JP2009278504A - ダイバーシティ受信テレビ - Google Patents

Abstract

【課題】小型携帯機器でダイバーシティ方式によるデジタルテレビ受信の感度を向上する際、スペースの制約からアンテナを内蔵する場合がある。この際アンテナに混入するノイズを除去する手段を設けることが有効である。しかしながら一般にノイズ除去機能は、相殺するノイズ成分を適切な値に調整する際に、寧ろノイズを強調し感度を劣化させる場合がある。
【解決手段】ノイズ除去機能を備えダイバーシティ受信を行うテレビにおいて、受信状況が良いときには１つのＲＦ系統で受信し、その一方で受信に使用していないＲＦ系統では相殺するノイズ成分のレベルを適切な値に調整し、受信状況が悪化すると既にノイズが適切に相殺されたＲＦ系統を追加しダイバーシティ受信を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、ノイズ除去機能がありダイバーシティ受信を行うデジタルテレビ受信機に関するものである。

近年、地上デジタル放送のサービスエリアが拡大しつつある。地上デジタル放送は従来のアナログ放送と比較し、受信に必要とする電界強度は低く有利である。その一方で受信に必要とする電界強度が得られない場合には、アナログ放送と違い全く受信できなくなる。このことから、車載テレビや携帯電話に搭載されたテレビ機能等、移動体向けの地上デジタル放送受信機においては、感度向上が非常に重要である。そのために、アンテナから受信した信号から妨害波であるノイズ成分を除去し、希望波である地上デジタル放送の信号を抽出する方式が多数提案されている。

例えば特許文献１では図１のような構成で、アンテナから受信した信号のアナログ放送成分に対してアナログ復調を行い、それをアンテナから受信した信号から相殺し希望波である地上デジタル放送波成分を抽出する。しかしながら、上記の方式で用いるようなノイズ除去法では、レベル調整量即ちノイズの相殺が適切でないと、むしろノイズ成分が強調されＣ／Ｎ比が劣化する場合があるため、レベル調整の途中では感度が劣化する可能性がある。
特開２００１−３３９３２０号公報

地上デジタルテレビ受信機能を備える携帯機器や車載テレビでは、感度向上のためにダイバーシティ受信機能を有するのが多い。特に小型のポータブル機器で複数のアンテナを設けるためには、スペースやデザイン上の制約からアンテナを機器内部に設けなければならない場合がある。デジタル機器の場合、機器内部には放送波にとっては妨害波となるノイズが発生していることが多い。よってこのような機器においてはノイズ除去機能を用いて感度を向上することは好ましい。しかしながら、ノイズ除去機能を実現する上では、一般に相殺するノイズ成分のレベルを適切な値に調整する際に、むしろノイズを強調し感度を劣化させる場合があるという課題を有する。特に受信状況の変化が大きい移動体向けのデジタルテレビにこの方式を応用する場合には、希望波の電界強度が低下しノイズ除去によるＣ／Ｎ比の改善が必要となった時点でレベル調整を行うと、一時的に一層の感度劣化を招いてしまう。

以上のようなことから、本発明が解決しようとする課題は、ノイズ除去機能を備えダイバーシティ受信を行うデジタルテレビにおいて、ノイズ除去機能の実現上の課題である相殺するノイズ成分のレベルを適切な値に調整する際の一時的な感度劣化を無くし、高感度なテレビを実現することである。

上記のような課題を解決するために、本発明は、ノイズ除去機能を備えダイバーシティ受信を行うテレビにおいて、受信状況が良いときには１つのＲＦ系統で受信し、受信に使用していないその他のＲＦ系統では予めノイズ除去手段において相殺するノイズ成分のレベルを調整し、さらに感度が悪化した場合には双方のＲＦ系統を用いてダイバーシティ受信を行うことを主要な特徴とする。

本発明のダイバーシティ受信テレビは、ノイズ除去機能を備えダイバーシティ受信を行うテレビにおいて、受信状況が良いときには１つのＲＦ系統で受信し一方受信に使用していないＲＦ系統では相殺するノイズ成分のレベルを適切な値に調整し、受信状況が悪化すると既にノイズが適切に相殺されたＲＦ系統を追加しダイバーシティ受信を行うため、受信状況が良いときは必要な消費電力を削減することができ、受信状況か悪化すると直ちに感度を向上できる。

