JP2011082669A - デジタル放送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストな構成で隣接妨害波を抑制して受信性能を向上させるデジタル放送受信装置を提供する。
【解決手段】制御部１１２が、受信系統で同一チャンネルの信号が受信されると、受信状態検出手段１１１で検出された受信状態に応じて、受信系統のうちの一つの局部発振周波数をずらす制御を行うように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば車載用のデジタル放送受信装置に関するものである。

車載用のデジタル放送受信装置は、ホーム用の受信機と異なり、複数の系統のフロントエンド部の信号を合成して受信するダイバーシティー方式が一般的である。ダイバーシティー方式では、複数の系統のフロントエンド部で同じチャンネルを受信する必要がある。
しかし、フロントエンド部の局部発振器は、近くに同一チャンネルの局部発振器が存在すると、互いの局部発振周波数が干渉（相互干渉）して誤動作することが知られている。
このような不具合に対して、特許文献１では、２つの局部発振器で同一の周波数が選択された場合、周波数差が１００ｋＨｚ以上になるようにいずれかの局部発振器の局部発振周波数を変位させて、局部発振器の局部発振周波数が干渉しないようにずらす技術が開示されている。

特開２００６−１７３９２２号公報

従来のデジタル放送受信装置では、局部発振周波数の相互干渉を抑制するため、フロントエンド部をそれぞれシールドしたり、互いの距離を離す等の対策が行われており、装置の小型化が阻害されるという課題があった。
特許文献１のように、局部発振周波数を干渉しない程度にずらすことも考えられるが、それぞれの受信系統ごとに狭帯域フィルタの中心周波数をずらさないと受信性能に悪影響を与える可能性がある。
また、悪影響を与えないように中心周波数の異なる２種類の狭帯域フィルタ（例えば、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ）を使用する構成では高コストとなる。

この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、低コストな構成で受信状態に応じて隣接妨害波を抑制して受信性能を向上させるデジタル放送受信装置を提供することを目的とする。

この発明に係るデジタル放送受信装置は、少なくとも２つの受信系統を備えたデジタル放送受信装置において、受信系統の受信信号の受信状態を検出する受信状態検出手段と、受信系統で同一チャンネルの信号が受信されると、受信状態検出手段で検出された受信状態に応じて、受信系統のうちの一つの局部発振周波数をずらす制御を行う制御部とを備えるものである。

この発明に係るデジタル放送受信装置によれば、受信系統で同一チャンネルの信号が受信されると、受信状態に応じて受信系統のうちの一つの局部発振周波数をずらす制御を行うので、狭帯域フィルタを増やすことなく、コストを上げずに受信性能を向上させることができる。

実施の形態１のデジタル放送受信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１のデジタル放送受信装置の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態１において局部発振周波数をずらした場合の受信信号の波形の変化について示す図である。 実施の形態２のデジタル放送受信装置の動作を説明するフローチャートである。 局部発振周波数をずらした場合の受信信号の波形の変化を示す図である。 実施の形態３のデジタル放送受信装置の構成を示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１のデジタル放送受信装置の概略の構成を示すブロック図である。図１に示すように、デジタル放送受信装置は、第１の受信系統１００、第２の受信系統２００、受信状態検出手段１１１、制御部１１２で構成されており、ダイバーシティ方式を用いて、例えば同一の構成を備えた受信系統１００，２００により、それぞれデジタル放送信号を受信し、合成処理した信号に基づいて映像を表示している。

第１の受信系統１００はアンテナ１０１、ミキサ１０２、狭帯域フィルタ１０３、復調手段１０４、映像音声出力手段１０５、局部発振器１０６、基準発振器１０７、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）１０８を備えており、第２の受信系統２００はアンテナ２０１、ミキサ２０２、狭帯域フィルタ２０３、復調手段２０４、映像音声出力手段２０５、局部発振器２０６、基準発振器２０７、ＰＬＬ２０８を備えている。

アンテナ１０１，２０１は、デジタル放送信号としてのＲＦ（Radio Frequency）信号を受信する。局部発振器１０６，２０６は、ＲＦ信号の周波数を変換するための局部発振周波数を発生する。

