モード判定回路 6 キャリア再生用位相誤差検出回路 7 キャリアフィルタ 8 ゲインコントロール回路 9 AFC回路 10 NCR測定回路 11 論理ゲート回路 12 トラッキング回路 92 ピーク数算出回路 94 微分係数算出回路 95 ステップ周波数変換回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年11月30日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】例えば微分係数算出回路94において閾値
DVは〃2〃に設定してある。微分係数算出回路94に
おいて減算回路212の出力は{−(Pn+1 )}
であり、単位時間遅延回路215は{
(Pn+1}<DVのときに動作する。したがって、
微分係数算出回路94へ供給されるTMCC区間の位相
誤差電圧値が図13(b)に示す場合において、単位時
間間隔毎の位相誤差電圧値をPi(i=1〜16)とし
たときは各位相誤差電圧値Piは図13(b)に示すご
とくである
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】したがって、単位時間遅延回路215の出
力は(P1−P2)+(P2−P3)+(P3−P4)
+(P4−P5)+(P5−P6)+(P6−P7)+
(P7−P8)+(P8−P9)+(P9−P10)+
(P10−P11)+(P11−P12)+(P12−
P13)+(P13−P14)+(P14−P15)+
(P15−P16)=(−1)+(−1)+(−1)+
(−1)+(−1)+(−1)+(−1)+2+(3
(=P9−P10)>2のために加算されない)+2+
2+(−1)+(−1)+(−1)+(−1)=−5
なって、その符号は−(マイナス)であって、微分係数
の方向が求められることになる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0041
【補正方法】変更
【補正内容】
【0041】上記のように閾値DVを設けて微分係数の
方向を求めるのは、微分係数の方向を求めるために増加
方向の部分の差{P−(P1+1)}と減少方向の差
{P−(P1+1)}を共に求めて加算したときは、
加算結果は常に〃0〃となって微分係数の方向は求めら
れないためである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 昇治 東京都渋谷区道玄坂1丁目14番6号 株式 会社ケンウッド内 (72)発明者 加藤 久和 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 橋本 明記 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】キャリア再生を行うための自動周波数制御
    回路を備えて階層化ディジタル被変調波を受信するディ
    ジタル放送受信機において、ヘッダ区間内の予め定めた
    区間の被変調波を復調した復調出力に基づいて位相誤差
    電圧値を検出する位相誤差検出手段と、検出された位相
    誤差電圧値に基づいて希望受信周波数と再生キャリアの
    周波数との差の誤差周波数を算出する誤差周波数算出手
    段と、検出された位相誤差電圧値に基づいて誤差周波数
    の極性を算出する極性算出手段と、算出された極性を有
    する検出誤差周波数を自動周波数制御のためのステップ
    周波数幅に変換する変換手段とを備えて、フレーム同期
    が検出された後、変換されたステップ周波数幅でフレー
    ム同期が確立するまで再生キャリア周波数を周波数スキ
    ャンニングさせることを特徴とするディジタル放送受信
    機。
  2. 【請求項2】請求項1記載のディジタル放送受信機にお
    いて、位相誤差電圧値に基づくトラッキング信号を発生
    するトラッキング回路を備え、フレーム同期が確立した
    後トラッキング信号に基づいて再生キャリアの周波数を
    希望受信周波数の変動に追従させることを特徴とするデ
    ィジタル放送受信機。
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