(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動変調された特定信号を含む信号を受信する受信装置であって、
同期確立時または変更検出時に取得した位相基準に基づいて、前記特定信号を差動復調する受信装置。
【請求項２】
前記受信装置は、前記特定信号を含むチャネルを受信して、このチャネルに含まれる同期信号に基づいて同期確立し、さらに同じチャネルに含まれる特定信号の直前信号を位相基準として保持することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記特定信号の直前信号を受信する期間、前記受信装置の少なくとも一部の構成の動作を停止させる間欠動作制御部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の受信装置。
【請求項４】
前記受信装置は、ＯＦＤＭ変調されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換するチューナ部と、当該ＩＦ信号を復調するＯＦＤＭ復調部を備え、前記間欠動作制御部は、少なくとも当該チューナ部と、前記ＯＦＤＭ復調部の動作を、直前信号を受信する期間、停止させることを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
前記特定信号を差動復調した結果、当該特定信号の値の変化を検出した場合には、次のフレーム以降において特定信号と当該特定信号の直前信号の双方を受信し、当該直前信号に基づいて当該特定信号を差動復調することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の受信装置。
【請求項６】
前記受信装置が受信する受信信号は、差動変調された伝送多重制御情報を伝送する信号を含み、前記特定信号は、前記伝送多重制御情報に含まれる緊急警報信号であることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の受信装置。
【請求項７】
前記緊急警報信号の直前信号は、伝送パラメータ切り換え指標であることを特徴とする請求項６記載の受信装置。
【請求項８】
前記受信装置は、地上デジタル放送用受信装置であることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受信装置に関し、例えば、地上デジタル放送において伝送された信号を受信し、復調する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上デジタル放送の規格であるＩＳＤＢ−Ｔに準拠した受信装置の開発が進んでいる（例えば、特許文献１、２参照）。この地上デジタル放送では、通常の画像や音声データの他に、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control：伝送制御信号）信号中にＥＷＳ（Emergency Warning Signal：緊急警報信号）が含まれている。この緊急警報信号を受信して自動的に起動する受信装置を開発することが、国や自治体を含めて防災上極めて重要な課題となっている。
【０００３】
緊急警報信号の受信に応じて起動するためには、緊急警報信号が来ていないかを常時監視する必要があるが、通常の受信機能を用いて待ち受ける場合、電力を消費するため、特に電池を電源とする携帯端末では、長時間連続した待ち受けが困難であった。そこで、地上デジタル放送の緊急警報信号を必要最小限の電力で待ち受けることが可能な受信機の実現を目指して、様々な研究・開発がなされている。
【０００４】
次に、従来の受信装置の構成例について説明する。受信装置２００は、チューナ部１、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重化）復調部２、差動復調部３、同期制御部６、同期信号検出部７、遅延部９を備えている。受信アンテナから入力された信号は、チューナ部１に入力される。チューナ部１は、入力信号を中間周波数信号に変換し増幅し、ＯＦＤＭ復調部２に出力する。
【０００５】
ＯＦＤＭ復調部２は、ＯＦＤＭ変調された信号を復調する。このＯＦＤＭ復調部２は、ＩＱ復調部２１、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部２２、同期復調部２３を備えている。ＩＱ復調部２１は、チューナ部１から入力された中間周波数信号を直交信号Ｉ，Ｑに変換後、デジタル信号に変換し、ＦＦＴ部２２に出力する。ＦＦＴ部２２は、入力したデジタル信号に対して高速フーリエ変換処理を行い、時系列データを周波数成分データに変換し、同期復調部２３に出力する。同期復調部２３は、入力信号において所定のサブキャリアに散在するＳＰ（Scattered Pilot）信号を用いて受信信号の等化を行うことにより、伝送データを復調する。
