(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭ受信機１の受信性能を損なうことなく、チューナー部を構成する低雑音増幅器ＬＮＡ、周波数変換部ＣＶ、中間周波増幅器ＩＦＡ、局部発振器ＬＯ、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣ等の消費電力を低減し、これにより受信機全体の消費電力を削減する。【解決手段】受信信号の瞬時Ｃ／Ｎを推定し、推定された受信信号の瞬時Ｃ／Ｎに応じて、瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ閾値よりも劣化した場合は、チューナー部内を低雑音モードに切替え、瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ閾値よりも劣化していない場合は、チューナー部内を省電力モードに切替えることにより、チューナー部内各部の消費電力を抑制する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号を、中間周波数に変換して増幅する機能と、直交信号に変換する機能と、ディジタル信号に変換する機能とを有するチューナー部と、
チューナー部から出力されたディジタル直交信号を、高速フーリエ変換アルゴリズムを用いてもとのサブチャンネルごとのシンボル列に復調するＯＦＤＭ復調部と、
受信信号の瞬時Ｃ／Ｎを推定する伝搬路推定部と、
伝搬路推定部により推定された受信信号の瞬時Ｃ／Ｎに応じて、瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ閾値よりも劣化した場合は、チューナー部内を比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替え、瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ閾値よりも劣化していない場合は、チューナー部内を雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切替えることにより、チューナー部内各部の消費電力を抑制する制御部とを備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信機。
【請求項２】
前期伝搬路推定部は、特定のサブチャンネルに含まれている振幅及び位相同期のための既知シンボルと、受信シンボルとの直交空間上の距離情報を用いて、受信信号の瞬時Ｃ／Ｎを推定するものである請求項１記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項３】
前記モード切替えのＣ／Ｎ閾値は、雑音は多くても比較的消費電力の少ないモード選択時のビット誤り率が、許容できる誤り率であるかどうかを基準として設定される請求項１記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項４】
受信信号を、中間周波数に変換して増幅する機能と、直交信号に変換する機能と、ディジタル信号に変換する機能とを有するチューナー部と、
チューナー部から出力されたディジタル直交信号を、高速フーリエ変換アルゴリズムを用いてもとのサブチャンネルごとのシンボル列に復調するＯＦＤＭ復調部と、
受信信号に基づいてサブチャンネルの変調方式を判定し、判定されたサブチャンネルの変調方式の変調多値数に応じて、変調多値数が多い場合は、チューナー部内を比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替え、変調多値数が少ない場合は、チューナー部内を雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切替えることにより、チューナー部内各部の消費電力を抑制する制御部とを備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信機。
【請求項５】
受信信号を、中間周波数に変換して増幅する機能と、直交信号に変換する機能と、ディジタル信号に変換する機能とを有するチューナー部と、
チューナー部から出力されたディジタル直交信号を、高速フーリエ変換アルゴリズムを用いてもとのサブチャンネルごとのシンボル列に復調するＯＦＤＭ復調部と、
受信信号に基づいて伝送モード（シンボル長）を判定し、判定されたシンボル長に応じて、シンボル長が長い値である場合は、チューナー部内を比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替え、シンボル長が短い値である場合は、チューナー部内を雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切替えることにより、チューナー部内各部の消費電力を抑制する制御部とを備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信機。
【請求項６】
チューナー部は、高性能のチューナーＡと、低性能のチューナーＢとの２種類のチューナーを有し、前記制御部は、比較的消費電力は大きいが低雑音のモード、雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードのいずれかに応じて、チューナーＡ，Ｂのいずれかを選択的に切替える請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項７】
