JP4329551B2 - デジタル放送受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばデジタル地上波放送等を受信するためのデジタル放送受信装置に関するものである。

現在、映像及び音声の圧縮伝送方式の１つであるMPEG-2 Systems（ISO/IEC 13818-1）を利用したデジタル放送が実用化されている。

デジタル放送では、音声及び映像等のコンテンツ情報以外の放送を受信するために必要となるシステム情報を、MPEG-2 Systemsに規定されたトランスポートストリームの中に含めて送信する。このようなシステム情報は、MPEG-2 Systemsで規定されたＰＳＩ（Program Specific Information）及び各種デジタル放送規格で規定されるＳＩ（Service Information）と称された各種テーブルに記述されて伝送される。

日本におけるデジタル放送の規格であるＩＳＤＢ−Ｔでは、放送されているサービスやイベントの内容を示す情報を、システム情報に含めて伝送することが規定されている。例えば、ＩＳＤＢ−Ｔでは、放送されているサービスやイベントの内容を示す情報を、ＳＩの中のＳＤＴ（Service Description Table）及びＥＩＴ（Event Information Table）と呼ばれるテーブルに記述することを規定している（非特許文献１、２参照）。

なお、MPEG-2 Systemsを利用したデジタル放送では、一般に、ニュースやドラマ等の提供するコンテンツ単位を「イベント」と称し、複数のイベントが時間方向に連続して編成された単位を「サービス」と称している。つまり、イベントは、従来のアナログ放送での「番組」に対応し、「サービス」は従来のアナログ放送でのＮＨＫ総合、ＮＨＫ教育といった「放送チャンネル」に対応する。そして、１又は複数のサービスがMPEG-2 Systemsに規定された１本のトランスポートストリームに多重化されて放送される。

「地上デジタル放送の伝送方式 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ１０ ３．７版」，社団法人電波産業界，平成１５年６月５日 策定，平成９年９月１９日 「地上デジタル放送の伝送方式 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３０ １．１版」，社団法人電波産業界，平成１３年５月３１日 策定，平成１５年７月２９日

ところで、放送衛星や通信衛星等から放送信号が配信されるデジタル放送では、受信機を所定の位置で固定したままの状態で受信を行う固定受信が前提となっており、受信機の位置を一度設定したら移動することはないが、地上の放送局から放送信号が配信される地上デジタル放送では、移動しながら受信を行う移動受信が可能となっており、受信可能な放送局が移動位置に応じて変化する。そのため、移動受信を行っている場合、受信環境の変化によりサービスを受信できないことがある。例えば、山やビルにより放送信号が遮蔽されるなどの地形的に受信できない場合や、受信しているサービスの受信エリア外に移動するなどの地理的に受信できない場合などにより、そのサービスが中断又は切断されてしまうことがある。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、受信環境の変化に対しても安定した受信をすることができるデジタル放送受信装置を提供することを目的とする。

本発明に係るデジタル放送受信装置は、複数のアンテナと複数の復調部とを有し、複数のアンテナ及び複数の復調部を用いてダイバーシチによる放送信号の受信及び復調を行って、その放送信号に変調されているデジタルデータストリームを復調することが可能な受信復調手段と、上記受信復調手段により復調された上記デジタルデータストリームに含まれているコンテンツ情報を復号するコンテンツ復号手段とを備えている。

上記受信復調手段は、通常の受信時には、複数のアンテナ及び複数の復調部を用いたダイバーシチにより任意のチャネルの放送信号の受信及び復調を行って、第１のデジタルデータストリームを出力する。

上記受信復調手段は、上記通常の受信時に受信していた上記任意のチャネルの放送信号の受信状態が悪い場合には、上記複数のアンテナ及び複数の復調部を２つのグループに分割し、一方のグループのアンテナ及び復調部を用いて、上記通常の受信時に受信していた上記任意のチャネルの放送信号の受信及び復調をして上記第１のデジタルデータストリームの出力を継続するとともに、他方のグループのアンテナ及び復調部を用いて上記任意のチャネルと異なる他のチャネルの周波数を全てスキャンし、新たに受信可能となったチャネル及び受信不可能となったチャネルを特定し、受信可能なチャネルの中から上記第１のデジタルデータストリームのシステム情報に基づいてチャネルを選択し、当該チャネルの放送信号の受信及び復調を行って、第２のデジタルデータストリームを出力する。

