KR20050077741A - 무선 신호를 고품질로 수신 가능한 수신기 - Google Patents

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Abstract

수신기는, 어레이 안테나와, 단자와, 스위치와, 수신 회로와, 전환 제어부와, 리액턴스 설정부를 구비한다. 수신 회로는, 어레이 안테나로부터의 수신 신호를 복조하여 수신 신호의 수신 주파수 및 수신 신호 품질을 검출한다. 그리고, 수신 회로는, 수신 주파수를 주파수 설정 신호로서 리액턴스 설정부에 출력하고, 수신 신호 품질을 전환 제어부 및 리액턴스 설정부에 출력한다. 리액턴스 설정부는, 각 주파수에서, 수신 주파수에 대응하는 리액턴스의 조(組)를 단자에 설정하고, 전환 제어부는, 수신 신호 품질이 임계값 이상으로 되도록 스위치를 전환한다.

Description

무선 신호를 고품질로 수신 가능한 수신기{RECEIVER CAPABLE OF RECEIVING RADIO SIGNAL WITH HIGH QUALITY}
본 발명은, 전기적으로 지향성을 전환하는 것이 가능한 안테나에 의해 텔레비전 신호 등의 무선 신호를 수신하여 복호하는 수신기, 및 공간 다이버시티 또는 지향성 다이버시티에 의해 텔레비전 신호 등의 무선 신호를 수신하여 복호하는 수신기에 관한 것이다.
무선 신호를 고품질로 수신하기 위해 안테나의 특성을 전환하는 다이버시티가 행해지고 있다. 이 다이버시티에는, 공간적 다이버시티 및 지향성 다이버시티 등이 있다.
공간 다이버시티는, 공간적으로 떨어진 위치에 복수의 안테나를 배치하여, 무선 신호를 수신하는 안테나를 복수의 안테나 사이에서 전환함으로써 무선 신호를 수신하는 것이다. 또한, 지향성 다이버시티는, 서로 상이한 지향성을 갖는 복수의 안테나에서 지향성을 전환함으로써 무선 신호를 수신하는 것이다.
그리고, 공간 다이버시티 및 지향성 다이버시티에서는, 수신 신호의 품질, 예를 들면 수신 신호 강도가 임계값을 하회한 경우에 안테나 또는 지향성을 전환하는 (太郞丸 眞, 赤岩 芳彦, "TDMA 이동 통신에서의 안테나 전환 다이버시티의 이론 특성", 전자 정보 통신 학회 논문지, B-Ⅱ Vol. J80-B-11, No.9 pp.805-808, 1997년 9월 참조).
또한, 지향성을 전환하는 것이 가능한 안테나로서, 하나의 급전 소자와, 하나의 급전 소자 주위에 등간격으로 배치된 복수의 무급전 소자로 이루어지는 안테나가 알려져 있다. 이 안테나는, 복수의 무급전 소자에 장하(裝荷)되는 리액턴스값의 조를 바꿈으로써 지향성을 바꿀 수 있는 안테나이다. 그리고, 리액턴스값의 조에 의해 지향성을 전환하는 것이 가능한 안테나에서는, 보다 강한 강도의 무선 신호를 수신하기 위해, 수신 신호 강도에 따라 지향성을 전환하는 것이 행해지고 있다(鐸谷琢磨, 飯草恭一, 大平孝, "리액턴스 다이버시티를 위한 3소자 에스파 안테나의 기본 이론", 신학 기보, TECHNICAL REPORT OF IEICE, DSP2002-161, SAT2002-111, RCS2002-230(2003-01) 참조).
그러나, 지향성을 전환하는 것이 가능한 안테나에 의해 텔레비전 신호 등의 무선 신호를 수신하려고 한 경우, 안테나의 지향성은, 무선 신호의 주파수에 의해 전환되지는 않으므로, 광범위한 주파수에 걸쳐 무선 신호를 고품질로 수신할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 종래의 다이버시티에서 안테나 또는 지향성을 전환할 때의 임계값은 고정되어 있기 때문에 무선 신호를 고품질로 수신할 수 없는 문제가 있다.
그 때문에, 본 발명의 목적은, 무선 신호를 고품질로 수신하는 것이 가능한 수신기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 무선 신호를 광대역으로 수신하는 것이 가능한 수신기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 수신기는, 복수의 주파수를 갖고, 또한 소정 주파수 대역을 무선 통신에 의해 전송되는 무선 신호를 수신하는 수신기로서, 안테나와, 지향성 패턴 설정부와, 지향성 전환부를 구비한다. 안테나는, 지향성을 전기적으로 전환 가능하다. 지향성 패턴 설정부는, 복수의 주파수에 대응하여 각각이 복수의 지향성으로 이루어지는 복수의 지향성 패턴을 갖고, 복수의 주파수마다 대응하는 지향성 패턴을 설정한다. 지향성 전환부는, 지향성 패턴 설정부에 의해 설정된 지향성 패턴에 포함되는 복수의 지향성으로부터 안테나에 의해 수신된 무선 신호의 수신 신호 품질이 임계값 이상으로 되는 적합한 지향성을 추출하여, 안테나의 지향성을 적합한 지향성으로 전환한다.
바람직하게는, 임계값은, 무선 신호의 수신 신호 강도에 따라 바뀌어진다.
바람직하게는, 임계값은, 무선 신호의 수신 신호에 있어서의 비트 레이트에 따라 바뀌어진다.
바람직하게는, 임계값은, 무선 신호의 전송 모드에 따라 바뀌어진다.
바람직하게는, 무선 신호는, 텔레비전 신호이다. 그리고, 지향성 전환부는, 텔레비전 신호를 복조한 소정수의 화상 데이터로 이루어지는 프레임에 동기하여 지향성을 적합한 지향성으로 전환한다.
바람직하게는, 무선 신호는, 텔레비전 신호이다. 그리고, 지향성 전환부는, 텔레비전 신호를 복조한 소정수의 화상 데이터를 표시하는 화면의 전환 기간에 지향성을 적합한 지향성으로 전환한다.
바람직하게는, 복수의 지향성 패턴은, 해당 수신기의 기동 시에 결정된다.
바람직하게는, 무선 신호는, 아날로그 텔레비전 신호이다. 또한, 수신 신호 품질은, 컬러 화상을 표시하기 위한 컬러 버스트 신호의 아날로그 텔레비전 신호로부터의 검출 유무이다.
바람직하게는, 무선 신호는, 텔레비전 신호이다. 또한, 수신 신호 품질은, 텔레비전 신호를 복조한 소정수의 화상 데이터를 모은 프레임의 오류가 N(N은 자연수)개 이상 연속하여 발생시킨 것이다.
바람직하게는, 무선 신호는, 직교 주파수 분할 다중 방식의 디지털 텔레비전 신호이다. 또한, 수신 신호 품질은, 직교 주파수 분할 다중 방식에서의 특정 서브 캐리어에 할당된 파일럿 신호의 디지털 텔레비전 신호로부터의 검출 유무이다.
바람직하게는, 안테나는, 급전 소자와, 적어도 하나의 무급전 소자로 이루어진다. 적어도 하나의 무급전 소자는, 급전 소자의 주위에 배치된다. 그리고, 지향성 패턴 설정부는, 적어도 하나의 무급전 소자에 장하되는 리액턴스값의 조를 바꿈으로써 복수의 주파수마다 대응하는 지향성 패턴을 설정한다. 지향성 전환부는, 리액턴스값의 조를 바꿈으로써 안테나의 지향성을 적합한 지향성으로 전환한다.
또한, 본 발명에 따르면, 수신기는, 무선 신호를 수신하는 수신기로서, 안테나 장치와, 안테나 전환부를 구비한다. 안테나 장치는, 무선 신호를 수신하는 안테나 특성이 상이한 복수의 안테나로 이루어진다. 안테나 전환부는, 안테나 장치에 의해 수신된 수신 신호의 수신 신호 품질을 임계값 이상으로 설정하는 적합한 안테나를 복수의 안테나로부터 선택하기 위한 안테나 선택 정보를 갖고, 수신 신호 품질이 임계값보다도 작을 때 안테나 선택 정보에 따라 적합한 안테나로 전환한다. 그리고, 임계값은, 무선 신호의 수신 조건에 따라 설정된다.
바람직하게는, 안테나 장치는, 무선 신호를 수신하는 수신 특성이 상이한 복수의 안테나, 또는 무선 신호를 수신하는 지향성이 상이한 복수의 안테나로 이루어진다.
바람직하게는, 안테나 선택 정보는, 복수의 안테나에 부여된 우선 순위로 이루어진다. 안테나 전환부는, 수신 신호 품질이 임계값보다도 작을 때 우선 순위에 따라 적합한 안테나로 전환한다.
바람직하게는, 안테나 선택 정보는, 복수의 안테나 중, 수신 신호 품질이 소정의 순위까지의 안테나를 지정하는 안테나 지정 정보로 이루어진다. 안테나 전환부는, 수신 신호 품질이 임계값보다도 작을 때 안테나 지정 정보에 따라 적합한 안테나로 전환한다.
바람직하게는, 안테나 전환부는, 또한, 임계값을 소정의 범위에서 변화시키면서 적합한 안테나로 전환하여, 수신 신호 품질이 가장 높아질 때의 값을 임계값으로서 결정하는 임계값 결정 처리를 행한다.
바람직하게는, 안테나 전환부는, 수신 신호 품질이 임계값보다도 낮은 저임계값을 N(N은 자연수)회 이상 하회했을 때, 임계값 결정 처리를 행한다.
바람직하게는, 무선 신호는, 텔레비전 신호이다. 안테나 전환부는, 텔레비전 신호를 복조한 소정수의 화상 데이터로 이루어지는 프레임에 동기하여 적합한 안테나로 전환한다.
바람직하게는, 안테나 전환부는, 적합한 안테나로 전환하면, 안테나의 전환을 일정 기간 정지시킨다.
바람직하게는, 무선 신호는, 텔레비전 신호이다. 안테나 전환부는, 텔레비전 신호를 복조한 소정수의 화상 데이터를 표시하는 화면의 전환 기간에 적합한 안테나로 전환한다.
본 발명에 따른 수신기에서는, 무선 신호의 각 주파수에서 수신 신호의 품질을 나타내는 수신 신호 품질이 임계값 이상으로 되도록, 무선 신호를 수신하는 안테나의 지향성이 전환된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 무선 신호의 전체 주파수에 걸쳐 무선 신호를 고감도로 수신할 수 있다. 즉, 주파수가 넓은 범위에서 무선 신호를 고감도로 수신할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수신기에서는, 무선 신호의 수신 조건에 따라 임계값이 설정된다. 그리고, 각 전송 모드에서 수신 신호의 품질을 나타내는 수신 신호 품질이 설정된 임계값 이상으로 되도록, 무선 신호를 수신하는 안테나가 전환된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 무선 신호를 고품질로 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 도면에서 동일하거나 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.
[제1 실시예]
도 1은, 제1 실시예에 따른 수신기의 개략 블록도이다. 도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 수신기(100)는, 어레이 안테나(10)와, 단자(18, 19)를 갖는 스위치 S1과, 단자(21, 22)를 갖는 스위치 S2와, 수신 회로(20)와, 전환 제어부(30)와, 리액턴스 설정부(40)를 구비한다.