前記制御部は、比較的消費電力は大きいが低雑音のモード、雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードのいずれかに応じて、チューナー部の低雑音増幅器の性能を選択的に切替える請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項８】
前記制御部は、比較的消費電力は大きいが低雑音のモード、雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードのいずれかに応じて、チューナー部の中間周波増幅器の性能を選択的に切替える請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項９】
前記制御部は、比較的消費電力は大きいが低雑音のモード、雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードのいずれかに応じて、チューナー部の局部発振器の周波数安定度を切替える請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１０】
前記制御部は、比較的消費電力は大きいが低雑音のモード、雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードのいずれかに応じて、チューナー部の局部発振器内の電圧制御型発振器の周波数安定度を切替える請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１１】
前記制御部は、比較的消費電力は大きいが低雑音のモード、雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードのいずれかに応じて、チューナー部内のＡ／Ｄ変換器の変換ビット数を切替える請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１２】
前記制御部は、モード切替えを、ＯＦＤＭ信号のガード期間中に行う請求項１〜請求項１１のいずれかに記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項１３】
ＯＦＤＭ受信機の受信信号の瞬時Ｃ／Ｎに応じて、瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ閾値よりも劣化した場合は、ＯＦＤＭ受信機のチューナー部内を比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替え、瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ閾値よりも劣化していない場合は、チューナー部内を雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切替えることにより、チューナー部内各部の消費電力を抑制することを特徴とするＯＦＤＭ受信機の制御装置。
【請求項１４】
ＯＦＤＭ受信機の受信信号に基づいてサブチャンネルの変調方式を判定し、判定されたサブチャンネルの変調方式の変調多値数に応じて、変調多値数が多い場合は、ＯＦＤＭ受信機のチューナー部内を比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替え、変調多値数が少ない場合は、チューナー部内を雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切替えることにより、チューナー部内各部の消費電力を抑制することを特徴とするＯＦＤＭ受信機の制御装置。
【請求項１５】
ＯＦＤＭ受信機の受信信号に基づいて伝送モード（シンボル長）を判定し、判定されたシンボル長に応じて、シンボル長が長い値である場合は、ＯＦＤＭ受信機のチューナー部内を比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替え、シンボル長が短い値である場合は、チューナー部内を雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切替えることにより、チューナー部内各部の消費電力を抑制することを特徴とするＯＦＤＭ受信機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ方式の信号を受信するＯＦＤＭ受信機及びその制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョンの地上波ディジタル放送では、キャリアの変調方式として、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）方式が採用されている。
ＯＦＤＭでは、ガード期間ＧＩが設けられているので、フェージングに強いという利点があるものの、電波の伝搬条件が非常に悪い場合は、受信信号のＣ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が劣化して、ビット誤り率が増加する。したがって、チューナー部に、高利得、低雑音など高性能が要求される。
【０００３】
