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発明の名称 CDM受信装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−6389(P2007−6389A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−187047(P2005−187047)
出願日 平成17年6月27日(2005.6.27)
代理人 【識別番号】100109900
【弁理士】
【氏名又は名称】堀口 浩
発明者 阿部 雅宏
要約 課題
入力信号の受信状態にもとづいて同期解除に至る時間を短くし、受信装置の消費電力を低減することのできるCDM受信装置を提供する。

解決手段
CDM受信装置1000は、ユニークワード検出部1と、同期保護部2と、入力瞬断判定部3と、入力信号劣化判定部4と、前方保護段数設定部5とを有し、受信したCDM信号の制御信号チャネルデータに含まれるユニークワードのビットパターンを予め用意されたビットパターンとビットごとに比較しユニークワードの検出を判定し、ユニークワード不検出のときは、入力信号の劣化あるいは瞬断がなかったかを判定する。入力信号の劣化あるいは瞬断があったと判定したときは、同期解除に至る時間を短くするとともに、復調部300およびFEC部400の動作を停止させるためのディセーブル信号を生成する。
特許請求の範囲
【請求項1】
受信したCDM信号の制御情報チャネルデータに含まれるユニークワードのビットパターンを既知のビットパターンとビットごとに比較し、一致ビット数が規定値以上あったときにユニークワードを検出したと判定するユニークワード検出手段と、
前記ユニークワードが後方保護段数として設定された回数連続して検出されたときに同期捕捉と判定し、前記同期捕捉後に前記ユニークワードが前方保護段数として設定された回数以上連続して不検出のときに同期解除と判定する同期保護手段と、
入力信号の瞬断を判定する入力瞬断判定手段と、
入力信号の受信品質の劣化を判定する入力信号劣化判定手段と、
前記入力瞬断判定手段により入力信号が瞬断したと判定されたとき、または前記入力信号劣化判定手段により入力信号の受信品質が劣化したと判定されたときに、その直前の受信品質に応じて前記同期保護段数の設定を変更する前方保護段数設定手段と、
受信したCDM信号の放送コンテンツチャネルのデータを復調する復調手段と、
前記復調部で復調されたデータの誤り訂正を行う誤り訂正手段と
を具備し、
前記同期保護手段が同期解除と判定したときに、前記復調手段および前記誤り訂正手段の動作の停止を行うことを特徴とするCDM受信装置。
【請求項2】
前記前方保護段数設定手段は、前記ユニークワード検出手段で前記ユニークワードが検出されず前記入力信号が瞬断したと判定されたとき、その直前に前記ユニークワード検出手段で算出されたユニークワードの不一致ビット数αと前記誤り訂正手段で算出されたビタビ復号前ビットエラー率βにもとづいて求められた段数γを、前記前方保護段数の規定値から減ずることを特徴とする請求項1に記載のCDM受信装置。
【請求項3】
前記前方保護段数設定手段は、前記αがほぼ0で前記βが0であるときは前記γを0として前記前方保護段数の値を規定の段数のままとすることを特徴とする請求項2に記載のCDM受信装置。
【請求項4】
前記入力信号劣化判定手段は、前記ユニークワード検出手段でユニークワードが検出されず前記入力信号が劣化したと判定されたとき、前記ユニークワード検出手段で算出されるユニークワードの不一致ビット数と、前記誤り訂正手段で算出されるビタビ復号前ビットエラー率およびビタビ復号後ビットエラー率を一定期間累積加算し、そのいずれかの累積加算値が規定値以上になったときは入力信号の受信品質が劣化したと判定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のCDM受信装置。
【請求項5】
