(57)【要約】【課題】  構成の簡素化やコストの低減をはかりながら、高い受信品質でのデジタル信号の受信を実現するダイバーシティ受信装置および車両を提供する。【解決手段】  シンボルタイミング検出部１１は、各ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇの中からシンボルタイミング検出用のものを選択するアンテナ選択回路３１と、ＯＦＤＭ信号からシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出回路３２と、アンテナ選択回路３１の指令に基づきシンボルタイミング検出回路３２に接続するＴＶアンテナを切り換えるアンテナ切換スイッチ３３と、基地局の位置や放送チャンネルを記憶した基地局データベース３４と、各ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇの指向性を記憶したアンテナ指向性データベース３５とを備えている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル信号を受信する複数のデジタル信号受信手段と、
デジタル信号受信手段から出力された信号からシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出手段と、
前記シンボルタイミング検出手段に対して信号を出力するデジタル信号受信手段を選択する受信手段選択手段と
を備えたことを特徴とするダイバーシティ受信装置。
【請求項２】
前記受信手段選択手段は、デジタル信号を発信する基地局の位置情報と、自装置の位置情報と、自装置の基準角度に対する角度変位とから、前記デジタル信号受信手段と前記基地局との位置関係を演算し、その演算結果に応じて前記デジタル信号受信手段の選択を行うことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシティ受信装置。
【請求項３】
前記デジタル信号受信手段の受信強度を検出する受信強度検出手段を更に備え、
前記受信手段選択手段は、前記受信強度検出手段の検出結果に応じて前記デジタル信号受信手段の選択を行うことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシティ受信装置。
【請求項４】
デジタル信号を受信する複数のデジタル信号受信手段と、
デジタル信号受信手段から出力された信号からシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出手段と、
前記シンボルタイミング検出手段に対して信号を出力するデジタル信号受信手段を選択する受信手段選択手段と
を備えたことを特徴とする車両。
【請求項５】
前記受信手段選択手段は、デジタル信号を発信する基地局の位置情報と、自車の位置情報と、自車の進行方向とから、前記デジタル信号受信手段と前記基地局との位置関係を演算し、その演算結果に応じて前記デジタル信号受信手段の選択を行うことを特徴とする請求項４に記載の車両。
【請求項６】
前記デジタル信号受信手段の受信強度を検出する受信強度検出手段を更に備え、
前記受信手段選択手段は、前記受信強度検出手段の検出結果に応じて前記デジタル信号受信手段の選択を行うことを特徴とする請求項４に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号の受信に供されるダイバーシティ受信装置に係り、構成の簡素化やコストの低減等を図りながら受信品質の向上を実現させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、乗員が各地の基地局から送信されたＴＶ放送を視聴すべく、インストルメントパネルや前席バックレスト等にテレビジョン（以下、ＴＶと記す）のディスプレイを取り付けたものが存在する。この種の自動車においては、マルチパスフェージング等による受信品質の劣化を抑制すべく、複数のアンテナを用いたダイバーシティ受信が一般に行われている。自動車用のダイバーシティ受信装置としては、ナビゲーションシステムによって得られた自車の位置および進行方向と、基地局の位置とに基づき、指向性ダイバーシティと切換スペースダイバーシティとを適宜選択するものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