【０００６】
差動復調部３は、差動符号化、即ち差動変調されたＴＭＣＣ信号を差動復調するものであり、このため、ＴＭＣＣ信号と、遅延部９によって１シンボル分遅延された信号を入力して差動復調を実行している。同期信号検出部７は、ＴＭＣＣ信号に含まれる同期信号を検出して同期判定を行い、その結果を同期制御部６に出力する。同期制御部６は、同期又は非同期を示す結果に応じて同期制御を実行する。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２１９０２１号公報
【特許文献２】特開２００２−３４４４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、受信装置が受信する信号のうち、ＴＭＣＣ信号は、図１０で示されるように、２０４シンボルからなるフレームにより構成され、そのシンボル番号１〜１６が同期信号（ＳＷ）、シンボル番号２６が緊急警報信号（以下、ＥＷＳ信号）である。
【０００９】
ＴＭＣＣ信号は、他の映像や音声データとは異なり、差動符号化されているため、ＴＭＣＣ信号に含まれるＥＷＳ信号を復調するには、図１１に示されるように、緊急警報信号より１シンボル前、即ち、シンボル番号２５のシンボル（即ち、伝送パラメータ切り替え指標Ｔの最後のシンボル）の位相情報が位相基準として必要である。このとき、位相基準に対して０又は１８０度の位相ずれ量が復号値となる。即ち、シンボルＢｋについて、Ｂ０＝Ｗｉ（差動基準）、Ｂｋ＝Ｂｋ−１＾Ｂｋ（＾は排他的論理和）が成立する。
【００１０】
したがって、従来の受信装置では、ＥＷＳ信号を復調するには、ＥＷＳ信号より１シンボル前の信号も復調しなければならず、間欠受信による電力消費低減を行う場合に、各構成を停止する期間が短くなり、電力低減効果が低下するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる受信装置は、差動変調された特定信号を含む信号を受信する受信装置であって、同期確立時または変更検出時に取得した位相基準に基づいて、前記特定信号を差動復調するものである。本発明にかかる受信装置は、差動変調された特定信号を同期確立時または同期確立後に変更を検出した時に取得した位相基準に基づいて差動復調するようにしたため、特定信号の直前信号を復調する必要がなくなり、その間、受信装置の各構成の動作を停止させることが可能となるので、電力低減効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電力低減効果の高い受信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明の実施の形態１．
本実施の形態１にかかる受信装置の構成について、図１に示すブロック図を用いて説明する。受信装置１００は、地上デジタル放送による送信信号を受信する。この送信信号は、互いに直交する多数のサブキャリア（搬送波）を用いてデジタル信号を伝送するＯＦＤＭ変調されている。また、送信信号には、映像データや音声データに加えて、伝送制御信号であるＴＭＣＣ信号が含まれている。このうち、ＴＭＣＣ信号は、上述のように、送信装置（不図示）において差動符号化（差動変調）されている。
【００１４】
図に示されるように、受信装置１００は、チューナ部１、ＯＦＤＭ復調部２、差動復調部３、位相基準保持部４、同期判定部５、同期制御部６、同期信号検出部７、間欠動作制御部８を備えている。
【００１５】
チューナ部１は、受信アンテナ（不図示）からＲＦ（高周波）信号を入力し、中間周波数信号に変換し増幅して、ＯＦＤＭ復調部２に出力する。
【００１６】
ＯＦＤＭ復調部２は、ＯＦＤＭ変調された信号を復調する。このＯＦＤＭ復調部２は、ＩＱ復調部２１、ＦＦＴ部２２、同期復調部２３を備えている。
【００１７】
ＩＱ復調部２１は、チューナ部１から入力された中間周波数信号を直交信号Ｉ，Ｑに変換した後にデジタル信号に変換し、ＦＦＴ部２２に出力する。
【００１８】
ＦＦＴ部２２は、入力したデジタル信号に対して高速フーリエ変換処理を行い、時系列データを周波数成分データに変換し、同期復調部２３に出力する。
【００１９】