수신기(100)는, 구체적으로 설명하면, 실내에 설치된 텔레비전, 휴대형의 텔레비전 및 차에 탑재된 텔레비전에 포함되는 수신기이다. 그리고, 수신기(100)는, 수신 주파수 f1∼fm(m은, 자연수)으로 이루어지는 주파수 대역을 전파하는 텔레비전 신호를 수신한다.
어레이 안테나(10)는, 안테나 소자(11∼13)로 이루어진다. 안테나 소자(12)는 급전 소자이고, 안테나 소자(11, 13)는 무급전 소자이다. 그리고, 안테나 소자(11∼13)는, 평면 형상으로 배치되고, 안테나 소자(11)는 안테나 소자(12)를 중심으로 하여 안테나 소자(13)와 대칭인 위치에 배치된다.
안테나 소자(11)는, 버랙터 다이오드(14)를 포함하고, 안테나 소자(12)는, 급전 회로(15)를 포함하고, 안테나 소자(13)는, 버랙터 다이오드(16)를 포함한다. 급전 회로(15)는, 동축 케이블(17)을 통하여 수신 회로(20)에 접속된다.
버랙터 다이오드(14)는, 스위치 S1를 통하여 리액턴스값 x11 또는 x21를 받고, 버랙터 다이오드(16)는, 스위치 S2를 통하여 리액턴스값 x12 또는 x22를 받는다. 그리고, 리액턴스값 x11, x12(또는 x21, x22)에 의해 각각 안테나 소자(11, 13)의 전기 길이가 변화하고, 급전 소자인 안테나 소자(12)와 무급전 소자인 안테나 소자(11, 13) 사이의 공진 길이가 변화한다. 따라서, 어레이 안테나(10)의 지향성이 변화한다.
즉, 어레이 안테나(10)는, 스위치 S1, S2를 통하여 리액턴스값의 조[x11, x12] 또는 [x21, x22]를 받고, 그 받은 리액턴스값의 조[x11, x12] 또는 [x21, x22]에 의해 지향성을 바꿔, 도래하는 전파를 수신한다. 그리고, 어레이 안테나(10)는, 수신한 전파를 안테나 소자(12)의 급전 회로(15)로부터 동축 케이블(17)을 통하여 수신 회로(20)에 출력한다.
수신 회로(20)는, 어레이 안테나(10)의 급전 회로(15)로부터 수신 신호를 받고, 그 받은 수신 신호를 복조하여 복조 신호를 출력한다. 또한, 수신 회로(20)는, 수신 신호의 주파수를 검출하고, 그 검출한 주파수를 주파수 설정 신호 DF로서 리액턴스 설정부(40)에 출력한다. 또한, 수신 회로(20)는, 수신 신호의 품질을 나타내는 수신 신호 품질 QRS를 생성하여 전환 제어부(30) 및 리액턴스 설정부(40)에 출력한다.
전환 제어부(30)는, 수신 회로(20)로부터 받은 수신 신호 품질 QRS를 임계값 Qth와 비교한다. 그리고, 전환 제어부(30)는, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth 이상일 때 유지 신호 HLD를 생성하여 스위치 S1, S2에 출력하고, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth보다도 작을 때, 전환 신호 EXC를 생성하여 스위치 S1, S2에 출력한다.
스위치 S1, S2는, 각각 단자(18, 21 또는 19, 22)에 접속된다. 스위치 S1, S2는, 전환 제어부(30)로부터의 유지 신호 HLD에 따라, 단자(18, 21 또는 19, 22)와의 접속을 유지한다. 또한, 스위치 S1, S2는, 전환 제어부(30)로부터의 전환 신호 EXC에 따라, 단자(18, 21 또는 19, 22)와의 접속을 전환한다.
또한, 스위치 S1, S2는, 전환 신호 EXC에 따라 단자(18, 21 또는 19, 22)와의 접속이 동시로 전환된다. 즉, 전환 신호 EXC에 의해 스위치 S1, S2 중 어느 한쪽만이 전환되지는 않는다. 그리고, 스위치 S1이 단자(18)에 접속되어 있을 때, 스위치 S2는, 단자(21)에 반드시 접속되어 있고, 스위치 S1이 단자(19)에 접속되어 있을 때, 스위치 S2는, 단자(22)에 반드시 접속되어 있다. 이에 의해, 어레이 안테나(10)에 공급되는 리액턴스값의 조는, [x11, x12] 또는 [x21, x22]로 전환된다.
리액턴스 설정부(40)는, 메모리(41)와, 전압 공급 회로(42)와, 우선 순위 갱신 제어부(43)를 포함한다. 도 2는, 도 1에 도시하는 메모리(41)가 기억하는 테이블의 개략도이다. 도 2를 참조하면, 테이블 TBL은, 수신 주파수 f1∼fm과, 리액턴스값의 조 RV1∼RVm으로 이루어진다. 리액턴스값의 조 RV1∼RVm은, 각각 수신 주파수 f1∼fm에 대응하여 설정된다. 그리고, 리액턴스값의 조 RV1∼RVm은, 각각 ([x11, x12], [x21, x22]) f1, ([x11, x12], [x21, x22]) f2, …, ([x11, x12], [x21, x22]) fm으로 이루어진다. 즉, 리액턴스값의 조 RV1∼RVm 각각은, 2개의 리액턴스값의 조로 이루어진다. 그리고, 각 수신 주파수 f1∼fm에서, 리액턴스값의 조[x11, x12] 또는 [x21, x22]는, 어레이 안테나(10)의 지향성을 가능한 한 크게 변화시키고, 또한 어레이 안테나(10)의 입력 임피던스가 75Ω로 되도록 결정된다.
이와 같이, 메모리(41)는, 각 주파수 f1∼fm에서, 어레이 안테나(10)의 지향성을 가능한 한 크게 변화시키고, 또한 어레이 안테나(10)의 입력 임피던스가 75Ω로 되도록 결정된 리액턴스값의 조 RV1∼RVm을 주파수 f1∼fm에 대응한 테이블 TBL을 기억시킨다.
이 리액턴스값의 조 RV1∼RVm 각각은, 어레이 안테나(10)의 지향성을 결정하는 것이고, 리액턴스값의 조 RV1∼RVm은, 어레이 안테나(10)의 지향성 패턴에 상당한다. 그리고, 어레이 안테나(10)의 지향성 패턴에 상당하는 리액턴스값의 조 RV1∼RVm은, 수신기(100)의 기동시 이후, 유지된다.
또한, 어레이 안테나(10)의 지향성 패턴에 상당하는 리액턴스값의 조 RV1∼RVm은, 수신기(100)의 기동시 이후, 일정 기간마다 갱신된다.
또한, 어레이 안테나(10)의 지향성 패턴에 상당하는 리액턴스값의 조 RV1∼RVm은, 수신기(100)의 기동시 이후, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth보다도 낮은 것이 N(N은 자연수)회 이상 계속되었을 때, 갱신된다.
또한, 어레이 안테나(10)의 지향성 패턴에 상당하는 리액턴스값의 조 RV1∼RVm은, 수신기(100)의 기동시 이후, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth보다도 낮은 것이 소정 기간 내에 N회 이상 계속되었을 때, 갱신된다.
또한, 어레이 안테나(10)의 지향성 패턴에 상당하는 리액턴스값의 조 RV1∼RVm은, 무선 신호의 전송 모드의 전환 시에 갱신된다.
또한, 어레이 안테나(10)의 지향성 패턴에 상당하는 리액턴스값의 조 RV1∼RVm은, 무선 신호가 전파하는 전파 환경이 변화했을 때에 갱신된다.
또한, 어레이 안테나(10)의 지향성 패턴에 상당하는 리액턴스값의 조 RV1∼RVm은, 수신기(100)의 이동이 검출되었을 때에 갱신된다.
재차, 도 1을 참조하면, 메모리(41)는, 수신 회로(20)로부터 주파수 설정 신호 DF를 받고, 그 받은 주파수 설정 신호 DF에 의해 나타내는 수신 주파수(수신 주파수 f1∼fm 중 어느 하나)에 대응하는 리액턴스값의 조(리액턴스값의 조 RV1∼RVm 중 어느 하나)를 테이블 TBL로부터 판독하고, 그 판독한 리액턴스값의 조를 전압 공급 회로(42)에 출력한다.
전압 공급 회로(42)는, 전원(421∼424)으로 이루어진다. 전원(421∼424)은, 각각 단자(18, 19, 21, 22)와 접지 노드 GND 사이에 접속된다. 그리고, 전원(421∼424)은, 메모리(41) 또는 우선 순위 갱신 제어부(43)로부터 받은 리액턴스값의 조를 실현하기 위한 전압을 각각 단자(18, 19, 21, 22)에 공급한다. 구체적으로 설명하면, 전원(421)은, 수신 주파수 f1∼fm마다 결정된 리액턴스값(X11)f1∼fm을 실현하기 위한 전압(V11)f1∼fm을 단자(18)에 공급하고, 전원(422)은, 수신 주파수 f1∼fm마다 결정된 리액턴스값(X21)f1∼fm을 실현하기 위한 전압(V21)f1∼fm을 단자(19)에 공급하고, 전원(423)은, 수신 주파수 f1∼fm마다 결정된 리액턴스값(X12)f1∼fm을 실현하기 위한 전압(V12)f1∼fm을 단자(21)에 공급하고, 전원(424)은, 수신 주파수 f1∼fm마다 결정된 리액턴스값(x22)f1∼fm을 실현하기 위한 전압(V22)f1∼fm을 단자(22)에 공급한다. 따라서, 전원(421∼424)은, 수신 주파수 f1∼fm마다 상이한 전압을 각각 단자(18, 19, 21, 22)에 공급한다.
우선 순위 갱신 제어부(43)는, 수신 회로(20)로부터 수신 신호 품질 QRS 및 주파수 설정 신호 DF를 받고, 수신기(100)의 전원(도시 생략)으로부터 ON 신호 또는 OFF 신호를 받는다. 그리고, 우선 순위 갱신 제어부(43)는, ON 신호를 받았을 때(GT1), OFF 신호를 받았을 때(GT2), 및 수신 신호 품질 QRS가 N(N은 자연수)회 연속하여 임계값 Qth를 하회했을 때(GT3) 중 어느 하나에 있어서, 메모리(41)에 기억된 리액턴스값의 조([x11, x12][x21, x22])f1, ([x11, x12], [x21, x22])f2, …, ([x11, x12], [x21, x22])fm을 갱신한다.
구체적으로 설명하면, 우선 순위 갱신 제어부(43)는, 상기의 (GT1)∼(GT3)의 각 타이밍에서 각 주파수 f1∼fm에서의 모든 리액턴스값의 조([x11∼xi1], [x12∼xi2]) f1, ([x11∼xi1], [x12∼xi2])f2, …, ([x11∼xi1], [x12∼xi2])fm(i 자연수)을 전압 공급 회로(42)에 출력하여 안테나 소자(11, 13)에 설정되는 리액턴스값의 조를 변경한다. 그리고, 우선 순위 갱신 제어부(43)는, 모든 리액턴스값의 조에 대하여 수신 신호 품질 QRS를 측정하고, 그 측정한 수신 신호 품질 QRS가 제1위 및 제2위인 리액턴스값의 조를 검출하고, 그 검출한 리액턴스값의 조를([x11, x12], [x21, x22]) f1, ([x11, x12], [x21, x22])f2, …, ([x11, x12], [x21, x22])fm으로서 메모리(41)에 기억한다.