前記復調手段および前記誤り訂正手段の動作の停止は、前記復調手段内の同期捕捉動作に関わりのない部分および前記誤り訂正手段への電源の供給の停止またはクロック信号の供給の停止により行われることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のCDM受信装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、CDM(Code Division Multiplex:符号分割多重)変調方式で放送される衛星デジタル放送を受信するCDM受信装置に関し、特に受信品質に適応した同期保護を行うCDM受信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年実用化された移動体向けの放送として、CDM変調されたCDM信号を送信する衛星デジタル放送がある。この衛星デジタル放送の受信には、移動体が移動中であっても衛星デジタル放送の受信が可能なCDM受信装置が用いられている。
【0003】
CDM受信装置では、受信されたCDM信号の制御信号チャネルデータに含まれるユニークワードの検出を監視することにより、初期同期の捕捉または同期の解除を行っている。
【0004】
すなわち、予め固定パターンのユニークワードを保存しておき、受信した制御信号チャネルデータ中でユニークワード部分と規定されている部分のパターンと保存されているユニークワードのパターンとの一致比較によりユニークワードを検出したかどうかの判定を行い、設定された時間の間連続してユニークワードが検出された場合は初期同期の捕捉を行い、同期を捕捉すると同期の保護を行う。その後、設定された時間の間連続してユニークワードが検出されなくなった場合は同期の解除を行う。(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
このようなCDM受信装置でユニークワードが検出されなくなるのは、移動体の移動によって、放送電波の受信環境が変化して入力信号が瞬断あるいは劣化したとき、またはフェージング、マルチパス環境等において生じる。すなわち、衛星デジタル放送で用いる搬送周波数は非常に高いため電波の直進性が強く、移動体がビル等の遮蔽物の陰に移動した場合、電波を直接受信できなくなり、ユニークワードが検出されなくなることが生じる。このとき、遮蔽物がビルであれば、移動体がビル陰を横切るときに入力信号が瞬断するだけで、瞬断時間によってはインターリーブによって誤りのないデータに復元される可能性がある。そこで、ユニークワードが検出されなくなっても直ちに同期を解除することは行わず、設定された一定時間ユニークワードの検出動作を継続するようにされている。
【0006】
しかし、フェージング、マルチパス等で受信環境が劣化した場合、ユニークワードがインターリーブ時間内に間欠して検出されるため、誤り訂正後のデータが多くの誤りを含む場合がある。従来のCDM受信装置では、このような入力信号の劣化がしばらく継続するときでも、常に一定時間のユニークワード検出動作を行い、その間CDM復調動作が実行されてCDM受信装置で電力が消費されるという問題があった。
【特許文献1】特開2001−267968号公報 (第3ページ、図2)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで、本発明の目的は、入力信号の受信状態にもとづいて同期解除に至る時間を短くし、受信装置の消費電力を低減することのできるCDM受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様によれば、受信したCDM信号の制御情報チャネルデータに含まれるユニークワードのビットパターンを既知のビットパターンとビットごとに比較し、一致ビット数が規定値以上あったときにユニークワードを検出したと判定するユニークワード検出手段と、前記ユニークワードが後方保護段数として設定された回数連続して検出されたときに同期捕捉と判定し、前記同期捕捉後に前記ユニークワードが前方保護段数として設定された回数以上連続して不検出のときに同期解除と判定する同期保護手段と、入力信号の瞬断を判定する入力瞬断判定手段と、入力信号の受信品質の劣化を判定する入力信号劣化判定手段と、前記入力瞬断判定手段により入力信号が瞬断したと判定されたとき、または前記入力信号劣化判定手段により入力信号の受信品質が劣化したと判定されたときに、その直前の受信品質に応じて前記同期保護段数の設定を変更する前方保護段数設定手段と、受信したCDM信号の放送コンテンツチャネルのデータを復調する復調手段と、前記復調部で復調されたデータの誤り訂正を行う誤り訂正手段とを具備し、前記同期保護手段が同期解除と判定したときに、前記復調手段および前記誤り訂正手段の動作の停止を行うことを特徴とするCDM受信装置が提供される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、入力信号の受信状態にもとづいて同期解除に至る時間を変えることができるので、入力信号の劣化あるいは入力信号の瞬断が生じた場合に同期解除に至る時間を短くすることができる。また、入力信号が劣化したときにCDM復調動作を停止させることができるので、CDM受信装置の消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【実施例】
