JP2003264523A - ダイレクトコンバージョン受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、ＤＣオフセットの影響を最小限
に抑えることができるダイレクトコンバージョン受信機
を提供することを目的とする。 【解決手段】 ＯＦＤＭ方式で変調されたアナログＲＦ
信号を、受信対象セグメントの占有周波数の所定の周波
数が周波数零となるように周波数変換するダウンコンバ
ータ、ダウンコンバータによって得られたダウンコンバ
ート信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段および
ＡＤ変換手段によって得られた信号に対して、高速フー
リエ変換を施して、時間軸を周波数軸に変換するＦＦＴ
手段およびＦＦＴ手段の出力信号から、受信対象セグメ
ント以外の不要成分を除去する不要成分除去手段を備え
たダイレクトコンバージョン受信機において、ダウンコ
ンバータは、受信対象セグメントに含まれている特定の
キャリア信号が周波数零の位置に配置されるように、ア
ナログＲＦ信号を周波数変換するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ダイレクトコン
バージョン受信機に関し、特に、地上デジタルＴＶ放送
における１セグメントのみを受信する部分受信に利用で
きるダイレクトコンバージョン受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像信号または音声信号を伝送す
るシステムにおいて、高品質な伝送や周波数利用効率の
向上に優れた方式として、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多
重、Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方
式が提案されている。

【０００３】ＯＦＤＭ方式は、１チャンネルの帯域内に
多数のサブキャリアを立てる変調方式である。例えば、
アナログＴＶ信号をデジタル信号に変換した後、ＭＰＥ
Ｇ(Moving Picture Experts Group)でデータ圧縮を施
す。このデータ信号にノイズなどの伝送路におけるエラ
ー発生原因を分散させるなどのためにバイトインタリー
ブ、ビットインタリーブを行い，ＱＰＳＫ(Quadrature
Phase Shift Keying) 、１６ＱＡＭ(Quadrature Amplit
ude Modulation) などの変調方式に応じたマッピングを
行う。

【０００４】マッピングが行われたデータは、フェージ
ングなど伝送路におけるエラー発生原因を分散させるた
めの時間インタリーブ、周波数インタリーブを行った
後、ＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）を行い、直交変調後、
ＲＦ周波数に周波数変換して、伝送される。

【０００５】図１は、デジタルテレビ受信機の構成を示
している。

【０００６】デジタルテレビ受信機では、送信側と全く
逆の操作を行ってＴＶ信号を復調する。

【０００７】アンテナから入力されるＲＦ入力は、ミキ
サ２１に入力される。ミキサ２１には局部信号発生器２
２から選局に応じた信号も入力され、希望周波数がＢＰ
Ｆ（バンドパスフィルタ）２３の帯域内に入るよう周波
数変換された信号が出力される。ＢＰＦ２３では、希望
周波数成分のみを抜き出す。

【０００８】ＢＰＦ２３の出力は、ミキサ２４、２５に
それぞれ入力する。ミキサ２４、２５には、局部信号発
生器２６からの信号を入力とする９０度位相器２７から
コサイン信号およびサイン信号が入力されている。ミキ
サ２４、２５は、ＩＦ周波数であるＢＰＦ２３の出力を
ダウンコンバートして、実軸（Ｉ軸）成分と虚軸（Ｑ
軸）成分からなるＬｏｗ ＩＦ信号に変換し、アナログ
／デジタル変換器７、８に出力する。

【０００９】アナログ／デジタル変換器７、８では、ア
ナログ信号（Ｉ軸成分、Ｑ軸成分）をデジタル信号に変
換してＦＦＴ回路９に出力する。ＦＦＴ回路９では、入
力信号に対して高速フーリエ変換を行い、時間軸データ
を周波数データに変換して、周波数デインタリーブ回路
１２に出力する。

