(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無信号区間と、前記無信号区間に後続する同期用シンボルを含むデータ信号区間とで１フレームを構成するディジタル放送を受信可能なディジタル放送受信機であって、
受信したディジタル放送と基準信号とにより周波数変換を行う同調部と、
前記同調部の出力から中間周波数信号を抽出するフィルタと、
前記中間周波数信号をディジタル値として変換するＤ／Ａ変換部と、
前記受信したディジタル放送に含まれる同期用シンボルに基づいて前記中間周波数信号の周波数オフセット量を算出し前記基準信号の周波数を制御する制御信号を生成するとともに、送受信機間でのクロック信号の周波数同期を確立するための制御信号を前記受信したディジタル放送に含まれる同期用シンボルに基づき算出する制御部とを有し、
前記制御部は、前記受信したディジタル放送の前記無信号区間に対応するディジタル値より希望波以外の成分の量を判定するとともに、前記無信号区間を複数に分割しこの分割した各区間に対応するディジタル値を相互に比較することにより前記希望波以外の成分の分布を判定し、前記制御部にて算出した前記基準信号の周波数を制御する制御信号の制御量と前記送受信機間でのクロック信号の周波数同期を確立するための制御信号の制御量とを前記希望波以外の成分の量並びに分布の判定結果に基づき修正することを特徴とするディジタル放送受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル放送受信機に関し、特に、欧州で既に実用の段階に入っているディジタルオーディオ放送（Digital Audio Broadcasting；以下、ＤＡＢと称する）を受信する受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル音声信号を含む所定フォーマットのデータ信号を有する放送波を送信し、これを受信するシステムとして、欧州規格（Ｅｕｒｅｋａ  １４７）に準拠したＤＡＢシステムがある。ＤＡＢでは、１つのアンサンブルが複数のサービスで構成され、各サービスも英語やドイツ語といった複数のコンポーネントで構成される。
【０００３】
図４は、ＤＡＢシステムのサービス構成例であり、アンサンブル１を構成するサービス（この場合３つ）と各コンポーネント（この場合６つ）と実際にＤＡＢ局から伝送されるＯＦＤＭ信号とのリンクを示す図である。
【０００４】
ＤＡＢ局から伝送されるＯＦＤＭ信号は、ＦＩＣ（Fast Information        Channel ；高速情報チャネル）とＭＳＣ（Main Service Channel）とに分けられる。
【０００５】
ＭＳＣを構成する各サブチャンネル（ＳｕｂＣｈ０〜６３）は上記のコンポーネントと対応関係を有し、ＦＩＣには、アンサンブルで利用可能なサービスの情報や、サービス、コンポーネント、サブチャンネル間のリンクを示す情報が含まれる。
【０００６】
よって、ＤＡＢでは、あるアンサンブルが受信されれば、そのアンサンブルに含まれる複数のサービス、コンポーネントに関する情報を得ることができ、受信周波数を変更することなく異なるサービス、コンポーネントへ瞬時に切り替えることが可能となる。
【０００７】
次に、この放送を受信するＤＡＢ受信機の概略構成を図５に示す。なお、図５では、本発明に特に関連するＩＦ信号の周波数同期及びクロック信号の周波数同期を行う構成を中心に説明する。
【０００８】
ＤＡＢ受信機は、同調部１、ＳＡＷフィルタ２、Ａ／Ｄ変換器３、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部４、制御部５、ＶＣＸＯ（電圧制御型水晶発振器）１１とで構成される。
【０００９】
同調部１には、位相比較器７、ＶＣＯ８、デバイダ９で構成されるＰＬＬが配置され、ＶＣＸＯ６の整数倍の基準信号がミキサー１０に供給され、受信信号とこの基準信号とにより周波数変換が行われる。
【００１０】
ＳＡＷフィルタ２は、ミキサー１０の出力からＩＦ（中間周波数）信号を所定の選択度をもって抽出する。抽出されたＩＦ信号は、後段のＡ／Ｄ変換器３に出力される。
