(57)【要約】【課題】デジタル放送受信機において、送出側とシステムクロック同期をとるために、コストアップの一因となる電圧制御発振器の使用を避け、無帰還型の発振器を有するリファレンスクロック出力部を実現すること。【解決手段】復調部１０１で得られたタイムスタンプ情報、又は同期制御情報から、リファレンスクロック発生部１０６はシステムクロック発生部１０５のクロックを用いて、オーディオサンプル数を計数するためのリファレンスクロックを生成する。サンプルレート制御部１０８は、所望のオーディオサンプル数となるようサンプルレート変換部１０４のサンプルレートを制御し、オーディオデコード部１０３のデータを出力制御する。【選択図】　　　　図１
2004023136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル変調された信号を受信し、復調再生するデジタル放送受信機において、
受信信号を復調しデータ列を出力する復調部と、
受信機のシステムクロックを発生するシステムクロック発生部と、
前記復調部の出力するデータ列から送出側の時間情報であるタイムスタンプ情報とオーディオデータを抽出するデータ抽出部と、
前記データ抽出部で抽出されたオーディオデータをデコードし、ＰＣＭオーディオデータとして非圧縮のオーディオサンプルを出力するオーディオデコード部と、
前記オーディオデコード部の出力するオーディオサンプルを入力として、指定された周波数比でサンプルレート変換を行い、所定のサンプリングクロックでオーディオデータを出力するサンプルレート変換部と、
前記データ抽出部で抽出されたタイムスタンプ情報を基に、前記システムクロック発生部のシステムクロックをカウントし、送出側に同期した一定周期のリファレンスクロックを発生するリファレンスクロック発生部と、
送出側に同期した一定期間において、前記オーディオデコード部から前記サンプルレート変換部に入力されるオーディオサンプル数を前記リファレンスクロック発生部のリファレンスクロックを用いて計測するサンプル数計測部と、
前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプル数計測部の出力するサンプル数から計算されるサンプリング周波数を用いて周波数比を計算し、前記サンプルレート変換部における出力データのサンプルレートを制御するサンプルレート制御部と、を具備することを特徴とするデジタル放送受信機。
【請求項２】
前記リファレンスクロック発生部は、
前記システムクロック発生部の発生するシステムクロックをカウントするシステムクロックカウント部と、
前記データ抽出部の出力するタイムスタンプ情報、及び前記システムクロックカウント部の出力するカウント値を比較し、前記タイムスタンプ情報から前記システムクロックのカウント値を差し引くことにより差分値をクロック誤差として計算する差分計算部と、
前記差分計算部の出力する差分値を基に、前記クロック誤差の絶対値又は変動幅を減少させるよう前記システムクロックカウント部を制御するカウンタ制御部と、
前記システムクロックカウント部の出力するカウント値を計測し、所定の周期のリファレンスクロックを出力するリファレンスクロック出力部と、を有するものであることを特徴とする請求項１記載のデジタル放送受信機。
【請求項３】
前記カウンタ制御部は、
前記差分計算部の出力する差分値が正の場合、前記システムクロックカウント部のカウント値に一定のオフセットを与えて通常より速くカウントするよう制御し、前記差分計算部の出力する差分値が負の場合、前記システムクロックカウント部のカウント値に一定の負のオフセットを与えて通常より遅くカウントするよう制御することを特徴とする請求項２記載のデジタル放送受信機。
【請求項４】
前記システムクロックカウント部は、
前記カウンタ制御部の出力するオフセット値が更新される度に、現在のシステムクロックカウント値に前記オフセット値を加算するオフセット加算部と、
前記システムクロック発生部の出力するシステムクロックをカウントするカウント部と、を有することを特徴とする請求項２又は３記載のデジタル放送受信機。
【請求項５】
前記復調部の出力するデータ列が、
ＭＰＥＧ２−トランスポートストリームであることを特徴とする請求項１記載のデジタル放送受信機。
【請求項６】
デジタル変調された信号を受信し、復調再生するデジタル放送受信機において、
受信信号を復調しデータ列を出力する復調部と、
前記復調部が正しく復調できるように送受信間の時間同期制御を行う同期制御部と、
前記復調部の出力するデータ列のうちオーディオデータをデコードし、ＰＣＭオーディオデータとして非圧縮のオーディオサンプルを出力するオーディオデコード部と、
前記オーディオデコード部の出力するオーディオサンプルを入力として、指定された周波数比でサンプルレート変換を行い、所定のサンプリングクロックでオーディオデータを出力するサンプルレート変換部と、
前記同期制御部から前記復調部に与えられる同期制御タイミング信号を基に、送出側に同期した一定周期のリファレンスクロックを発生するリファレンスクロック発生部と、
前記オーディオデコード部から前記サンプルレート変換部に入力されるオーディオサンプル数を、前記リファレンスクロック発生部のリファレンスクロックを用いて計測するサンプル数計測部と、