【００１０】周波数デインタリーブ回路１２では、電波
の反射などによる特定周波数信号の欠落を補うために行
われた周波数インタリーブを元に戻す。周波数デインタ
リーブ回路１２の出力は、時間デインタリーブ回路１３
に送られる。時間デインタリーブ回路１３は、耐フェー
ジングなどのために施された時間インタリーブを元に戻
す。

【００１１】時間デインタリーブが行われたＩ軸および
Ｑ軸信号はデマッピング回路１４に送られ、２ビット
（ＱＰＳＫ）、４ビット（１６ＱＡＭ）または６ビット
（６４ＱＡＭ）に変換される。デマッピングが行われた
信号はビットデインタリーブ回路１５に送られる。ビッ
トデインタリーブ回路１５は、誤り耐性を増す目的で行
われたビットインタリーブを解除する。ビットデインタ
リーブ回路１５の出力は、ビタビ復号回路１６に送られ
る。ビタビ復号回路１６は、送信側で行われた畳み込み
符号を用いて誤り訂正を行う。

【００１２】ビタビ復号が行われた信号は、バイトデイ
ンタリーブ回路１７に送られる。バイトデインタリーブ
回路１７は、ビットインタリーブ同様誤り耐性を増す目
的で行われたバイトインタリーブを解除する。バイトデ
インタリーブ回路１７の出力は、ＲＳ復号回路１８に送
られる。ＲＳ復号回路１８は、ＲＳ（リードソロモン）
復号を行って誤り訂正を行う。誤り訂正された信号は、
ＭＰＥＧデコード回路１９に送られる。ＭＰＥＧデコー
ド回路１９は、誤り訂正された信号（圧縮信号）を伸長
し、デジタル／アナログ変換２０に出力する。デジタル
／アナログ変換２０は、ＭＰＥＧデコード回路１９から
送られてきた信号を、アナログ映像及びアナログ音声信
号に変換して出力する。

【００１３】日本の地上デジタル放送方式においては、
セグメント分割された信号形式が採用され、テレビ放送
の場合は、１３セグメントを１まとめにして６ＭＨｚの
帯域内に伝送している。また、１３セグメントの内の中
央の１セグメントにおいては１セグメントのみでデータ
放送などが行える部分受信が可能である。１３セグメン
ト受信に対して、部分受信においては帯域が１／１３に
なるのみであり、ほぼ同じ構成で受信が可能である。

【００１４】受信方式として、上述の説明では、ＩＦ周
波数に一旦変換し、その後ＬｏｗＩＦに変換する所謂ス
ーパヘテロダイン方式について説明を行った。ＱＰＳＫ
変調など単一キャリア伝送方式では、この他の受信方式
として、ＲＦ信号を直接ベースバンド信号に変換するダ
イレクトコンバージョン方式も用いられる。ダイレクト
コンバージョン方式では、通常ＳＡＷフィルタで実現さ
れるバンドパスフィルタ２３などが不要になるため、部
品点数の削除が可能である。

【００１５】図２は、本出願人が開発したダイレクトコ
ンバージョン方式のデジタルテレビ受信機の構成を示し
ている（特願２００１−３３２９１０参照）。このダイ
レクトコンバージョン方式のデジタルテレビ受信機は、
不要成分除去回路が設けられている点において、従来の
ダイレクトコンバージョン方式のデジタルテレビ受信機
と異なっており、本願の出願時点では公知ではない。

【００１６】図１のスーパヘテロダイン方式のデジタル
テレビ受信機との相違は、次の通りである。

【００１７】（１）ＲＦ信号をＩＦ信号に変換し、さら
にＬｏｗ ＩＦ信号に変換するための回路（ミキサ２
１、局部信号発生器２２、ＢＰＦ２３、局部信号発生器
２６、ミキサ２４、２５および９０度位相器２７）を削
除したこと。

【００１８】（２）ＲＦ信号をダウンコンバートするた
めのダウンコンバータ５０（局部信号発生器１、ミキサ
２、３、９０度位相器４）とＬＰＦ５、６とを追加した
こと。