一方、周波数帯の利用効率や誤り率特性の向上等を図るべく、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）通信方式を用いた地上波デジタルＴＶ放送等の開発が近年進められている。ＯＦＤＭ通信方式で高品質の受信を行う場合、シンボル同期を高精度に確立することが不可欠であるため、アンテナで受信されたＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出装置が必須である。自動車用のダイバーシティ受信装置としては、各アンテナで受信したＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングをそれぞれ個別のシンボルタイミング検出手段で検出し、時間的に最も早いものをＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理開始のタイミングとするものが提案されている（特許文献２参照）
【特許文献１】特開平４−１４３２９号公報
【特許文献２】特開２００３−１１０５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献２のダイバーシティ受信装置では、アンテナと同数のシンボルタイミング検出装置を使用するため、装置構成の複雑化や製造コストの上昇が避けられなかった。本発明者等は、この問題を解消すべく、１つのアンテナ（マスターアンテナ）に接続されたシンボルタイミング検出装置でのみシンボルタイミングを検出し、そのシンボルタイミングをもって全てのアンテナで受信したＯＦＤＭ信号を処理することを試みた。しかしながら、この方法を採った場合には、シンボルタイミング検出装置は１つで済むものの、自動車の進行方向によって受信性能が大きく変化するという問題があった。例えば、この方法では、基地局の方向にマスターアンテナが指向性をもった状態であれば良好な受信が行えるが、自動車の進行方向の変化等によってマスターアンテナの受信状況が悪くなるとシンボルタイミングの検出が行えなくなってしまい、受信品質（すなわち、映像や音響）が著しく劣化してしまうのである。
【０００５】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、構成の簡素化やコストの低減をはかりながら、高い受信品質での受信を実現するダイバーシティ受信装置および車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に係るダイバーシティ受信装置は、デジタル信号を受信する複数のデジタル信号受信手段と、デジタル信号受信手段から出力された信号からシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出手段と、前記シンボルタイミング検出手段に対して信号を出力するデジタル信号受信手段を選択する受信手段選択手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明に係るダイバーシティ受信装置は、請求項１に記載されたダイバーシティ受信装置において、前記受信手段選択手段は、デジタル信号を発信する基地局の位置情報と、自装置の位置情報と、自装置の基準角度に対する角度変位とから、前記デジタル信号受信手段と前記基地局との位置関係を演算し、その演算結果に応じて前記デジタル信号受信手段の選択を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明に係るダイバーシティ受信装置は、請求項１に記載されたダイバーシティ受信装置において、前記デジタル信号受信手段の受信強度を検出する受信強度検出手段を更に備え、前記受信手段選択手段は、前記受信強度検出手段の検出結果に応じて前記デジタル信号受信手段の選択を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４の発明に係る車両は、デジタル信号を受信する複数のデジタル信号受信手段と、デジタル信号受信手段から出力された信号からシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出手段と、前記シンボルタイミング検出手段に対して信号を出力するデジタル信号受信手段を選択する受信手段選択手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５の発明に係る車両は、請求項４に記載された車両において、前記受信手段選択手段は、デジタル信号を発信する基地局の位置情報と、自車の位置情報と、自車の進行方向とから、前記デジタル信号受信手段と前記基地局との位置関係を演算し、その演算結果に応じて前記デジタル信号受信手段の選択を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６の発明に係る車両は、請求項４に記載された車両において、前記デジタル信号受信手段の受信強度を検出する受信強度検出手段を更に備え、前記受信手段選択手段は、前記受信強度検出手段の検出結果に応じて前記デジタル信号受信手段の選択を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１のダイバーシティ受信装置によれば、シンボルタイミング検出手段にデジタル信号を出力するデジタル信号受信手段を受信手段選択手段が適宜選択することにより、単一のシンボルタイミング検出手段を用いながらシンボルタイミングの適切な検出が実現でき、コストの低減と受信品質の向上とを両立できる。