ミキサ１０２は、アンテナ１０１で受信したＲＦ信号（例えば、ＲＦ信号の周波数は４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）と局部発振器１０６からの局部発振周波数とを混合して周波数変換し、ＲＦ信号をＩＦ（Intermediate Frequency；中間周波数）信号（例えば、ＩＦ信号の周波数は５７ＭＨｚ）に変換して出力する。
また、ミキサ２０２は、アンテナ２０１で受信したＲＦ信号と局部発振器２０６からの局部発振周波数とを混合して周波数変換し、ＲＦ信号をＩＦ信号に変換して出力する。

狭帯域フィルタ１０３，２０３は、狭い帯域の周波数の信号のみを通過させるフィルタであり、例えばＩＦ信号に含まれる妨害波を除去し、デジタル放送信号として必要な希望波としてのＩＦ信号を通過させて出力する。

復調手段１０４，２０４は、入力したＩＦ信号を合成処理する機能、ＩＦ信号を復調処理する機能及びＩＦ信号を解析処理する機能を有している。復調手段１０４は、ＩＦ信号を合成処理する機能として、受信信号が同一チャンネルであると、ＩＦ信号の解析結果に基づいて算出した割合で、狭帯域フィルタ１０３から入力したＩＦ信号と復調手段２０４から入力したＩＦ信号とを合成する。復調手段２０４は、ＩＦ信号を合成処理する機能として、受信信号が同一チャンネルであると、ＩＦ信号の解析結果に基づいて算出した割合で、狭帯域フィルタ２０３から入力したＩＦ信号と復調手段１０４から入力したＩＦ信号とを合成する。

また、復調手段１０４，２０４は、ＩＦ信号を復調処理する機能として、合成したＩＦ信号を映像信号、音声信号、データ信号を含むＴＳ（Transport Stream）信号に復調する。なお、受信信号が同一チャンネルでなければ、復調手段１０４は、ＩＦ信号を合成せずに、狭帯域フィルタ１０３から入力したＩＦ信号を復調処理し、復調手段２０４は、ＩＦ信号を合成せずに、狭帯域フィルタ２０３から入力したＩＦ信号を復調処理する。

さらに、復調手段１０４，２０４では、入力したＩＦ信号を解析処理する機能として、ＩＦ信号の波形を抽出するとともに、復調処理におけるエラー訂正の際にビット誤り率（ＢＥＲ；Bit Error Rate）、搬送波と雑音との比を示すＣＮ（Carrier to Noise）比を算出する。

映像音声出力手段１０５，２０５は、復調されたＴＳ信号を解凍して映像信号、音声信号、データ信号を抽出し、映像、音声、データとして出力する構成部である。映像音声出力手段１０５，２０５は、映像、音声、データを出力するモニタやスピーカを含む概念を有しており、例えば、映像音声出力手段１０５のモニタやスピーカが車室内の前席側に設けられ、映像音声出力手段２０５のモニタやスピーカが車室内の後席側に設けられる。

局部発振器１０６は、ＰＬＬ１０８の指示に従って所定の周波数（局部発振周波数）の信号を出力し、局部発振器２０６は、ＰＬＬ２０８の指示に従って所定の周波数の信号を出力する。

基準発振器１０７，２０７は、基準となる周波数（基準周波数）の信号を出力するものであり、例えば水晶発振器ＸＯ（Xtal Oscillator）が用いられる。また、周波数を可変できるＶＣＸＯ（Voltage Controlled Xtal Oscillator）を用いてもよい。

ＰＬＬ１０８，２０８は、基準周波数と局部発振周波数を同期させる電子回路であり、制御部１１２からの制御信号に基づいて、基準発振器１０７，２０７の基準周波数と局部発振器１０６，２０６の局部発振周波数をそれぞれ分周、逓倍し、比較することにより、希望のチャンネルを受信できるように局部発振器１０６，２０６の局部発振周波数を制御している。ＰＬＬ１０８，２０８は、局部発振周波数の周波数分周比Ｎを用いて局部発振周波数に分周処理を行い、周波数分周比Ｒを用いて基準周波数に分周処理を行う。