【００１９】（３）不要成分除去回路１０、１１を追加
したこと。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ＯＦＤＭ受信では、Ｒ
Ｆ信号を直接Ｌｏｗ ＩＦ信号に変換する以外に、部分
受信対象セグメントの占有周波数の中心周波数が周波数
零（直流成分）となるようにＲＦ信号を周波数変換する
方法も可能である（特願２００１−３３２９１２参
照）。この場合、直流成分（周波数零の成分）も有効な
信号成分となるため、ＤＣオフセットの無い信号が要求
される。しかし、ダウンコンバータやＡＤコンバータの
ＤＣオフセットによりＤＣオフセットの無い信号を生成
するのは容易でない。

【００２１】そこで、本出願人は、部分受信対象セグメ
ントの占有周波数の中心周波数が周波数零（直流成分）
となるようにＲＦ信号を周波数変換するようにしたダイ
レクトコンバージョン方式デジタルテレビ受信機におい
て、ＤＣオフセットを補償するようにしたものを開発し
特許出願している（特願２００１−３３２９１１参
照）。

【００２２】ところで、ＯＦＤＭ信号には、電波産業会
地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式ARIBSTD-B31
で規定されるAuxiliary Channel 信号（以下、ＡＣ信号
という）が所定のキャリア位置に配置されている。この
ＡＣ信号は、付加情報を伝送するために用いられる拡張
用のキャリア信号であり、受信機ではデータ信号として
用いられない。

【００２３】本発明者らは、ＡＣ信号が受信機ではデー
タ信号として用いられないこと、およびＡＣ信号のう
ち、一部の信号についてはセグメントの占有帯域の中心
付近に配置されることに着目し、ダイレクトコンバージ
ョン後に直流周波数の位置にＡＣ信号が配置されるよう
にダイレクトコンバージョンを行うことにより、ＤＣオ
フセットの影響を最小限に抑えることができることを発
見した。

【００２４】この発明は、上記発見に基づいてなされた
ものであって、ＤＣオフセットの影響を最小限に抑える
ことができるダイレクトコンバージョン受信機を提供す
ることを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ＯＦＤＭ方式で変調されたアナログＲＦ信号を、受
信対象セグメントの占有周波数の所定の周波数が周波数
零となるように周波数変換するダウンコンバータ、ダウ
ンコンバータによって得られたダウンコンバート信号を
デジタル信号に変換するＡＤ変換手段およびＡＤ変換手
段によって得られた信号に対して、高速フーリエ変換を
施して、時間軸を周波数軸に変換するＦＦＴ手段および
ＦＦＴ手段の出力信号から、受信対象セグメント以外の
不要成分を除去する不要成分除去手段を備えたダイレク
トコンバージョン受信機において、ダウンコンバータ
は、受信対象セグメントに含まれている特定のキャリア
信号が周波数零の位置に配置されるように、アナログＲ
Ｆ信号を周波数変換するものであることを特徴とする。

【００２６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のダイレクトコンバージョン受信機において、特定のキ
ャリア信号が、日本の地上デジタル放送で規程されてい
る、付加情報を伝送するために用いられるAuxiliary Ch
annel 信号であることを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図３〜図９を参照して、こ
の発明の実施の形態について説明する。

【００２８】図３は、ダイレクトコンバージョン方式の
デジタルテレビ受信機の構成を示している。図４は、図
３の各部のスペクトラムを示している。

【００２９】図３において、図１と同じものには、同じ
符号を付してその説明を省略する。図３の受信機と図１
の従来例との相違点は、次の通りである。

【００３０】（１）ＲＦ信号をＩＦ信号に変換し、さら
にＬｏｗ ＩＦ信号に変換するための回路（ミキサ２
１、局部信号発生器２２、ＢＰＦ２３、局部信号発生器
２６、ミキサ２４、２５および９０度位相器２７）を削
除したこと。 （２）部分受信対象セグメントの占有周波数の中心付近
にある１つのAuxiliaryChannel 信号（AC信号) が周波
数零（直流成分）の位置に配置されるように、ＲＦ信号
を周波数変換するダウンコンバータ６０（局部信号発生
器１、ミキサ２、３、９０度位相器４）とＬＰＦ５、６
と追加したこと。 （３）不要成分除去回路１０、１１を追加したこと。