【0011】
図1は、本発明の実施例に係るCDM受信装置の構成の例を示すブロック図である。
【0012】
本実施例のCDM受信装置1000は、基本的な復調系として、デジタル放送信号を受信するアンテナ部100と、受信したデジタル放送信号を検波するチューナ部200と、検波した信号のCDM変調信号を復調するCDM復調部300と、復調した信号の誤り訂正を行うFEC(Forward Error Correction)部400と、誤り訂正後のデータを復号して映像信号および音声信号を出力するデコーダ部500とを有する。
【0013】
このうち、CDM復調部300は同期処理部310を有し、この同期処理部310は、送信側の信号の送出タイミングに合わせて復調を行うための処理を行う。
【0014】
また、FEC部400は、CDM復調部300から入力されたデータにビットデインターリーブを行った後にビタビ復号を行い、このビタビ復号されたデータをバイトデインターリーブした後にリードソロモン復号を行って出力している。このとき、ビタビ復号前と後でそれぞれビットエラー率(BER)を算出し、それぞれ、ビタビ復号前BER、ビタビ復号後BERとして出力する。
【0015】
このようなCDM受信装置1000は、さらに、CDM復調部300でCDM復調された多重信号中の制御信号チャネル信号中の1フレーム中に1つ存在するユニークワードのビットパターンが予め用意された固定パターンのユニークワードであるかどうかを検出するユニークワード検出部1と、入力信号の瞬断を判定する入力瞬断判定部2と、入力信号の受信品質を観測し、入力信号の受信品質の劣化を判定する入力信号劣化判定部3と、ユニークワードが後方保護段数として設定された回数連続して検出されたときに同期捕捉と判定し、同期捕捉後にユニークワードが前方保護段数として設定された回数以上連続して不検出のときに同期解除と判定し、同期解除信号を出力するとともに、復調部300およびFEC部400へ動作停止を指示するディセーブル信号を出力する同期保護部4と、入力信号が瞬断したと判定されたとき、または入力信号の受信品質が劣化したと判定されたときに、その直前の受信品質に応じて同期保護部4に設定する前方保護段数の段数を変更する前方保護段数設定部5と、を有する。
【0016】
図2は、図1に示したユニークワード検出部1の内部構成の例を示すブロック図である。
【0017】
ユニークワード検出部1は、復調部300から出力されたユニークワードとして定められたmビット幅の受信ビットパターンを、予めユニークワードとして用意されたmビット幅の固定パターン11とビットごとに比較し、ビットの値が一致するごとにビット一致信号を出力するビット比較器12と、ビット比較器12から出力されるビット一致信号の数を算出して受信ビットパターンと固定パターン11との間の一致ビット数nを出力する一致ビット数カウンタ13と、一致ビット数nを規定値xと比較し、n≧xであれば、受信信号からユニークワードを検出したとしてユニークワード検出信号を出力し、n<xであれば、受信信号からユニークワードが検出されなかったとしてユニークワード不検出信号を出力する比較器14と、一致ビット数nをビットパターンのビット数mから減じた値(m−n)を算出し、この値を受信ビットパターンと固定パターン11との間の不一致ビット数として出力する減算器15とを有する。
【0018】
入力瞬断判定部2は、入力信号が瞬断すると入力データがランダムなビットパターンになり、正しいビットパターンと一致する確率が1/2になることを利用して入力瞬断の判定を行う。
【0019】