またＯＦＤＭでは、１シンボル長が最大１ｍｓｅｃと、他のディジタル伝送に比べて非常に長いシンボルが用いられる。この場合、受信機内の局部発振器では、シンボル長にわたって一定の周波数の正弦波を発生させる必要があるため、局部発振器に位相雑音の少ないことと、高い安定性が要求される。
また、各サブチャンネルの変調方式として、変調多値数の多い６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などが採用される場合、受信機内の低雑音増幅器（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、周波数変換部、ローパスフィルタ、中間周波増幅器により発生する熱雑音を低く抑える必要がある。さらに、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器の量子化ビット幅を大きくとる必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６５７８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
受信信号のＣ／Ｎが劣化している場合、長いシンボル長が用いられている場合、変調多値数の多い方式が採用されている場合は、前記のように優れた受信性能は必要であるが、そうでない場合は、受信性能を過度に向上させなくても、誤り訂正などで十分実用的な信号が得られる。
かえって、安定性の高い局部発振器、熱雑音の小さい低雑音増幅器、量子化ビット幅の大きなＡ／Ｄ変換器等は、その消費電力が大きくなるため、受信機全体の消費電力を増大させる。
【０００６】
特に、受信機を携帯端末装置へ実装する場合、携帯端末装置の電池容量は限られているため、受信機の消費電力低減は大きな課題となる。
そこで、本発明は、受信条件に応じて、チューナーを構成する低雑音増幅器、周波数変換部、中間周波増幅器、局部発振器、Ａ／Ｄ変換器等の消費電力を低減し、これにより受信機全体の消費電力を削減できるＯＦＤＭ受信機及びその制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のＯＦＤＭ受信機は、受信信号を、中間周波数に変換して増幅する機能と、直交信号に変換する機能と、ディジタル信号に変換する機能とを有するチューナー部と、チューナー部から出力されたディジタル直交信号を、高速フーリエ変換アルゴリズムを用いてもとのサブチャンネルごとのシンボル列に復調するＯＦＤＭ復調部と、受信信号の瞬時Ｃ／Ｎを推定する伝搬路推定部と、伝搬路推定部により推定された受信信号の瞬時Ｃ／Ｎに応じて、瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ閾値よりも劣化した場合は、チューナー部内を比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替え、瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ閾値よりも劣化していない場合は、チューナー部内を雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切替えることにより、チューナー部内各部の消費電力を抑制する制御部とを備えるものである（請求項１）。
【０００８】
前記の構成によれば、伝搬路推定部により推定された受信信号の瞬時Ｃ／Ｎに応じて、瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ閾値よりも劣化した場合は、チューナー部内を比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替えるが、瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ閾値よりも劣化していない場合は、チューナー部内を雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切り替ることにより、チューナー部内各部の瞬時的な消費電力を抑制することができる。したがって、時間平均的にみて、チューナー部内の消費電力を低減し、これにより受信機全体の消費電力を削減することができる。
【０００９】
前期伝搬路推定部は、特定のサブチャンネルに含まれている振幅及び位相同期のための既知シンボルと、受信シンボルとの直交空間上の距離情報を用いて、受信信号の瞬時Ｃ／Ｎを推定するものであってもよい（請求項２）。
前記モード切替えのＣ／Ｎ閾値は、雑音は多くても比較的消費電力の少ないモード選択時のビット誤り率が、許容できる誤り率であるかどうかを基準として設定すればよい（請求項３）。
【００１０】
また、本発明のＯＦＤＭ受信機は、受信信号を、中間周波数に変換して増幅する機能と、直交信号に変換する機能と、ディジタル信号に変換する機能とを有するチューナー部と、チューナー部から出力されたディジタル直交信号を、高速フーリエ変換アルゴリズムを用いてもとのサブチャンネルごとのシンボル列に復調するＯＦＤＭ復調部と、受信信号に基づいてサブチャンネルの変調方式を判定し、判定されたサブチャンネルの変調方式の変調多値数に応じて、変調多値数が多い場合は、チューナー部内を比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替え、変調多値数が少ない場合は、チューナー部内を雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切替えることにより、チューナー部内各部の消費電力を抑制する制御部とを備えるものである（請求項４）。