同期復調部２３は、入力信号において所定のサブキャリアに散在するＳＰ信号を用いて受信信号の等化を行うことにより、伝送データを復調する。同期復調部２３は、波形等化部としても機能する。基準パイロットであるＳＰ信号に基づいて波形等化を行うと、データの信号点配置が同期復調用の配置となる。
【００２０】
差動復調部３は、差動符号化されたＴＭＣＣ信号を差動復調する。当該差動復調部３は、同期復調部２３より出力されたＴＭＣＣ信号と、位相基準保持部４において保持された位相基準を入力して差動復調を実行している。差動復調されたＴＭＣＣ信号においてＥＷＳ信号が検出された場合（即ち、ＥＷＳ信号フラグがオン状態であることが検出された場合）には、チューナ部１やＯＦＤＭ復調部２等に電力供給して緊急警報にかかる音声や映像データを復調し、受信し、そして出力する。
【００２１】
位相基準保持部４は、通信開始時又は通信途中時に、ＴＭＣＣ信号のすべて、若しくは同期をとりかつＥＷＳ信号の差動復調のために最低限必要なシンボル（例えば、同期基準、同期信号、ＥＷＳ信号の直前シンボル）を受信し、復調することによって得られる、ＥＷＳ信号の直前シンボルの位相情報を位相基準として保持する。
【００２２】
同期判定部５は、波形等化後のデータについて、収束目標点からの誤差量を求め、この誤差量に基づいて同期を判定し、その結果情報を同期制御部６に出力する。
【００２３】
同期制御部６は、同期又は非同期を示す結果に応じて同期制御を実行する。例えば、同期を示す結果である場合には、間欠動作制御部８によって間欠動作状態に制御し、非同期を示す結果である場合には、間欠動作制御部８によって連続動作状態に制御する。
【００２４】
同期信号検出部７は、ＴＭＣＣ信号に含まれる同期信号を検出して同期判定を行い、その結果を同期制御部６に出力する。
【００２５】
間欠動作制御部８は、消費電力を低減するために、チューナ部１、ＯＦＤＭ復調部２、差動復調部３、位相基準保持部４、同期判定部５、同期制御部６、同期信号検出部７等の各構成の動作状態を制御する。具体的な間欠動作制御については、後に詳述する。
【００２６】
ここで、図２、図３を用いて、地上デジタル放送において送信される信号の構成について説明する。図２に示されるように、０から１０７までの１０８個のサブキャリアを用いてデジタル信号を伝送しており、各サブキャリアでは、シンボル番号が０から２０３までの２０４個のシンボルより構成されたフレームが送信される。信号等化の基準パイロットであるＳＰ信号は、それぞれのシンボル列において１２サブキャリア単位で出現する。隣接するシンボルでは、ＳＰ信号の出現位置は、３サブキャリアずれている。
【００２７】
１０８個のサブキャリアの中に、ＴＭＣＣ信号を伝送するサブキャリアが含まれている。ＴＭＣＣ信号を伝送するサブキャリアにおいて、シンボル番号０は差動増幅の基準となるシンボルに割り当てられている。シンボル番号１〜１６が同期信号（同期語）ＳＷである。
【００２８】
また、ＥＷＳ信号は、シンボル番号２６に割り当てられており、その直前の４シンボル（即ち、シンボル番号２２〜２５）は、伝送パラメータ切り換え指標ＴＰが割り当てられている。伝送パラメータ切り換え指標ＴＰは、通常はすべて「１」となっている。伝送パラメータの切換を行う１５ＯＦＤＭフレーム前からカウントダウンを開始し、切換え前のＯＦＤＭフレームで０となり、更に次のＯＦＤＭフレームで伝送パラメータを変更するとともにネクスト情報として伝送していたパラメータ情報をカレント情報として伝送する。
【００２９】
伝送パラメータ切り換え指標ＴＰは、事実上変化することは極めて稀であるため、ＥＷＳ信号を示すシンボルの直前のシンボル（伝送パラメータ切り換え指標ＴＰの最後のシンボル）についても殆ど変化しないものと判断可能である。従って、ＴＭＣＣ信号は、差動符号化されているため、直前のシンボルの位相情報を検出しなければ正確に復調できないとしても、その直前のシンボルの位相情報を一旦検出して記憶しておけば、直前シンボルは殆ど変化しないため、この値を用い続けることができる。このため、フレームを受信する度に直前シンボルを検出する必要はなく、この間は、チューナ部１、ＯＦＤＭ復調部２、差動復調部３等の動作を停止させることができる。
【００３０】
続いて、図４を用いて、間欠動作制御部８の制御及び各構成の処理動作について説明する。この間欠動作は、基本的に映像や音声データを受信していない待ち受け状態において実行される。図４（ａ）に、それぞれの構成に対する間欠動作制御のタイミングを説明するために、伝送されるＴＭＣＣ信号を示す。フレーム１を受信する期間において、間欠動作制御部８は、チューナ部１、ＯＦＤＭ復調部２、差動復調部３、位相基準保持部４、同期制御部６、同期信号検出部７に対して電力を供給し、動作可能な状態に制御している。また、同じ期間において、間欠動作制御部８は、同期判定部５に対して電力供給を停止し、同期信号検出部７に対しては同期信号を受信可能な期間のみ動作可能な状態にし、それ以外の期間は電力供給を停止している。