受信状態検出手段１１１は、復調手段１０４，２０４から、受信状態として、例えば、ＢＥＲ、Ｃ／Ｎを検出する。制御部１１２は、受信状態検出手段１１１にて検出された受信状態を示すデータ（例えば、ＢＥＲ、Ｃ／Ｎ）と予め設定された閾値とを比較し、この比較結果から受信状態として隣接妨害波の有無を判定する。また、制御部１１２は、受信状態に応じて、局部発振周波数をずらすように局部発振器を制御する。

次に実施の形態１のデジタル放送受信装置の動作の一例について、図２のフローチャートを用いて説明する。図２に示すように、制御部１１２は、第１の受信系統と第２の受信系統で同一の受信チャンネルの選局が指示されたか否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。このとき、第１の受信系統と第２の受信系統で同一のチャンネルが選局されていなければ（ステップＳＴ１０１“ＮＯ”）、制御部１１２は、ＰＬＬ１０８とＰＬＬ２０８にそれぞれ局部発振周波数を中心周波数にするよう指示する。
局部発振器１０６は、制御部１１２から周波数が指示されたＰＬＬ１０８による制御に従って局部発振周波数を中心周波数にして出力する。また、局部発振器２０６は、制御部１１２から周波数が指示されたＰＬＬ２０８による制御に従って局部発振周波数を中心周波数にして出力する（ステップＳＴ１０５）。この後、処理を終了する。

第１の受信系統と第２の受信系統で同一のチャンネルの選局が指示されると（ステップＳＴ１０１“ＹＥＳ”）、制御部１１２は、予め設定された周波数だけ上側にずらして局部発振周波数を発振するようにＰＬＬ２０８に指示する。ＰＬＬ２０８は、制御部１１２からの指示に従って局部発振周波数を発振するように局部発振器２０６を制御する。局部発振器２０６は周波数を中心周波数から上側にずらして局部発振周波数を発振する（ステップＳＴ１０２）。なお、以降では、局部発振器２０６が発振する局部発振周波数をずらす場合を説明するが、局部発振器２０６側はそのままで局部発振器１０６側の局部発振周波数をずらすようにしても構わない。

続いて、制御部１１２は、受信状態検出手段１１１で検出された受信状態に基づいて、受信状態が良好であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０３）。ここで、受信状態が良好あると判定した場合（ステップＳＴ１０３“ＹＥＳ”）、処理を終了する。
一方、受信状態が良好でない場合（ステップＳＴ１０３“ＮＯ”）、制御部１１２は、局部発振周波数を中心周波数から下側にずらして発振するようＰＬＬ２０８に指示する。ＰＬＬ２０８は、制御部１１２からの指示に従って局部発振周波数を発振するように局部発振器２０６を制御する。局部発振器２０６は、中心周波数から下側にずらして局部発振周波数を発振する（ステップＳＴ１０４）。この後、処理を終了する。

ここで、実施の形態１において局部発振周波数をずらした場合の受信信号の波形の変化について説明する。図３（ａ）は、局部発振周波数をずらす前の受信信号の波形を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の場合における出力波形を示す図である。また、図３（ｃ）は、局部発振周波数をずらした後の受信信号の波形を示す図であり、図３（ｄ）は、図３（ｃ）の場合における出力波形を示す図である。
図３（ａ）に示すように隣接妨害波が発生して、狭帯域フィルタの特性の範囲には希望波とともに隣接妨害波Ａが含まれる。この状態の出力波形では、図３（ｂ）に示すように隣接妨害波が大きく残る。

制御部１１２は、受信状態検出手段１１１で検出された受信状態に応じて、局部発振器２０６を制御し、図３（ａ）に示すように、予め設定された周波数だけ中心周波数から隣接妨害波が減衰するａ方向（上側）に局部発振周波数をずらす（図２のステップＳＴ１０２）。その結果、狭帯域フィルタで透過される隣接妨害波Ａは、図３（ｃ）に示すように小さくなる。

