(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム毎にヌルシンボルを有するデジタル信号を受信する受信部と、
前記デジタル信号をフレーム毎にエンベロープ検波し、エンベロープ検波信号を出力する検波部と、
前記デジタル信号の電界強度情報に基づいて、前記デジタル信号の増幅利得を制御する自動利得制御部と、
前記エンベロープ検波信号に対するスレッシュホールド値を設定され、該エンベロープ検波信号が前記フレーム毎にスレッシュホールド値を越える回数により前記エンベロープ検波信号のレベル変動を検出し、前記フレーム内で検出された該回数が所定値より大きい場合には、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力する変動検出部とを備えることを特徴とするデジタルオーディオ受信装置。
【請求項２】
フレーム毎にヌルシンボルを有するデジタル信号を受信する受信部と、
前記デジタル信号をフレーム毎にエンベロープ検波し、エンベロープ検波信号を出力する検波部と、
前記デジタル信号の電界強度情報に基づいて、前記デジタル信号の増幅利得を制御する自動利得制御部と、
前記フレーム毎の前記エンベロープ検波信号に発生するレベルの変化の周期により、該エンベロープ検波信号のレベル変動を検出し、前記フレーム内で検出された該周期が所定値より短い場合には、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力する変動検出部とを備えることを特徴とするデジタルオーディオ受信装置。
【請求項３】
フレーム毎にヌルシンボルを有するデジタル信号を受信する受信部と、
前記デジタル信号をフレーム毎にエンベロープ検波し、エンベロープ検波信号を出力する検波部と、
前記デジタル信号の電界強度情報に基づいて、前記デジタル信号の増幅利得を制御する自動利得制御部と、
前記フレーム毎に前記ヌルシンボル区間のデジタル信号に係る前記エンベロープ検波信号のレベル変動を検出し、該レベルが所定値より大きい場合には、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力する変動検出部とを備えることを特徴とするデジタルオーディオ受信装置。
【請求項４】
フレーム毎にヌルシンボルを有するデジタル信号を受信する受信部と、
前記デジタル信号をフレーム毎にエンベロープ検波し、エンベロープ検波信号を出力する検波部と、
前記デジタル信号の電界強度情報に基づいて、前記デジタル信号の増幅利得を制御する自動利得制御部と、
前記デジタル信号のための直交復調部の出力側に設けられ、該デジタル信号から変換されたベースデータ信号の帯域を制限する帯域通過フィルタと、
前記フレーム毎に前記ヌルシンボル区間のデジタル信号に係る前記エンベロープ検波信号のレベル変動を検出し、該レベルが所定値より大きい場合には、前記帯域通過フィルタの帯域を狭くする信号を出力する変動検出部とを備えることを特徴とするデジタルオーディオ受信装置。
【請求項５】
フレーム毎にヌルシンボルを有するデジタル信号を受信する受信部と、
前記デジタル信号をフレーム毎にエンベロープ検波し、エンベロープ検波信号を出力する検波部と、
前記デジタル信号の電界強度情報に基づいて、前記デジタル信号の増幅利得を制御する自動利得制御部と、
前記デジタル信号を受信するアンテナに接続されたフロントエンド部に設けられ、該アンテナの入力レベルを減衰するアッテネータと、
前記フレーム毎に前記ヌルシンボル区間のデジタル信号に係る前記エンベロープ検波信号のレベル変動を検出し、該レベルが所定値より大きい場合には、前記アッテネータの減衰量を大きくする信号を出力する変動検出部とを備えることを特徴とするデジタルオーディオ受信装置。
【請求項６】
フレーム毎にヌルシンボルを有するデジタル信号を受信する受信部と、
前記デジタル信号をフレーム毎にエンベロープ検波し、エンベロープ検波信号を出力する検波部と、
前記デジタル信号の電界強度情報に基づいて、前記デジタル信号の増幅利得を制御する自動利得制御部と、
前記フレーム毎に前記デジタル信号に係る前記エンベロープ検波信号における前記ヌルシンボル区間と他のシンボル区間のエンベロープ検波信号レベルを求め、該他のシンボル区間に対して前記ヌルシンボル区間のエンベロープ検波信号レベルの割合が所定値より小さい場合には、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力する変動検出部とを備えることを特徴とするデジタルオーディオ受信装置。
【請求項７】
フレーム毎にヌルシンボルを有するデジタル信号を受信する受信部と、
前記デジタル信号をフレーム毎にエンベロープ検波し、エンベロープ検波信号を出力する検波部と、
前記デジタル信号の電界強度情報に基づいて、前記デジタル信号の増幅利得を制御する自動利得制御部と、