또한, [x11∼xi1]은, 각 주파수 f1∼fm에서 안테나 소자(11)에 설정되는 리액턴스값을 나타내고, [x12∼xi2]는, 각 주파수 f1∼fm에서 안테나 소자(13)에 설정되는 리액턴스값을 나타낸다.
도 3은, 도 1에 도시하는 수신 회로(20)의 제1예의 개략 블록도이다. 도 3을 참조하면, 수신 회로(20)의 제1예인 수신 회로(20A)는, 튜너부(23)와, 중간 주파 증폭부(24)와, 직교 복조기(25)와, FFT(Fast Fourier Transform)부(26)와, 식별부(27)와, 파일럿 신호 검출부(28)를 포함한다. 또한, 수신 회로(20A)는, 어레이 안테나(10)에 도래하는 무선 신호가 디지털 텔레비전 신호로 이루어지는 경우의 수신 회로이다. 그리고, 디지털 텔레비전 신호는, 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplex)에 의해 변조된 디지털 신호이다.
튜너부(23)는, 동축 케이블(17)로부터 수신 신호를 받고, 그 받은 수신 신호에 대하여 고주파 증폭 및 주파수 변환 등을 행하여, 수신 신호의 주파수를 검출함과 함께, 변환 후의 수신 신호를 중간 주파 증폭부(24)에 출력한다. 또한, 튜너부(23)는, 검출한 수신 신호의 주파수를 주파수 설정 신호 DF로서 리액턴스 설정부(40)의 메모리(41) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력한다.
중간 주파 증폭부(24)는, 튜너부(23)로부터의 수신 신호를 받고, 그 받은 수신 신호를 증폭하여 수신 신호 강도 RSSI를 검출한다. 그리고, 중간 주파 증폭부(24)는, 검출한 수신 신호 강도 RSSI를 수신 신호 품질 QRS로서 전환 제어부(30) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력하고, 증폭 후의 수신 신호를 직교 복조기(25)에 출력한다.
직교 복조기(25)는, 중간 주파 증폭부(24)로부터 받은 직교 주파수 분할 다중 방식에 의해 변조된 신호의 직교 변조를 복조하여 FFT부(26)에 출력한다.
FFT부(26)는, 직교 복조기(25)로부터의 신호를 고속 푸리에 변환하고, 그 변환 후의 신호를 식별부(27) 및 파일럿 신호 검출부(28)에 출력한다.
식별부(27)는, FFT부(26)로부터의 신호에 대하여 오류 정정을 행하여, 수신 신호의 에러 레이트 ERR을 검출함과 함께, 오류 정정 후의 신호를 수신 데이터로서 출력한다. 또한, 식별부(27)는, FFT부(26)로부터의 신호에 기초하여 전송 모드 TMDE를 검출함과 동시에, 식별부(27)는, 검출한 에러 레이트 ERR 및 전송 모드 TMDE를 수신 신호 품질 QRS로서 전환 제어부(30) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력한다.
파일럿 신호 검출부(28)는, FFT부(26)로부터의 신호에 포함되어 있는 파일럿 신호 PLT를 검출하고, 그 검출한 파일럿 신호 PLT를 수신 신호 품질 QRS로서 전환 제어부(30) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력한다. 또한, 파일럿 신호 PLT는, 직교 주파수 분할 다중 방식에서의 특정 서브 캐리어에 할당되고, 음성 데이터 및 화상 데이터를 표시하지 않는 신호이다.
이와 같이, 수신 회로(20A)는, 어레이 안테나(10)가 수신한 수신 신호를 동축 케이블(17)을 통하여 받고, 그 받은 수신 신호를 증폭 및 복조 등을 행하여 수신 데이터를 출력함과 함께, 수신 데이터를 얻는 과정에서 검출한 수신 신호 강도 RSSI, 에러 레이트 ERR, 전송 모드 TMDE 및 파일럿 신호 PLT를 수신 신호 품질 QRS로서 전환 제어부(30) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력한다.
도 4는, 도 1에 도시하는 수신 회로(20)의 제2예의 개략 블록도이다. 도 4를 참조하면, 수신 회로(20)의 제2 예인 수신 회로(20B)는, 튜너부(23)와, 중간 주파 증폭부(24)와, 영상 검파부(31)와, 색부반송파 재생 회로(32)와, 컬러 영상 신호 복조부(33)를 포함한다. 또한, 수신 회로(20B)는, 어레이 안테나(10)에 도래하는 무선 신호가 아날로그 텔레비전 신호로 이루어지는 경우의 수신 회로이다.
튜너부(23)는, 동축 케이블(17)로부터 NTSC 콤포지트 신호를 받고, 그 받은 NTSC 콤포지트 신호에 대하여 고주파 증폭 및 주파수 변환 등을 행하여, NTSC 콤포지트 신호의 주파수를 검출함과 함께, 변환 후의 NTSC 콤포지트 신호를 중간 주파 증폭부(24)에 출력한다. 또한, 튜너부(23)는, 검출한 NTSC 콤포지트 신호의 주파수를 주파수 설정 신호 DF로서 리액턴스 설정부(40)의 메모리(41) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력한다.
중간 주파 증폭부(24)는, 튜너부(23)로부터의 NTSC 콤포지트 신호를 받고, 그 받은 NTSC 콤포지트 신호를 증폭하여 수신 신호 강도 RSSI를 검출한다. 그리고, 중간 주파 증폭부(24)는, 검출한 수신 신호 강도 RSSI를 수신 신호 품질 QRS로서 전환 제어부(30) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력하고, 증폭 후의 NTSC 콤포지트 신호를 영상 검파부(31)에 출력한다.
영상 검파부(31)는, 중간 주파 증폭부(24)로부터의 NTSC 콤포지트 신호를 받고, 그 받은 NTSC 콤포지트 신호를 진폭 복조하여 콤포지트 신호를 검출한다. 그리고, 영상 검파부(31)는, 검출한 콤포지트 신호를 색부반송파 재생 회로(32) 및 컬러 영상 신호 복조부(33)에 출력한다.
색부반송파 재생 회로(32)는, 영상 검파부(31)로부터의 콤포지트 신호에 포함되어 있는 3.58㎒의 컬러 버스트 신호 CBRS를 검출하고, 그 검출한 컬러 버스트 신호 CBRS를 수신 신호 품질 QRS로서 전환 제어부(30) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력한다. 그리고, 색부반송파 재생 회로(32)는, 검출한 컬러 버스트 신호 CBRS를 이용하여 콤포지트 신호에 포함되는 3.58㎒의 색부반송파를 재생하고, 색부반송파에 동기한 색부반송파 신호를 생성하여 컬러 영상 신호 복조부(33)에 출력한다.
컬러 영상 신호 복조부(33)는, 색부반송파 재생 회로(32)로부터의 색부반송파 신호를 이용하여 영상 검파부(31)로부터의 콤포지트 신호를 직교 복조하여, 컬러 영상 신호를 출력한다.
이와 같이, 수신 회로(20B)는, 어레이 안테나(10)가 수신한 NTSC 콤포지트 신호를 동축 케이블(17)을 통하여 받고, 그 받은 NTSC 콤포지트 신호를 증폭 및 복조 등을 행하여 컬러 영상 신호를 출력함과 함께, 컬러 영상 신호를 얻는 과정에서 검출한 수신 신호 강도 RSSI 및 컬러 버스트 신호 CBRS를 수신 신호 품질 QRS로서 전환 제어부(30) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력한다.
따라서, 본 발명에서는, 수신 신호 품질 QRS는,
(a) 무선 신호의 수신 신호 강도 RSSI
(b) 무선 신호의 비트 에러 레이트
(c) 프레임 에러
(d) 파일럿 신호의 검출 유무 또는 파일럿 신호의 검출 레벨
(e) 컬러 버스트 신호의 검출 유무
(f) 수신 신호 강도 RSSI와 (a)∼(e) 중 어느 하나와의 논리곱
중 어느 하나로 이루어진다.
수신 신호 강도 RSSI가 작으면, 텔레비전의 화면은 불균일하게 되므로, 수신 신호 강도 RSSI는, 수신 신호 품질 QRS를 나타낸다. 비트 에러 레이트가 크면, 텔레비전의 화면은 열화하므로, 비트 에러 레이트는, 수신 신호 품질 QRS를 나타낸다.
프레임은, 소정수의 화면을 모은 것이며, 프레임 에러가 N회 이상 계속하여 검출되면, 화면은 열화된다. 따라서, 프레임 에러가 N회 이상 계속한 것의 검출 유무는, 수신 신호 품질 QRS를 나타낸다. 또한, 프레임 에러가 N회 이상 계속되었는지의 여부는, N개의 프레임을 복조하여 화면에 표시하는 경우에, 전환 제어부(30)가 N개의 프레임 각각의 복조 시에 수신 회로(20A)로부터 에러 레이트 ERR을 받았는지의 여부를 판정함으로써 행한다.
파일럿 신호 PLT는, 전술한 바와 같이, 직교 주파수 분할 다중 방식 OFDM에서의 특정 서브 캐리어에 할당되고, 음성 데이터 및 화상 데이터를 표시하지 않는 신호이므로, 파일럿 신호 PLT의 검출 유무 또는 파일럿 신호 PLT의 검출 레벨은, 디지털 텔레비전 신호로 이루어지는 무선 신호의 수신 신호 품질 QRS를 나타낸다.
컬러 버스트 신호 CBRS는, 전술한 바와 같이, 아날로그 텔레비전 신호에 포함되어, 컬러 화상을 표시하기 위한 신호이므로, 수신한 아날로그 텔레비전 신호 중에 컬러 버스트 신호 CBRS가 포함되어 있을 때에는 수신 신호의 품질은 높지만, 수신한 아날로그 텔레비전 신호 중에 컬러 버스트 신호 CBRS가 포함되어 있지 않을 때에는, 수신 신호의 품질은 낮다. 따라서, 아날로그 텔레비전 신호에서의 컬러 버스트 신호 CBRS의 유무는 수신 신호 품질 QRS를 나타낸다.
수신 회로(20)는, 수신 신호 품질 QRS로서 전술한 (a)∼(f) 중 어느 하나를 전환 제어부(30) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력한다. 그리고, 전환 제어부(30)는, (a)∼(f) 중 어느 하나를 수신 신호 품질 QRS로서 받고, 그 받은 수신 신호 품질 QRS를 임계값 Qth와 비교한다.
이 경우, 임계값 Qth는, 고정값으로 이루어지는 경우와, 가변값으로 이루어지는 경우가 있다. 임계값 Qth가 고정값으로 이루어지는 경우, 전환 제어부(30)는, 수신 회로(20)로부터의 수신 신호 품질 QRS를 임계값 Qth와 비교하여, 그 비교 결과에 따라 스위치 S1, S2의 접속을 유지하거나, 또는 전환한다.