本発明に係るデジタル放送受信装置では、通常の受信時には、複数のアンテナ及び複数の復調部を用いたダイバーシチによる受信及び復調を行い、受信状態が悪い場合には一部のアンテナ及び復調部を用いて上記通常の受信時のチャネルと異なる他のチャネルの周波数を全てスキャンし、新たに受信可能となったチャネル及び受信不可能となったチャネルを特定し、受信可能なチャネルの中から上記通常の受信時のデジタルデータストリームのシステム情報に基づいてチャネルを選択し、当該チャネルの放送信号の受信及び復調を行う。このことにより、本発明に係るデジタル放送受信装置では、移動にともない受信環境が変化する場合であっても、常に安定したサービスやイベント等の情報をユーザに提供することができる。

以下、本発明の実施の形態として、地上デジタル放送信号を受信及び復調して、映像信号及び音声信号を出力する地上デジタル放送受信装置に本発明を適用した装置について説明をする。

なお、以下説明を行う地上デジタル放送受信装置は、日本で採用されている地上デジタル放送の放送規格（ＩＳＤＢ−Ｔ）に対応した装置である。すなわち、放送局から放送された放送信号は、MPEG-2 Systems（ISO/IEC 13818-1）に規定されたトランスポートストリームをリードソロモン符号化、畳み込み符号化、時間及び周波数インタリーブ化する伝送路符号化処理を行い、続いて、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）演算及びガードインターバルの付加処理等のＯＦＤＭ変調処理が行われた信号である。

（全体構成）
図１に、本発明を適用した地上デジタル放送受信装置１０のブロック構成図を示す。

地上デジタル放送受信装置１０は、図１に示すように、第１のアンテナ１１と、第２のアンテナ１２と、第１の受信/復調部１３と、第２の受信/復調部１４と、ダイバーシチ制御部１５と、ＴＳデコード部１６と、音声デコード部１７と、映像デコード部１８と、ＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）処理部１９と、システム制御部２０とを備えている。

第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２は、放送局から放送された地上デジタル放送信号を受信するアンテナである。第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２は、互いに空間的な配置位置や指向性の方向等が変えられており、ダイバーシチによる受信及び復調を効率的に行えるような空間配置がされている。

第１の受信/復調部１３は、第１のアンテナ１１により受信されたＲＦ信号が入力され、このＲＦ信号からＩＦ信号を生成し、ＩＦ信号をＯＦＤＭ復調する。第２の受信/復調部１４は、第２のアンテナ１２により受信されたＲＦ信号が入力され、このＲＦ信号からＩＦ信号を生成し、ＩＦ信号をＯＦＤＭ復調する。

具体的には、第１の受信/復調部１３及び第２の受信/復調部１４は、選局チャネルの中心周波数と同一の基準信号を発生する局部発振器及び乗算器によりＲＦ信号を周波数変換し、その後、バンドパスフィルタによりフィルタリングしてＩＦ信号を生成する。第１の受信/復調部１３及び第２の受信/復調部１４は、そのＩＦ信号に対して、以後、Ａ／Ｄ変換処理、デジタル直交復調処理、ＦＦＴ演算処理、キャリア復調処理、周波数及び時間デインタリーブ、ビタビ復号処理、階層処理、トランスポートストリーム生成処理、及び、リードソロモン復号処理等を行うことによって、ＯＦＤＭ復調処理並びに伝送路復号処理を行う。第１の受信/復調部１３及び第２の受信/復調部１４は、以上のＯＦＤＭ復調処理並びに伝送路復号処理を行うことによって、選局したチャネルに変調されていたトランスポートストリームを出力することができる。

ここで、第１の受信/復調部１３及び第２の受信/復調部１４は、それぞれ単独で独立した受信及び復調の動作（以下シングル受信動作という。）が可能であるとともに、第１の受信/復調部１３及び第２の受信/復調部１４の両者の共同動作による受信及び復調の動作（以下、ダイバーシチ受信動作という。）が可能である。シングル受信動作を行った場合には、第１の受信/復調部１３及び第２の受信/復調部１４が互いに異なるチャネルから放送信号を受信して復調が可能となるので、２本のトランスポートストリームが出力されることとなる。ダイバーシチ受信動作を行う場合には、第１の受信/復調部１３及び第２の受信/復調部１４が同一のチャネルにチューニングされ、１つのチャネルの放送信号を受信して１つのトランスポートストリームが出力されることとなる。