前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプル数計測部の出力するサンプル数から計算されるサンプリング周波数を用いて周波数比を計算し、前記サンプルレート変換部における出力データのサンプリングレートを制御するサンプルレート制御部と、を具備することを特徴とするデジタル放送受信機。
【請求項７】
前記同期制御部は、
伝送路のインパルス応答を推定し、インパルス応答から送受信間の時間差を算出し、時間同期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機。
【請求項８】
前記同期制御部は、
伝送路のインパルス応答を推定し、インパルス応答から送受信間の時間差を算出し、前記復調部におけるデジタル復調の最小単位である伝送シンボルの切り出し開始位置を制御することにより同期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機。
【請求項９】
デジタル放送が伝送フレーム単位で伝送され、前記同期制御部は、伝送路のインパルス応答を推定し、該インパルス応答から送受信間の時間差を算出し、前記復調部における伝送フレームの切り出し開始位置を制御することにより同期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機。
【請求項１０】
前記リファレンスクロック発生部は、
前記同期制御部から前記復調部に与えられる同期制御のタイミング信号を計測し、一定数をカウントした期間を一周期とすることによりリファレンスクロックを発生することを特徴とする請求項６記載のデジタル放送受信機。
【請求項１１】
前記復調部は、
欧州デジタルオーディオ放送規格（ＥＴＳ３００４０１）に対応した復調処理を行うもの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機。
【請求項１２】
前記サンプルレート制御部は、
出力する周波数比が、前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプル数計測部の出力するサンプル数から計算されるサンプリング周波数を用いて除算したもの、又は前記除算値の累積平均であることを特徴とする請求項１又は６記載のデジタル放送受信機。
【請求項１３】
前記サンプルレート制御部は、
前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプル数計測部の出力するサンプル数から計算されるサンプリング周波数を用いて周波数差を計算する周波数差計算部と、
前回設定した周波数比に前記周波数差に応じた利得成分を加算し、新たな周波数比とする周波数比計算部と、を有することを特徴とする請求項１又は６記載のデジタル放送受信機。
【請求項１４】
前記サンプルレート制御部は、
前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプル数計測部の出力するサンプル数から計算されるサンプリング周波数を用いて周波数差を計算する周波数差計算部と、
前記周波数差計算部の周波数差を累積加算する累加算部と、
前回設定した周波数比に前記累加算部の出力する累積周波数差に応じた利得成分を加算して新たな周波数比とする周波数比計算部、とを有することを特徴とする請求項１又は６記載のデジタル放送受信機。
【請求項１５】
前記周波数比計算部は、
前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプルレート変換部の出力するサンプル周波数の周波数比を初期値とすることを特徴とする請求項１３又は１４記載のデジタル放送受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル放送受信機における送信側のクロックとの同期制御方式に関わり、特に送信側とのクロック同期に電圧制御型発振器もしくは電圧制御型水晶発振器を必要とせず、相対的に安価な水晶発振器を用いても送出側クロックに同期したオーディオ再生を行うことができるデジタル放送受信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アナログ放送では、信号はアナログ変調によって送られるため、受信機側ではクロックを用いることなく信号を受信して再生すればよい。しかし、デジタル放送においては、受信機側では送信機側のクロックと同期をとる必要がある。例えば、ＭＰＥＧ２−トランスポートストリーム（以下、ＴＳという）においては、プログラムクロックリファレンス（以下、ＰＣＲという）というタイムスタンプ情報が用意されている。受信機側はこのタイムスタンプ情報を基にして内部クロックにフェーズロックドループ回路（以下、ＰＬＬという）で同期をかけることで、送信側のシステムクロックに動作を合わせている。ＭＰＥＧ２のＴＳでは、システムクロックの周波数は２７ＭＨｚである。
【０００３】