前記フレーム毎に前記デジタル信号に係る前記エンベロープ検波信号のレベル変動を検出し、該レベルが所定値より大きい場合には、該レベルを検出した当該フレームの次のフレームで、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力する変動検出部とを備えることを特徴とするデジタルオーディオ受信装置。
【請求項８】
フレーム毎にヌルシンボルを有するデジタル信号を受信する受信部と、
前記デジタル信号の電界強度情報に基づいて、前記デジタル信号の増幅利得を制御する自動利得制御部と、
前記デジタル信号を周波数分析し、復号化における誤り訂正処理を行う処理部と、
前記処理部からの復調エラー信号を入力し、該復調エラー信号が所定レベルよりも大きく、エラーが多いと判断された場合には、前記デジタル信号の変動が大きいとして、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力する変動検出部とを備えることを特徴とする受信装置。
【請求項９】
フレーム毎にヌルシンボル区間を有するデジタル信号を受信する受信部と、
前記デジタル信号の電界強度情報に基づいて、前記デジタル信号の増幅利得を制御する自動利得制御部と、
前記デジタル信号を周波数分析し、前記フレーム毎に前記区間の該レベルについて、今回のフレームと前回のフレームとを比較し、該今回フレームの方が小さい場合には、前記受信信号のレベル変動が大きいとして、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力する変動検出部とを備えることを特徴とするデジタルオーディオ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルオーディオ放送（ＤＡＢ）の受信装置に関し、特に自動利得制御（ＡＧＣ）が滑らかに行える受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記デジタルオーディオ放送として直交周波数分割変調方式（ＯＦＤＭ）が採用されている。ＯＦＤＭはマルチキャリア変調方式であり、送信信号は多数のデジタル変調波を加え合わせたものである。各デジタル変調波の変調方式として、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying)が使用されている。また、ＯＦＤＭの受信モードとして放送形態に応じてモードＩ、II、III がある。
【０００３】
図１２はデジタルオーディオ放送に関するデータのフレームを説明する図である。本図に示す如く、フレームはヌルシンボル、位相リファレンス、ＦＩＣ（Fast Information Channel）チャンネル、ＭＳＣ（Main Service Channel）チャンネルからなる。ヌルシンボルは無変調であり、位相リファレンスは基準データ伝送用であり、ＦＩＣチャンネルは主に制御データ伝送用であり、ＭＳＣチャンネルはオーディオ、データ伝送用である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタルオーディオ放送の受信装置には自動利得制御が採用されている。デジタルオーディオ放送はマルチキャリア変調方式を採用しているので、ベースバンド信号がバースト波信号に近い形態となっている。このような信号にＡＧＣをかけた場合には、信号レベルがゼロであるヌルシンボルがあるため、ＡＧＣの応答を速くするため時定数を小さくしなければならない。しかし、受信装置が車両に搭載されている場合には、ビルの影に入ったりすると、マルチパスの影響を受け信号レベルが激しく変動する。このとき、ＡＧＣの応答が速いとオーバーシュートに起因してＡＧＣが信号レベルの変動に追従できなくなるという問題がある。このような改善策としてキード（Keyed)ＡＧＣがある。キードＡＧＣはテレビジョン受像機のＡＧＣとして使用され、水平同期信号の期間だけ選び出してＡＧＣ電圧が印加されるようにしたもので、衝撃性雑音が多い場所に使用される。しかし、キードＡＧＣを本受信装置に適用するためには、ヌルシンボルを除いた信号だけを選び出す必要があるが、マルチパスを受けて信号レベルが低下するときヌルシンボルと間違ってＡＧＣ電圧が印加されないという問題がある。
【０００５】
したがって、本発明は上記問題点に鑑み、マルチパスの影響を受けても滑らかにＡＧＣ動作を行うことができるデジタルオーディオ受信装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記問題点を解決するために、受信装置において、フレーム毎にヌルシンボルを有するデジタル信号を受信する受信部と、前記デジタル信号をフレーム毎にエンベロープ検波し、エンベロープ検波信号を出力する検波部と、前記デジタル信号の電界強度情報に基づいて、前記デジタル信号の増幅利得を制御する自動利得制御部と、該自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力する変動検出部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