【００１１】
Ａ／Ｄ変換器３では、ＩＦ信号がディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器３にてディジタル値に変換されたディジタルＩＦ信号は、ＯＦＤＭ信号を復調するためのＦＦＴ部４へ入力される。
【００１２】
ＦＦＴ部４では、入力信号に対して所定のＦＦＴウインドを設けてＦＦＴ処理を施す。かかる処理によりマルチキャリアの各位相情報を得ることができる。ＦＦＴ処理の結果は、後段の図示しないビタビ復号器に出力されると共に、制御部５にも出力される。
【００１３】
制御部５は、ＤＡＢ信号に含まれ、無信号区間（ヌルシンボル）に後続して伝送される同期用の参照シンボルのＦＦＴの結果に基づいて、ＩＦ信号の周波数オフセット量を計算し、計算結果に基づいて自動周波数制御信号ＡＦＣ（        Automatic Frequency Control ）信号を生成して同調部へ１出力する。
【００１４】
このＡＦＣ信号により同調部１のＶＣＸＯ６の発振周波数を調整することでＩＦ信号の周波数同期を確立、維持することが可能となる。
【００１５】
さらに、制御部５は、ＤＡＢ信号に含まれる上述の参照シンボルのＦＦＴの結果とオリジナルの参照シンボルとの相関（ズレの量）をもとめる。その結果は、ＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）され、伝送路のインパルス応答がもとめられる。次いで、そのインパルス応答を解析して受信機のクロック発生器、すなわちＶＣＸＯ１１に対して制御信号を出力する。
【００１６】
この制御信号によりＶＣＸＯ１１の発振周波数を調整することで送受信機間でのクロック信号の周波数同期を確立、維持することが可能となる。以上が受信機の概要である。
【００１７】
なお、この内容については、「日経エレクトロニクス・ブックス、９５年版」にも開示がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の受信機の適用分野の１つとして車載用機器が考えられるが、移動体受信では、受信状況が様々に変化するので、常に受信信号のＳ／Ｎを良好に保つことは難しい。とすれば、移動体に使用する受信機には、変動する受信状況を適切に反映した制御が必要となる。
【００１９】
よって、本発明は、受信状況を正確に判定すること、及び判定した結果を制御に適切に反映することができるディジタル放送受信機を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によれば、無信号区間と、前記無信号区間に後続する同期用シンボルを含むデータ信号区間とで１フレームを構成するディジタル放送を受信可能なディジタル放送受信機であって、受信したディジタル放送と基準信号とにより周波数変換を行う同調部と、前記同調部の出力から中間周波数信号を抽出するフィルタと、前記中間周波数信号をディジタル値として変換するＤ／Ａ変換部と、前記受信したディジタル放送に含まれる同期用シンボルに基づいて前記中間周波数信号の周波数オフセット量を算出し前記基準信号の周波数を制御する制御信号を生成するとともに、送受信機間でのクロック信号の周波数同期を確立するための制御信号を前記受信したディジタル放送に含まれる同期用シンボルに基づき算出する制御部とを有し、前記制御部は、前記受信したディジタル放送の前記無信号区間に対応するディジタル値より希望波以外の成分の量を判定するとともに、前記無信号区間を複数に分割しこの分割した各区間に対応するディジタル値を相互に比較することにより前記希望波以外の成分の分布を判定し、前記制御部にて算出した前記基準信号の周波数を制御する制御信号の制御量と前記送受信機間でのクロック信号の周波数同期を確立するための制御信号の制御量とを前記希望波以外の成分の量並びに分布の判定結果に基づき修正することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、上述の同期制御に本発明を応用した場合の受信機のブロック図である。ここでの制御対象は、上述のようにＶＣＸＯ６、１１となる。なお、図５と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明は省略する。図５と異なる点は、現在の受信状況を正確に判断するべくＡ／Ｄ変換器３の出力を制御部５１が取り込み、取り込んだデータ群から制御部５１がヌル部の全体エネルギー量、及びエネルギー分布を求め、ＶＣＸＯ６、１１の最終的な制御量を決定する点にある。