また、請求項２のダイバーシティ受信装置によれば、受信手段選択手段によるデジタル信号受信手段の選択を的確に行うことができる。また、請求項３のダイバーシティ受信装置によれば、受信手段選択手段によるデジタル信号受信手段の選択を的確に行うことができる。また、請求項４の車両によれば、比較的安価な装置を搭載しながら、進行方向の変化等に拘わらず良好なＴＶ視聴等を実現できる。また、請求項５の車両によれば、ナビゲーションシステムのハード資源等を流用することで、受信手段選択手段によるデジタル信号受信手段の選択を的確に行うことができる。また、請求項６のダイバーシティ受信装置によれば、受信手段選択手段によるデジタル信号受信手段の選択を的確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を自動車のダイバーシティ受信装置に適用した２つの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
≪第１実施形態≫
図１は第１実施形態に係る自動車の概略構成図であり、図２は第１実施形態に係るチューナユニットの要部構成図である。また、図３はシンボルタイミング検出処理の手順を示すフローチャートであり、図４は自動車と基地局との位置関係を示す説明図である。
【００１５】
＜自動車の概略構成＞
図１に示すように、第１実施形態の自動車１では、トランクルーム内にナビゲーションユニット２とチューナユニット３とが搭載され、運転席にディスプレイ４や操作ユニット５、左右のスピーカ７ａ，７ｂが設置されている。乗員は、操作ユニット５の図示しないボタンやスイッチを操作したり、リモコンを操作したりすることにより、ナビゲーションユニット２による道順案内や、チューナユニット３からのＴＶ映像および音声をディスプレイ４や左右のスピーカ７ａ，７ｂを介して視聴できる。
【００１６】
自動車１は、リヤシェルフ上に設置されたＧＰＳアンテナ８と、リヤウインド周りに設置された指向性が異なる複数（図示例では、７つ）のＴＶアンテナ９ａ〜９ｇ（デジタル信号受信手段）とを有している。ＧＰＳアンテナ８は、ＧＰＳ衛星からの衛星電波を受信するためのもので、ナビゲーションユニット２に接続されている。また、各ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇは、ＯＦＤＭ信号である地上波デジタルＴＶ放送信号（デジタル信号）をダイバーシティ受信するためのもので、チューナユニット３に接続されている。
【００１７】
ナビゲーションユニット２は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等を実装した基板の他、ＧＰＳアンテナ８から入力した衛星電波を受信するＧＰＳレシーバ、地図データを記憶した記憶装置（ＨＤＤやＤＶＤ−ＲＯＭ等）、自律航法を行うための３Ｄジャイロ、ヨーレートセンサ等を内蔵している。ナビゲーションユニット２は、ＧＰＳレシーバで受信した衛星電波に基づき自車の位置（緯度ＮＡおよび経度ＥＡ）を得ると同時に、３Ｄジャイロの出力に基づき自車の進行方向（進行方位Ｙ）を得る。
【００１８】
また、チューナユニット３は、ナビゲーションユニット２と同様の基板の他、後述するように、各ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇから入力したＯＦＤＭ信号を受信するチューナ部や、シンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出部等を内蔵している。ナビゲーションユニット２は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載通信回線を介してチューナユニット３および操作ユニット５と接続されており、これらの装置と相互に信号を授受する。なお、第１実施形態の場合、チューナユニット３から出力されたＴＶ信号は、ナビゲーションユニット２を介してディスプレイ４やスピーカ７ａ，７ｂに供給される。
【００１９】
＜チューナユニットの要部構成＞
図２に示すように、チューナユニット３は、ＯＦＤＭ信号を受信してＴＶ信号に復調するチューナ部１０と、シンボルタイミングを検出してチューナ部１０に供給するシンボルタイミング検出部１１とから構成されている。なお、図２においては、チューナ部１０やシンボルタイミング検出部１１の表記が煩雑になることを防ぐべく、２つのＴＶアンテナ９ａ，９ｂに対応する部材のみを図示する。