図７はＰＬＬを使用した基本クロックの同期方法を実現する従来の同期システムクロック生成部の構成図である。詳細はＩＴＵ−Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｈ．２２２．０に記載されている。簡単に説明すると、受信動作が開始されて初めてＰＣＲを受信したときには、ＰＣＲをカウンタ７０３の初期値としてロードする。受信機側のシステムクロックの値（以下、ＳＴＣという）はカウンタ７０３で電圧制御発振器７０２のクロックをカウントした値である。以後、このＰＣＲと、ＰＣＲを受信した時のＳＴＣとを比較器７０４で比較し、差分値ＰＣＲ−ＳＴＣを計算する。この差分値ＰＣＲ−ＳＴＣは電圧制御部７０５で電圧制御発振器７０２に対応した制御電圧に変換される。この制御電圧はローパスフィルタ７０１で平滑化され、電圧制御発振器７０２に与えられる。
【０００４】
電圧制御発振器７０２は、与えられた制御電圧にほぼ比例した発振周波数でクロックを発振する。そこで、差分値ＰＣＲ−ＳＴＣが正の場合は、電圧制御部７０５は電圧制御発振器７０２に与える制御電圧を大きくする。こうすると電圧制御発振器７０２の発振するクロック周波数は高くなる。やがてＰＣＲを受信した際には差分値ＰＣＲ−ＳＴＣが０に近づく。ＰＣＲを受信する度に、上記のように制御電圧を制御することにより差分値ＰＣＲ−ＳＴＣの値は０に収束する。こうして送信側に対して受信機のシステムクロックを同期させることができる。差分値ＰＣＲ−ＳＴＣが負の場合も、制御方向が逆になるだけであり、電圧制御部７０５は差分値ＰＣＲ−ＳＴＣの絶対値を０に近づくように制御する。同期の精度を十分高くし、送信側のクロックに完全に同期したクロックを生成するために、電圧制御発振器７０２として水晶発振子を用いた電圧制御水晶発振器が一般的に用いられている。
【０００５】
図８は上記のように生成されたシステムクロックを用いた従来のデジタル放送受信機の要部構成図である。図８の同期システムクロック生成部８０４は、図７に示す同期システムクロック生成部と同じものであるので説明を省略する。デジタル−アナログ変換器（以下、ＤＡＣという）クロック生成部８０５は、一般によく用いられている電圧可変水晶発振器を用いたＰＬＬ回路により、同期システムクロック発生部８０４の出力するシステムクロックに同期したオーディオサンプリングクロックを生成するものである。ＤＡＣクロック生成部８０５の出力クロックはＤＡＣ８０３のクロックに用いられる。
【０００６】
ＴＳデコーダ８０１は、受信したＴＳからＰＣＲやエンコードされた映像や音声のデータであるエレメンタリーストリーム（以下、ＥＳという）を出力する。オーディオデコーダ８０２はＴＳデコーダ８０１の出力するＥＳ、この場合はオーディオデータをデコードし、ＰＣＭのオーディオデータを出力する。ＤＡＣ８０３は、ＤＡＣクロック発生部８０５の出力するサンプリングクロックに応じて、オーディオデコーダ８０２の出力するオーディオデータをアナログのオーディオ信号に変換する。
【０００７】
このようにして、同期システムクロック生成部８０４は受信機側で送信側のシステムクロックに同期したクロックを生成する。さらにＤＡＣクロック生成部８０５は、システムクロックに同期したＤＡＣクロックを発生させる。このため、デジタル放送受信機は送信側クロックに同期したタイミングで、ＥＳからオーディオデータを抽出し、オーディオ信号の再生を行うことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成で送受信間の同期をとる場合、受信機側のシステムクロック発生部では精度の良いクロック再生が望まれる。このため一般的には、システムクロック発生部として電圧制御水晶発振器が用いられるが、この方法では受信機のコストアップにつながる。また、システムクロックの生成だけではなく、ＤＡＣクロックの生成にもＰＬＬが用いられる。ここでも電圧制御水晶発振器を用いると、更に受信機がコスト高になるという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、システムクロック発生部として高価な電圧制御発振器や電圧制御水晶発振器を用いず、より安価な水晶発振器を用いることにより、送信側に同期したクロックでオーディオ再生の行えるデジタル放送受信機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、デジタル変調された信号を受信し、復調再生するデジタル放送受信機において、受信信号を復調しデータ列を出力する復調部と、受信機のシステムクロックを発生するシステムクロック発生部と、前記復調部の出力するデータ列から送出側の時間情報であるタイムスタンプ情報とオーディオデータを抽出するデータ抽出部と、前記データ抽出部で抽出されたオーディオデータをデコードし、ＰＣＭオーディオデータとして非圧縮のオーディオサンプルを出力するオーディオデコード部と、前記オーディオデコード部の出力するオーディオサンプルを入力として、指定された周波数比でサンプルレート変換を行い、所定のサンプリングクロックでオーディオデータを出力するサンプルレート変換部と、前記データ抽出部で抽出されたタイムスタンプ情報を基に、前記システムクロック発生部のシステムクロックをカウントし、送出側に同期した一定周期のリファレンスクロックを発生するリファレンスクロック発生部と、送出側に同期した一定期間において、前記オーディオデコード部から前記サンプルレート変換部に入力されるオーディオサンプル数を前記リファレンスクロック発生部のリファレンスクロックを用いて計測するサンプル数計測部と、前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプル数計測部の出力するサンプル数から計算されるサンプリング周波数を用いて周波数比を計算し、前記サンプルレート変換部における出力データのサンプルレートを制御するサンプルレート制御部と、を具備することを特徴とするものである。