具体的には、前記変動検出部は、前記エンベロープ検波信号に対するスレッシュホールド値を設定され、該エンベロープ検波信号が前記フレーム毎にスレッシュホールド値を越える回数により前記エンベロープ検波信号のレベル変動を検出し、前記フレーム内で検出された該回数が所定値より大きい場合には、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力し；前記フレーム毎の前記エンベロープ検波信号に発生するレベルの変化の周期により、該エンベロープ検波信号のレベル変動を検出し、前記フレーム内で検出された該周期が所定値より短い場合には、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力し；前記フレーム毎に前記デジタル信号に係る前記エンベロープ検波信号における前記ヌルシンボル区間と他のシンボル区間のエンベロープ検波信号レベルを求め、該他のシンボル区間に対して前記ヌルシンボル区間のエンベロープ検波信号レベルの割合が所定値より小さい場合には、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力し；前記フレーム毎に前記デジタル信号に係る前記エンベロープ検波信号のレベル変動を検出し、該レベルが所定値より大きい場合には、該レベルを検出した当該フレームの次のフレームで、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力し；前記デジタル信号を周波数分析し、復号化における誤り訂正処理を行う処理部からの復調エラー信号を入力し、該復調エラー信号が所定レベルよりも大きく、エラーが多いと判断された場合には、前記デジタル信号の変動が大きいとして、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力し；前記デジタル信号を周波数分析し、前記フレーム毎に前記区間のレベルについて、今回のフレームと前回のフレームとを比較し、該今回フレームの方が小さい場合には、前記受信信号のレベル変動が大きいとして、前記自動利得制御部の応答時定数を大きくする信号を出力する。この手段により周囲の状況、受信モードを考慮してマルチパスに起因し、さらには妨害波に対する受信状態の変動を正確に検知しＡＧＣの応答時定数を制御し滑らかなＡＧＣ動作が可能になる。
【０００８】
さらに、前記デジタル信号から変換されたベースデータ信号の帯域を制限する帯域通過フィルタを該デジタル信号のための直交復調部の出力側に設け、前記変動検出部は、前記フレーム毎に前記ヌルシンボル区間のデジタル信号に係る前記エンベロープ検波信号のレベル変動を検出し、該レベルが所定値より大きい場合には、前記帯域通過フィルタの帯域を狭くする信号を出力し；さらに前記デジタル信号を受信するアンテナに接続されたフロントエンド部に、該アンテナの入力レベルを減衰するアッテネータを設け、前記変動検出部は、前記フレーム毎に前記ヌルシンボル区間のデジタル信号に係る前記エンベロープ検波信号のレベル変動を検出し、該レベルが所定値より大きい場合には、前記アッテネータの減衰量を大きくする信号を出力する。この手段により妨害波除去性能が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るデジタルオーディオ受信装置の例を示す図である。本図に示す如く、デジタルオーディオ受信装置にはデジタルオーディオ放送を受信するアンテナ１にフロントエンド（Ｆ／Ｅ）２が接続される。フロントエンド２は受信信号を高周波増幅し、ＡＧＣ電圧により高周波増幅の利得を可変にする。また、フロントエンド２には時定数が可変にできるＲＣ回路からなる応答変更部２１が設けられている。ＡＧＣ電圧は応答変更部２１を経由して高周波増幅の利得制御に使用される。さらに、フロントエンド２には、アンテナとその端子の間に位置するアッテネータ２２が設けられる。アッテネータ２２は妨害波が混入したときにこれを除外するものである。
【００１０】
直交復調部３はフロントエンド２で増幅された高周波信号を直交復調してベースバンド信号に変換する。そして直交復調部３は変換信号の直流成分を抽出し電界強度情報を得て、これに基づいてＡＧＣ電圧を形成してフロントエンド２に出力する。帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）４は周波数帯域幅１．５ＭＨｚのベースバンド信号を抽出するが、帯域幅２．０ＭＨｚから２．５ＭＨｚの範囲で可変にすることができる。伝送路復号化回路５は、帯域通過フィルタ４を通過したベースバンド信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、データを復号化し誤り訂正などの処理を行う。オーディオ復号化部６は伝送路復号化回路５の出力データをさらに音声圧縮の復号を行い、デジタル・アナログ変換を行い、パワーアンプ７、スピーカ８を経由して放送音を出力する。表示部９は伝送路復号化回路５からの出力データを表示する。