一方、図３（ｃ）に示すように希望波の一部が減衰するが、ずらすべき周波数量は、最も良好な受信状態となるように設定され、例えば、隣接妨害波Ａと希望波のＢ部分の減衰量の割合として予め設定されている。このように局部発振周波数をずらすことで、隣接妨害波のレベルによっては、図３（ｄ）に示すように隣接妨害波の影響を抑制できる。

以上のように、この実施の形態１によれば、制御部１１２が、受信系統で同一チャンネルの信号が受信されると、受信状態検出手段１１１で検出された受信状態に応じて、受信系統のうちの一つの局部発振周波数をずらす制御を行うので、狭帯域フィルタを増やすことなく、隣接妨害波の影響を抑制でき、コストを上げずに受信性能の向上を図ることができる。

なお、上記実施の形態１では、制御部１１２は、ＰＬＬを制御して局部発振器からの局部発振周波数をずらしているが、図１の破線に示すように、基準発振器を制御して基準周波数をずらすことにより、局部発振器からの局部発振周波数をずらすように構成してもよい。

また、１つの受信系統に基準周波数の異なる複数の基準発振器を設け、制御部１１２が受信状態に応じて基準発振器を切り替えるように構成してもよい。

実施の形態２．
この実施の形態２では、受信状態に応じてずらし量を変更して局部発振周波数をずらす構成について説明する。なお、実施の形態２のデジタル放送受信装置の構成は、実施の形態１のデジタル放送受信装置の構成と同様であり、同一の処理を行う構成については説明を省略する。

図４は、実施の形態２のデジタル放送受信装置の動作を説明するフローチャートである。図４に示すように、制御部１１２は、第１の受信系統と第２の受信系統で同一チャンネルの選局が指示されたか否かを判定する（ステップＳＴ１０１ａ）。ここで、第１の受信系統と第２の受信系統とで同一チャンネルの選局が指示されなかった場合（ステップＳＴ１０１ａ“ＮＯ”）、制御部１１２は、ステップＳＴ１０５ａへ進み、局部発振周波数を中心周波数で発振するように制御する。この後、処理を終了する。

第１の受信系統と第２の受信系統で同一のチャンネルの選局が指示された場合（ステップＳＴ１０１ａ“ＹＥＳ”）、制御部１１２は、中心周波数から下側にずらして局部発振周波数を発振するようにＰＬＬ２０８に指示する。制御部１１２からの指示に従いＰＬＬ２０８が局部発振器２０６を制御することにより、局部発振器２０６は、中心周波数から下側にずらした局部発振周波数を発振する（ステップＳＴ１０２ａ）。

次に、制御部１１２は、受信状態検出手段１１１にて検出された受信状態に基づいて、受信状態が良好であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０３ａ）。このとき、受信状態が良好であると判定した場合（ステップＳＴ１０３ａ“ＹＥＳ”）、制御部１１２は、処理を終了する。

一方、受信状態が良好でないと判定した場合（ステップＳＴ１０３ａ“ＮＯ”）、制御部１１２は、局部発振周波数を中心周波数から上側にずらして発振するようにＰＬＬ２０８に指示する。ＰＬＬ２０８は、制御部１１２からの指示に従って局部発振器２０６を制御する。局部発振器２０６は、上側にずらした局部発振周波数を発振する（ステップＳＴ１０４ａ）。

続いて、制御部１１２は、受信状態検出手段１１１で検出された受信状態に基づいて、受信状態が良好であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０６ａ）。受信状態が良好と判定された場合（ステップＳＴ１０６ａ“ＹＥＳ”）、制御部１１２は、処理を終了する。

受信状態が良好でない場合（ステップＳＴ１０６ａ“ＮＯ”）、制御部１１２は、周波数のずらし量を例えば以前より少ない量に変更して（ステップＳＴ１０７ａ）、局部発振周波数を下側にずらして発振するように制御する（ステップＳＴ１０８ａ）。