【００１１】
ＯＦＤＭ受信機は、サブチャンネルの変調方式の変調多値数が多い場合は、雑音に弱いという特性があるので比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替えるが、変調多値数が少ない場合は、雑音に強く雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切替えることができる。したがって、チューナー部内の消費電力を低減し、これにより受信機全体の消費電力を削減することができる。
また、本発明のＯＦＤＭ受信機は、受信信号を、中間周波数に変換して増幅する機能と、直交信号に変換する機能と、ディジタル信号に変換する機能とを有するチューナー部と、チューナー部から出力されたディジタル直交信号を、高速フーリエ変換アルゴリズムを用いてもとのサブチャンネルごとのシンボル列に復調するＯＦＤＭ復調部と、受信信号に基づいて伝送モード（シンボル長）を判定し、判定されたシンボル長に応じて、シンボル長が長い値である場合は、チューナー部内を比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替え、シンボル長が短い値である場合は、チューナー部内を雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切替えることにより、チューナー部内各部の消費電力を抑制する制御部とを備えるものである（請求項５）。
【００１２】
ＯＦＤＭ受信機は、シンボル長が長い場合は、安定性が要求されるという特性があるので比較的消費電力は大きいが低雑音のモードに切替えるが、シンボル長が短い場合は、安定性の要求が緩やかなので雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切替えることができる。したがって、チューナー部内の消費電力を低減し、これにより受信機全体の消費電力を削減することができる。
比較的消費電力は大きいが低雑音のモード、雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードのいずれかに応じてチューナー部の消費電力を切替える場合、チューナー部のどの素子を切替えの対象にできるかを、次項の本発明の実施の形態に例示している。具体的に言えば、性能の違うチューナーを用意して切替える（請求項６）、チューナー部の低雑音増幅器又は中間周波増幅器の性能を制御信号により選択する（請求項７，８）、チューナー部の局部発振器の周波数安定度を切替える（請求項９）、チューナー部の局部発振器内の電圧制御型発振器の周波数安定度を切替える（請求項１０）、チューナー部内のＡ／Ｄ変換器の変換ビット数を切替える（請求項１１）。
【００１３】
モード切替えのタイミングは、ＯＦＤＭ信号のガード期間中に行うことが、切替えの衝撃で復調信号の劣化をもたらさないためには、好ましい（請求項１２）。
請求項１３〜１５のＯＦＤＭ受信機の制御装置は、それぞれ請求項１，４，５のＯＦＤＭ受信機の制御部を独立して規定したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
―ＯＦＤＭ受信機の全体構成―
図１は、本実施の形態におけるＯＦＤＭ受信機１の構成を示すブロック図である。受信アンテナから入力された信号は、チューナー部２に入力され、ここで中間周波数に変換されて増幅され、直交信号Ｉ，Ｑに変換され、ディジタル信号に変換されてチューナー部２から出力される。出力されたディジタルＩ，Ｑ信号は、ＯＦＤＭ復調部３に入力される。ＯＦＤＭ復調部３では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ；  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）アルゴリズムを用いて受信信号をもとのサブチャンネルごとのシンボルに復調する。復調されたシンボル列は、画像信号処理部（図示せず）に入力され、所定の画像処理が行われて、テレビ画面に表示される。
【００１５】
伝搬路推定部４は、特定のサブチャンネルに含まれている振幅及び位相同期のための既知シンボル（ＱＡＭ判定シンボル）を用いて、受信信号の瞬時Ｃ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）を推定する。
また制御部５は、変調方式や多重化の情報を規定するＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）情報を伝送するサブチャンネル信号を復調し、サブチャンネルの変調方式（６４ＱＡＭ，１６ＱＡＭ，ＱＰＳＫ）を判定する。さらに制御部５は、受信機に入力された信号の伝送モード（シンボル長）を判定する。
【００１６】
そして制御部５は、伝送モード、変調方式の判定結果、推定された受信電波のＣ／Ｎに応じてチューナー部２内各部の消費電力を制御する。この制御方法については、次に説明する。
以上の制御部５の機能の全部又は一部は、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、ＯＦＤＭ受信機１のコンピュータが実行することにより実現される。
【００１７】
―ＯＦＤＭ受信機１各部の構成と、消費電力の制御方法―
図２は、ダイレクトコンバージョン切替え型のチューナー部２の詳細な構成を示すブロック図である。