또한, 임계값 Qth가 가변값으로 이루어지는 경우, 전환 제어부(30)는, 수신 회로(20)로부터 수신 신호 품질 QRS를 받으면, 그 수신 신호 품질 QRS의 값 자체를 판정하여, 그 판정 결과에 따라 임계값 Qth를 바꾼다.
더 구체적으로 설명하면, 전환 제어부(30)는, 수신 신호 품질 QRS가 수신 신호 강도 RSSI로 이루어질 때, 수신 신호 강도 RSSI가 상대적으로 큰지의 여부를 판정하여, 수신 신호 강도 RSSI가 상대적으로 작을 때 상대적으로 낮은 임계값 Qth_L을 설정하고, 수신 신호 강도 RSSI가 상대적으로 클 때 상대적으로 높은 임계값 Qth_H를 설정한다. 이 경우, 전환 제어부(30)는, 수신 신호 강도 RSSI의 평균값이 상대적으로 큰지의 여부에 따라 임계값 Qth를 바꾸어도 된다.
이 외의 수신 신호 품질 QRS에 대해서도 마찬가지이다.
이와 같이, 임계값 Qth가 가변값으로 이루어지는 경우, 전환 제어부(30)는, 수신 회로(20)로부터의 수신 신호 품질 QRS의 값 자체를 판정하고, 그 판정 결과에 따라 임계값 Qth를 바꾸고, 수신 신호 품질 QRS를, 변경된 임계값 Qth와 비교한다. 그리고, 전환 제어부(30)는, 수신 신호 품질 QRS가 변경된 임계값 Qth보다도 작을 때, 스위치 S1, S2를 전환한다. 이에 의해, 어레이 안테나(10)는, 스위치 S1, S2의 전환 전의 리액턴스값과 상이한 리액턴스값을 버랙터 다이오드(14, 16)에 받아, 지향성을 변화시켜 무선 신호를 수신한다. 그리고, 변경된 지향성은, 일정 기간 유지된다.
전환 제어부(30)에 의한 스위치 S1, S2의 전환 타이밍에 대하여 설명한다. 전환 제어부(30)는, 계속해서 기재하는 전환 타이밍에 의해 스위치 S1, S2를 전환한다.
(T1) 임의의 타이밍
(T2) 한번 전환한 후의 일정 기간 경과 후
(T3) 프레임에 동기한 타이밍
(T4) 수직 귀선 기간
임의의 타이밍은, 스위치 S1, S2의 전환, 즉 리액턴스값의 전환(=어레이 안테나(10)의 지향성의 전환)이 발생한 GOP(Group OF Pictures)를 버리고, 하나 앞의 화면을 표시하는 경우의 타이밍이다. 리액턴스값의 전환이 발생한 GOP는 버려지므로, 리액턴스값의 전환 타이밍은, 임의의 타이밍이면 된다.
또한, 한번 전환한 후의 일정 기간 경과 후의 타이밍은, 리액턴스값의 전환(=어레이 안테나(10)의 지향성의 전환)이 한번 발생한 후에, 리액턴스값을 빈번하게 전환하면, 고품질의 화면과 저품질의 화면이 연속하여 표시되는 경우도 있기 때문에, 거의 일정한 품질로 이루어지는 화면을 표시하기 위해, 한번 전환이 발생한 후에는, 일정 기간 경과 후에 리액턴스값을 전환하기로 한 것이다. 즉, 한번 전환된 지향성은, 일정 기간 유지되는 것으로 한 것이다.
또한, 프레임에 동기한 타이밍은, 화면 표시의 타이밍에 동기하여 리액턴스값을 전환하는 것이다.
또한, 수직 귀선 기간은, 무선 신호가 아날로그 텔레비전 신호로 이루어지는 경우에, 화면이 전환되는 동안에 리액턴스값을 전환하는 것이다. 이 경우, 전환 제어부(30)는, 표시부(화면)로부터 수직 귀선 신호를 받고, 그 받은 수직 귀선 신호에 기초하여 화면이 전환되는 기간을 검출한다.
임계값 Qth의 전환 제어부(30)에의 설정 타이밍에 대해 설명한다. 임계값 Qth는, 계속해서 기재하는 타이밍 중 어느 한 타이밍에서 전환 제어부(30)에 설정된다.
(ST1) 텔레비전의 설계시
(ST2) 공장 출하시
(ST3) 테이블 TBL의 갱신시
(ST4) 방송 모드 전환시
수신기(100)의 전체 동작에 대하여 설명한다.
디지털 텔레비전 신호 또는 아날로그 텔레비전 신호로 이루어지는 무선 신호가 수신기(100)에 도래하면, 어레이 안테나(10)는, 각 주파수 f1∼fm 마다 설정된 리액턴스값의 조[x11, x12] 또는 [x21, x22]에 의해 지향성을 설정하여 무선 신호를 수신하고, 그 수신한 수신 신호를 동축 케이블(17)을 통하여 수신 회로(20)에 출력한다.
수신 회로(20)는, 디지털 텔레비전 신호의 경우, 수신 회로(20A)에 의해 전술한 동작에 따라 수신 신호를 복조하여 복조 신호(수신 데이터)를 출력함과 함께, 수신 신호 품질 QRS 및 주파수 설정 신호 DF를 검출하여, 수신 신호 품질 QRS를 전환 제어부(30) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력하고, 주파수 설정 신호 DF를 메모리(41) 및 우선 순위 갱신 제어부(43)에 출력한다.
메모리(41)는, 주파수 설정 신호 DF에 의해 나타내어지는 수신 주파수(수신 주파수 f1∼fm 중 어느 하나)에 대응하는 리액턴스값의 조(RV1∼RVm 중 어느 하나)를 테이블 TBL로부터 판독하고, 그 판독한 리액턴스값의 조를 전압 공급 회로(42)에 출력한다.
전압 공급 회로(42)는, 메모리(41)로부터 받은 리액턴스값의 조를 실현하기 위한 전압 V11, V21, V12, V22를 각각 단자(18, 19, 21, 22)에 공급한다.
전환 제어부(30)는, 수신 회로(20)로부터의 수신 신호 품질 QRS를 임계값 Qth와 비교한다. 그리고, 전환 제어부(30)는, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth 이상일 때, 전술한 타이밍(T1)∼(T4) 중 어느 한 타이밍에서 유지 신호 HLD를 스위치 S1, S2에 출력하고, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth보다도 작을 때, 전술한 타이밍(T1)∼(T4) 중 어느 한 타이밍에서 전환 신호 EXC를 스위치 S1, S2에 출력한다.
그리고, 스위치 S1, S2는, 전환 제어부(30)로부터의 유지 신호 HLD에 따라 접속을 유지하여, 전환 신호 EXC에 따라 접속을 전환한다. 이에 의해, 어레이 안테나(10)의 지향성은, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth 이상으로 되도록 각 주파수 f1∼fm에서 전환된다. 그리고, 수신기(100)는, 도래하는 무선 신호의 대역 주파수(주파수 f1∼fm으로 이루어짐)의 전체에 걸쳐 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth 이상으로 되도록 무선 신호(디지털 텔레비전 신호 또는 아날로그 텔레비전 신호)를 수신하여 복조할 수 있다. 그 결과, 수신기(100)는, 무선 신호를 광범위한 주파수에 걸쳐 고감도로 수신할 수 있다.
또한, 우선 순위 갱신 제어부(43)는, 수신 회로(20)로부터 수신 신호 품질 QRS 및 주파수 설정 신호 DF를 받고, 수신기(100)의 전원(도시 생략)으로부터 ON 신호 또는 OFF 신호를 받는다. 그리고, 우선 순위 갱신 제어부(43)는, ON 신호를 받았을 때(GT1), OFF 신호를 받았을 때(GT2), 및 수신 신호 품질 QRS가 N회 연속하여 임계값 Qth를 하회했을 때(GT3) 중 어느 하나에 있어서, 메모리(41)에 기억된 리액턴스값의 조([x11, x12], [x21, x22])f1, ([x11, x12], [x21, x22]) f2, …, ([x11, x12], [x21, x22]) fm을 전술한 동작에 의해 갱신한다.
이에 의해, 메모리(41)에 기억된 리액턴스값의 조를 수시로 갱신하면서, 무선 신호를 광범위한 주파수에 걸쳐 고감도로 수신할 수 있다.
도 5는, 도 1에 도시하는 어레이 안테나(10)의 다른 구성을 도시하는 평면도이다. 도 5를 참조하면, 어레이 안테나(10A)는, 도 1에 도시하는 어레이 안테나(10)의 안테나 소자(12)를 안테나 소자(12A)로 바꾼 것이고, 기타는, 어레이 안테나(10)와 동일하다. 안테나 소자(12A)는, 급전 회로(15)를 포함하고, 급전 회로(15)의 양측에 배치되는 안테나 소자를 폴 형상의 안테나 소자로부터 대략 부채 형상의 안테나 소자로 바꾼 것이다. 이와 같이, 급전 소자인 안테나 소자(12A)를 급전 회로(15)로부터 양측으로 폭이 넓어지는 안테나 소자로 구성함으로써 어레이 안테나(10A)의 지향성을 무급전 소자인 안테나 소자(11, 13)의 리액턴스값에 따라 크게 바꿀 수 있다.
도 6은, 도 1에 도시하는 어레이 안테나(10)의 또 다른 구성을 도시하는 평면도이다. 도 6을 참조하면, 어레이 안테나(10B)는, 어레이 안테나(10)의 안테나 소자(11, 13)를 각각 안테나 소자(11A, 13A)로 바꾼 것이며, 기타는, 어레이 안테나(10)와 동일하다.
안테나 소자(11A)는, 버랙터 다이오드(14)를 포함하고, 버랙터 다이오드(14)의 양측에 배치되는 안테나 소자를 폴 형상의 안테나 소자로부터 대략 부채 형상의 안테나 소자로 바꾼 것이다. 또한, 안테나 소자(13A)는, 버랙터 다이오드(16)를 포함하고, 버랙터 다이오드(16) 양측에 배치되는 안테나 소자를 폴 형상의 안테나 소자로부터 대략 부채 형상의 안테나 소자로 바꾼 것이다. 이와 같이, 무급전 소자인 안테나 소자(11A, 13A)를 각각 버랙터 다이오드(14, 16)로부터 양측으로 폭이 넓어지는 안테나 소자로 구성함으로써 어레이 안테나(10B)의 지향성을 무급전 소자인 안테나 소자(11A, 13A)의 리액턴스값에 따라 크게 바꿀 수 있다.
도 7은, 도 1에 도시하는 어레이 안테나(10)의 또 다른 구성을 도시하는 평면도이다. 도 7을 참조하면, 어레이 안테나(10C)는, 어레이 안테나(10)의 안테나 소자(11∼13)를 각각 안테나 소자(11A∼13A)로 바꾼 것이며, 기타는, 어레이 안테나(10)와 동일하다. 즉, 어레이 안테나(10C)는, 어레이 안테나(10A)와 어레이 안테나(10B)를 조합한 것이다. 이와 같이, 급전 소자인 안테나 소자(12A)를 급전 회로(15)로부터 양측으로 폭이 넓어지는 안테나 소자로 구성하고, 또한 무급전 소자인 안테나 소자(11A, 13A)를 각각 버랙터 다이오드(14, 16)로부터 양측으로 폭이 넓어지는 안테나 소자로 구성함으로써 어레이 안테나(10C)의 지향성을 무급전 소자인 안테나 소자(11A, 13A)의 리액턴스값에 의해 더 크게 바꿀 수 있다.