【００３１】
フレーム１の受信期間において、このように受信装置１００の各構成が動作可能状態にあり、ＴＭＣＣ信号の受信処理が正常に行われ、特に差動復調部３においてＴＭＣＣ信号の差動復調処理が行われる。具体的には、位相基準保持部４には、ＯＦＤＭ復調部２からの出力信号に対して１シンボル分遅延させた信号（即ち、１シンボル分前のシンボル）が保持され、差動復調部３に対して供給されることにより、この差動復調部３において差動復調が実行される。また、同期間において、同期信号検出部７は、同期信号を検出し、その結果を同期制御部６に出力する。また、同期信号検出部７は、同期信号を検出してフレーム位置を検出する。
【００３２】
次に、フレーム２の受信期間では、間欠動作制御部８は、ＥＷＳ信号を受信する期間のみチューナ部１、ＯＦＤＭ復調部２、差動復調部３、位相基準保持部４、同期判定部５、同期制御部６に対して電力を供給し、動作可能な状態に制御し、それ以外の期間は電力供給を停止している。このとき位相基準保持部４には、フレーム１において取得したＥＷＳ信号のシンボル（シンボル番号２６）よりも一つ前のシンボル（シンボル番号２５）の位相情報が位相基準として保持されている。差動復調部３は、フレーム１より取得した位相基準に基づいて、ＥＷＳ信号を復調し、出力する。
【００３３】
ここで、ＥＷＳ信号は、ＯＦＤＭ復調部２の同期復調部２３においてＳＰ信号を基準として通常の映像や音声データと同様に同期復調される。同期復調の結果、図５に示されるように、同期復調結果配置が（＋４／３，０）又は（−４／３，０）のいずれかとなる。そして差動復調結果は、同期復調結果配置と、位相基準保持部４に保持された直前シンボルの位相情報に基づいて判定する。
【００３４】
図４に戻り、フレーム２の受信期間では、同期信号検出部７による同期信号の検出は行わずに、同期判定部５による同期判定を実行する。同期判定部５は、収束目標点からの誤差量を求め、この誤差量に基づいて同期を判定し、その結果情報を同期制御部６に出力する。この処理については後に詳述する。
【００３５】
フレーム３、フレーム４の受信期間において、間欠動作制御部８は、フレーム２の受信期間における制御と同じ間欠制御を実行し、各構成も同様の処理を行う。但し、本例では、フレーム４の受信期間において、同期判定部５が非同期状態と判定したものとする。この場合に、間欠動作制御部８は、再度同期をとるために、フレーム５の受信期間において、フレーム１と同様に、チューナ部１、ＯＦＤＭ復調部２、差動復調部３、位相基準保持部４、同期制御部６、同期信号検出部７に対して電力を供給し、動作可能な状態に制御している。また、同じ期間において、間欠動作制御部８は、同期判定部５に対して電力供給を停止し、同期信号検出部７に対しては同期信号を受信可能な期間のみ動作可能な状態にし、それ以外の期間は電力供給を停止している。
【００３６】
以上、説明したように、本実施の形態では、ＥＷＳ信号の差動復調を、過去の別フレームを受信している期間において取得した直前シンボルの位相情報に基づいて行うようにしたため、直前シンボルの受信処理を行う頻度を著しく少なくすることができ、消費電力を低下させることが可能となる。特に、受信装置が携帯端末である場合には、消費電力を低下させることにより使用時間を長くすることができるため、効果が高い。
【００３７】
続いて、図６を用いて同期判定部５の構成について説明する。同期判定部５は、図に示されるように、誤差量検出部５１、誤差量判定部５２、同期判定処理部５３を備えている。誤差量検出部５１は、波形等化後のデータについて、収束目標点からの誤差量を検出する。誤差量判定部５２は、誤差量検出部５１によって検出された誤差量が予め定めた閾値よりも大きいか否かを判定する。同期判定処理部５３は、誤差量判定部５２によって誤差量が閾値以下と判定された場合には同期状態と判定し、誤差量が閾値よりも大きいと判定された場合には非同期状態と判定する。
【００３８】
ここで、同期判定部５の同期処理について、図７及び図８を用いて説明する。図７（ａ）に示されるＳＰ信号は、図７（ｂ）に示されるように、波形等化前において、Ｉ相及びＱ相とずれた位置にある。波形等化後は、図７（ｃ）に示されるように、ＳＰ信号がＩ相上に配置され、データが収束目標点と一致する。また、ＳＰ信号の位相が正しい場合には、図８（ａ）に示されるように、データが収束目標点とほぼ一致する。このため、収束目標点とデータまでの距離が短く、誤差量が小さいと判定される。その一方で、ＳＰ信号の位相が間違っている場合には、図８（ｂ）に示されるように、正しく等化されないため、収束目標点からデータまでの距離が長く、誤差量が大きいと判定される。