チューナー部２は、２つのチューナーＡ，Ｂを備えている。それらのチューナーＡ，Ｂは、入力側スイッチＳＷ１及び出力側スイッチＳＷ２でいずれかに切替えられる。チューナーＡは、低雑音増幅器ＬＮＡ、周波数変換器ＣＶ、パンドパスフィルタＢＰＦ及び中間周波増幅器ＩＦＡで構成され、チューナーＢは、低雑音増幅器ＬＮＡを除いた、周波数変換器ＣＶ、パンドパスフィルタＢＰＦ及び中間周波増幅器ＩＦＡで構成されている。チューナーＡ又はＢの出力は、周波数変換器ＣＶにおいて、直交する正弦波信号によりアナログＩ，Ｑ信号に変換され、ローパスフィルタＬＰＦを通して、Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換され、それぞれＯＦＤＭ復調部３に入力される。
【００１８】
前記周波数変換器ＣＶには、ＰＬＬシンセサイザなどで構成される局部発振器ＬＯから所定周波数の信号が送られて、高周波から中間周波への周波数変換が行われる。
前記入力側スイッチＳＷ１及び出力側スイッチＳＷ２は、ＦＥＴ素子などで構成され、ＦＥＴ素子のゲート電圧をオンオフすることによって切替えを行うことができる。
【００１９】
図３は、ダイレクトコンバージョン切替え型のチューナー部２の詳細な構成を示すブロック図である。図２のチューナー部２との相違は、チューナーＡ又はＢの出力を、後段の周波数変換器ＣＶにおいて周波数変換し、Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換した後に、ヒルベルト変換してディジタルＩ，Ｑ信号を直接取得していることである。チューナーＡ，Ｂの構成は図２と同じであるので、説明を省略する。
【００２０】
図２、図３において、制御信号ＣＮＴ１により、入力側スイッチＳＷ１及び出力側スイッチＳＷ２を、チューナーＡ側に切替えた場合、連動するスイッチ（図示せず）により不要なチューナーＢの電源を切断するようにしている。チューナーＢ側に切替えた場合、連動するスイッチ（図示せず）により不要なチューナーＡの電源を切断するようにしている。チューナーＡの消費電力は、低雑音増幅器ＬＮＡを持っている分、チューナーＢの消費電力よりも大きくなる。
【００２１】
チューナーＡ側に切替えた場合、入力信号は、低雑音増幅器ＬＮＡを通るので、それだけ大きく増幅されるが、消費電力は、比較的大きくなる。チューナーＢ側に切替えた場合、入力信号は、低雑音増幅器ＬＮＡを通らないで直接周波数変換器ＣＶに入るので増幅率は低くなる。しかし、消費電力は小さくて済む。
図４は、伝搬路推定部４のＣ／Ｎ推定機能を説明するための図であり、（ａ）はＩ，Ｑ平面上で、受信したシンボルｒｋとＱＡＭ判定シンボルＳｋとの距離ｄｋを求める様子を示している。ここで添え字ｋは各シンボルを表す。（ｂ）は、伝搬路推定部４の機能ブロック図であり、伝搬路推定部４は、ＱＡＭ判定シンボルＳｋを求めるＱＡＭ判定部と、ＱＡＭ判定シンボルＳｋと受信したシンボルｒｋとの距離ｄｋを求める距離計算部と、各距離を添え字ｋについて加算して平均をとる平均部とを備えている。
【００２２】
図５は、低雑音増幅器ＬＮＡの回路図である。低雑音増幅器ＬＮＡは、入力端子ＩＮ、４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４及び出力端子ＯＵＴを備えている。トランジスタＱ１は増幅を行い、トランジスタＱ２，Ｑ３は負荷抵抗Ｒ２，Ｒ３をそれぞれ接続するものであり、トランジスタＱ４は入力端子・出力端子間をバイパスするためにある。なおＲ２＜Ｒ３の関係にある。
制御信号ＣＮＴ３は、ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３の３つの制御信号からなる。ＳＥＬ１によりトランジスタＱ４をオンすれば、入力端子・出力端子間はバイパスされ増幅率は１になる。このときＳＥＬ２，ＳＥＬ３をローにして消費電流を削減する。ＳＥＬ１をローにするとともに、制御信号ＳＥＬ２によりトランジスタＱ２をオンすれば、負荷抵抗Ｒ２が接続され増幅率は１より大きいが比較的小さな値になる。ＳＥＬ１をローにするとともに、制御信号ＳＥＬ３によりトランジスタＱ３をオンすれば、負荷抵抗Ｒ３が接続され増幅率は比較的大きくなる。
【００２３】
消費電力を小さくしたい場合、雑音は多くても比較的消費電力の少ないモード（省電力モードという）を選ぶ。このためには、制御信号ＳＥＬ１を選択する。消費電力が大きくてもよいから、増幅率を上げたい場合、比較的消費電力は大きいが低雑音のモード（低雑音モードという）を選ぶ。このときは制御信号ＳＥＬ３を選択する。
図６は、中間周波増幅器ＩＦＡの回路図である。中間周波増幅器ＩＦＡは、入力端子ＩＮ、４つのトランジスタＱ５〜Ｑ８及び出力端子ＯＵＴを備えている。トランジスタＱ５は増幅を行い、トランジスタＱ６，Ｑ７は負荷抵抗Ｒ４，Ｒ５をそれぞれ接続するものであり、トランジスタＱ８は入力端子・出力端子間をバイパスするためにある。なおＲ４＜Ｒ５の関係にある。
【００２４】
制御信号ＣＮＴ４は、ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３の３つの制御信号からなる。制御信号ＳＥＬ１によりトランジスタＱ８をオンすれば、入力端子・出力端子間はバイパスされ増幅率は１になる。このときＳＥＬ２，ＳＥＬ３をローにして消費電流を削減する。ＳＥＬ１をローにするとともに、制御信号ＳＥＬ２によりトランジスタＱ６をオンすれば、負荷抵抗Ｒ４が接続され増幅率は１より大きいが比較的小さな値になる。ＳＥＬ１をローにするとともに、制御信号ＳＥＬ３によりトランジスタＱ７をオンすれば、負荷抵抗Ｒ５が接続され増幅率は比較的大きくなる。