【００３１】地上デジタル放送では、図４（ａ）に示す
ようなスペクトラムで送信される。図４（ａ）では、Ｕ
ＨＦ１４〜１６チャンネルに対するスペクトラムが図示
されている。１チャンネルは６ＨＭｚで、１チャンネル
は１３セグメントのセグメントで構成されている。この
うちの中央のセグメントは部分受信用の信号である。Ｕ
ＨＦ１５を部分受信する場合について説明する。

【００３２】図４（ｂ）は、ＵＨＦ１５の拡大図で、部
分受信対象セグメントをＳ１５−０、前後のセグメント
をＳ１５−１〜Ｓ１５−１２とし、そのうちのＳ１５−
０と、その前後両隣りのＳ１５−１、Ｓ１５−２とを示
している。これらのセグメントＳ１５−０〜Ｓ１５−２
内に、上向きの矢印は、Auxiliary Channel 信号（ＡＣ
信号) を表している。

【００３３】ＵＨＦ１５のＲＦ信号は、図３のダウンコ
ンバータ（局部信号発生器１、９０度位相器４およびミ
キサ２、３）によって周波数変換される。局部信号発生
器１からは、部分受信対象セグメントＳ１５−０の占有
周波数の中心付近にある１つのAC信号が周波数零（直流
成分）の位置に配置されるように、ＲＦ信号を周波数変
換するための周波数の信号が出力される。また、９０度
位相器４からは、実軸および虚軸成分を出力するため、
コサイン信号およびサイン信号がミキサ２、３に出力さ
れている。

【００３４】ダウンコンバータによる周波数変換後のス
ペクトラムは、図４（ｃ）に示すようになる。ダウンコ
ンバータは部分受信対象セグメントＳ１５−０の占有周
波数の中心付近にある１つのＡＣ信号が周波数零（直流
成分）の位置に配置されるように、ＲＦ信号を周波数変
換するため、そのＡＣ信号を中心として折り返しが発生
し、折り返した信号が多重されることになる。

【００３５】この信号に対してＬＰＦ５、６で高調波成
分を取り除く。ＬＰＦ５、６による高調波成分除去後の
出力スペクトラムは、図４（ｄ）に示すようになる。Ｌ
ＰＦ５、６として、比較的緩やかな特性を持つアナログ
フィルタを用いているため、ＬＰＦ５、６による高調波
成分除去後の出力信号のスペクトラムには、部分受信対
象セグメントＳ１５−０以外に、それに隣接するセグメ
ントＳ１５−１、Ｓ１５−２の一部も残っている。

【００３６】この信号に対してＦＦＴ９にて、時間軸デ
ータを周波数軸データに変換する。ＦＦＴ９の出力スペ
クトラムは図４（ｅ）に示すようになる。

【００３７】ＦＦＴ９の出力を不要成分除去回路１０、
１１にて、部分受信対象セグメントＳ１５−０以外の不
要成分であるセグメントＳ１５−１、Ｓ１５−２を除去
し、周波数デインタリーブ回路１２に出力する。したが
って、不要成分除去回路１０、１１の出力信号のスペク
トラムは図４（ｆ）に示すように、部分受信対象セグメ
ントＳ１５−０のみとなる。周波数デインタリーブ回路
１２以降の信号処理は図１の受信機と同じである。