【００１１】
受信レベル変動検出部１０はフロントエンド２の出力信号を入力して受信信号のレベルの変動を検出してフロントエンド２の応答変更部（ＲＣ回路）２１の時定数を、以下の如く、変更する。なお、受信信号のレベルの変動が検出されない場合には、前記時定数が小さく、ＡＧＣは速い応答になっている。
図２は受信レベル変動検出部１０の構成例を示す図である。本図に示す如く、フロントエンド２の出力を入力する側に抵抗１０１及びコンデンサ１０２からなるエンベロープ検波部が設けられる。エンベロープ検波された信号はダイオード１０３を経由して半波整流される。比較部１０４は半波整流された信号のレベルが所定レベルＶ１よりも大きくなると高レベルを出力する。なお、所定レベルＶ１は正常な受信レベルかを判断する基準である。カウンタ１０５は比較部１０４の立ち上がりでカウントアップし、伝送路復号化回路５から後述するＭＩＳチャンネルの最終データ検出によりクリアされ、１フレーム中に信号レベルが増加する回数Ｃ１をカウントする。比較部１０６はカウンタ１０５のカウンタ値Ｃ１を入力し所定カウント数Ｃ０よりも大きくなったら、高レベルになり、この出力により、フロントエンド２の応答変更部２１で時定数が大きくなるように変更される。これによりＡＧＣの応答は遅くなる。所定カウント数Ｃ０は時定数を変更する判断基準であり、マルチパスの影響、つまりビルの谷間にある等の受信状況を考慮して決定される。以下に、受信レベル変動検出部１０の動作を説明する。
【００１２】
図３は受信レベル変動検出部１０のエンベロープ検波等を説明する図である。本図（ａ）に示す如く、受信信号に変動が無いと、エンベロープ検波により得られる信号は矩形波になる。本図（ｂ）に示す如く、受信信号に変動があると、エンベロープ検波により得られる信号は変動する。本図（ｃ）に示す如く、エンベロープ検波、半波整流された受信信号のレベルを検出して変動の程度を検出する。なお、ＡＧＣの信号は半波整流の波形の逆波形になっている。
【００１３】
したがって、本発明によれば、１フレームの区間をエンベロープ検波して、その検波波形からマルチパスの発生頻度を検知し、ＡＧＣの応答時定数を変え最適な受信状況とすることが可能になる。
図４は図２の受信レベル変動検出部１０の変形例を示す図であり、図５は図４の構成の動作を説明する図である。図４に示す如く、図２の構成と異なるのは、比較部１０４の出力の立ち上がりでカウント数をクリア・スタートしクロック信号をカウントするカウンタ２０５と、カウンタ２０５のクリア時のカウント数Ｃ３と基準カウント数Ｃ２とを比較する比較部２０６とである（図５参照）。カウント数Ｃ３はマルチキャリアによる信号レベルの変化の周期を示し、周期が短い場合には、フロントエンド２の応答変更部２１に時定数が小から大に変更するように、つまり速い応答から遅い応答になるように変更させる。
【００１４】
図６は図２の受信レベル変動検出部１０の変形例を示す図であり、図７は図６の構成の動作を説明する図である。図６に示す如く、図２の構成と異なるのは、ダイオード１０３の出力に、ヌルシンボル又はシンボルの信号の入力かを判別する比較部３０４と、抵抗３０５を経由してヌルシンボルのノイズレベルの大きさを判別してヌルシンボルのノイズレベルが大きい場合にフロントエンド２の応答変更部２１に時定数を大きくさせる比較部３０６と、比較部３０４でヌルシンボルの入力と判断したときにスイッチをオフにしてダイオード１０３と比較部３０６との接続を行うスイッチ３０７とが設けられることである。図７に示す如く、基準電圧Ｖ２はヌルシンボルとシンボルとを信号レベルより判別するための基準であり、基準電圧Ｖ３はヌルシンボルのノイズレベルが大きいことを示す基準である。
【００１５】
このようにして、ヌルシンボルのノイズレベルが大きい場合にはＡＧＣの応答を遅くする。これによりマルチパスの影響を除去することが可能になる。
また、ヌルシンボルのノイズレベルが大きい場合には帯域通過フィルタ４の帯域幅を狭くする。これにより、妨害波を除去することが可能になる。
また、ヌルシンボルのノイズレベルが大きい場合にはフロントエンド２のアッテネータ２２の減衰量を大きくする。これにより妨害波を除去することが可能になる。
【００１６】
さらに、受信レベル変動検出部１０は伝送路復号化回路５の誤り訂正処理で復調エラーの程度を示す復調エラー信号を入力し、この復調エラー信号レベルが大きい場合にマルチパスの影響が大きいので、フロントエンド２の応答変更部２１に時定数を大きくＡＧＣの応答を遅くするようにしてもよい。