なお、ダイバーシチの方式は、どのような方式を採用してもよい。ここでは、例えばチャネルレベル合成方法といったダイバーシチ方式を採用することができる。

ダイバーシチ制御部１５は、ダイバーシチ受信動作とシングル受信動作との切換の制御を行う。ダイバーシチ制御部１５は、ダイバーシチ受信動作時には、第１及び第２の受信/復調部１３，１４が行う信号合成や切換のコントロールや、生成された１本のトランスポートストリームの出力制御等を行う。また、ダイバーシチ制御部１５は、シングル受信動作時には、第１及び第２の受信/復調部１３，１４のそれぞれから出力された２本のトランスポートストリームの出力制御等を行う。このようなダイバーシチ制御部１５から出力されたトランスポートストリームは、ＴＳデコード部１６に入力される。

ＴＳデコード部１６は、ＴＳパケットのヘッダに付けられているＰＩＤ（Packet ID）を解釈し、入力されたトランスポートストリームをＴＳパケットが音声データ、映像データ又はシステム情報に分離する。ＴＳデコード部１６は、ＴＳパケットが音声データのパケットであればそのペイロード部分を音声デコード部１７に供給し、ＴＳパケットが映像データのパケットであればそのペイロード部分を映像デコード部１９に供給し、ＴＳパケットがシステム情報（ＰＳＩ及びＳＩ）のパケットであればそのペイロード部分をシステム制御部２０に供給する。

また、復号されたトランスポートストリームに複数のサービスが含まれている場合、ＰＩＤを解釈して、選択された１のサービスに関する音声データ及び映像データのＴＳパケットのみを抽出する。

音声デコード部１７は、入力された圧縮音声データに対してデコード処理を行い、所定のオーディオフォーマットの音声信号を生成する。音声デコード部１７により復号された音声信号は、オーディオ出力端子を介して、図示しない音声出力装置や記録装置に供給される。

映像デコード部１８は、入力された圧縮映像データに対してデコード処理を行い、所定の映像フォーマットの映像信号を生成する。映像デコード部１８により復号された映像信号は、ＯＳＤ処理部１９に供給される。

ＯＳＤ処理部１９は、例えば、システム制御部２０により生成された番組ガイド情報提供画面、各種選択画面、字幕データ等（ＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）画像）を、映像デコード部１８により生成された映像信号に合成する。映像デコード部１８により復号された映像信号は、ビデオ出力端子を介して、図示しない表示装置や記録装置に供給される。

システム制御部２０は、ユーザによる操作入力の受け付け、受信/復調部１３，１４及びダイバーシチ制御部１５に対する各種制御を行う。例えば、受信復調部１３，１４受信状態の監視や受信及び復調するチャネルの選択等を行う。

さらに、システム制御部２０は、ＴＳデコード部１６により分離されたシステム情報（ＰＳＩ/ＳＩ）の解釈を行って番組ガイド情報画面等のＯＳＤ画像の生成を行うとともに、その番組ガイド情報画面に基づく操作入力に応じて出力するサービスやイベントの切換を行う。

（受信動作）
つぎに、地上デジタル放送受信装置１０の受信動作について説明をする。

まず、通常の受信時には、イベントに関する情報（イベントＩＤ、イベント名、イベントの開始時刻、継続時間、そのイベントの進行状態等）が記述されているＥＩＴに基づき、任意のイベントが選択される。システム制御部２０は、ユーザによりイベントが選択されると、そのトランスポートストリーで提供されているサービスに関する情報（サービスＩＤ、サービス名等）、並びに、そのサービスがどのトランスポートストリームで提供されているかといった情報等が記述されているＳＤＴ及びそのトランスポートストリームが含まれているチャネルの物理的な受信条件（チャネル番号、中心周波数等）が記述されているＮＩＴを参照して、そのイベントが提供されているサービス及びチャネルを特定する。

システム制御部２０は、ユーザにより選択されたイベントの受信開始命令が与えられると、第１の受信/復調部１３及び第２の受信/復調部１４に対して、特定したチャネルにチューニングをさせるとともにダイバーシチ受信動作を行わせる。このため、ダイバーシチ制御部１５からは、特定されたチャネルに伝送されている１本のトランスポートストリームが出力される。さらに、システム制御部２０は、ＴＳデコーダ１６に対して、特定されたサービスのＴＳパケットのみを抜き出させるとともに、抜き出したＴＳパケットを音声デコード部１７及び映像デコード部１８に供給させる。このため、音声デコード部１７及び映像デコード部１８からは、選択されたイベントの音声信号及び映像信号が出力される。