この後、制御部１１２は、ステップＳＴ１０６ａの処理に戻り、受信状態が良好になれば、処理を終了する。また、受信状態が良好にならなかった場合には、制御部１１２は、受信状態が良好な状態に収束するまで、ステップＳＴ１０７ａで周波数のずらし量を変更させながら、ステップＳＴ１０８ａで局部発振周波数を上側又は下側にずらす処理を繰り返す。

以上のように、この実施の形態２によれば、制御部１１２が、受信状態が良好になるまで、受信状態に応じてずらす周波数量を変化させながら、局部発振周波数をずらすことにより、上記実施の形態１の構成と比べてより受信性能を向上させることができる。

なお、上記実施の形態１，２において、隣接妨害波が希望波の上下両側に存在する場合に、制御部１１２が、局部発振周波数を上側及び下側にずらして、上側の希望波と下側の希望波とを合成することで、一つの希望波を取得するようにしてもよい。
図５は、上述した場合の受信信号の波形の変化を示す図である。図５（ａ）は、局部発振周波数をずらす前の受信信号の波形を示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の場合における出力波形を示す図である。また、図５（ｃ）は局部発振周波数をｂ方向にずらした場合の受信信号の波形を示す図であり、図５（ｄ）は、局部発振周波数をｃ方向にずらした場合の受信信号の波形を示す図である。さらに、図５（ｅ）は、図５（ｃ）と図５（ｄ）の出力波形の合成波を示す図である。

図５（ａ）に示すように、希望波の上下両側に隣接妨害波が発生して、狭帯域フィルタの特性の範囲には希望波とともに、上側の隣接妨害波Ａ１と下側の隣接妨害波Ａ２とが含まれている。この状態の出力波形では、図５（ｂ）に示すように隣接妨害波が大きく残ってしまう。制御部１１２は、例えば局部発振器２０６を制御し、図５（ａ）に示す中心周波数からｂ方向（上側）に局部発振周波数をずらす。ＩＦ信号が図５（ｃ）に示すようにずれて、復調手段１０４は、狭帯域フィルタ１０３を透過したＩＦ信号の上側の希望波Ｃを取得する。次に、制御部１１２は、局部発振器２０６を制御し、図５（ａ）に示す中心周波数からｃ方向（下側）に局部発振周波数をずらす。ＩＦ信号が図５（ｄ）に示すようにずれて、復調手段１０４は、狭帯域フィルタ１０３を透過したＩＦ信号の下側の希望波Ｄを取得する。

復調手段１０４は、上側の希望波Ｃと下側の希望波Ｄを取得すると、上側の希望波Ｃと下側の希望波とを合成する。これにより、隣接妨害波のレベルによっては、図５（ｅ）に示すような波形が得られる。このようにすることでも、デジタル放送受信装置の受信性能を向上させることができる。

実施の形態３．
この実施の形態３は、３つ以上の受信系統を備えた構成について説明する。
図６は、実施の形態３のデジタル放送受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図６において実施の形態１，２と同じ構成については図１と同一の符号を付し、その説明は省略する。図６に示すように、実施の形態１，２のデジタル放送受信装置の構成に第３の受信系統３００を備えており、第３の受信系統３００は、アンテナ３０１、ミキサ３０２、狭帯域フィルタ３０３、復調手段３０４及び映像音声出力手段３０５を含んで構成されている。

ミキサ３０２は、局部発振器１０６と接続されており、局部発振器１０６を第１の受信系統１００と共有している。また、ミキサ３０２は、アンテナ３０１で受信したＲＦ信号と局部発振器１０６からの局部発振周波数とを混合して周波数変換し、ＲＦ信号をＩＦ信号に変換して出力する。

狭帯域フィルタ３０３は、狭い帯域の周波数の信号のみを透過させるフィルタであり、例えばＩＦ信号に含まれる隣接妨害波を除去し、デジタル放送信号として必要な希望波としてＩＦ信号を透過して出力する。狭帯域フィルタ３０３は、復調手段３０４と接続しており、透過したＩＦ信号を復調手段３０４へ出力する。