【００３８】図４（ｆ）に示すように、ＦＦＴ９の出力
の直流周波数成分は、ＡＣ信号に割り当てられている。
ＡＣ信号は、付加情報を伝送するための拡張用信号であ
り、受信機で復調する必要がない信号である。したがっ
て、ＦＦＴ９の出力の直流周波数成分（ＡＣ信号）は復
調を要するデータ信号成分ではないため、ＤＣオフセッ
トがあっても問題が生じなくなる。このため、ＤＣオフ
セットのわずかなずれによって発生するデータのエラー
を回避することが可能となる。

【００３９】ＡＣ信号の実際のキャリア配列について説
明する。図５は、１セグメント当たりのＡＣ信号のキャ
リア配置を示している。

【００４０】Mode１では、1 セグメント当たりのキャリ
ア数は、キャリア番号0 〜107 の108 個である。キャリ
ア番号35,79 に、ＡＣ信号(AC1＿1,AC1 ＿2)が配置され
ている。このようにMode１では、１セグメントのキャリ
ア（周波数）の中心が54であるのに対し、ＡＣ信号は3
5,79 に配置されており、１セグメントのキャリアの中
心付近にＡＣ信号は存在していない。

【００４１】このため、Mode１において１つのＡＣ信号
が周波数零（直流成分）の位置に配置されるようにＲＦ
信号を周波数変換した場合には、ＦＦＴ出力において、
正の周波数成分と負の周波数成分とのバランスが大きく
ことなるため、本発明の適用は可能であはあるが、回路
構成上は好ましくない。

【００４２】Mode２では、1 セグメント当たりのキャリ
ア数は、キャリア番号0 〜215 の216 個である。キャリ
ア番号98,101,118,136に、ＡＣ信号(AC1＿1 〜AC1 ＿4)
が配置されている。１セグメントのキャリアの中心は10
8 であるので、その近傍にあるキャリア番号101 または
118 のＡＣ信号(AC1＿2 〜AC1 ＿3)が周波数零（直流成
分）の位置に配置されるようにＲＦ信号を周波数変換す
ればよい。

【００４３】Mode２において、キャリア番号101 のＡＣ
信号(AC1＿2 ) が周波数零（直流成分）の位置に配置さ
れるようにＲＦ信号を周波数変換した場合の、不要成分
除去回路１０、１１の出力信号のスペクトラムは図６に
示すようになる。

【００４４】Mode３では、1 セグメント当たりのキャリ
ア数は、キャリア番号0 〜431 の432 個である。キャリ
ア番号7,89,206,209,226,244,377,407に、AC信号(AC1＿
1 〜AC1 ＿8)が配置されている。１セグメントのキャリ
アの中心は216 であるので、その近傍にあるキャリア番
号209 または226 のＡＣ信号(AC1＿4 〜AC1 ＿5)が周波
数零（直流成分）の位置に配置されるようにＲＦ信号を
周波数変換すればよい。

【００４５】なお、図７に示すように、ＦＦＴ９のオー
バーフローを防止する等の性能向上のためにＤＣオフセ
ットを除去するための回路を設けてもよい。なお、ＤＣ
オフセットの発生原因は、ミキサ２、３、ＬＰＦ５、６
がアクティブフィルタの場合は能動素子のＤＣオフセッ
ト、アナログ／デジタル変換回路７、８などが挙げられ
る。

【００４６】つまり、図７のダイレクトコンバージョン
方式のデジタルテレビ受信機では、ＦＦＴ回路９の出力
に基づいてＤＣオフセットを検出するＤＣオフセット検
出回路１０３が設けられているとともに、各アナログ／
デジタル変換回路７、８とＦＦＴ回路９との間に、それ
ぞれＤＣオフセット検出回路１０３によって検出された
ＤＣオフセットに基づいてＤＣオフセットを補正するた
めのＤＣオフセット補正回路１０１、１０２が設けられ
ている。

【００４７】各ＤＣオフセット補正回路１０１、１０２
では、ＤＣオフセット検出回路１０３のＤＣオフセット
量に応じて各アナログ／デジタル変換回路７、８のＤＣ
出力時の値の補正を行う。