さらに、システム制御部２０は、以上のような通常の受信処理を行っている最中に、常に受信状態のパラメータであるＣ／Ｎ、ＢＥＲ（Bit Error Rate）等を監視し、受信状態の変化により図２に示すような処理を行う。

システム制御部２０は、通常の受信処理中に、常に受信状態が悪いか否かを判断する（ステップＳ１）。受信状態が悪いか否かは、例えば、受信信号のＳ/Ｎ比を検出して判断したり、トランスポートストリームのエラーレートを検出して判断したりする。ステップＳ１で受信状態が悪いと判断した場合には、システム制御部２０は、続くステップＳ２の処理を行う。

続いて、ステップＳ２では、システム制御部２０は、第１の受信/復調部１３及び第２の受信/復調部１４の動作を、ダイバーシチ受信動作からシングル受信動作に変更し、一方の受信/復調部（ここでは、第１の受信/復調部１３とする。）に対して、現在選択されているチャネル及びサービスの受信及び復調を続行させる（ステップＳ２）。従って、地上デジタル放送受信装置１０では、サーチ処理時であっても、通常の受信時に出力されていたサービスが途切れることなく出力され続ける。

続いて、ステップＳ３において、システム制御部２０は、他方の受信/復調部（ここでは、第２の受信/復調部１４とする。）に対して、受信可能な他のチャネルの周波数を全てスキャンさせ、移動にともなって新たに受信可能となったサービス、並びに、移動にともなって受信が不可能になったサービスを特定する。

続いて、ステップＳ４では、ステップＳ３にて検出したチャネルから所望のチャネルを選択し、通常の受信時に出力されていたチャネルと切り替える。

システム制御部２０は、例えば、ステップＳ２にてシングル受信しているチャネル及びサービスと同一のイベント（放送内容）を選択する。この同一のイベントの判断は、ＮＩＴに定義されたネットワークＩＤ（network_id）に基づいて行うことができる。ネットワークＩＤは、例えば、各エリアで同一の周波数により放送波を送信するＳＦＮ（Single Frequency Network）においては、１つのエリア内で同一の放送内容が放送される単位である送出マスターに対して１つ割り当てられている。従って、例えば、ある放送事業者Ａが関東全域をカバーして放送を行い、関東内の所々に中継局を設置して、コマーシャルや付加情報も含めて同一の放送内容を提供する場合、１つの送出マスターとなり、ネットワークＩＤによって選択受信することができる。

また、移動受信などエリアをまたがって受信する場合、受信していた放送事業者と同一の系列ネットを受信してもよい。同一系列の判断は、ＢＩＴ（Broadcaster Information Table）のaffiliation_id（系列識別情報）により行うことができる。この系列識別情報により、例えば、放送事業者Ａが、関東全域の他に東海地区に対しても中継を行って放送波を提供するとともに、コマーシャルの差し替えを行い、異なるネットワークＩＤが割り当てられた場合でも、ユーザは同一の放送内容（中継）を受信することができる。

また、シングル受信しているイベントと関連性が高いイベントを選択するようにしてもよい。そうすれば、例えば、シングル受信している野球中継の受信状態が悪くなった場合、他の野球中継にＥＩＴなどに基づいて自動的に切り替わるので、ユーザはチャネルを切り替える手間を省くことができるだけでなく、視聴したい番組を探す手間も省くことができる。

また、ユーザが予め登録しておいた優先順に基づいてイベントを選択するようにすれば、例えば、スポーツ番組が受信できないならば歌番組を受信するようにユーザの嗜好に合わせて切り替えることができる。

続いて、ステップＳ５において、システム制御部２０は、ステップＳ４で選択、切り替えられたチャネルを第１の受信/復調部１３及び第２の受信/復調部１４を用いてダイバーシチ受信する。

システム制御部２０は、ステップＳ５の処理を終えると、通常の受信に戻り、ダイバーシチ受信の受信状態を監視する（ステップＳ１）。

以上のようにデジタル放送受信装置１０では、通常の受信時には、複数のアンテナ及び複数の受信/復調部を用いたダイバーシチ受信を行い、常に受信状態を監視する。サーチ処理時には、ダイバーシチ受信で用いていた複数のアンテナ及び複数の受信/復調部を２つに分割し、一方のアンテナ及び受信/復調部で、これまで受信していたチャネルの受信及び復調を続行させ、他方のアンテナ及び受信/復調部で、他のチャネルの周波数を全てスキャンする。