本発明を実施するための最良の形態は、複数のアンテナを設けるためにスペースやデザイン上の制約からアンテナを機器内部に設けた小型のポータブル型の地上デジタル放送テレビ受信機において、本発明の特徴であるノイズ除去機能を備え、かつダイバーシティ受信を行い、受信状況が良いときには１つのＲＦ系統で受信し、受信に使用していないその他のＲＦ系統では予めノイズ除去手段において相殺するノイズ成分のレベルを調整し、さらに感度が悪化した場合には双方のＲＦ系統を用いてダイバーシティ受信を行うものである。

図２は、本発明の実施の形態の構成図である。図２において、１０１〜１０２はアンテナ、１１１は受信処理手段、１１２はオン制御付き受信処理手段、１２１はキャリア合成手段、１２２はノイズ除去評価手段、１２３はダイバーシティ制御判定手段、１２４はノイズ除去制御手段、１２５は映像音声復号手段、１２６は選局手段、１２７はユーザ入力手段、１２８は映像表示手段、１２９は音声再生手段、１３０はノイズ除去手段、１３１はノイズセンサである。

以上のように構成したノイズ除去機能付きダイバーシティ受信テレビの動作を順に示す。アンテナ１０１、アンテナ１０２は地上デジタル放送を受信するアンテナである。本実施例ではアンテナは２つとして説明するが、特に２つに限定する必要はなく、アンテナが複数あれば良い。

受信処理手段１１１は、アンテナ１０１から得られたＲＦ信号１を選局制御信号で示された物理チャネルに対して周波数選択を行い、さらに周波数変換、ＡＤ変換、ＯＦＤＭ復調を行いその結果をＯＦＤＭ復調信号１として出力する。

オン制御付き受信処理手段１１２は、アンテナ１０２から得られたＲＦ信号２を選局制御信号で示された物理チャネルに対して周波数選択を行い、さらに周波数変換、ＡＤ変換、ＯＦＤＭ復調を行い、その結果をＯＦＤＭ復調信号２として出力する。また、オン制御付き受信処理手段１１２は、オン制御信号がオンを示している時のみ動作を行い、オン制御信号がオフ示している時は動作をオフする。

キャリア合成手段１２１は、ダイバーシティ制御信号がイネーブルを示している時には、ＯＦＤＭ復調信号１とＯＦＤＭ復調信号２をキャリア合成し、ビタビ復号とエラー訂正を行い、その結果をＴＳ信号として出力する。ダイバーシティ制御信号がディセーブルを示している時には、ＯＦＤＭ復調信号１に対してビタビ復号とエラー訂正し、その結果をＴＳ信号として出力する。またダイバーシティ制御信号の内容に関わらず、ビタビ復号後のビットエラーレートを感度情報として出力する。なお本実施の形態では、感度情報としてビットエラーレートを用いるが、これに限定する必要はなく、Ｃ／Ｎ比や電界強度を用いても良い。

ノイズ除去評価手段１２２は、ノイズ除去制御信号が動作イネーブルを示している時には、ＯＦＤＭ復調信号２をビタビ復号し、その信号のビットエラーレートをノイズ除去評価信号として出力する。またノイズ除去制御信号が動作ディセーブルを示している場合には、その動作を休止する。なお本実施の形態では、ノイズ除去評価信号としてはビットエラーレートを用いたが、これに限定する必要はなく、Ｃ／Ｎ比を用いても良い。

ダイバーシティ判定手段１２３は、感度情報に基づき、キャリア合成手段１２１にてキャリア合成を行うか否かの判断を行う。本実施の形態では、キャリア合成手段１２１から受信情報としてビットエラーレートが送られて来るものとする。現時点での受信可否の判断は、ビットエラーレートの大小に基づいて行う。地上デジタル放送の受信状況の指標として、ビットエラーレートは良く用いられており、受信機においてビタビ復号後のビットエラーレートが２×０．０００１以下であれば、リードソロモン復号でエラー訂正が可能な擬似エラーフリーとなる。なお、送られてくる受信情報がビットエラーレート以外の場合には、この数値に応じた判断を行う。例えばＣ／Ｎ比で判断を行う場合には地上デジタル放送の所要Ｃ／Ｎ値に到達しているか否かで判断すれば良い。