【００４８】図８は、ＤＣオフセット検出回路１０３の
構成を示している。

【００４９】ＤＣオフセット検出回路１０３は、ＦＦＴ
回路９の出力のＤＣ成分を一定期間積分し、積分結果を
ＤＣオフセット量としている。この積分結果は、ＤＣオ
フセット量とＡＣ信号成分とを含んでいる。ＡＣ信号
は、データが伝送されていない時は”１”であるが、受
信機では用いないので、ＤＣオフセット補正によってＡ
Ｃ信号が正確に復調できなくても動作上問題ない。

【００５０】図８のＤＣオフセット検出回路１０３は、
一方のＤＣオフセット補正回路１０１に対してオフセッ
ト量を与えるための第１回路（ＤＣ位置検出回路２０１
および積分器２０２）と、他方のＤＣオフセット補正回
路１０２に対してオフセット量を与えるための第２回路
（ＤＣ位置検出回路３０１および積分器３０２）とを備
えている。

【００５１】両回路の動作は同じであるので、第１回路
の動作についてのみ説明する。ＤＣ位置検出回路２０１
は、ＦＦＴ回路９からの出力される一方の信号を入力と
し、ＤＣ位置のレベルを検出する。積分器２０２は、Ｄ
Ｃ位置検出回路２０１によって検出されたＤＣ位置のレ
ベルを一定期間積分し、その積分結果をオフセット量と
して出力する。

【００５２】

【発明の効果】この発明によれば、有効データ成分にＤ
Ｃオフセットが発生しないダイレクトコンバージョン受
信機が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のデジタルテレビ受信機の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】本出願人が開発したダイレクトコンバージョン
方式のデジタルテレビ受信機の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】この発明の実施の形態のデジタルテレビ受信機
の構成を示すブロック図である。

【図４】図３の各部のスペクトラムを示す模式図であ
る。

【図５】１セグメント当たりのＡＣ信号のキャリア配置
を示す図である。

【図６】Mode２において、キャリア番号101 のＡＣ信号
(AC1＿2 ) が周波数零（直流成分）の位置に配置される
ようにＲＦ信号を周波数変換した場合の、不要成分除去
回路１０、１１の出力信号のスペクトラムを示す模式図
である。

【図７】他の実施の形態のデジタルテレビ受信機の構成
を示すブロック図である。

【図８】ＤＣオフセット検出回路１０３の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ 局部信号発生器 ２、３ ミキサ ４ ９０度位相器 ５、６ ＬＰＦ ９ ＦＦＴ回路 １０、１１ 不要成分除去回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花房 清夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 岩崎 利哉 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5C025 AA30 BA25 BA30 DA01 5K022 DD01 DD33

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＯＦＤＭ方式で変調されたアナログＲＦ
   信号を、受信対象セグメントの占有周波数の所定の周波
   数が周波数零となるように周波数変換するダウンコンバ
   ータ、ダウンコンバータによって得られたダウンコンバ
   ート信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段および
   ＡＤ変換手段によって得られた信号に対して、高速フー
   リエ変換を施して、時間軸を周波数軸に変換するＦＦＴ
   手段およびＦＦＴ手段の出力信号から、受信対象セグメ
   ント以外の不要成分を除去する不要成分除去手段を備え
   たダイレクトコンバージョン受信機において、 ダウンコンバータは、受信対象セグメントに含まれてい
   る特定のキャリア信号が周波数零の位置に配置されるよ
   うに、アナログＲＦ信号を周波数変換するものであるこ
   とを特徴とするダイレクトコンバージョン受信機。
2. 【請求項２】 特定のキャリア信号が、日本の地上デジ
   タル放送で規程されている、付加情報を伝送するために
   用いられるAuxiliary Channel 信号であることを特徴と
   する請求項1 に記載のダイレクトコンバージョン受信
   機。