【００２６】
図２は、Ａ／Ｄ変換器３の出力を用いて制御部５１で実行される具体的な制御フローチャートである。なお、以下に示すフローチャートは、制御部５１の同期制御により一旦、ＶＣＸＯ６、１１の周波数同期が確定したことを受けて定期的に実行されるものとして説明する。
【００２７】
制御部５１は、まず、受信信号のヌルシンボル区間を検出し、その区間に対応するＡ／Ｄ変換器３の出力を取り込む（ステップＳ１）。
【００２８】
受信信号のヌルシンボル区間の検出方法としては、Ａ／Ｄ変換器３にてＡ／Ｄ変換された入力信号を順次所定の閾値と比較し、この閾値を下回る区間をヌルシンボル区間と判定し、この区間内のＡ／Ｄ変換器３の出力をヌルシンボル区間に対応するＡ／Ｄ変換器３の出力とする手法や、前回のヌルシンボル区間から所定時間が経過したことをもって、ヌルシンボル区間の開始、終了と判定し、その範囲内のＡ／Ｄ変換器３の出力をヌルシンボル区間に対応するＡ／Ｄ変換器３の出力と判定する手法が利用できる。
【００２９】
なお、ヌルシンボル区間のＡ／Ｄ変換器のデータは、後述の受信状況の判定のために制御部５１内に保持される。
【００３０】
ヌルシンボル区間が検出された後、制御部５１は、受信した同期用の参照シンボルのＦＦＴの結果に基づいて、同期維持のための制御量を従来と同様の手法で算出する（ステップＳ２）。この処理により、ＡＦＣ信号とクロック制御信号の基礎的な制御量が確定することになる。
【００３１】
参照シンボルの確認の後、制御部５１は、ヌルシンボル区間のエネルギー状態を評価する。具体的には、ステップＳ１で保持したヌルシンボル区間のＡ／Ｄ変換器３の出力から、ヌルシンボル区間の全体エネルギー量、及びエネルギー分布を計算する（ステップＳ３）。
【００３２】
全体エネルギー量は、例えば、保持したデータの平均を算出することで求めることができる。また、エネルギー分布は、ヌルシンボル区間を複数に分割し、分割した各区間の平均を各々求め、これを相互に比較することで求めることができる。
【００３３】
本発明でヌルシンボル区間を利用した理由は、ＤＡＢ放送では、ヌルシンボル区間が定期的に存在するので、ノイズなどのＤＡＢ信号以外の成分を定期的に解析するには、信号の存在しないこのヌル部分を利用することが最適であるからである。
【００３４】
ステップＳ３にて受信状況を解析した後、制御部５１は、ステップＳ４にて最終的な制御量を決定し、これを各制御対象へ出力する。最終的な制御量は、例えば、ステップＳ２で算出した制御量をそれぞれｆ１、ｔ１とすれば、この制御量ｆ１、ｔ１に受信状況に応じた変数ｎ（＜１）を乗算することで求められる。
【００３５】
求めた最終的な制御量ｎ＊ｆ１は、ＡＦＣ信号としてＶＣＸＯ６にフィードバックされ、ｎ＊ｔ１は、クロック制御信号としてＶＣＸＯ１１にフィードバックされる。
【００３６】
よって、受信状況の悪化に伴い、例えば、変数ｎを連続的に小さくして実際の制御量をステップＳ２で算出した制御量に対して少しずつ小さくするように補正するような制御が可能となる。
【００３７】
次に、受信状況を判定するために、ヌルシンボル区間のエネルギー分布を計算することが望ましい理由を以下に示す。
【００３８】
図３は、ＤＡＢ信号のヌルシンボル区間の状態を示す図であり、図３（ａ）  は、受信状況が良好な時のヌルシンボル区間の状態を示す図であり、図３（ｂ）は、ランダムノイズにより受信状況がヌルシンボル区間全体に渡って悪化した時のヌルシンボル区間の状態を示す図であり、図３（ｃ）は、マルチパスや、ＳＦＮ（Single Frequency Network）により同一信号の２波（希望波及び妨害波）を時間差をもって受信した時のヌルシンボル区間の状態を示す図である。