そのため、入力瞬断判定部2へは、ユニークワード不検出信号と、不一致ビット数の値と、ビタビ前BERの値が入力される。これにより、入力瞬断判定部2は、ユニークワード不検出信号が出力されたときに、ユニークワードの不一致ビット数およびビタビ前BERを観測して、ユニークワードの不一致ビット数が約m/2個、ビタビ前BERが約0.5の状態が一定期間連続した場合に入力信号の瞬断と判定する。入力瞬断判定部2が入力の瞬断と判定したときに出力される入力瞬断信号は、前方保護段数設定部5へ入力される。
【0020】
図3は、図1に示した入力信号劣化判定部3の構成の例を示すブロック図である。
【0021】
入力信号劣化判定部3は、ユニークワード不検出信号が出力されたときにユニークワードの不一致ビット数を所定の一定期間累積加算する累積加算部31と、ユニークワード不検出信号が出力されたときにビタビ復号前BERを所定の一定期間累積加算する累積加算部32と、ユニークワード不検出信号が出力されたときにビタビ復号後BERを所定の一定期間累積加算する累積加算部33と、累積加算部31の出力と累積加算部32の出力と累積加算部33の出力が入力されて入力劣化信号を出力する判定部34を有する。
【0022】
判定部34は、累積加算部31の出力、または累積加算部32の出力、あるいは累積加算部33の出力のいずれかが所定の閾値を超えたときに、入力劣化信号を出力する。
【0023】
図4は、図1に示した同期保護部4の内部構成の例を示すブロック図である。
【0024】
同期保護部4は、連続するフレームからユニークワード検出部1にてユニークワード検出信号が連続して検出されたときにその連続フレーム数dを算出する連続回数カウンタ41と、この連続フレーム数dを予め設定された後方保護段数Pと比較し、d=Pとなったときに初期同期が捕捉されたと判定して同期捕捉信号を出力する同期捕捉判定部42と、初期同期捕捉後に入力信号の瞬断または入力信号の劣化により連続するフレームでユニークワードが検出されず、ユニークワード検出部1からユニークワード不検出信号が連続して出力されたときに、その連続フレーム数uを算出する連続回数カウンタ43と、この連続フレーム数uを前方保護段数設定部5により設定された前方保護段数Rと比較し、u≧Rとなったときに同期が解除されたと判定して同期解除信号を出力し、同期解除時にCDM復調部300およびFEC部400へディセーブル信号を出力する同期解除判定部44とを有する。
【0025】
このディセーブル信号を用いて、同期処理部310以外の復調部300およびFEC部400への電源の供給を停止させることにより、同期処理部310以外の復調部300およびFEC部400の動作を停止させることができる。あるいは、ディセーブル信号を用いて、同期処理部310以外の復調部300およびFEC部400へのクロック信号の供給を停止することによっても、同期処理部310以外の復調部300およびFEC部400の動作を停止させることができる。
【0026】
上述したように、連続回数カウンタ43は、初期同期捕捉後に動作するカウンタである。そこで、連続回数カウンタ43へは同期捕捉信号がカウント開始許可信号として入力されている。すなわち、同期捕捉信号が出力された後のみ、連続回数カウンタ43は算出動作を行なう。
【0027】
ここで、前方保護段数Rは、同期を保護する時間を決定するパラメータである。すなわち、前方保護段数Rを大きくとれば、入力信号の劣化および入力信号の瞬断に対する同期の保護時間が長くなる。しかし、前方保護段数Rが大きい場合、入力信号の劣化が長く継続して受信品質が大きく劣化したときでも同期の解除が行われず、復号しても意味のないデータを保護する可能性が増大する。
【0028】
そこで、このような状態に陥らないように、本実施例のCDM受信装置1000では、入力信号が劣化したとき、あるいは入力信号が瞬断したときに受信品質に応じて同期保護時間を短くする。そのために、入力瞬断判定部2と入力信号劣化判定部3、および前方保護段数設定部5を用いる。
【0029】
図5は、図1に示した前方保護段数設定部5の構成の例を示すブロック図である。
【0030】
前方保護段数設定部5は、入力瞬断直前の不一致ビット数αを記憶するレジスタ51と、入力瞬断直前のビタビ復号前BERβを記憶するレジスタ52と、前方保護段数の減段数γがαとβを関数にして予め求められてテーブル化されているテーブル53と、入力瞬断信号が入力されたときにテーブル53から出力されたγを規定の前方保護段数rから減じた値(r−γ)を算出する減算器54と、減算器54の出力もしくは入力劣化信号の入力により同期保護部4へ出力する前方保護段数Rを設定する設定部55とを有する。
【0031】