【００２０】
チューナ部１０は、各ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇから入力した信号からＯＦＤＭ信号を分離／受信するＴＶチューナ２１ａ〜２１ｇ（デジタル信号受信手段）と、各ＴＶチューナ２１ａ〜２１ｇから出力されたＯＦＤＭ信号から所定のシンボルタイミングをもって有効シンボル期間を抽出する有効シンボル期間抽出回路２２ａ〜２２ｇ（シンボルタイミング検出手段）と、各有効シンボル期間抽出回路２２ａ〜２２ｇで抽出されたＯＦＤＭ信号の有効シンボル期間をＴＶ信号に復調するＦＦＴ（Fast Fourie Transform：高速フーリエ変換）回路２３ａ〜２３ｇと、各ＦＦＴ回路２３ａ〜２３ｇの出力信号強度に応じてＴＶチューナ２１ａ〜２１ｇのゲインを調整するＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路２４ａ〜２４ｇ（受信強度検出手段）と、各ＦＦＴ回路２３ａ〜２３ｇの出力信号を合成する合成回路２５とを備えている。
【００２１】
一方、シンボルタイミング検出部１１は、各ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇの中からシンボルタイミング検出用のものを選択するアンテナ選択回路（受信手段選択装置）３１と、ＯＦＤＭ信号からシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出回路３２と、アンテナ選択回路３１の指令に基づきシンボルタイミング検出回路３２に接続するＴＶアンテナを切り換えるアンテナ切換スイッチ３３と、基地局の位置や放送チャンネルを記憶した基地局データベース３４（基地局情報記憶手段）と、各ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇの指向性を記憶したアンテナ指向性データベース３５とを備えている。アンテナ選択回路３１には、基地局データベース３４やアンテナ指向性データベース３５、チューナ部１０の合成回路２５等が接続される他、自車の位置および進行方位がナビゲーションユニット２から入力する。
【００２２】
＜第１実施形態の作用＞
自動車１の乗員がＴＶの視聴を開始すると、シンボルタイミング検出部１１のアンテナ選択回路３１は、所定の処理インターバルをもって、図３のフローチャートにその手順を示すシンボルタイミング検出処理を繰り返し実行する。
【００２３】
シンボルタイミング検出処理を開始すると、アンテナ選択回路３１は先ず、図３の視聴中のチャンネルをチューナ部１０の合成回路２５の出力から認識し（ステップＳ１）、ステップＳ２で、基地局データベースからそのチャンネルを放送している基地局の一覧を取得する（ステップＳ２）。
【００２４】
次に、アンテナ選択回路３１は、ナビゲーションユニット２から自車の位置（緯度ＮＡおよび経度ＥＡ）を取得し（ステップＳ３）、上述した各基地局の位置（緯度ＮＢおよび経度ＥＢ）を基地局データベース３４から取得する（ステップＳ４）。
【００２５】
次に、アンテナ選択回路３１は、自車と各基地局との距離Ｌ（図４参照）を式１によってそれぞれ算出する（ステップＳ５）。なお、式１において、Ｉは経度１°あたりの距離であり、Ｋは緯度１°あたりの距離である。
【００２６】
【数１】
2007166378.tif 000003
【００２７】
次に、アンテナ選択回路３１は、ステップＳ５の算出結果に基づき、自車に最も近い基地局を選択する（ステップＳ６）した後、自車の位置を基準にしたその基地局の絶対方位Ｘ（図４参照）を式２によって算出する（ステップＳ７）。
【００２８】
【数２】
2007166378.tif 000004
【００２９】
次に、アンテナ選択回路３１は、ナビゲーションユニット２から自車の進行方位Ｙを取得し（ステップＳ８）、自車の進行方向と基地局の方向との相対角度Ｚを式３によって算出する（ステップＳ９）。
Ｚ＝Ｘ＋Ｙ
【００３０】
次に、アンテナ選択回路３１は、アンテナ指向性データベース３５から取得した各ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇの指向性とステップＳ９で得られた相対角度Ｚとに基づき（各ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇの基地局Ｓに対する位置を算出し）、各ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇの中からシンボルタイミング検出用として最適なものを選択する（ステップＳ１０）。最後に、アンテナ選択回路３１は、アンテナ切換指令をアンテナ切換スイッチ３３に出力して、ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇのうちアンテナ切換スイッチ３３に選択されたものをシンボルタイミング検出回路３２に接続させて一連の処理を終了する。