【００１１】
本願の請求項２の発明は、請求項１のデジタル放送受信機において、前記リファレンスクロック発生部は、前記システムクロック発生部の発生するシステムクロックをカウントするシステムクロックカウント部と、前記データ抽出部の出力するタイムスタンプ情報、及び前記システムクロックカウント部の出力するカウント値を比較し、前記タイムスタンプ情報から前記システムクロックのカウント値を差し引くことにより差分値をクロック誤差として計算する差分計算部と、前記差分計算部の出力する差分値を基に、前記クロック誤差の絶対値又は変動幅を減少させるよう前記システムクロックカウント部を制御するカウンタ制御部と、前記システムクロックカウント部の出力するカウント値を計測し、所定の周期のリファレンスクロックを出力するリファレンスクロック出力部と、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
本願の請求項３の発明は、請求項２のデジタル放送受信機において、前記カウンタ制御部は、前記差分計算部の出力する差分値が正の場合、前記システムクロックカウント部のカウント値に一定のオフセットを与えて通常より速くカウントするよう制御し、前記差分計算部の出力する差分値が負の場合、前記システムクロックカウント部のカウント値に一定の負のオフセットを与えて通常より遅くカウントするよう制御することを特徴とするものである。
【００１３】
本願の請求項４の発明は、請求項２又は３のデジタル放送受信機において、前記システムクロックカウント部は、前記カウンタ制御部の出力するオフセット値が更新される度に、現在のシステムクロックカウント値に前記オフセット値を加算するオフセット加算部と、前記システムクロック発生部の出力するシステムクロックをカウントするカウント部と、を有することを特徴とするものである。
【００１４】
本願の請求項５の発明は、請求項１のデジタル放送受信機において、前記復調部の出力するデータ列が、ＭＰＥＧ２−トランスポートストリームであることを特徴とするものである。
【００１５】
本願の請求項６の発明は、デジタル変調された信号を受信し、復調再生するデジタル放送受信機において、受信信号を復調しデータ列を出力する復調部と、前記復調部が正しく復調できるように送受信間の時間同期制御を行う同期制御部と、前記復調部の出力するデータ列のうちオーディオデータをデコードし、ＰＣＭオーディオデータとして非圧縮のオーディオサンプルを出力するオーディオデコード部と、前記オーディオデコード部の出力するオーディオサンプルを入力として、指定された周波数比でサンプルレート変換を行い、所定のサンプリングクロックでオーディオデータを出力するサンプルレート変換部と、前記同期制御部から前記復調部に与えられる同期制御タイミング信号を基に、送出側に同期した一定周期のリファレンスクロックを発生するリファレンスクロック発生部と、前記オーディオデコード部から前記サンプルレート変換部に入力されるオーディオサンプル数を、前記リファレンスクロック発生部のリファレンスクロックを用いて計測するサンプル数計測部と、前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプル数計測部の出力するサンプル数から計算されるサンプリング周波数を用いて周波数比を計算し、前記サンプルレート変換部における出力データのサンプリングレートを制御するサンプルレート制御部と、を具備することを特徴とするものである。
【００１６】
本願の請求項７の発明は、請求項６のデジタル放送受信機において、前記同期制御部は、伝送路のインパルス応答を推定し、インパルス応答から送受信間の時間差を算出し、時間同期制御を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
本願の請求項８の発明は、請求項６のデジタル放送受信機において、前記同期制御部は、伝送路のインパルス応答を推定し、インパルス応答から送受信間の時間差を算出し、前記復調部におけるデジタル復調の最小単位である伝送シンボルの切り出し開始位置を制御することにより同期制御を行うことを特徴とするものである。
【００１８】
本願の請求項９の発明は、請求項６のデジタル放送受信機において、デジタル放送が伝送フレーム単位で伝送され、前記同期制御部は、伝送路のインパルス応答を推定し、該インパルス応答から送受信間の時間差を算出し、前記復調部における伝送フレームの切り出し開始位置を制御することにより同期制御を行うことを特徴とするものである。
【００１９】
本願の請求項１０の発明は、請求項６のデジタル放送受信機において、前記リファレンスクロック発生部は、前記同期制御部から前記復調部に与えられる同期制御のタイミング信号を計測し、一定数をカウントした期間を一周期とすることによりリファレンスクロックを発生することを特徴とするものである。