またダイバーシティ判定手段１２３は、感度情報に基づき、ノイズ除去制御信号を出力する。この信号はノイズ除去のための制御値調整を指示するものである。感度が劣化した際にキャリア合成手段１２１にてキャリア合成ダイバーシティ受信を行う前に、この制御値調整を行う必要がある。このためビタビ復号後のビットエラーレートが２×０．０００１を超える前に、即ち２×０．０００１より小さな値を閾値として、ビットエラーレートがこの閾値を超えた場合には、ノイズ除去評価制御信号にてノイズ除去ための制御値調整を行う指示する。

ノイズ除去制御手段１２４は、ノイズ除去制御信号とノイズ除去評価情報に基づき、ノイズ除去手段１３０でのノイズ成分相殺のための調整パラメータであるノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を出力する。ノイズ除去制御信号が動作イネーブルとなった場合に、ノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を調整する手順を図３のフローチャートに示す。

まず始めにステップＳ１で、ノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を初期値に設定し出力する。この場合の初期値とは、ノイズ成分調整値の複数の候補の中の一つの値である。

ステップＳ２では、ノイズ指数として、現時点のノイズ除去評価情報を保持する。ノイズ除去評価手段１２２で記載したとおり、このノイズ除去評価情報はＯＦＤＭ復調信号２をビタビ復号した際のビットエラーレートである。
ステップＳ３では、ノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を次の候補の値に変更する。ステップＳ４では、ノイズ除去評価情報を新たに取得する。

ステップＳ５では、ステップＳ４で取得したノイズ除去評価情報と、ステップＳ２で保持したノイズ指数とを比較する。ノイズ除去評価情報の値が、ノイズ指数より小さい場合は、ステップＳ６に遷移し、ノイズ指数がノイズ除去評価情報の値より小さい場合は、ステップＳ８に遷移する。

ステップＳ６では、ステップＳ３で更新したノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を最終制御値として保持する。

ステップＳ７では、ノイズ指数をステップＳ４で取得したノイズ除去評価情報の値に更新する。

ステップＳ８では、現在のノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値が複数ある候補の中の最終である場合にはステップＳ９に遷移し、最終の候補でない場合には、ステップＳ３へと遷移する。

ステップＳ９では、最終制御値にて保持しているノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を出力し、一連の処理を終了する。

以上のようなステップでノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を確定する。なお本実施の形態では、ノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値の全ての候補に対して、ノイズ評価情報の値の比較を行ったが、必ずしも全ての候補を対象とする必要はなく、より適切な解を探索する方法であればよい。
またステップＳ１におけるノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値の初期値は、予め保持している値であっても良い。

映像音声復号手段１２５は、ＴＳ信号に含まれる映像、音声、データを復号し、その結果を映像信号及び音声信号として出力する。選局手段１２６は、選局指示情報に基づき受信を行う物理チャネルの情報を選局制御信号として出力する。

ユーザ入力手段１２７は、機器に対するユーザの操作を入力する手段であり、一般にはリモコンや操作ボタンであるがこの形態を限定する必要はない。本実施の形態では、ユーザが視聴を希望するチャネルを入力するとその内容を選局指示情報として出力する。

映像表示手段１２８は、映像信号の表示を行う。特にこの表示手段については限定しない。音声再生手段１２９は、音声信号の再生を行う。特にこの手段については限定しない。
なおこの映像表示手段１２８及び音声再生手段１２９は特に設けず映像信号及び音声信号のみを出力しても問題はない。

ノイズ除去手段１３０は、ＲＦ信号２からノイズ信号のノイズ成分を相殺し、ノイズ除去信号として出力する。ノイズ除去手段１３０の内部構成を図４、ノイズ除去の様子を図５に示す。図５で示すようにＲＦ信号２は地上デジタル放送をアンテナ１０１により受信したものであり、希望波である地上デジタル放送のスペクトラムと妨害波であるノイズ成分のスペクトラムとが重なっている。

ノイズ信号は、ノイズセンサ１３１より得られたノイズ成分である。このノイズ信号とノイズ成分振幅値とを乗算器１３０−ｂで掛け合わせ、さらにノイズ成分位相値だけ位相をシフトさせる。この結果を、加算器１３０−ａにてＲＦ信号２から減算しノイズ除去信号として出力する。