【００２５】
消費電力を小さくしたい場合、省電力モードを選ぶ。このためには、制御信号ＳＥＬ１を選択する。消費電力が大きくてもよいから、増幅率を上げたい場合、低雑音モードを選ぶ。このときは制御信号ＳＥＬ３を選択する。
図７は、ＰＬＬシンセサイザで構成される局部発振器ＬＯのブロック図である。この局部発振器ＬＯは、基準発振器、ローパスフィルタＬＰＦ、電圧制御型発振器ＶＣＯ、出力周波数信号を取り込むプリスケーラ、可変分周器、可変分周器から出力される周波数信号と、基準発振器の周波数信号とを位相比較する位相比較器、位相比較器の出力とＯＦＤＭ復調部３から提供される周波数オフセット値とを切替える切替えスイッチＳＷ３を備えている。
【００２６】
省電力モードで働かせる場合は、破線で囲まれているプリスケーラ、可変分周器、位相比較器、基準発振器の電源をオフにする。この場合、切替えスイッチＳＷ３で周波数オフセット値を選択する。電圧制御型発振器ＶＣＯは、周波数オフセット値より周波数制御が行なわれる。
低雑音モードで働かせる場合は、破線で囲まれているプリスケーラ、可変分周器、位相比較器、基準発振器の電源をオンにする。この場合、切替えスイッチＳＷ３は位相比較器の出力を選択する。これにより、通常のＰＬＬとして動作する。
【００２７】
図８は、電圧制御型発振器ＶＣＯの回路図である。図７のローパスフィルタＬＰＦからの制御電圧信号をＶｃｏｎｔ１で表している。この電圧制御型発振器ＶＣＯは、制御電圧信号Ｖｃｏｎｔ１に応じた周波数の信号を発振する。その信号は差動増幅器１１に供給され、差動増幅器１１から周波数信号が取り出される。
電源端子に接続されたトランジスタＱ９は、負荷電流Ｉを流すためのものである。負荷電流Ｉの大きさは、トランジスタＱ９のゲートに印加される制御電圧信号Ｖｃｏｎｔ２に応じて変化する。一方、制御電圧信号Ｖｃｏｎｔ２と出力周波数信号に含まれる位相雑音との関係は、図９のようになる。図９から分かるように、一般に、制御電圧信号Ｖｃｏｎｔ２が増加すると、位相雑音は減る傾向にある。
【００２８】
したがって、省電力モードで働かせる場合は、制御電圧信号Ｖｃｏｎｔ２を下げると、負荷電流Ｉが減り消費電力は小さくなる。しかし、出力周波数信号に含まれる位相雑音は多くなる。
低雑音モードで働かせる場合は、制御電圧信号Ｖｃｏｎｔ２を上げると、出力周波数信号に含まれる位相雑音は少なくなる。しかし、負荷電流Ｉが増え消費電力は大きくなる。
【００２９】
図１０は、Ａ／Ｄ変換器のブロック図である。Ａ／Ｄ変換器は、ステージ１からステージ９までの９つの変換段を備えている。入力アナログ信号Ｖｉｎ＋，Ｖｉｎ−は、前段のステージから入力され、各段で２ビットずつのディジタル信号に変換されていく。ステージ１〜８の出力部には、遅延素子Ｄが挿入され、各ステージからの変換信号が同一時刻でディジタル補正に入力されるようになっている。
通常、前段の方が高精度のために消費電力が大きいので、前段の２つのステージ１，２に対して、受信状態に応じて、スルーにして消費電力を削減する。その結果、省電力モードで働かせる場合は、段数は７となり、各段の出力ビット数は２であるから、アナログ信号は、２×７−７＋１＝８ビットでディジタル変換されることになる。通常の低雑音モードで働かせる場合は、段数は９となり、各段の出力ビット数は２であるから、アナログ信号は、２×９−９＋１＝１０ビットでディジタル変換されることになる。
【００３０】
ステージ１，２をスルーにする制御信号ＣＮＴ５は、ＰＤＮ１，ＰＤＮ２の２つの制御信号からなる。
図１１（ａ）は、Ａ／Ｄ変換器のステージ１，２の構成図であり、図１１（ｂ）は、Ａ／Ｄ変換器のステージ３〜９の構成図である。
ステージ１では、制御信号ＰＤＮ１により、ステージ１のサンプルホールド回路、ＡＤ変換器をパワーオフにするとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンにしてステージ１をスルーにしてしまう。ステージ２でも、制御信号ＰＤＮ２を使って同様のことをする。
【００３１】
ステージ３〜９には、制御信号ＰＤＮを作用させないので、ステージ３〜９の構成は、省電力モードでも低雑音モードでも同じである。
以上をまとめると、省電力モードで働かせる場合は、前段２つのステージ１，２をスルーにして、２ビット削減して８ビットで動作させる。低雑音モードで働かせる場合は、すべてのステージを使って１０ビットで動作させる。
以上に説明したチューナー構成、低雑音増幅器ＬＮＡ、中間周波増幅器ＩＦＡ、局部発振器ＬＯ、電圧制御型発振器ＶＣＯ、Ａ／Ｄ変換器の制御と、消費電力との関係をまとめると、次の表１のようになる。
【００３２】
【表１】
2004320377.tif 000003
【００３３】
（ａ）チューナー構成：省電力モードで働かせる場合は、切替えスイッチＳＷ１，２をチューナーＢ側に切替える。入力信号は、低雑音増幅器ＬＮＡを通らないで直接周波数変換器ＣＶに入るので利得は低くなるが、消費電力は小さくて済む。低雑音モードで働かせる場合は、切替えスイッチＳＷ１，２をチューナーＡ側に切替える。入力信号は、低雑音増幅器ＬＮＡを通るので、利得は高くなるが、消費電力は、比較的大きくなる。
【００３４】