도 8a 및 도 8b는, 2개 직렬 접속된 버랙터 다이오드의 평면도이다. 도 8a를 참조하면, 버랙터 다이오드(34)는, 2개의 버랙터 다이오드(14)를 순방향으로 직렬 접속한 구조로 이루어진다. 도 8b를 참조하면, 버랙터 다이오드(35)는, 2개의 버랙터 다이오드(14)를 역직렬로 접속한 구조로 이루어진다.
버랙터 다이오드(34, 35)는, 버랙터 다이오드(14, 16)를 대신하여 어레이 안테나(10, 10A, 10B, 10C)에 이용된다. 이와 같이, 직렬 접속된 2개의 버랙터 다이오드를 어레이 안테나(10, 10A, 10B, 10C)의 안테나 소자(11, 11A, 13, 13A)에 이용함으로써, 리액턴스값의 범위가 2배로 되고, 어레이 안테나(10, 10A, 10B, 10C)의 지향성을 무급전 소자인 안테나 소자(11, 11A, 13, 13A)의 리액턴스값에 따라 크게 바꿀 수 있다.
수신기(100)는, 전술한 어레이 안테나(10A, 10B, 10C) 및 버랙터 다이오드(34, 35)를 이용한 어레이 안테나(10, 10A, 10B, 10C) 중 어느 하나가 장착되어 있어도 된다.
또한, 상기에서는, 어레이 안테나(10, 10A, 10B, 10C)는, 하나의 급전 소자와 2개의 무급전 소자로 이루어진다고 설명했지만, 본 발명에서는, 어레이 안테나는, 하나의 급전 소자와, 적어도 하나의 무급전 소자로 구성되어 있으면 된다.
우선 순위 갱신 제어부(43)는, 다음의 방법에 의해 메모리(41)에 기억된 리액턴스값의 조 RV1∼RVm을 갱신해도 된다. 도 9는, 도 1에 도시하는 우선 순위 갱신 제어부(43)에서의 리액턴스값의 조를 갱신하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 도 9에 도시하는 리액턴스값의 조를 갱신하는 방법은, 3조 이상의 리액턴스값의 조를 대상으로 하여, 수신기(100)의 현재의 전파 환경 및 주파수에서 사용 가능한 리액턴스값의 조를 미리 결정해 두는 것이다. 그리고, 3조 이상의 리액턴스값의 조 각각에 대하여 우선도가 부여되어 있다. 이 우선도는, 우선 순위가 아니고, 스코어적인 것이다. 따라서, 우선도를 상하시킴으로써, 그 상하의 대상으로 된 우선도가 부여된 리액턴스값의 조의 우선 순위는, 변경하는 것도 있고, 변경하지 않는 것도 있다.
일련의 동작이 개시되면, 전회, 수신기(100)의 전원이 오프되었을 때의 우선도가 프리셋된다(단계 S1). 그리고, 단계 S1에서 프리셋된 우선도를 이용하여 제1위 및 제2위의 리액턴스값의 조 RV_PR1, RV_PR2로 전환 동작(다이버시티 동작)이 행해진다(단계 S2).
그 후, 제1위의 리액턴스값의 조 RV_PR1 및 제2위의 리액턴스값의 조 RV_PR2 의 어느 하나로 신호를 수신 중인지의 여부가 판정된다(단계 S3). 제1위의 리액턴스값의 조 RV_PR1로 신호를 수신 중인 경우, 또한 수신 신호 품질 QRS1(전술한 수신 신호 품질 QRS의 일종)이 임계값 Qth1보다도 작은지의 여부가 판정된다(단계 S4).
그리고, 수신 신호 품질 QRS1이 임계값 Qth1보다도 작을 때, 제1위의 리액턴스값의 조 RV_PR1의 우선도가 내려가고(단계 S5), 그 후 일련의 동작은, 단계 S2로 되돌아간다.
한편, 단계 S4에서, 수신 신호 품질 QRS1이 임계값 Qth1 이상일 때, 또한 수신 신호 품질 QRS1이 임계값 Qth2(>Qth1) 이상인지의 여부가 판정된다(단계 S6). 그리고, 수신 신호 품질 QRS1이 임계값 Qth2 이상일 때, 제1위의 리액턴스값의 조 RV_PR-1의 우선도가 올라가고(단계 S7), 수신 신호 품질 QRS1이 임계값 Qth2보다도 작을 때, 일련의 동작은 단계 S2로 되돌아간다.
단계 S3에서, 제2위의 리액턴스값의 조 RV_PR2로 신호를 수신 중이라고 판정되었을 때, 또한, 수신 신호 품질 QRS2(전술한 수신 신호 품질 QRS의 일종)가 임계값 Qth1보다도 작은지의 여부가 판정된다(단계 S8).
그리고, 수신 신호 품질 QRS2가 임계값 Qth1보다도 작을 때, 제2위의 리액턴스값의 조 RV_PR2의 우선도가 내려가고(단계 S9), 그 후 일련의 동작은, 단계 S2로 되돌아간다.
한편, 단계 S8에서, 수신 신호 품질 QRS2가 임계값 Qth1 이상일 때, 또한 수신 신호 품질 QRS2가 임계값 Qth2 이상인지의 여부가 판정된다(단계 S10). 그리고, 수신 신호 품질 QRS2가 임계값 Qth2 이상일 때, 제2위의 리액턴스값의 조 RV_ PR2의 우선도가 올라가고(단계 S11), 수신 신호 품질 QRS2가 임계값 Qth2보다도 작을 때, 일련의 동작은 단계 S2로 되돌아간다.
이와 같이 하여, 우선 순위 갱신 제어부(43)는, 수신기(100)의 현재의 전파 환경 및 주파수에서 사용 가능한 리액턴스값의 조를 미리 결정해 두고, 전술한 3개의 타이밍(GT1)∼(GT3) 중 어느 하나일 때에, 결정한 우선도를 이용하여 메모리(41)에 기억된 리액턴스값의 조([x11, x12], [x21, x22])f1, ([x11, x12], [x21, x22])f2, …, ([x11, x12], [x21, x22])fm을 갱신한다.
또한, 우선 순위 갱신 제어부(43)는, 각 주파수 f1∼fm에서의 모든 리액턴스값의 조([x11∼xi1], [x12∼xi2])f1, ([x11∼xi1], [x12∼xi2]) f2, …, ([x11∼xi1], [x12∼xi2])fm을 안테나 소자(11, 13)에 설정하여 수신 신호 품질 QRS를 측정하고, 모든 리액턴스값의 조([x11∼xi1], [x12∼xi2])f1, ([x11∼xi1], [x12∼xi2])f2, …, ([x11∼xi1], [x12∼xi2])fm에 대하여 우선 순위를 부여한 후에, 도 9에 도시하는 흐름도에 따라 각 리액턴스값의 조에 부여된 우선도를 변경하여, 수신기(100)의 현재의 전파 환경 및 주파수에서 사용 가능한 리액턴스값의 조를 미리 결정해 두어도 된다.
또한, 상기에서는, 우선 순위 갱신 제어부(43)는, 수신기(100)의 전원이 오프되었을 때, 수신기(100)의 전원이 온되었을 때, 및 수신 신호 품질 QRS가 N회 연속하여 임계값 Qth를 하회했을 때에, 메모리(41)에 기억된 리액턴스값의 조 RV1∼RVm을 갱신한다고 설명했지만, 본 발명에서는, 이것에 한하지 않고, 우선 순위 갱신 제어부(43)는, 수신기(100)의 전원이 온되었을 때에, 전술한 방법에 의해 메모리(41)에 기억된 리액턴스값의 조 RV1∼RVm을 갱신하고, 그 갱신한 리액턴스값의 조 RV1∼RVm을 유지해도 되고, 수신기(100)의 전원이 온되었을 때에, 전술한 방법에 의해 메모리(41)에 기억된 리액턴스값의 조 RV1∼RVm을 갱신하고, 그 후 일정 기간마다 전술한 방법에 의해 리액턴스값의 조 RV1∼RVm을 갱신해도 된다.
또한, 우선 순위 갱신 제어부(43)는, 무선 신호의 전송 모드 TMDE가 전환되었을 때, 전술한 방법에 의해 리액턴스값의 조 RV1∼RVm을 갱신해도 되고, 수신기(100) 주위의 전파 환경이 변화했을 때에, 메모리(41)에 기억된 리액턴스값의 조 RV1∼RVm을 갱신해도 된다.
그리고, 수신기(100)의 주위의 전파 환경의 변화는, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth보다도 작은 상태가 연속되어 N회 발생한 것을 검출하는 것, 또는 수신기(100)의 이동을 검출함으로써 검지된다.
또한, 수신기(100)의 이동은, 수신기(100)에 가속도가 발생한 것, 지자기에 대하여 수신기(100)의 방향이 변한 것, 및 GPS(Global Positioning System)에 의해 수신기(100)의 위치가 변화한 것 중 어느 하나를 검출함으로써 검지된다.
또한, 상기에서는, 리액턴스값의 조는, 각 주파수 f1∼fm에서, 2조([x11, x12], [x21, x22])라고 설명했지만, 본 발명에서는, 이것에 한하지 않고, 각 주파수 f1∼fm에 설정되는 리액턴스값의 조의 수는, 임의로 결정되어도 된다.
또한, 리액턴스 설정부(40)는, 「지향성 패턴 설정부」를 구성한다.
또한, 전환 제어부(30)는, 「지향성 전환부」를 구성한다.
[제2 실시예]
도 10은, 제2 실시예에 따른 수신기의 개략 블록도이다. 도 10을 참조하면, 제2 실시예에 따른 수신기(100A)는, 도 1에 도시하는 수신기(100)의 전환 제어부(30)를 최적 리액턴스 제어부(130)로 바꾸고, 리액턴스 설정부(40)를 리액턴스 초기값 설정부(140)로 바꾼 것이고, 기타는, 수신기(100)와 동일하다
최적 리액턴스 제어부(130)는, 수신 회로(20)로부터 수신 신호 품질 QRS를 받고, 리액턴스 초기값 설정부(140)로부터 리액턴스의 초기값을 각 주파수 f1∼fm 마다 받는다. 그리고, 최적 리액턴스 제어부(130)는, 수신 신호 품질 QRS를 임계값 Qth와 비교하여, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth보다도 작을 때, 리액턴스 초기값 설정부(140)로부터 받은 리액턴스의 초기값을 이용하여 최적 리액턴스값을 후술하는 방법에 따라 결정하고, 그 결정한 최적 리액턴스값을 어레이 안테나(10)의 안테나 소자(11, 13)(무급전 소자)에 공급한다.