図８は図２の受信レベル変動検出部１０の変形例を示す図である。本図に示す如く、図２の構成と異なるのは、ダイオード１０３の出力に、Ａ／Ｄ変換器４０４（Analog to Digital Converter)と、Ａ／Ｄ変換器４０４により得られたデータ信号を用いてキャリアとノイズとのレベル比に基づいて時定数の変更を判断するキャリア／ノイズ判断部（Ｃ／Ｎ）４０５と、キャリア／ノイズ判断部４０５に接続されるＤ／Ａ変換器４０６(Digital to Analog Converter) とが設けられることである。
【００１７】
図９は図８のキャリア／ノイズ判断部４０５の動作例を説明するフローチャートである。ステップＳ１においてダイオード１０３の出力レベルがＶ２よりも大きいか否かを判断する。ステップＳ２においてＶ２よりも大きくシンボルの信号であるのでレベルをＶC として記憶する。ステップＳ３においてＶ２よりも小さくヌルシンボルの信号であるのでレベルをＶN として記憶する。ステップＳ４において、キャリアとノイズのレベルの比としてＶC ／ＶN を求める。ステップＳ５においてＶC ／ＶN がＫよりも大きいならばマルチパスが無いとして時定数を小とする判断を行う。ステップＳ６においてＶC ／ＶN がＫよりも小さいならばマルチパスが有るとして時定数を大とする判断を行う。ここにＫはマルチパスの影響有無の判断を行う基準値である。
【００１８】
図１０は図８の受信レベル変動検出部１０による時定数の設定時期を説明する図である。本図に示す如く、１フレーム区間の間に得たＶC ／ＶN の判断を基に、次のフレームに対して時定数の設定を行う。設定時期を明確にすることにより、安定した制御を可能にできる。
さらに、受信レベル変動検出部１０は伝送路復号化回路５の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の結果である、前回のマルチキャリアのそれぞれのレベルＬi と、今回のマルチキャリアのそれぞれのレベルをＬi'とを入力する。
【００１９】
図１１は長い周期で変化するマルチキャリアのレベルの例を示す図である。本図に示す如く、高速フーリエ変換により得られる前回と今回とのマルチキャリアのレベル変化について、マルチキャリアのレベルが、下記式（１）を満たす場合には受信レベル変動検出部１０は時定数を大きくすべしと判断し、下記式（２）を満たす場合には時定数を小さくすべしと判断する。
【００２０】
【数１】
0003841515.tif 000002
【００２１】
このようにして、フレーム毎の結果により長い周期の変動に対して安定させることができる。
なお、ＯＦＤＭの動作モードＩ、II、III ではフレーム長、ヌルシンボル長等種々の特性が異なるが、これらの相違にかかわらず受信レベル変動検出部１０はモードＩ、II、III に適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明により、本発明によれば、マルチパスによる受信信号の変動に応じてＡＧＣの応答時定数を制御するので安定した受信が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルオーディオ受信装置の例を示す図である。
【図２】受信レベル変動検出部１０の構成例を示す図である。
【図３】受信レベル変動検出部１０のエンベロープ検波等を説明する図である。
【図４】図２の受信レベル変動検出部１０の変形例を示す図である。
【図５】図４の構成の動作を説明する図である。
【図６】図２の受信レベル変動検出部１０の変形例を示す図である。
【図７】図６の構成の動作を説明する図である。
【図８】図２の受信レベル変動検出部１０の変形例を示す図である。
【図９】図８のキャリア／ノイズ判断部４０５の動作例を説明するフローチャートである。
【図１０】図８の受信レベル変動検出部１０による時定数の設定時期を説明する図である。
【図１１】長い周期で変化するマルチキャリアのレベルの例を示す図である。
【図１２】デジタルオーディオ放送に関するデータのフレームを説明する図である。
【符号の説明】
１…アンテナ
２…フロントエンド
３…直交復調部
４…帯域通過フィルタ
５…伝送路復号化回路
１０…受信レベル変動検出部
２１…応答変更部
２２…アッテネータ
【図１】
0003841515.tif 000003
【図２】
0003841515.tif 000004
【図３】
0003841515.tif 000005
【図４】
0003841515.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003841515.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003841515.tif 000012
【図１１】
0003841515.tif 000013
【図１２】
0003841515.tif 000014