【００３９】
仮に、受信状況の判定のためにヌルシンボル区間の全体エネルギー量のみを考慮するとすれば、全体エネルギー量の比較だけでは、図３（ｂ）の全体エネルギー量と図３（ｃ）の全体エネルギー量が等しくなることもあるので、この２つの受信状況を明確に区別することは難しい。
【００４０】
しかしながら、両者は、異なる受信状況を示すものであり、両者を同一受信状況と判定し、同一の制御量を制御対象に対して出力することは、きめ細かい制御にはつながらない。
【００４１】
よって、本実施の形態では、ヌルシンボル区間の全体エネルギー量のみならずエネルギー分布をも算出することで、図３（ｂ）、（ｃ）の受信状況を区別し、それぞれの受信状況に応じた最適な制御量の設定を可能とした。
【００４２】
この結果、全体エネルギー量が同じでも、図３（ｂ）のエネルギー分布の時の変数ｎｗと図３（ｃ）のエネルギー分布の時の変数ｎｓとを異ならせ、ｎｗ＜ｎｓと重み付けをつけるような制御も可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態では、ＡＦＣ信号を決定するための定数と、クロック制御信号を決定するための定数とを同一値ｎに設定したが、これに限らず、ＡＦＣ信号を決定するための定数ｎ１と、クロック制御信号を決定するための定数ｎ２とを異ならせ、ＶＣＸＯ６にフィードバックされる制御量は、ｎ１＊ｆ１で算出  し、ＶＣＸＯ１１にフィードバックされる制御量は、ｎ２＊ｔ１で算出するように構成することも可能であるし、ＡＦＣ信号、またはクロック制御信号のいずれか一方のみの制御量を補正するように構成することもできる。
【００４４】
さらに、本実施の態様では、周波数同期に応用するために制御対象をＶＣＸＯ６、１１としたが、これに限らず、受信状況に応じた制御が利用できる他の制御対象にも適用可能である。また、本実施の態様では、最も望ましい例としてヌルシンボル区間の全体エネルギー量のみならずエネルギー分布をも算出するようにしたが、簡易な手法として、全体エネルギー量のみで判定したりエネルギー分布のみで判定するように構成することもできる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明した通り、請求項１記載の発明によれば、受信した放送中の無信号区間における希望波以外の成分の量を判定するとともに、前記無信号区間を複数に分割しこの分割した各区間に対応するディジタル値を相互に比較することにより希望波以外の成分の分布を判定するように構成したので、受信した希望波以外の成分について、ランダムノイズによる受信状況の悪化であるのか、マルチパスなどの影響による受信状況の悪化であるのかを定期的にかつ正確に判定でき、この判定結果に基いてディジタル放送受信機を制御するための制御信号を修正することにより受信状況を適切に反映した送受信間の同期制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディジタル放送受信機のブロック図である。
【図２】本発明の制御量補正処理を示すフローチャートである。
【図３】受信状況が変化した時のヌルシンボル区間の状態を示す図である。
【図４】ＤＡＢシステムのサービス構成例である。
【図５】従来のディジタル放送受信機のブロック図である。
【符号の説明】
１    ・・・・  同調部
２    ・・・・  ＳＡＷフィルタ
３    ・・・・  Ａ／Ｄ変換器
４    ・・・・  ＦＦＴ
５    ・・・・  制御部
６    ・・・・  ＶＣＸＯ
７    ・・・・  位相比較器
８    ・・・・  ＶＣＯ
９    ・・・・  デバイダ
１０  ・・・・  ミキサー
１１  ・・・・  ＶＣＸＯ
５１  ・・・・  制御部
【図１】
0003797792.tif 000002
【図２】
0003797792.tif 000003
【図３】
0003797792.tif 000004
【図４】
0003797792.tif 000005
【図５】
0003797792.tif 000006