このことにより、移動にともなって受信状態が変化する場合であっても、ユーザは常に安定したサービスやイベント等の情報を取得することができる。

なお、最良の実施形態として説明したデジタル放送受信装置１０では、アンテナ並びに受信/復調部がそれぞれ２つずつの構成の例を示したが、ダイバーシチ受信は、２つのアンテナ等に限らず、３、４個といった構成でも可能である。アンテナ並びに受信/復調部が３個以上ある構成の場合は、サーチ処理時にそれらを２つのグループに分割し、一方のグループを現在受信しているサービスの出力の継続に用い、他方を他のサービスのサーチに用いるようにする。従って、本発明は、３個以上のアンテナ及び受信/復調部を用いたダイバーシチ受信を行うデジタル放送受信装置に適用することも可能である。

本発明を適用させた地上デジタル放送受信装置のブロック図である。 地上デジタル放送受信装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 地上デジタル放送受信装置、 １１ 第１のアンテナ、 １２ 第２のアンテナ、 １３ 第１の受信/復調部、 １４ 第２の受信/復調部、 １５ ダイバーシチ制御部、 １６ ＴＳデコード部、 １８ 映像デコード部、 １９ ＯＳＤ処理部、 ２０ システム制御部

Claims (8)

1. デジタル放送の放送信号を受信するデジタル放送受信装置において、
   複数のアンテナと複数の復調部とを有し、複数のアンテナ及び複数の復調部を用いてダイバーシチによる放送信号の受信及び復調を行って、その放送信号に変調されているデジタルデータストリームを復調することが可能な受信復調手段と、
   上記受信復調手段により復調された上記デジタルデータストリームに含まれているコンテンツ情報を復号するコンテンツ復号手段とを有し、
   上記受信復調手段は、
   通常の受信時には、複数のアンテナ及び複数の復調部を用いたダイバーシチにより任意のチャネルの放送信号の受信及び復調を行って、第１のデジタルデータストリームを出力し、
   上記通常の受信時に受信していた上記任意のチャネルの放送信号の受信状態が悪い場合には、上記複数のアンテナ及び複数の復調部を２つのグループに分割し、一方のグループのアンテナ及び復調部を用いて、上記通常の受信時に受信していた上記任意のチャネルの放送信号の受信及び復調をして上記第１のデジタルデータストリームの出力を継続するとともに、他方のグループのアンテナ及び復調部を用いて上記任意のチャネルと異なる他のチャネルの周波数を全てスキャンし、新たに受信可能となったチャネル及び受信不可能となったチャネルを特定し、受信可能なチャネルの中から上記第１のデジタルデータストリームのシステム情報に基づいてチャネルを選択し、当該チャネルの放送信号の受信及び復調を行って、第２のデジタルデータストリームを出力するデジタル放送受信装置。
2. 上記受信復調手段は、上記第１のデジタルデータストリームのネットワーク識別情報に基づいて上記第１のデジタルデータストリームと同一のイベントのチャネルを選択する請求項１記載のデジタル放送受信装置。
3. 上記受信復調手段は、上記第１のデジタルデータストリームの系列識別情報に基づいて上記第１のデジタルデータストリームと同一の系列のチャネルを選択する請求項１記載のデジタル放送受信装置。
4. 上記受信復調手段は、上記第１のデジタルデータストリームのシステム情報に基づいて上記第１のデジタルデータストリームのイベントと関連性の高いイベントのチャネルを選択する請求項１記載のデジタル放送受信装置。
5. 上記受信復調手段は、上記第１のデジタルデータストリームのシステム情報に基づいて予め登録されたイベントの優先順に応じたイベントのチャネルを選択する請求項１記載のデジタル放送受信装置。
6. 上記受信復調手段は、一方のグループのアンテナと他方のグループのアンテナとの空間的な配置位置及び指向性の方向を変化させる請求項１記載のデジタル放送受信装置。
7. 上記放送信号は、直交周波数分割多重化された地上波の信号であり、
   上記復調部は、直交周波数分割多重変調信号を復調する請求項１記載のデジタル放送受信装置。
8. 上記デジタルデータストリームは、ＩＳＯ/ＩＥＣ １３８１８−１に規定されたトランスポートストリームである請求項７記載のデジタル放送受信装置。

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