【００２０】
本願の請求項１１の発明は、請求項６のデジタル放送受信機において、前記復調部は、欧州デジタルオーディオ放送規格（ＥＴＳ３００４０１）に対応した復調処理を行うことを特徴とするものである。
【００２１】
本願の請求項１２の発明は、請求項１又は６のデジタル放送受信機において、前記サンプルレート制御部は、出力する周波数比が、前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプル数計測部の出力するサンプル数から計算されるサンプリング周波数を用いて除算したもの、又は前記除算値の累積平均であることを特徴とするものである。
【００２２】
本願の請求項１３の発明は、請求項１又は６のデジタル放送受信機において、前記サンプルレート制御部は、前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプル数計測部の出力するサンプル数から計算されるサンプリング周波数を用いて周波数差を計算する周波数差計算部と、前回設定した周波数比に前記周波数差に応じた利得成分を加算し、新たな周波数比とする周波数比計算部と、を有することを特徴とするものである。
【００２３】
本願の請求項１４の発明は、請求項１又は６のデジタル放送受信機において、前記サンプルレート制御部は、前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプル数計測部の出力するサンプル数から計算されるサンプリング周波数を用いて周波数差を計算する周波数差計算部と、前記周波数差計算部の周波数差を累積加算する累加算部と、前回設定した周波数比に前記累加算部の出力する累積周波数差に応じた利得成分を加算して新たな周波数比とする周波数比計算部、とを有することを特徴とするものである。
【００２４】
本願の請求項１５の発明は、請求項１３又は１４のデジタル放送受信機において、前記周波数比計算部は、前記オーディオデコード部においてデコード過程で得られるオーディオデータ自体のサンプリング周波数情報、及び前記サンプルレート変換部の出力するサンプル周波数の周波数比を初期値とすることを特徴とするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるデジタル放送受信機について、図面を参照しつつ説明する。図１は本実施の形態におけるデジタル放送受信機の要部構成図である。このデジタル放送受信機は、復調部１０１、データ抽出部１０２、オーディオデコード部１０３、サンプルレート変換部１０４、システムクロック発生部１０５、リファレンスクロック発生部１０６、サンプル数計測部１０７、サンプルレート制御部１０８を含んで構成される。
【００２６】
復調部１０１でデジタル復調されたデータ列がＭＰＥＧ２−ＴＳである場合について説明する。データ抽出部１０２は復調部１０１の出力するＴＳから、タイムスタンプ情報を有するプログラムクロックリファレンス（以下、ＰＣＲという）と、オーディオ本体のデータであるエレメンタリーストリーム（以下、ＥＳという）を出力する。
【００２７】
オーディオデコード部１０３は、エンコードされたオーディオデータをデコードし、ＰＣＭオーディオデータを出力する。オーディオデコード部１０３として、エンコードフォーマットに対応した従来から知られたデコード手段を用いればよい。サンプルレート変換部１０４はオーディオデコード部１０３の出力するＰＣＭサンプル（ＰＣＭオーディオデータ）を入力し、サンプルレート制御部１０８の出力する周波数比データに基づいてサンプルレート変換を行う。
【００２８】
サンプルレート変換部１０４はアナログ方式のものとデジタル方式のものとがある。デジタル方式の例として、入力信号のサンプリングレートをｆＳＩとすると、整数倍ｎのサンプリングレートｎｆＳＩで再サンプリングを行う。この場合ｎ個のデータの内１個は元の入力信号になるが、他の（ｎ−１）個のデータを入力信号から補間する。次に出力信号のサンプリングレートをｆＳＯ（＜ｎｆｓＩ）とすると、周波数ｆＳＯの出力サンプリングポイントで指定されるデータを抽出して出力すれば良い。この場合、ｆＳＯ／ｆＳＩを周波数変換比という。サンプルレートの変換は規格の異なるオーディオ信号のレート変換に良く用いられている技術である。
【００２９】
システムクロック発生部１０５はデジタル受信機のシステムクロックを発生するもので、ＰＬＬ方式でない安価な水晶発振器が用いられる。ここでは水晶発振器の発振周波数は公称値で２７ＭＨｚである。リファレンスクロック発生部１０６はシステムクロック発生部１０５の出力する２７ＭＨｚのシステムクロックと、データ抽出部１０２の出力するＰＣＲとから、送信側に同期したリファレンスクロックを出力する。
【００３０】
サンプル数計測部１０７は、リファレンスクロック発生部１０６の出力クロック周期毎にオーディオデコード部１０３からサンプルレート変換部１０４に入力されるオーディオサンプル数をカウントし、サンプリング周波数Ｎｓに変換する。サンプルレート制御部１０８はオーディオデコード部１０２で検出したオーディオデータ固有のサンプリング周波数情報ｆｓと、サンプル数計測部１０７で計測されたサンプル数から計算されるサンプリング周波数Ｎｓとを基に、サンプルレート変換部１０４のサンプリング周波数比Ｒｆを計算し、サンプルレート変換部１０３の動作を制御する。サンプルレート変換部１０４の出力処理は固定周波数のクロックで行われることになる。