【００３１】
これにより、シンボルタイミング検出回路３２は、ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇのうち最も受信感度の高いものからシンボルタイミングを検出し、図２に示すように、各有効シンボル期間抽出回路２２ａ〜２２ｇにそのシンボルタイミングを出力する。その結果、各有効シンボル期間抽出回路２２ａ〜２２ｇでは高精度のシンボルタイミングをもってＯＦＤＭ信号から有効シンボル期間が抽出され、各ＦＦＴ回路２３ａ〜２３ｇ経由して合成回路２５に高品質のＴＶ信号が出力されることになる。
【００３２】
このように、本実施形態では、シンボルタイミング検出回路３２を１つだけ備えた簡素かつ低コストな構成を採りながら、屈曲路を走行すること等によって自動車１の進行方向が連続的に変化してもＯＦＤＭ信号の高精度な受信が実現され、乗員が常に良好な映像や音声をもってＴＶ視聴を行うことができるようになる。
【００３３】
≪第２実施形態≫
図５は第２実施形態に係るチューナユニットの要部構成図である。
第２実施形態は、ナビゲーションユニットを搭載しない自動車に本発明を適用したものであり、ＡＧＣ回路２４ａ〜２４ｇの出力信号がアンテナ選択回路３１に入力し、アンテナ選択回路３１がそれら出力信号の強弱に応じてアンテナ切換スイッチ３３にアンテナ切換指令を出力する構成となっている。本実施形態においても、シンボルタイミング検出回路３２を１つだけ備えた簡素かつ低コストな構成を採りながら、ＴＶアンテナ９ａ〜９ｇの中で受信強度の強いものをシンボルタイミング検出回路３２に接続させることによってＯＦＤＭ信号の高精度な受信が実現され、乗員が常に良好な映像や音声をもってＴＶ視聴を行うことができるようになる。
【００３４】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらの実施形態に限られるものではない。例えば、上記両実施形態では、ナビゲーションシステムの有無に応じてシンボルタイミング検出部の構成が異なるものをそれぞれ例示したが、同一のチューナユニット（シンボルタイミング検出部）を有し、ナビゲーションシステムの有無によって自動あるいは手動で切り換える構成を採ってもよい。また、上記実施形態は自動車に搭載されるＯＦＤＭ信号受信用のダイバーシティ受信装置に本発明を適用したものであるが、本発明は、ＯＦＤＭ信号以外のデジタル信号を受信するダイバーシティ受信装置や、船舶等、他種の移動体に搭載されるダイバーシティ受信装置に適用してもよいし、形態端末等に内蔵されるダイバーシティ受信装置に適用してもよい。その他、チューナユニットの具体的構成やシンボルタイミング検出処理の具体的手順等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係る自動車の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係るチューナユニットの要部構成図である。
【図３】第１実施形態でのシンボルタイミング検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態における自動車と基地局との位置関係を示す説明図図である。
【図５】第２実施形態に係るチューナユニットの要部構成図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      自動車（車両）
２      ナビゲーションユニット
３      チューナユニット
４      ディスプレイ
８      ＧＰＳアンテナ
９ａ〜９ｇ  ＴＶアンテナ（デジタル信号受信手段）
１０    チューナ部
１１    シンボルタイミング検出部
２１ａ〜２１ｇ  ＴＶチューナ（デジタル信号受信手段）
２２ａ〜２２ｇ  有効シンボル期間抽出回路（シンボルタイミング検出手段）
２３ａ〜２３ｇ  ＦＦＴ回路
２４ａ〜２４ｇ  ＡＧＣ回路（受信強度検出手段）
２５    合成回路
３１    アンテナ選択回路（受信手段選択手段）
３２    シンボルタイミング検出回路
３３    アンテナ切換スイッチ
３４    基地局データベース
３５    アンテナ指向性データベース
Ｓ      基地局
【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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