ここで、前方保護段数設定部5のレジスタ51に記憶されるα、およびレジスタ52に記憶されるβがともにほぼ0である場合、すなわち、入力瞬断直前の不一致ビット数がほぼ0、つまり受信したユニークワードのビットパターンのほぼ全ビットが固定パターンと一致していて、ビタビ復号前BERがほぼ0であるときは、入力瞬断直前の入力データに誤りがないときである。このような場合、FEC部400のビットデインターリーブの働きにより、ビットインターリーブ時間の約40%程度までの入力の瞬断までは誤りの訂正ができる。したがって、このような場合、前方保護段数Rは規定値rのままでよい。そこで、このような場合は、前方保護段数設定部5のテーブル53からγ=0が出力される。
【0032】
しかし、αおよびβがともに0でない場合、すなわち入力瞬断直前の入力データに誤りがある場合、入力瞬断時間がビットインターリーブ時間の40%以下であってもFEC部400の出力に誤りが生じる。そこで、このような場合は、前方保護段数設定部5のテーブル53から1以上のγを出力して前方保護段数Rを規定値rより小さくして、同期解除に至る時間を短くする。
【0033】
このとき、α、βの値が大きいほど、すなわち、入力瞬断直前の入力データの誤りが大きいほど前方保護段数設定部5のテーブル53から出力されるγの値を大きくして、同期解除に至る時間をより短くする。すなわち、この短くなった同期保護の時間内の瞬断であれば、FEC部400の出力はエラーフリーとなる可能性が大である。
【0034】
次に、入力信号が劣化した場合について説明する。入力信号が劣化した場合は、上述の入力瞬断の場合と異なり、ユニークワード未検出のフレームが、全領域にランダムに複数分布していることが考えられる。すなわち、この場合、前方保護時間がビットインターリーブ時間の40%以下になるように前方保護段数Rを設定したとしても、FEC部400の出力のかなりの部分、または総てで誤りが生じる。
【0035】
そこで、入力信号劣化判定部3は、ユニークワード未検出が出力された場合、ユニークワードの不一致ビット数、ビタビ復号前BERおよびビタビ復号後BERを一定期間観測して入力信号が劣化しているかどうかを判定し、入力信号が劣化していると判定したときは、前方保護段数設定部5へ入力劣化信号を出力する。この入力劣化信号を受けると、前方保護段数設定部5の設定部55が前方保護段数Rを現時点で設定できる最小値に設定し、同期保護部4に対してこの前方保護段数Rを出力する。また、同期保護部4は、復調部300およびFEC部400に対してディセーブル信号を出力する。
【0036】
このような本実施例のCDM受信装置によれば、入力信号が瞬断したときは、入力瞬断直前の不一致ビット数およびビタビ復号前BERにもとづいて前方保護段数の設定を変更し、同期解除に至る時間を短くすることができる。また、ユニークワード不検出信号が出力されたときに、ユニークワードの不一致ビット数、ビタビ復号前BER、ビタビ復号後BERを所定の一定期間累積加算することによって入力信号が劣化しているかどうかを判定し、入力信号が劣化していると判定したきは、前方保護段数の設定を変更できる。また、入力信号の瞬断および入力信号の劣化のいずれかの場合に、同期の解除および復調動作の停止を行うことができる。これにより、CDM受信装置の消費電力を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の実施例に係るCDM受信装置の構成の例を示すブロック図。
【図2】図1に示すユニークワード検出部の構成の例を示すブロック図。
【図3】図1に示す入力信号劣化判定部の構成の例を示すブロック図。
【図4】図1に示す同期保護部の構成の例を示すブロック図。
【図5】図1に示す前方保護段数設定部の構成の例を示すブロック図。
【符号の説明】
【0038】
1 ユニークワード検出部
2 入力瞬断判定部
3 入力信号劣化判定部
4 同期保護部
5 前方保護段数設定部
11 固定パターン
12 ビット比較器
13 一致ビット数カウンタ
14 比較器
15 減算器
31、32、33 累積加算器
34 判定部
41、43 連続回数カウンタ
42 同期捕捉判定部
44 同期解除判定部
51、52 レジスタ
53 テーブル
54 減算器
55 設定部




 

 


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