【００３１】
図２はリファレンスクロック発生部１０６の構成例を示したブロック図である。このリファレンスクロック発生部１０６は、システムクロックカウント部２０１、カウンタ制御部２０２、差分計測部２０３、リファレンスクロック出力部２０４を含んで構成される。システムクロックカウント部２０１は図１のシステムクロック発生部１０５の出力する２７ＭＨｚのシステムクロックを入力し、カウンタ制御部２０２の制御オフセット値Ｋにより調整を行いながらカウントし、システムクロック（以下、ＳＴＣという）のカウント値を出力する。
【００３２】
差分計測部２０３はデータ抽出部１０２の出力するＰＣＲを受信したときに、システムクロックカウント部２０１の出力するＳＴＣとの差分値ＰＣＲ−ＳＴＣを計算する。カウンタ制御部２０２は差分計測部２０３の出力する差分値ＰＣＲ−ＳＴＣに利得を乗じてシステムクロックカウント部２０１に対する制御オフセット値Ｋを算出する。リファレンスクロック出力部２０４はシステムクロックカウント部２０１の出力するＳＴＣを監視して、送出側に同期した一定周期のリファレンスクロックを出力する。
【００３３】
次に、このような構成のリファレンスクロック発生部１０６の動作について説明する。図１のデータ抽出部１０２が受信動作後初めてＰＣＲを出力すると、従来例と同様にＰＣＲの値を、システムクロックカウント部２０１の出力するＳＴＣの初期値に設定する。以後、カウンタ制御部２０２で制御がかかっていない状態では、システムクロックカウント部２０１の出力するＳＴＣは、図１のシステムクロック発生部１０５の出力する２７ＭＨｚのクロックをカウントした値である。
【００３４】
システムクロックカウント部２０１から出力されるＳＴＣは、システムクロック発生部１０５により生成された２７ＭＨｚのクロックをカウントして生成されたもので、送出側のシステムクロックとは同期していない。そのため、次にＰＣＲを受信したときには、差分計測部２０３が差分値ＰＣＲ−ＳＴＣを計測する。カウンタ制御部２０２によりシステムクロックカウント部２０１に対して調整が行われなければ、差分値ＰＣＲ−ＳＴＣの絶対値は、時間が経過するにつれて大きくなる。この差分値の絶対値はシステムクロック発生部１０５で用いられる水晶発振器の精度に応じた値となる。
【００３５】
しかしながら、２番目以降のＰＣＲが入力されると、差分計測部２０３はＰＣＲとＳＴＣの差分値ＰＣＲ−ＳＴＣを再び算出する。カウンタ制御部２０２ではこの差分値に利得を乗じてシステムクロックカウント部２０１に対して調整すべき符号付きオフセット値Ｋを出力する。システムクロックカウント部２０１は、オフセット値Ｋが更新される度に、保持していたＳＴＣに対してオフセット値Ｋを加算する。
【００３６】
オフセット値Ｋが正の場合には、ＳＴＣがより速くカウントされるのと同じこととなる。また、オフセット値Ｋが負の場合には、ＳＴＣがより遅くカウントされるのと同じこととなる。つまり、差分計測部２０３の出力する差分値ＰＣＲ−ＳＴＣが正の場合は、次回にＰＣＲが受信されたときは、ＳＴＣの値の増分の割合が大きいため、差分値ＰＣＲ−ＳＴＣは前回にＰＣＲを受信したときより小さくなる。
【００３７】
以上のようなＳＴＣに対する制御をＰＣＲの受信の度に繰り返すことにより、差分値ＰＣＲ−ＳＴＣの絶対値は徐々に０に近づいてくる。つまり、リファレンスクロック発生部１０６で生成されるＳＴＣは送出側に同期したシステムクロック値とほぼ同じになる。
【００３８】
リファレンスクロック出力部２０４は、ＳＴＣの値を監視してＳＴＣの増加量が予め決められた値になると、リファレンスクロックを出力する。
【００３９】
このリファレンスクロックは図１のサンプル数計測部１０７に供給される。サンプル数計測部１０７は、オーディオデコード部１０３の出力するオーディオサンプル数をリファレンスクロックの周期でカウントする。本実施の形態では説明のため、リファレンスクロックの周期を１秒とする。リファレンスクロックの周期でカウントしたサンプル数はサンプリング周波数Ｎｓとなり、この値Ｎｓとオーディオ自体の持つサンプリング周波数ｆｓとの比をサンプルレート制御部１０８が計算することにより、サンプルレート変換部１０４に与えるべき周波数比Ｒｆを算出できる。例えば、オーディオ自体のサンプリング周波数が４８ｋＨｚで、サンプル数計測部１０７で計測したサンプル数が４８００２サンプルとすると、その比は４８００２÷４８０００≒１．００００４２となる。
【００４０】
そこで、サンプルレート制御部１０８で前回設定した制御値に対して今回算出した値を乗じて、サンプルレート変換部１０４の周波数比として与える。前回設定した値が１．００００００とすると、今回は１．００００４２を設定することになる。サンプルレート変換部１０４の出力サンプリング周波数は予め決められた値である。このため、サンプリング周波数比を大きくすることにより、オーディオデコード部１０３からサンプルレート変換部１０４へ入力される１秒当たりのオーディオサンプル数を正規の値に制御できる。即ち、前回のサンプル数４８００２を１．００００４２で除算することにより、４８０００に変換できる。この値はオーディオ自体の持つサンプリング周波数と一致する。