리액턴스 초기값 설정부(140)는, 메모리(141)를 포함한다. 도 11은, 도 10에 도시하는 메모리(141)가 기억하는 테이블의 개략도이다. 도 11을 참조하면, 테이블 TBLI는, 수신 주파수 f1∼fm과, 리액턴스의 초기값의 조 RV1_int∼RVm_int로 이루어진다. 리액턴스의 초기값의 조 RV1_int∼RVm_int는, 각각 수신 주파수 f1∼fm에 대응하여 설정된다. 그리고, 리액턴스의 초기값의 조 RV1_ int∼RVm_int는, 각각, ([x11_int, x12_int], [x21_int, x22_int])f1, ([x11_int, x12_int], [x21_int, x22_int]) f2, …, ([x11_int, x12_int], [x21_int, x22_int])fm으로 이루어진다. 즉, 리액턴스의 초기값의 조 RV1_int∼RVm_int 각각은, 2개의 초기값의 조로 이루어진다.
이와 같이, 메모리(141)는, 각 주파수 f1∼fm에서, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth 이상으로 되도록 리액턴스값의 조 RV1∼RVm을 연산하기 위한 초기값의 조 RV1_int∼RVm_int를 주파수 f1∼fm에 대응시킨 테이블 TBLI를 기억한다.
그리고, 메모리(141)는, 수신 회로(20)로부터 주파수 설정 신호 DF를 받으면, 주파수 설정 신호 DF에 의해 나타낸 수신 주파수 f1∼fm에 대응하는 초기값의 조 RV1_int∼RVm_int를 테이블 TBLI로부터 판독하고, 그 판독한 초기값의 조를 최적 리액턴스 제어부(130)에 출력한다.
도 12는, 도 10에 도시하는 최적 리액턴스 제어부(130)에서의 최적 리액턴스값의 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 최적 리액턴스값의 결정에서는, RV(n)은, 시각(또는 처리의 반복 횟수) n에서의 안테나 소자(11, 13)의 리액턴스값의 조를 나타내는 것으로 한다. 그리고, 리액턴스값의 조는, S차원이다(S는, 무급전 소자(11, 13)의 수, 예를 들면 S=2).
최급 구배법의 알고리즘에 따르면, 시각 n+1에서의 리액턴스값의 조의 갱신값 RV(n+1)는, 다음식의 간단한 재귀적 관계를 이용하여 계산된다.
여기서, 파라미터 μ는, 수속의 속도를 제어하는 양의 실수로 이루어지는 상수이고, ▽P(n)는, 수신 신호의 전력 P(n)의 구배이다. 또한, 전력 P(n)는, 리액턴스값의 조 RV(n)의 함수이다.
일련의 동작이 개시되면, 반복 파라미터 n이 n=1로 설정된다(단계 S21). 그리고, 리액턴스의 초기값 RVj_int(j : 1∼m)를 안테나 소자(11, 13)에 설정한다(단계 S22). 그 후, 파라미터 s(s : 0∼2)를 s=0으로 설정한다(단계 S23). 그리고, 최적 리액턴스 제어부(130)는, 수신 회로(20)로부터 수신 신호의 전력 데이터 Po(n)를 취득하고(단계 S24), 파라미터 s를 1만큼 인크리먼트한다(단계 S25).
단계 S25 후, 최적 리액턴스 제어부(130)는, 리액턴스값 RVj(n)+ΔRVs·es를 안테나 소자(11, 13)에 설정한다(단계 S26). 여기서, es는, s 번째의 성분만 「1」이고, 다른 성분은, 모두 「0」인 2차원의 벡터를 나타내고, 리액턴스값의 섭동 ΔRVs·es에 의해 안테나 소자(11, 13)의 리액턴스값이 섭동된다.
그리고, 리액턴스값 RVj(n)+ΔRVs·es가 설정된 어레이 안테나(10)에 의해 수신된 무선 신호(수신 신호)의 전력이 수신 회로(20)에 의해 측정되고, 최적 리액턴스 제어부(130)는, 수신 회로(20)로부터 수신 신호의 전력 데이터 Ps(n)를 취득한다(단계 S27).
그 후, 최적 리액턴스 제어부(130)는, 다음 수학식에 의해 수신 신호의 전력 구배 ∂P(n)/∂RVs를 연산한다(단계 S28).
그리고, 각 리액턴스값 RVs에 관한 모든 구배 ∂P(n)/∂RVs가 계산되어 있는지의 여부가 판정되고(단계 S29), 각 리액턴스값 RVs에 관한 모든 구배 ∂P(n)/∂RVs가 계산되어 있지 않다고 판단되면, 전술한 단계 S25∼S29가 반복되어 실행된다.
한편, 단계 S29에서, 각 리액턴스값 RVs에 관한 모든 구배 ∂P(n)/∂RVs가 계산된다고 판단되면, 최적 리액턴스 제어부(130)는, 전력의 구배 벡터 ▽P(n)에 기초하여, 수학식 1을 이용하여 리액턴스값의 조 RV(n+1)를 연산하여, 안테나 소자(11, 13)에 설정한다(단계 S30).
그리고, 반복 횟수 n이 소정의 수 N 이하인지의 여부가 판정되어(단계 S31), 반복 횟수 n이 소정의 수 N 이하일 때, n=n+1이 설정되고(단계 S32), 그 후 전술한 단계 S23∼S31이 반복되어 실행된다. 한편, 단계 S31에서, 반복 횟수 n이 소정의 수 N 이하가 아니라고 판정되었을 때, 일련의 동작은 종료된다. 도 12에 도시하는 흐름도에 따라 각 주파수 f1∼fm에서 최적 리액턴스값의 조가 안테나 소자(11, 13)에 설정된다.
이와 같이, 수신기(100A)는, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth보다도 작아지면, 각 주파수 f1∼fm 마다 설정된 리액턴스의 초기값 RV1_int∼RVm_int를 이용하여 최적 리액턴스값을 연산하여 안테나 소자(11, 13)에 설정한다. 즉, 수신기(100A)는, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth 이상으로 되도록 어레이 안테나(10)의 지향성을 설정하여 무선 신호를 수신한다.
수신기(100A)에서는, 어레이 안테나(10)를 대신하여 도 5∼도 8a, 도 8b에서 설명한 각종 어레이 안테나를 장착해도 된다.
그 외에는, 제1 실시예와 동일하다
또한, 상기의 제1 실시예, 제2 실시예에서는, 텔레비전 신호를 수신하는 텔레비전 수신기에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 이것에 한하지 않고, 텔레비전 수신기 이외의 일반적인 수신기에 적용되어도 된다. 일반적인 수신기로서는, 차에 탑재되는 FM 라디오 수신기 및 휴대 전화의 수신기(이동국 장치의 수신 회로) 등이 있다.
본 발명의 일반적인 수신기에 적용되는 경우, 수신기의 구성은, 도 1에 도시하는 구성과 동일하고, 수신 신호 품질 QRS로서, 전술한 (a), (b), (c), (d) 및 (f) 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 이 경우, (c)의 프레임 에러는, 수십∼수천 비트를 단위로 한 데이터 블록에서의 비트 오류의 발생을 의미한다. 또한, 전환 제어부(30)는, 전술한 전환 타이밍(T1)∼(T3)의 어느 하나에 의해 스위치 S1, S2를 전환한다.
일반적으로, 무선 전송 방식에서는, 송신 신호가 정지하거나, 또는 특정한 기지 신호로 변조되고, 또한 정보 데이터가 전송되지 않는 가드 타임 또는 프리앰블 기간이 프레임 단위로 설정되는 경우가 많다. 따라서, 스위치 S1, S2의 전환 타이밍을 가드 타임 또는 프리앰블 기간으로 설정함으로써, 수신 신호 품질 QRS가 양호하게 된다.
또한, 무선 신호가 오류 정정 부호를 부가하여 전송되는 전송 방식인 경우, 수신 신호 품질 QRS로서, 오류 정정 부호의 복호 처리 시에 얻어지는 우도 정보 혹은 신드롬수를 이용해도 된다. 이 경우, 페이징에 의해 수신 상태가 악화되면, 오류 정정 전에 비트 오류가 발생해도, 오류 정정이 이루어지고, 또한 결과적으로 정확하게 복호되어 있는 상태라도 우도 정보 혹은 신드롬수의 변화를 검지하여, 안테나를 전환할 수 있다. 따라서, 오류 정정의 한계를 초과하여 오류가 발생하여, 결과적으로 오류가 남는 수신 상태에 빠지지 않는 상태에서 오류가 발생하기 전에 안테나 전환을 기동하는 것이 가능해지고, 수신 성능이 더 양호하게 된다.
[제3 실시예]
도 13은, 제3 실시예에 따른 수신기의 개략 블록도이다. 도 13을 참조하면, 제3 실시예에 따른 수신기(200)는, 안테나 장치(210)와, 전환 회로(220)와, 수신 회로(230)와, 전환 제어부(240)를 구비한다.
수신기(200)는, 예를 들면 실내에 설치된 텔레비전, 휴대형의 텔레비전 및 차에 탑재된 텔레비전에 포함되는 수신기이다. 그리고, 수신기(200)는, 수신 주파수 f1∼fm(m은, 자연수)로 이루어지는 주파수 대역을 전파하는 텔레비전 신호를 수신한다.
안테나 장치(210)는, 안테나(211∼213)로 이루어진다. 안테나(211∼213)는, 공간 다이버시티 또는 지향성 다이버시티의 대상으로 되는 안테나이다. 공간 다이버시티의 대상으로 되는 경우, 안테나(211∼213)는, 서로 다른 수신 특성을 갖고, 공간적으로 떨어진 위치에 배치되는 안테나이다. 또한, 지향성 다이버시티의 대상으로 되는 경우, 안테나(211∼ 213)는, 서로 다른 지향성을 갖는 안테나이다. 그리고, 안테나(211∼213)는, 전환 회로(220)에 접속된다.
전환 회로(220)는, 동축 케이블(214)에 의해 수신 회로(230)에 접속된다. 그리고, 전환 회로(220)는, 전환 제어부(240)로부터의 유지 신호 HLD에 따라, 현재, 사용되고 있는 안테나(안테나(211∼213) 중 어느 하나)와 동축 케이블(214)과의 접속을 유지하고, 전환 신호 EXC에 따라, 현재, 사용되고 있는 안테나(안테나 211∼213 중 어느 하나)와 동축 케이블(214)과의 접속을 전환 신호 EXC에 의해 나타내는 안테나(안테나 211∼213 중 어느 하나)와 동축 케이블(214)과의 접속으로 전환한다.
수신 회로(230)는, 전환 회로(220)를 통하여 안테나 장치(210)로부터 수신 신호를 받고, 그 받은 수신 신호를 복조하여 복조 신호를 출력한다. 또한, 수신 회로(230)는, 수신 신호의 주파수를 검출하고, 그 검출한 주파수를 주파수 설정 신호 DF로서 전환 제어부(240)에 출력한다. 또한, 수신 회로(230)는, 수신 신호가 품질을 나타내는 수신 신호 품질 QRS 및 텔레비전 신호의 전송 모드를 나타내는 전송 모드 검지 신호 TMDE를 생성하여 전환 제어부(240)에 출력한다.