ノイズセンサ１３１は、機器の内部に存在するデジタル放送の周波数帯のノイズを収集するためのアンテナである。このノイズセンサ１３１の形状や配置場所については特に限定しない。機器内部に配置する場合には誘電体アンテナやプリント基板上のパターンアンテナといった小型アンテナが好適である。

以上が本実施の形態の構成と動作であるが、ノイズ除去評価手段１２２にキャリア合成手段１２１に相当するＴＳ信号を出力する機能を持たせて、受信状況が良いときにはキャリア合成手段１２１とノイズ除去評価手段１２２から夫々ＴＳ信号を出力できる構成としても良い。

以上のような構成を採用したので、受信状況が良いときには１つのＲＦ系統で受信し一方受信に使用していないＲＦ系統では相殺するノイズ成分のレベルを適切な値に調整し、受信状況が悪化すると既にノイズが適切に相殺されたＲＦ系統を追加しダイバーシティ受信を行うため、受信状況が良いときは必要な消費電力を削減することができ、受信状況か悪化するとノイズの相殺量を調整する際の一時的な感度劣化が無く直ちに感度を向上できる。

なお、本実施の形態はデジタルテレビ放送を受信する端末としての構成例を示したが、ラジオや通信機においても同様の効果を得ることができる。さらにノイズ除去手段にて相殺するノイズ成分は機器内部ノイズのみならず、機器外部のノイズであっても同様に効果が得られる。

本発明にかかるノイズ除去機能付きダイバーシティ受信テレビは、放送波を受信するためのＲＦ経路にノイズ除去機能を備えダイバーシティ受信を行うテレビであって、受信状況が良いときには１つのＲＦ系統で受信し一方受信に使用していないＲＦ系統では相殺するノイズ成分のレベルを適切な値に調整し、受信状況が悪化すると既にノイズが適切に相殺されたＲＦ系統を追加しダイバーシティ受信を行うため、受信状況が良いときは必要な消費電力を削減することができ、受信状況か悪化すると直ちに感度を向上できる。このため、特にスペースやデザインの制約からアンテナに機器内部のノイズが混入する可能性が高いポータブル型のテレビや携帯機器でのテレビ受信機能にとって有効である。

従来のノイズ除去機能を有したデジタルテレビの構成を示した説明図 本発明実施の形態のノイズ除去機能付きダイバーシティ受信テレビのブロック図 ノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を調整する手順を示したフローチャート ノイズ除去手段の内部機能構成を示したブロック図 ノイズ除去手段でノイズ除去の様子を示した説明図

符号の説明

１０１、１０２ アンテナ
１１１ 受信処理手段
１１２ オン制御付き受信処理手段
１２１ キャリア合成手段
１２２ ノイズ除去評価手段
１２３ ダイバーシティ制御判定手段
１２４ ノイズ除去制御手段
１２５ 映像音声復号手段
１２６ 選局手段
１２７ ユーザ入力手段
１２８ 映像表示手段
１２９ 音声再生手段
１３０ ノイズ除去手段
１３１ ノイズセンサ

Claims (2)