（ｂ）低雑音増幅器ＬＮＡ：省電力モードで働かせる場合は、制御信号ＳＥＬ１をＨにして、入力端子・出力端子間をバイパスさせ低利得にすることもできる。低雑音モードで働かせる場合は、制御信号ＳＥＬ３をＨにしてトランジスタＱ３をオンする。これにより、負荷抵抗Ｒ３が接続され増幅率は比較的大きくなり、高利得になる。
（ｃ）中間周波増幅器ＩＦＡ：省電力モードで働かせる場合は、制御信号ＳＥＬ１をＨにして、入力端子・出力端子間をバイパスさせ低利得にする。低雑音モードで働かせる場合は、制御信号ＳＥＬ３をＨにしてトランジスタＱ７をオンする。これにより、負荷抵抗Ｒ５が接続され増幅率は比較的大きくなり、高利得になる。
【００３５】
（ｄ）局部発振器ＬＯ：省電力モードで働かせる場合は、プリスケーラ、可変分周器、位相比較器、基準発振器の電源をオフにし、切替えスイッチＳＷ３で、電圧制御型発振器ＶＣＯが、周波数オフセット値により周波数制御が行なわれるようにする。低雑音モードで働かせる場合は、プリスケーラ、可変分周器、位相比較器、基準発振器の電源をオンにし、切替えスイッチＳＷ３で位相比較器の出力により周波数制御が行なわれるようにする。
【００３６】
（ｅ）電圧制御型発振器ＶＣＯ：省電力モードで働かせる場合は、制御電圧信号Ｖｃｏｎｔ２を下げる。これにより、負荷電流Ｉが減り消費電力は小さくなるが、出力周波数信号に含まれる位相雑音は多くなる。低雑音モードで働かせる場合は、制御電圧信号Ｖｃｏｎｔ２を上げる。これにより、出力周波数信号に含まれる位相雑音は少なくなるが、負荷電流Ｉが増え消費電力は大きくなる。
（ｆ）Ａ／Ｄ変換器：省電力モードで働かせる場合は、制御信号ＰＤＮ１，ＰＤＮ２をＬにして、２ビット削減して８ビットで動作させる。これにより、消費電力は小さくなるが、変換の精度は低下する。低雑音モードで働かせる場合は、制御信号ＰＤＮ１，ＰＤＮ２をＨにして、すべてのステージを使って１０ビットで動作させる。これにより、変換精度は向上するが、消費電力は多くなる。
【００３７】
―モード選択基準―
次に、省電力モードと低雑音モードとの選択基準を説明する。
モード選択は、受信信号のＣ／Ｎ又は各サブチャンネルの変調方式若しくは伝送モード（シンボル長）に基づいて行う。
図１２は、受信信号の瞬時Ｃ／Ｎとビット誤り率との関係を示すグラフである。ビット誤り率が所要のしきい値以下であれば、後段の誤り訂正により実用上はエラーフリーの伝送が可能になる。
【００３８】
破線Ａは、チューナーＡを選択し、低雑音増幅器ＬＮＡを高利得に設定し、中間周波増幅器ＩＦＡを高利得に設定し、局部発振器ＬＯを高安定に設定し、電圧制御型発振器ＶＣＯの位相雑音が小さくなるように設定し、Ａ／Ｄ変換器をフルスケールに設定した場合の瞬時Ｃ／Ｎとビット誤り率の特性を示す。この条件を「低雑音モード」という。
破線Ｂは、チューナーＢを選択し、低雑音増幅器ＬＮＡを低利得に設定し、中間周波増幅器ＩＦＡを低利得に設定し、局部発振器ＬＯを低安定に設定し、電圧制御型発振器ＶＣＯの位相雑音が大きくなるように設定し、Ａ／Ｄ変換器をダウンスケールに設定した場合の瞬時Ｃ／Ｎとビット誤り率の特性を示す。この条件を「省電力モード」という。
【００３９】
省電力モードで、ビット誤り率が所要のしきい値と等しくなる瞬時Ｃ／ＮをＣ／Ｎ０で示している。受信機の伝搬路推定部４によって推定された瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ０以上となる領域では、低雑音モード、省電力モードのいずれを選択してもビット誤り率がしきい値以下となるので、消費電力の少ない省電力モードを選択する。瞬時Ｃ／ＮがＣ／Ｎ０以下となる領域では、省電力モードを選択するとビット誤り率がしきい値を超えるので、低雑音モードを選択する。
【００４０】
図１３は、変調方式、シンボル長と、動作モードとの関係を示すグラフである。変調多値数の少ないＱＰＳＫが選択された場合や、シンボル長として短いモード（２５０μｓ）が選択された場合は、図１３の白地で示すように、受信機を安定度は低いが消費電力の小さな省電力モードで動作させる。一方、変調多値数の多い６４ＱＡＭ又は長いシンボル長のモードが選択された場合は、図１３のクロスハッチングで示すように、局部発振器ＬＯを、消費電力は大きいが安定度の高い低雑音モードで動作させる。それ以外の図１３の破線ハッチングで示す領域では、省電力モード、低雑音モードのいずれかで動作させる。省電力モード、低雑音モードのどちらを選定するかは、実際に受信機を運用してから決定することが好ましい。
【００４１】
―切替えタイミング―
図１４は、モード切替えタイミングを説明するためのグラフである。図１４（ａ）は、伝搬路推定部４によって推定された瞬時Ｃ／Ｎの時間経過を示し、図１４（ａ）は、ＯＦＤＭ信号のガード期間ＧＩとシンボル期間ｄａｔａの関係を示す。
瞬時Ｃ／Ｎが閾値Ｃ／Ｎ０を越えた時点がシンボル期間中である場合、省電力モードに切替えるとデータの欠落が生じるおそれがあるので、図１４（ｃ）に示すように、次のガード期間ＧＩまで待って、省電力モードに切替える。瞬時Ｃ／Ｎが閾値Ｃ／Ｎ０を下回った時点がシンボル期間中である場合、低雑音モードに切替えるとデータの欠落が生じるおそれがあるので、図１４（ｃ）に示すように、次のガード期間ＧＩまで待って、低雑音モードに切替える。
【００４２】
このように、ガード期間中にモードを切替えることにより、データの連続性を保つことができる。
―モード切替えの効果―