전환 제어부(240)는, 메모리(241)를 내장한다. 도 14는, 도 13에 도시하는 메모리(241)가 기억하는 테이블의 개략도이다. 도 14를 참조하면, 테이블 TBL은, 전송 모드 MDE1, 2와, 수신 주파수 f1∼fm과, 안테나 선택 정보 IF(ANT211∼213)f1∼IF(ANT211∼213)fm으로 이루어진다. 수신 주파수 f1∼fm은, 전송 모드 MDE1, 2 각각에서 설정된다. 그리고, 안테나 선택 정보 IF(ANT211∼213)f1∼IF(ANT211∼213)fm은, 수신 주파수 f1∼fm에 대응하여 설정된다.
안테나 선택 정보 IF(ANT211∼213)f1∼IF(ANT211∼213)fm은, 수신 신호 품질 QRS를 임계값 Qth 이상으로 설정하는 적합한 안테나를 안테나(211∼213)로부터 선택하는 우선 순위로 이루어진다. 또한, 안테나 선택 정보 IF(ANT211∼213)f1∼IF(ANT211∼213)fm은, 안테나(211∼213) 중, 수신 신호 품질 QRS가 소정의 순위까지의 안테나(211, 212)를 지정하는 안테나 지정 정보로 이루어진다.
이와 같이, 메모리(241)는, 수신 신호 품질 QRS를 임계값 Qth 이상으로 설정하는 적합한 안테나를 선택하기 위한 안테나 선택 정보 IF(ANT211∼213)f1∼IF(ANT211∼213)fm을 각 전송 모드 및 각 주파수 f1∼fm에 대응시킨 테이블 TBL을 기억한다.
다시, 도 13을 참조하면, 메모리(241)는, 수신 회로(230)로부터 전송 모드 검지 신호 TMDE 및 주파수 설정 신호 DF를 받고, 그 받은 전송 모드 검지 신호 TMDE 및 주파수 설정 신호 DF에 의해 나타내는 전송 모드(전송 모드 MDE1, 2 중 어느 하나) 및 수신 주파수(수신 주파수 f1∼fm 중 어느 하나)에 대응하는 안테나 선택 정보(안테나 선택 정보 IF(ANT211∼213)f1∼IF(ANT211∼213)fm 중 어느 하나)를 테이블 TBL로부터 판독하고, 그 판독한 안테나 선택 정보를 전환 제어부(240)에 출력한다.
전환 제어부(240)는, 임계값 Qth를 유지하고, 수신 회로(230)로부터 수신 신호 품질 QRS를 받는다. 그리고, 전환 제어부(240)는, 수신 신호 품질 QRS를 임계값 Qth와 비교하여, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth 이상일 때, 유지 신호 HLD를 생성하여 전환 회로(220)에 출력한다. 또한, 전환 제어부(240)는, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth보다도 낮을 때, 메모리(241)로부터의 안테나 선택 정보 IF(ANT211∼213)f1∼IF(ANT211∼213)fm에 따라 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth 이상으로 되는 안테나를 선택하고, 현재, 사용하고 있는 안테나(안테나(211∼ 213) 중 어느 하나)를 그 선택한 안테나로 전환하기 위한 전환 신호 EXC를 생성하여 전환 회로(220)에 출력한다.
수신 회로(230)는, 도 3에 도시하는 수신 회로(20A) 또는 도 4에 도시하는 수신 회로(20B)로 이루어진다.
수신 회로(230A)는, 도 3에 도시하는 수신 회로(20A)로 이루어지는 경우, 안테나 장치(210)가 수신한 수신 신호를 동축 케이블(214)을 통하여 받고, 그 받은 수신 신호를 증폭 및 변조 등을 행하여 수신 데이터를 출력함과 함께, 수신 데이터를 얻는 과정에서 검출한 수신 신호 강도 RSSI, 에러 레이트 ERR 및 파일럿 신호 PLT를 수신 신호 품질 QRS로서 전환 제어부(240)에 출력한다.
또한, 수신 회로(230)는, 도 4에 도시하는 수신 회로(20B)로 이루어지는 경우, 안테나 장치(210)가 수신한 NTSC 콤포지트 신호를 동축 케이블(214)을 통하여 받고, 그 받은 NTSC 콤포지트 신호를 증폭 및 복조 등을 행하여 컬러 영상 신호를 출력함과 함께, 컬러 영상 신호를 얻는 과정에서 검출한 수신 신호 강도 RSSI 및 컬러 버스트 신호 CBRS를 수신 신호 품질 QRS로서 전환 제어부(240)에 출력한다.
따라서, 이 제3 실시예에서도, 수신 신호 품질 QRS는, 전술한 (a)∼(f) 중 어느 하나 등으로 이루어진다.
또한, 제3 실시예에서는, 프레임 에러가 N회 이상 계속되었는지의 여부는, N개의 프레임을 복조하여 화면에 표시하는 경우에, 전환 제어부(240)가 N개의 프레임 각각의 복조 시에 수신 회로(230)로부터 에러 레이트 ERR을 받았는지의 여부를 판정함으로써 행한다.
수신 회로(230)는, 수신 신호 품질 QRS로서 전술한 (a)∼(f) 중 어느 하나를 전환 제어부(240)에 출력한다. 그리고, 전환 제어부(240)는, (a)∼(f) 중 어느 하나를 수신 신호 품질 QRS로서 받고, 그 받은 수신 신호 품질 QRS를 임계값 Qth와 비교한다.
이 경우, 임계값 Qth는, 가변값으로 이루어진다. 전환 제어부(240)는, 임계값 Qth를 무선 신호의 수신 조건, 즉 무선 신호의 변조 방식 또는 전송 속도에 대응시켜 유지하고 있다. 그리고, 전환 제어부(240)는, 수신 회로(230)로부터 받은 전송 모드 검지 신호 TMDE에 기초하여 변조 방식 또는 전송 속도를 결정하고, 그 결정한 변조 방식 또는 전송 속도에 대응하는 임계값을 임계값 Qth로서 설정한다.
변조 방식 또는 전송 속도에 대응하는 임계값은, 수신기(200)의 설계 시 또는 수신기(200)의 출하 시에 전환 제어부(240)에 설정된다.
또한, 전환 제어부(240)는, 임계값 결정 처리에 의해 각 변조 방식 또는 전송 속도에 대하여 임계값을 결정하고, 그 결정한 임계값을 임계값 Qth로서 설정해도 된다. 이 임계값 결정 처리는, 임계값을 소정의 범위에서 변화시키면서 안테나(211∼213)와 동축 케이블(214)과의 접속을 전환하고, 그 때의 수신 신호 품질 QRS가 가장 높아지도록 임계값을 결정하는 처리이다.
그리고, 전환 제어부(240)는, 이 임계값 결정 처리를 다음에 기재하는 각 타이밍에서 행한다.
(GT1) 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth보다도 낮은 저임계값 Qth_L을 N(N은 자연수)회 이상 하회했을 때
(GT2) 수신기(200)의 이동을 검출했을 때
(GT3) 무선 신호의 전송 모드 TMDE가 전환되었을 때
(GT4) 수신 주파수(채널)가 전환되었을 때
또한, 수신기(200)의 이동은, 수신기(200)에 가속도가 발생한 것, 지자기에 대하여 수신기(200)의 방향이 변한 것, 및 GPS(Global Positioning System)에 의해 수신기(200)의 위치가 변화한 것 중 어느 하나를 검출함으로써 검지된다.
전환 제어부(240)에 의한 안테나(211∼213)의 전환 타이밍에 대하여 설명한다. 전환 제어부(240)는, 전술한 전환 타이밍(T2)∼(T4) 중 어느 하나에 따라 안테나(211∼213)를 전환한다.
한번 전환한 후의 일정 기간 경과 후의 타이밍(T2)은, 안테나의 전환이 한번 발생한 후에, 안테나를 빈번하게 전환하면, 전환 잡음이 빈번하게 발생하므로, 전환 잡음의 빈발을 회피하기 위해, 한번 전환이 발생한 후에는, 일정 기간 경과 후에 안테나(211∼213)를 전환하기로 한 것이다.
또한, 프레임에 동기한 타이밍(T3)은, 화면 표시의 타이밍에 동기하여 리액턴스값을 전환하는 것이다.
또한, 수직 귀선 기간(T4)은, 무선 신호가 아날로그 텔레비전 신호로 이루어지는 경우에, 화면이 전환되는 동안에 리액턴스값을 전환하는 것이다. 이 경우, 전환 제어부(240)는, 표시부(화면)로부터 수직 귀선 신호를 받고, 그 받은 수직 귀선 신호에 기초하여 화면이 전환되는 기간을 검출한다.
수신기(200)의 전체 동작에 대하여 설명한다.
디지털 텔레비전 신호 또는 아날로그 텔레비전 신호로 이루어지는 무선 신호가 수신기(200)에 도래하면, 안테나 장치(210)는, 각 전송 모드 MDE1, 2 및 각 주파수 f1∼fm마다 설정된 안테나 선택 정보 IF(ANT211∼213)f1∼IF(ANT211∼213)fm에 의해 안테나(211∼213)를 전환하여 텔레비전 신호를 수신하고, 그 수신한 수신 신호를 동축 케이블(214)을 통하여 수신 회로(230)에 출력한다.
수신 회로(230)는, 디지털 텔레비전 신호의 경우, 도 3에 도시하는 수신 회로(20A)에 의해 전술한 동작에 따라 수신 신호를 복조하여 복조 신호(수신 데이터)를 출력함과 함께, 수신 신호 품질 QRS, 전송 모드 검지 신호 TMDE 및 주파수 설정 신호 DF를 검출하고, 그 검출한 수신 신호 품질 QRS, 전송 모드 검지 신호 TMDE 및 주파수 설정 신호 DF를 전환 제어부(240)에 출력한다.
메모리(241)는, 전송 모드 검지 신호 TMDE에 의해 나타내는 전송 모드 MDE1, 2에서, 주파수 설정 신호 DF에 의해 나타내여지는 수신 주파수(수신 주파수 f1∼fm 중 어느 하나)에 대응하는 안테나 선택 정보(안테나 선택 정보 IF(ANT211∼213)f1∼IF(ANT211∼213) fm 중 어느 하나)를 테이블 TBL로부터 판독하고, 그 판독한 안테나 선택 정보를 전환 제어부(240)에 출력한다.
전환 제어부(240)는, 수신 회로(230)로부터의 수신 신호 품질 QRS를, 수신 조건(전송 모드 또는 전송 속도)에 대응하여 결정된 임계값 Qth와 비교한다. 그리고, 전환 제어부(240)는, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth 이상일 때, 전술한 타이밍(T2)∼(T4) 중 어느 한 타이밍에서 유지 신호 HLD를 전환 회로(220)에 출력하고, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth보다도 작을 때, 메모리(241)로부터의 안테나 선택 정보에 따라 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth 이상으로 되는 안테나를 선택하고, 그 선택한 안테나로 전환하기 위한 전환 신호 EXC를 전술한 타이밍(T2)∼(T4) 중 어느 한 타이밍에서 생성하여 전환 회로(220)에 출력한다.