【００３９】
本実施の形態にかかる同期判定部５は、ＥＷＳ信号のみ又はＥＷＳ信号を含む数シンボル（例えば４シンボル）について、誤差量を求めている。
【００４０】
このように、本実施の形態では、同期判定を等化後のデータと収束目標点の距離に応じた誤差量に基づいて行うようにしたので、同期信号を検出することなく、同期状態を判定することができるため、同期信号を受信する期間、チューナ部１等の各種構成への電力供給を停止させることが可能となり、省電力化を実現できる。
【００４１】
具体的には、１フレームに含まれるすべてのシンボル（２０４シンボル）を復調した場合には、動作率１００％となる。また、同期信号（シンボル番号１〜１６）とＥＷＳ信号を復調した場合には、１７シンボル／２０４シンボル＝８．３％の動作率となる。また、別の例として、差動復調基準、同期信号、セグメント形式識別、伝送パラメータ切り替え指標、ＥＷＳ信号を復調した場合には、２７シンボル／２０４シンボル＝１３．２％の動作率となる。このとき、チューナ部１の消費電力を１００ｍＷ、ＯＦＤＭ復調部２の消費電力を１０ｍＷ、ＦＦＴ部２２の消費電力を２ｍＷとした場合、｛１００＋（１０−２）｝ｍＷ×１３．２％＝１４．２５６ｍＷが、１フレームあたりの消費電力となる。
【００４２】
これに対して、本実施の形態においては、ＥＷＳ信号のみを復調することも可能であり、この場合には、１／２０４＝約０．５％の動作率となり、４シンボルを復調した場合には、４／２０４＝約２％の動作率を実現させることができる。このとき、チューナ部１の消費電力を１００ｍＷ、ＯＦＤＭ復調部２の消費電力を１０ｍＷ、ＦＦＴ部２２の消費電力を２ｍＷとした場合、｛１００＋（１０−０）｝ｍＷ×２％＝２．２ｍＷが、１フレームあたりの消費電力となる。
【００４３】
また、ＩＳＤＢ−ＴにおけるＭＯＤＥ１〜３のうち、最も有効シンボル長Ｔｓが長いＭＯＤＥ３の場合（Ｔｓ＝１．００８ｍｓ）であっても、シンボル、サブキャリアのずれにより誤検出が発生するのは、４シンボル分のずれに相当する４ｍｓ又は３期サブキャリア＋１シンボル等の大きな変動が必要であることからすると、一度同期が確立されれば、同期外れが発生する可能性は低い。従って、同期判定を等化後のデータと収束目標点の距離に応じた誤差量に基づいて、定期的に同期判定を行えば、誤差量が所定値以下を維持している限り、同期ずれが発生することは殆どない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明にかかる受信装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明にかかる受信装置が受信する信号の構成図である。
【図３】本発明にかかる受信装置が受信する信号の構成図である。
【図４】本発明にかかる受信装置における間欠動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明にかかる受信装置の受信信号を説明するためのＩＱ平面図である。
【図６】本発明にかかる受信装置の同期判定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図７】本発明にかかる受信装置において実行される波形等化とＳＰ配置について説明するための説明図である。
【図８】本発明にかかる受信装置において実行される波形等化後の誤差について説明するための説明図である。
【図９】従来例にかかる受信装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１０】地上デジタル放送において伝送される信号の構成を示す図である。
【図１１】従来の差動復調を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  チューナ部
２  ＯＦＤＭ復調部
３  差動復調部
４  位相基準保持部
５  同期判定部
６  同期制御部
７  同期信号検出部
８  間欠動作制御部
９  遅延部
２１  ＩＱ復調部
２２  ＦＦＴ部
２３  同期復調部
５１  誤差量検出部
５２  誤差量判定部
５３  同期判定処理部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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