1. 受信した電波をＲＦ信号として出力するアンテナと、
   機器の内部に存在するノイズを収集するノイズセンサと、
   前記アンテナから得たＲＦ信号に対して前記ノイズセンサから出力されたノイズ信号に対してノイズ成分振幅値を乗算し、ノイズ成分位相値に基づき位相をシフトした信号を減算し、ノイズ除去信号として出力するノイズ除去手段と、
   前記ノイズ除去手段に接続し、ノイズ除去評価制御信号が動作実行を指示している場合には前記ノイズ除去信号を選局制御信号で指示された物理チャネルに対してＯＦＤＭ復調を行い、オン制御信号が動作停止を指示している場合には動作を休止するオン制御付き受信処理手段と、
   感度がノイズ除去のための調整を行う所定値よりも劣化した場合にはオン制御信号にてオン制御付き受信処理手段の動作実行を指示し、ノイズ除去評価制御信号にてノイズ除去のための調整値の最適化を指示し、所定値よりもさらに感度が劣化した場合には感度がダイバーシティ受信を行う所定値よりも劣化した場合にはダイバーシティ制御信号にてダイバーシティ受信を指示するダイバーシティ制御判定手段と、
   ノイズ除去評価制御信号が動作実行を指示している場合には前記オン制御付き受信処理手段から出力されるＯＦＤＭ復調信号に対してビタビ復号を行いその際のノイズ除去の状況をノイズ除去評価情報として出力し、ノイズ除去評価制御信号が動作停止を指示している場合には動作を休止するノイズ除去評価手段と、
   ノイズ除去評価制御信号が動作実行を指示している場合にはノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を順次変更しそれに伴い変化するノイズ除去評価情報を比較し、ノイズ除去評価情報にて示されるノイズ除去の状況が最良となる場合のノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を出力し、ノイズ除去評価制御信号が動作実行を指示している場合には動作を休止するノイズ除去制御手段とを備えることを特徴とするダイバーシティ受信テレビ。
2. 放送波を受信しＲＦ信号を出力する２つのアンテナと、
   機器の内部に存在するノイズを収集するノイズセンサと、
   前記２つのアンテナのうちの１つから得たＲＦ信号に対して前記ノイズセンサから出力されたノイズ信号に対してノイズ成分振幅値を乗算し、ノイズ成分位相値に基づき位相をシフトした信号を減算し、ノイズ除去信号として出力するノイズ除去手段と、
   前記２つのアンテナのうちの前記ノイズセンサに接続していないアンテナに接続し、選局制御信号で指示された物理チャネルに対してＯＦＤＭ復調を行い出力する受信処理手段と、
   前記複数のアンテナのうちの１つに接続し、オン制御信号が動作実行を指示している場合には選局制御信号で指示された物理チャネルに対してＯＦＤＭ復調を行い出力し、オン制御信号が動作停止を指示している場合には動作を休止するオン制御付き受信処理手段と、
   ダイバーシティ制御信号がダイバーシティ受信を指示している場合には前記受信処理手段から出力されるＯＦＤＭ復調信号と前記オン制御付き受信処理手段から出力されるＯＦＤＭ復調信号とを用いてキャリア合成を行い、さらにビタビ復号とエラー訂正を行ってＴＳ信号として出力し、その際の受信状況を感度情報として出力し、ダイバーシティ制御信号がシングル受信を指示している場合には前記受信処理手段から出力されるＯＦＤＭ復調信号に対してビタビ復号とエラー訂正を行ってＴＳ信号として出力し、その際の受信状況を感度情報として出力するキャリア合成手段と、
   感度情報に基づく感度がノイズ除去のための調整を行う所定値よりも劣化した場合にはオン制御信号にてオン制御付き受信処理手段の動作実行を指示し、ノイズ除去評価制御信号にてノイズ除去のための調整値の最適化を指示し、所定値よりもさらに感度が劣化した場合には感度情報に基づく感度がダイバーシティ受信を行う所定値よりも劣化した場合にはダイバーシティ制御信号にてダイバーシティ受信を指示するダイバーシティ制御判定手段と、
   ノイズ除去評価制御信号が動作実行を指示している場合には前記オン制御付き受信処理手段から出力されるＯＦＤＭ復調信号に対してビタビ復号を行いその際のノイズ除去の状況をノイズ除去評価情報として出力し、ノイズ除去評価制御信号が動作停止を指示している場合には動作を休止するノイズ除去評価手段と、
   ノイズ除去評価制御信号が動作実行を指示している場合にはノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を順次変更しそれに伴い変化するノイズ除去評価情報を比較し、ノイズ除去評価情報にて示されるノイズ除去の状況が最良となる場合のノイズ成分振幅値とノイズ成分位相値を出力し、ノイズ除去評価制御信号が動作実行を指示している場合には動作を休止するノイズ除去制御手段と、
   ユーザが視聴を希望するチャネルを入力するとその内容を選局指示情報として出力するユーザ入力手段と、
   前記選局指示情報に基づき受信を行う物理チャネルの情報を選局制御情報として出力する選局手段と、
   前記ＴＳ信号に含まれる映像、音声、データを復号し映像信号と音声信号を出力する映像音声復号手段と、
   前記映像信号を表示する映像表示手段と、
   前記音声信号を再生する音声再生手段とを備えることを特徴とするダイバーシティ受信テレビ。

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