그리고, 전환 회로(220)는, 전환 제어부(240)로부터의 유지 신호 HLD에 따라 안테나(안테나 211∼213 중 어느 하나)와 동축 케이블(214)과의 접속을 유지하고, 전환 신호 EXC에 따라, 안테나(안테나(211∼ 213) 중 어느 하나)와 동축 케이블(214)과의 접속을 전환 신호 EXC에 의해 나타내는 안테나와 동축 케이블(214)과의 접속으로 전환한다. 이에 의해, 안테나 장치(210)의 안테나는, 수신 신호 품질 QRS가 임계값 Qth 이상으로 되도록 각 전송 모드 및 각 주파수 f1∼fm에서 전환된다.
그리고, 수신기(200)는, 수신 신호 품질 QRS가, 도래하는 무선 신호의 수신 조건에 따라 결정된 임계값 Qth 이상으로 되도록 무선 신호(디지털 텔레비전 신호 또는 아날로그 텔레비전 신호)를 수신하여 복조할 수 있다. 그 결과, 수신기(200)는, 수신 조건이 변화해도 무선 신호를 고감도로 수신할 수 있다.
또한, 전환 제어부(240)는, 전술한 (GT1)∼(GT4) 중 어느 한 타이밍에서 임계값 결정 처리를 행한다. 이에 의해, 임계값 Qth를 수시로 갱신하면서, 무선 신호를 각 전송 모드에서 고감도로 수신할 수 있다.
또한, 전환 회로(220) 및 전환 제어부(240)는, 「안테나 전환부」를 구성한다.
또한, 상기에서는, 안테나 선택 정보 IF(ANT211∼213)f1∼IF(ANT211∼213)fm은, 수신 신호 품질 QRS를 임계값 Qth 이상으로 설정하는 적합한 안테나를 안테나(211∼213)로부터 선택하는 우선 순위, 또는 안테나(211∼213) 중, 수신 신호 품질 QRS가 소정의 순위까지의 안테나(211, 212)를 지정하는 안테나 지정 정보로 이루어진다고 설명했지만, 안테나 장치(210)가, 하나의 급전 소자와 하나의 무급전 소자로 이루어지는 전기적으로 지향성을 전환하는 것이 가능한 어레이 안테나인 경우, 안테나 선택 정보 IF(ANT211∼213)f1∼IF(ANT211∼213)fm은, 수신 신호 품질 QRS를 임계값 Qth 이상으로 설정하는 적합한 지향성을 복수의 지향성으로부터 선택하는 우선 순위, 또는 복수의 지향성 중, 수신 신호 품질 QRS가 소정의 순위까지의 지향성을 지정하는 지향성 지정 정보로 이루어진다.
또한, 상기에서는, 텔레비전 신호를 수신하는 텔레비전 수신기에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한하지 않고, 텔레비전 수신기 이외의 일반적인 수신기에 적용되어도 된다. 일반적인 수신기로서는, 차에 탑재되는 FM 라디오 수신기 및 휴대 전화의 수신기(이동국 장치의 수신 회로) 등이 있다.
본 발명이 일반적인 수신기에 적용되는 경우, 수신기의 구성은, 도 13에 도시하는 구성과 동일하고, 수신 신호 품질 QRS로서, 전술한 (a), (b), (c), (d) 및 (f) 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 이 경우, (c)의 프레임 에러는, 수십∼수천 비트를 단위로 한 데이터 블록에서의 비트 오류의 발생을 의미한다. 또한, 전환 제어부(240)는, 전술한 전환 타이밍(T2) 및 (T3) 중 어느 하나에 따라 스위치 S1, S2를 전환한다.
그 외에는, 제1 실시예와 동일하다.
또한, 제3 실시예를 제1 실시예, 제2 실시예에 적용해도 된다.
금회 개시된 실시예는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어진다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시예의 설명이 아니고 특허 청구의 범위에 의해 기재되고, 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
이상, 본 발명에 따르면, 지향성을 전환하는 것이 가능한 안테나에 의해 텔레비전 신호 등의 무선 신호를 수신하려는 경우, 광범위한 주파수에 걸쳐 무선 신호를 고품질로 수신할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 수신기의 개략 블록도.
도 2는 도 1에 도시하는 메모리가 기억하는 테이블의 개략도.
도 3은 도 1에 도시하는 수신 회로의 제1 예의 개략 블록도.
도 4는 도 1에 도시하는 수신 회로의 제2 예의 개략 블록도.
도 5는 도 1에 도시하는 어레이 안테나의 다른 구성을 도시하는 평면도.
도 6은 도 1에 도시하는 어레이 안테나의 또 다른 구성을 도시하는 평면도.
도 7은 도 1에 도시하는 어레이 안테나의 또 다른 구성을 도시하는 평면도.
도 8a 및 도 8b는 2개 직렬 접속된 버랙터 다이오드의 평면도.
도 9는 도 1에 도시하는 우선 순위 갱신 제어부에서의 리액턴스의 조를 갱신하는 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 10은 제2 실시예에 따른 수신기의 개략 블록도.
도 11은 도 10에 도시하는 메모리가 기억하는 테이블의 개략도.
도 12는 도 10에 도시하는 최적 리액턴스 제어부에서의 최적 리액턴스값의 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 13은 제3 실시예에 따른 수신기의 개략 블록도.
도 14는 도 13에 도시하는 메모리가 기억하는 테이블의 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 안테나
18, 19, 21, 22 : 단자
100 : 수신기
20 : 수신 회로
30 : 전환 제어부
40 : 리액턴스 설정부

Claims (20)

  1. 복수의 주파수를 갖고, 또한, 소정 주파수 대역을 무선 통신에 의해 전송되는 무선 신호를 수신하는 수신기로서,
    지향성을 전기적으로 전환하는 것이 가능한 안테나와,
    상기 복수의 주파수에 대응하여 각각이 복수의 지향성으로 이루어지는 복수의 지향성 패턴을 갖고, 상기 복수의 주파수마다 대응하는 상기 지향성 패턴을 설정하는 지향성 패턴 설정부와,
    상기 설정된 지향성 패턴에 포함되는 복수의 지향성으로부터 상기 안테나에 의해 수신된 상기 무선 신호의 수신 신호 품질이 임계값 이상으로 되는 적합한 지향성을 추출하고, 상기 안테나의 지향성을 상기 적합한 지향성으로 전환하는 지향성 전환부를 구비하는 수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 임계값은, 상기 무선 신호의 수신 신호 강도에 따라 바뀌어지는 수신기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 임계값은, 상기 무선 신호의 수신 신호에서의 비트 레이트에 따라 바뀌어지는 수신기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 임계값은, 상기 무선 신호의 전송 모드에 따라 바뀌어지는 수신기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무선 신호는, 텔레비전 신호이고,
    상기 지향성 전환부는, 상기 텔레비전 신호를 복조한 소정수의 화상 데이터로 이루어지는 프레임에 동기하여 상기 지향성을 상기 적합한 지향성으로 전환하는 수신기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무선 신호는, 텔레비전 신호이고,
    상기 지향성 전환부는, 상기 텔레비전 신호를 복조한 소정수의 화상 데이터를 표시하는 화면의 전환 기간에 상기 지향성을 상기 적합한 지향성으로 전환하는 수신기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 지향성 패턴은, 해당 수신기의 기동 시에 결정되는 수신기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무선 신호는, 아날로그 텔레비전 신호이고,
    상기 수신 신호 품질은, 컬러 화상을 표시하기 위한 컬러 버스트 신호의 상기 아날로그 텔레비전 신호로부터의 검출 유무인 수신기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 신호는, 텔레비전 신호이고,
    상기 수신 신호 품질은, 상기 텔레비전 신호를 복조한 소정수의 화상 데이터를 모은 프레임의 오류가 N(N은 자연수)개 이상 연속하여 발생된 것인 수신기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 무선 신호는, 직교 주파수 분할 다중 방식의 디지털 텔레비전 신호이고,
    상기 수신 신호 품질은, 상기 직교 주파수 분할 다중 방식에서의 특정 서브 캐리어에 할당된 파일럿 신호의 상기 디지털 텔레비전 신호로부터의 검출 유무인 수신기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는,
    급전 소자와,
    상기 급전 소자의 주위에 배치된 적어도 하나의 무급전 소자로 이루어지고,
    상기 지향성 패턴 설정부는, 상기 적어도 하나의 무급전 소자에 장하되는 리액턴스값의 조를 바꿈으로써 상기 복수의 주파수마다 대응하는 상기 지향성 패턴을 설정하고,
    상기 지향성 전환부는, 상기 리액턴스값의 조를 바꿈으로써 상기 안테나의 지향성을 상기 적합한 지향성으로 전환하는 수신기.
  12. 무선 신호를 수신하는 수신기로서,
    상기 무선 신호를 수신하는 안테나 특성이 상이한 복수의 안테나로 이루어지는 안테나 장치와,
    상기 안테나 장치에 의해 수신된 수신 신호의 수신 신호 품질을 임계값 이상으로 설정하는 적합한 안테나를 상기 복수의 안테나로부터 선택하기 위한 안테나 선택 정보를 갖고, 상기 수신 신호 품질이 상기 임계값보다도 작을 때 상기 안테나 선택 정보에 따라 상기 적합한 안테나로 전환하는 안테나 전환부를 구비하고,
    상기 임계값은, 상기 무선 신호의 수신 조건에 따라 설정되는 수신기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 안테나 장치는, 상기 무선 신호를 수신하는 수신 특성이 상이한 복수의 안테나, 또는 상기 무선 신호를 수신하는 지향성이 상이한 복수의 안테나로 이루어지는 수신기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 안테나 선택 정보는, 상기 복수의 안테나에 부여된 우선 순위로 이루어지고,
    상기 안테나 전환부는, 상기 수신 신호 품질이 상기 임계값보다도 작을 때 상기 우선 순위에 따라 상기 적합한 안테나로 전환하는 수신기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 안테나 선택 정보는, 상기 복수의 안테나 중, 상기 수신 신호 품질이 소정의 순위까지의 안테나를 지정하는 안테나 지정 정보로 이루어지고,
    상기 안테나 전환부는, 상기 수신 신호 품질이 상기 임계값보다도 작을 때 상기 안테나 지정 정보에 따라 상기 적합한 안테나로 전환하는 수신기.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 안테나 전환부는, 또한 상기 임계값을 소정의 범위에서 변화시키면서 상기 적합한 안테나로 전환하고, 상기 수신 신호 품질이 가장 높아질 때의 값을 상기 임계값으로서 결정하는 임계값 결정 처리를 행하는 수신기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 안테나 전환부는, 상기 수신 신호 품질이 상기 임계값보다도 낮은 저임계값을 N(N은 자연수)회 이상 하회했을 때, 상기 임계값 결정 처리를 행하는 수신기.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 무선 신호는, 텔레비전 신호이고,
    상기 안테나 전환부는, 상기 텔레비전 신호를 복조한 소정수의 화상 데이터로 이루어지는 프레임에 동기하여 상기 적합한 안테나로 전환하는 수신기.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 안테나 전환부는, 상기 적합한 안테나로 전환하면, 안테나의 전환을 일정 기간 정지하는 수신기.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 무선 신호는, 텔레비전 신호이고,
    상기 안테나 전환부는, 상기 텔레비전 신호를 복조한 소정수의 화상 데이터를 표시하는 화면의 전환 기간에 상기 적합한 안테나로 전환하는 수신기.
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