図１５は、フェージング伝搬路における瞬時Ｃ／Ｎの変化と、瞬時消費電力との関係を模式的に示すグラフである。瞬時Ｃ／Ｎがしきい値Ｃ／Ｎ０を超える場合は省電力モードが選択され、瞬時Ｃ／Ｎがしきい値Ｃ／Ｎ０以下に低下した場合、低雑音モードに切替えられる。瞬時消費電力は、省電力モード時は低下し、低雑音モード時は上昇するが、瞬時Ｃ／Ｎは変動しており、しきい値Ｃ／Ｎ０以下なる時間率は１より低いので、平均的には、消費電力を削減することが可能となる。
【００４３】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、低雑音モード、省電力モードの２段階の切替え以外に、標準的な消費電力のモード（標準モード）を設定して、低雑音モード、標準モード、省電力モードの３段階に切替えることも考えられる。本発明では一般に、消費電力量に応じた複数段階のモードを設けることが可能である。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【００４４】
【実施例】
移動型のＯＦＤＭ受信機１を想定して、平均消費電力と、平均ビット誤り率のシミュレーションを行った。サブチャンネルの変調方式はＤＱＰＳＫとした。電波の伝搬路特性はレイリーフェージング型を仮定し、モード切替えの閾値Ｃ／Ｎ０を１０ｄＢとした。省電力モード時は、低雑音モード時の０．５倍の消費電力であるとした。
【００４５】
図１６は、平均の消費電力特性と、時間平均Ｃ／Ｎとの関係を示すグラフである。時間平均Ｃ／Ｎが高いほど省電力モードの時間率が高いため、平均の消費電力は省電力モードの消費電力に近くなっている。時間平均Ｃ／Ｎが低いほど低雑音モードの時間率が高いため、平均の消費電力は低雑音モードの消費電力に近くなっている。時間平均Ｃ／Ｎがモード切替えの閾値１０ｄＢであれば、省電力モード時と低雑音モード時との時間比率は０．５となるため、平均の消費電力は省電力モードの消費電力と低雑音モードの消費電力との中間の値になっている。
【００４６】
図１７は、平均ビット誤り率と、時間平均Ｃ／Ｎとの関係を示すグラフである。破線は、省電力モードのみで運用した場合の平均ビット誤り率、実線は低雑音モードのみで運用した場合の平均ビット誤り率を示す。点線は、モード切替えの閾値Ｃ／Ｎ０を１０ｄＢとして省電力モードと低雑音モードとを切替える本発明の方式を採用した場合の、平均ビット誤り率を示す。
グラフから分かるように、低雑音モードのみで運用した場合の平均ビット誤り率は、低雑音モードのみで運用した場合の平均ビット誤り率と比べて３ｄＢ劣化している。しかし、本発明の方式の平均ビット誤り率は、低雑音モードのみで運用した場合の平均ビット誤り率とほとんど変わりないことが分かる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、受信特性が劣化するおそれのない場合は、チューナー部内を比較的消費電力は大きいが低雑音のモードから雑音は多くても比較的消費電力の少ないモードに切り替ることにより、チューナー部内各部の瞬時的な消費電力を抑制することができる。したがって、時間平均的にみても、チューナー部内の消費電力を低減し、これにより受信機全体の消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態におけるＯＦＤＭ受信機１の構成を示すブロック図である。
【図２】ダイレクトコンバージョン切替え型のチューナー部２の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】ダイレクトコンバージョン切替え型のチューナー部２の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】伝搬路推定部４のＣ／Ｎ推定機能を説明するための図である。
【図５】低雑音増幅器ＬＮＡの回路図である。
【図６】中間周波増幅器ＩＦＡの回路図である。
【図７】ＰＬＬシンセサイザで構成される局部発振器ＬＯのブロック図である。
【図８】電圧制御型発振器ＶＣＯの回路図である。
【図９】制御電圧信号Ｖｃｏｎｔ２と出力周波数信号に含まれる位相雑音との関係を示すグラフである。
【図１０】Ａ／Ｄ変換器のブロック図である。
【図１１】Ａ／Ｄ変換器のビット数切替え方法を説明するための図である。
【図１２】受信信号のＣ／Ｎに基づくモード選択方法を説明するためのグラフである。
【図１３】変調方式、シンボル長と、動作モードとの関係を示すグラフである。
【図１４】モード切替えタイミングを説明するためのグラフである。
【図１５】フェージング伝搬路における瞬時Ｃ／Ｎの変化と、瞬時消費電力との関係を模式的に示すグラフである。
【図１６】平均の消費電力特性と、時間平均Ｃ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【図１７】平均ビット誤り率と、時間平均Ｃ／Ｎとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ＯＦＤＭ受信機
２  チューナー部
３  ＯＦＤＭ復調部
４  伝搬路推定部
５  制御部
１１  差動増幅器
ＡＤＣ  Ａ／Ｄ変換器
ＢＰＦ  パンドパスフィルタ
ＣＶ  周波数変換器
ＩＦＡ  中間周波増幅器
ＬＮＡ  低雑音増幅器
ＬＯ  局部発振器
ＳＷ１，２，３  切替えスイッチ
ＶＣＯ  電圧制御型発振器
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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