【００４１】
以上のようにリファレンスクロックを用いてカウントしたサンプル数を、サンプルレート制御部１０８で除算することによって、周波数比を計算することができる。しかしながら、ハードウェアの実現規模を考慮すると、除算回路を用いることは望ましくない。同様の効果を差分回路を用いてサンプルレート制御部を実現することも可能である。その実現例を図３に示す。
【００４２】
周波数差計算部３０１はデコード過程で得られるサンプリング周波数情報ｆｓと、サンプル数計測部１０７が計測するサンプル数による周波数差Δｆを計算する。簡単のため、リファレンスクロックの周期を１秒とすると、周波数誤差ΔｆはＮｓ−ｆｓで得られる。周波数比計算部３０２は、誤差Δｆの正負あるいは絶対値までを考慮し、誤差Δｆに利得Ｇを乗じた値を利得成分とし、この利得成分を前回の周波数比Ｒｆ２に加える。周波数比計算部３０２は、こうして現時刻での周波数比Ｒｆを算出し、レジスタ３０３に保持させると共に、図１のサンプルレート変換部１０４に供給する。
【００４３】
レジスタ３０３は１つ前に出力した周波数比Ｒｆ２を記憶する。例えば、オーディオ自体のサンプリング周波数が４８ｋＨｚ、前回の周波数比Ｒｆ２が１．００００００で、今回のサンプル数の誤差Δｆが２とすると、利得成分はＧ×２となり、今回の周波数比ＲｆはＲｆ２＋Ｇ×２となる。Ｇはゲインで、サンプリング周波数の逆数、もしくはサンプリング周波数の逆数より小さい値を用いる。Ｇ＝１÷４８０００とすると、Ｒｆは１．００００４２となり、除算を用いたものとほぼ同様の結果が得られる。
【００４４】
次に、過去の差分値を累加算し、周波数比を求める形態のサンプルレート制御部の構成図を図４に示す。図中の周波数差計算部４０１、周波数比計算部４０３、レジスタ４０４は、図３の周波数差計算部３０１、周波数比計算部３０２、レジスタ３０３と各々同一である。ここでは累加算部４０２のみについて説明する。
【００４５】
累加算部４０２では、周波数誤差計算部４０１で計算した誤差Δｆの累積加算を行う。累積加算した誤差を周波数比計算部４０３で用いることにより、過去の誤差を含めて０にするよう制御できる。サンプリング周波数の誤差の蓄積は、オーディオデコード部１０３内の出力データを保存しておくバッファを圧迫する。そして、誤差がバッファサイズに比較して大きくなると、バッファのオーバーフローやアンダーフローが発生する。累加算部４０２で誤差を蓄積し、蓄積した誤差を０にするようにサンプルレート変換部１０４を制御することで、バッファオーバーフロー及びアンダーフローを防止することができる。
【００４６】
また上記の動作例では、サンプルレート変換部１０４の出力クロックと、オーディオデータ自体のサンプリングクロックがほぼ同じ値である場合を説明したが、両者が必ずしも同じ値である必要はない。例えば、サンプルレート変換部１０４の出力クロックが４８ｋＨｚで、オーディオデータ自体のサンプリングクロックが３２ｋＨｚでもよい。この場合は、４８ｋＨｚを３２ｋＨｚで割った値１．５０００００を予め設定しておき、これを周波数比計算部の出力に乗じて周波数比としてサンプルレート変換部１０４に供給すればよい。
【００４７】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２として、デジタル放送において送出側よりタイムスタンプ情報が送信されない場合のデジタル放送受信機について説明する。ここでは、欧州ＤＡＢ（ＥＴＳ３００４０１　ＥＴＳＩ規格）を例にとり説明する。図５は本実施の形態のデジタル放送受信機の要部構成図である。図５に示すオーディオデコード部５０３、サンプルレート変換部５０４、サンプル数計測部５０７、サンプルレート制御部５０８は、実施の形態１で説明したオーディオデコード部、サンプルレート変換部、サンプル数計測部、サンプルレート制御部と動作が同じであるため、ここでは詳しい説明を省略する。欧州ＤＡＢでは、図６に示す伝送フレームを用いる。
【００４８】
図６のＮＵＬＬシンボルは伝送フレーム先頭を表すため、信号電力がないシンボルである。図５のＮＵＬＬ検出部５０９は波形レベルでＮＵＬＬシンボルを検出し、伝送フレームの先頭を識別する。復調部５０１はＮＵＬＬシンボルに続くフェイズリファレンスシンボル（以下、ＰＲＳという）、シンボル２（Ｓ２）、シンボル３（Ｓ３）、・・・シンボル７６（Ｓ７６）をＯＦＤＭ復調する。
【００４９】
受信性能向上のために、更に正確な伝送フレーム先頭位置の検出が望まれている。このため、同期制御部５１０は伝送路のインパルス応答を推定し、インパルス応答から送受信間の時間差を算出し、デジタル復調の最小単位である伝送シンボルの切り出し開始位置を制御する。これを時間同期制御という。このため同期制御部５１０はＮＵＬＬシンボルに続くＰＲＳを解析し、伝送路のインパルスレスポンス（以下、ＣＩＲという）を推定する。そして同期制御部５１０は、ＣＩＲからフレーム切り出し位置、又はシンボル切り出し位置を決める。
【００５０】
このようなＣＩＲを用いたフレーム同期ずれ又はシンボル同期ずれの検出技術は、特開平１０−５０７６１６号公報の伝送システムに記載されている。