復調手段３０４は、入力したＩＦ信号を合成処理する機能、ＩＦ信号を復調処理する機能及びＩＦ信号を解析処理する機能を有している。復調手段３０４は、ＩＦ信号を合成処理する機能として、受信信号が同一チャンネルであると、ＩＦ信号の解析結果に基づいて算出した割合で、狭帯域フィルタ３０３から入力したＩＦ信号と復調手段１０４から入力したＩＦ信号とを合成する。

なお、復調手段１０４は、受信信号が同一チャンネルであると、狭帯域フィルタ３０３から入力したＩＦ信号と復調手段２０４，３０４から入力したＩＦ信号とを合成するとともに、狭帯域フィルタ３０３から入力したＩＦ信号と復調手段２０４から入力したＩＦ信号を合成したＩＦ信号を復調手段３０４に出力し、狭帯域フィルタ３０３から入力したＩＦ信号と復調手段３０４から入力したＩＦ信号を合成したＩＦ信号を復調手段２０４に出力する。

受信状態検出手段１１１は、復調手段１０４，２０４，３０４から、受信状態として、例えば、ＢＥＲ、Ｃ／Ｎを検出する。制御部１１２は、上記実施の形態１，２と同様に、受信状態検出手段１１１にて検出された受信状態を示すデータと予め設定された閾値とを比較し、この比較結果から受信状態として隣接妨害波の有無を判定する。

映像音声出力手段３０５は、復調手段３０４で復調されたＴＳ信号を解凍して映像信号、音声信号、データ信号を抽出し、映像、音声、データとして出力する構成部である。映像音声出力手段３０５は、上記実施の形態１，２と同様に、映像、音声、データを出力するモニタやスピーカを含む概念を有している。

以上のように、この実施の形態３によれば、少なくとも３つの受信系統を備え、一部の受信系統で局部発振器を共有するので、上記実施の形態１，２と同様の効果が得られるとともに、局部発振器を追加することなく受信性能を向上させることができる。

１００ 第１の受信系統、１０１，２０１，３０１ アンテナ、１０２，２０２，３０２ ミキサ、１０３，２０３，３０３ 狭帯域フィルタ、１０４，２０４，３０４ 復調手段、１０５，２０５，３０５ 映像音声出力手段、１０６，２０６ 局部発振器、１０７，２０７ 基準発振器、１０８，２０８ ＰＬＬ、１１１ 受信状態検出手段、１１２ 制御部、２００ 第２の受信系統、３００ 第３の受信系統。

Claims (9)

1. 少なくとも２つの受信系統を備えたデジタル放送受信装置において、
   前記受信系統の受信信号の受信状態を検出する受信状態検出手段と、
   前記受信系統で同一チャンネルの信号が受信されると、前記受信状態検出手段で検出された受信状態に応じて、前記受信系統のうちの一つの局部発振周波数をずらす制御を行う制御部とを備えたことを特徴とするデジタル放送受信装置。
2. 前記制御部は、前記受信状態検出手段で検出された受信状態に応じてずらす周波数量を変化させることを特徴とする請求項１記載のデジタル放送受信装置。
3. 前記受信状態検出手段は、受信信号の波形に基づいて、隣接妨害波の有無を受信状態として検出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のデジタル放送受信装置。
4. 前記受信状態検出手段は、受信信号のビット誤り率又はＣＮ（Carrier to Noise）比を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のデジタル放送受信装置。
5. 前記制御部は、分周比を変化させて局部発振周波数をずらす制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のデジタル放送受信装置。
6. 前記制御部は、基準発振器の基準周波数をずらすことにより、局部発振周波数をずらす制御を行うことを特徴する請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のデジタル放送受信装置。
7. 前記基準発振器は、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Xtal Oscillator）であることを特徴とする請求項６記載のデジタル放送受信装置。
8. 前記受信系統は、基準周波数の異なる複数の基準発振器を備え、
   前記制御部は、前記基準発振器を切り替えて局部発振周波数をずらす制御を行うことを特徴とする請求項６記載のデジタル放送受信装置。
9. 少なくとも３つの受信系統を備え、一部の受信系統は、前記局部発振器を共有することを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載のデジタル放送受信装置。

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