【００５１】
同期制御部５１０は、伝送フレームの先頭位置を示すパルスを出力し、復調部５０１はパルス位置を伝送フレームの先頭として順次シンボルを復調する。リファレンスクロック発生部５０６は、同期制御部５１０から復調部５０１に与えられる同期制御のタイミング信号を計測し、一定数をカウントした期間を一周期とすることによりリファレンスクロックを発生する。欧州ＤＡＢは４つの伝送モードを持つが、ここではモード１を例にとり説明する。モード１の伝送フレーム長は９６ｍｓであることが規格で定められている。リファレンスクロック発生部５０６では、伝送フレームの先頭位置を示すパルスの１０周期を１周期（９６０ｍｓ）とするリファレンスクロックを出力する。
【００５２】
また、欧州ＤＡＢのオーディオサンプリングクロックは４８ｋＨｚ又は２４ｋＨｚと定められている。サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合、９６０ｍｓ中には４６０８０個のオーディオサンプルがオーディオデコード部から出力される。この場合、送信側に対して受信機側が同期していることになる。
【００５３】
サンプルレート変換部５０４に与える周波数比Ｒｆをサンプルレート制御部５０８で制御し、オーディオデコード部５０３から出力される所定時間、即ち９６０ｍｓ当たりのサンプル数４６０８０サンプルに近づけるようにする動作は、実施の形態１の動作の場合と同様である。
【００５４】
以上の説明ではモード１を例にとり説明したが、他のモードにおいても伝送フレーム長が異なるだけで、モード１と同様に実施可能である。また、本実施例は欧州ＤＡＢに限定されるものでもない。
【００５５】
なお、実施の形態１及び２の周波数比計算部において、その初期値としてオーディオデータ自体のサンプリング周波数を、サンプルレート変換部の出力サンプル周波数Ｒｆで割った値とすることにより、より速くオーディオデコード部の出力サンプリング周波数をオーディオデータ自体の所望のサンプリング周波数に収束させることができる。
【００５６】
なお、実施の形態１及び２のサンプルレート変換部は、サンプルレート変換のための周波数比の設定分解能が１／２０００００以上のものが好ましい。
【００５７】
なお、実施の形態１及び２のオーディオデコード部は、個々のデジタル放送システムに応じて決められており、個々のデジタル放送システムに対応したものとする。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように請求項１〜５の発明によれば、送出側のクロックにより生成されたタイムスタンプを伝送するデジタル放送において、電圧制御発信器や電圧制御水晶発振器を用いずとも、受信機側のオーディオデコード部の出力するサンプリングクロックを送出側のオーディオサンプリングクロックに同期させ、安定してオーディオ信号を再生させることができる。
【００５９】
また請求項６〜１１記載の発明によれば、送出側でタイムスタンプを送出しないデジタル放送においても、復調部の同期制御を行う同期制御部で生成する伝送フレームもしくはシンボルの開始位置を示す制御信号の周期を用いてリファレンスクロックを発生させることが可能である。請求項１と同様に電圧制御発信器や電圧制御水晶発振器を用いずとも、受信機側のオーディオデコード部の出力するサンプリングクロックを送出側のオーディオサンプリングクロックに同期させ、安定して再生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるデジタル放送受信機の要部構成図である。
【図２】実施の形態１のデジタル放送受信機に用いられるリファレンスクロック発生部の構成図である。
【図３】実施の形態１のデジタル放送受信機に用いられる第１のサンプルレート制御部の構成図である。
【図４】実施の形態１のデジタル放送受信機に用いられる第２のサンプルレート制御部の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるデジタル放送受信機の要部構成図である。
【図６】欧州ＤＡＢの伝送フレームフォーマットを示す説明図である。
【図７】ＰＬＬを用いた従来の同期システムクロック生成部の構成図である。
【図８】従来の同期システムクロック生成部を用いた場合のデジタル放送受信機の要部構成図である。
【符号の説明】
１０１，５０１　復調部
１０２　データ抽出部
１０３，５０３　オーディオデコード部
１０４，５０４　サンプルレート変換部
１０５　システムクロック発生部
１０６，５０６　リファレンスクロック発生部
１０７，５０７　サンプル数計測部
１０８，５０８　サンプルレート制御部
２０１　システムクロックカウント部
２０２　カウンタ制御部
２０３　差分計測部
２０４　リファレンスクロック出力部
３０１，４０１　周波数差計算部
３０２，４０３　周波数比計算部
３０３，４０４　レジスタ
４０２　累加算部
５０９　ＮＵＬＬ検出部
５１０　同期制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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