JP4351685B2

JP4351685B2 - デジタル放送受信端末機の電力制御装置

Info

Publication number: JP4351685B2
Application number: JP2006112033A
Authority: JP
Inventors: 南信趙
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2026-04-14
Also published as: KR100734368B1; JP2006311539A; CN100568751C; US20060245525A1; US7711076B2; CN1855740A; KR20060113079A

Description

本発明は、デジタル放送受信端末機の電力制御装置及び電力制御方法に係り、より詳細には、受信環境の良い所では１個のアンテナのみを使用することによって受信端末機の消費電力を低減できる装置及び方法に関する。

一般に、システムＥ方式のデジタル放送受信端末機は、安定した受信のために２個のアンテナを使用して受信部を構成している。アンテナを２個使用するということは、チューナ（Tuner）部分の占有面積が大きくなり且つ消費電力も大きくなることになる。

アンテナを１個使用する場合、理論上、全般的加算性白色ガウス雑音（Additive White Gaussian Noise：ＡＷＧＮ）が存在するチャネルにおいて、３ｄＢ程度の利得（Gain）がある。しかし、無線環境の性格上、２個のアンテナの無線環境が大きく異なる場合には、それ以上の利得が得られる。このため、端末機では２個のアンテナが使用されている。

現状の受信端末機では、２個のアンテナを使用する場合、必ずチューナも２つ動作させ、基底帯域（Baseband）端も必ずこれに合わせて動作させている。しかしながら、無線環境には、敢えて２個のアンテナを動作させずとも１個のアンテナを動作させるだけで良い、良好な無線環境も存在する。にもかかわらず、従来の受信端末機は、２個のアンテナを常時作動させるしかなく、消費電力を増やす要因となっている。

本発明はこのような課題を解決するもので、その目的は、デジタル放送受信端末機の消費電力を低減できる装置及び方法を提供することにある。そしてこれに伴って、デジタル放送受信端末機の視聴時間を今以上に延長することを可能とするものである。

上記目的を達成するため、本発明に係るデジタル放送受信端末機の電力制御装置は、デジタルマルチメディア放送をダイバーシティ方式で受信するための第１及び第２受信部と、受信環境に応じて前記第１及び第２受信部の動作を制御する制御部と、前記第１及び第２受信部から提供される信号をＣＤＭ（Code Division Multiplexing）方式で復調するＣＤＭ復調器と、当該復調された信号に含まれたエラーを検出及び訂正しデコーディングする第１及び第２デコーディング部と、前記ＣＤＭ復調器から、前記第１及び第２受信部の信号対雑音比（Signal to Noise Ratio：ＳＮＲ）を抽出するためのＳＮＲ抽出手段と、前記ＣＤＭ復調器により復調された信号を前記デコーディング部においてビタビデコーディング（Viterbi decoding）する前のビットエラー率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）を検出するためのＢＥＲ検出手段と、を含んで構成され、前記制御部は、受信環境が悪い場合に前記第１及び第２受信部を両方とも動作させ、受信環境が良い場合に前記第１及び第２受信部のいずれか一方を動作させるとともに、当該第１及び第２受信部の動作を制御するときに、前記ＢＥＲ検出手段によるビットエラー率と、前記ＳＮＲ抽出手段による信号対雑音比と、同期基準となるフィンガ（finger）の割当情報と、に基づいて制御することを特徴とする。この場合の前記制御部は、前記第１及び第２受信部を両方とも動作させているときに、前記ビットエラー率が前記受信部を単独で動作させる条件を満足し、そして、前記フィンガの割当情報からわかる基準フィンガ（Reference Finger）該当受信部の前記信号対雑音比が、前記受信部を単独で動作させても良い条件を満足する場合、当該基準フィンガ該当受信部の単独動作へ切り換えることができる。

あるいは、本発明の他の態様として、ダイバーシティ方式でデジタル放送を受信するための２つのデジタル放送用受信部と、該受信部から提供される信号をＣＤＭ（Code Division Multiplexing）方式で復調するＣＤＭ復調器と、当該復調された信号に含まれたエラーを検出及び訂正しデコーディングする２つのデコーディング部と、を有するシステムＥ方式のデジタル放送受信端末機において、受信環境に応じて前記両受信部の動作を自動的に調節する制御部を備え、該制御部は、受信環境に応じて、前記受信部を両方とも動作させるか、前記受信部のうちいずれか一方を動作させるか、を選択制御し、該受信部の動作を制御するときに、前記ＣＤＭ復調器から得られる前記各受信部の信号対雑音比（ＳＮＲ）と、前記ＣＤＭ復調器により復調された信号を前記デコーディング部においてビタビデコーディング（Viterbi decoding）する前のビットエラー率（ＢＥＲ）と、同期基準となるフィンガ（finger）の割当情報と、に基づいて制御することを特徴とする。この場合の制御部は、前記受信部が両方とも動作しているときに、前記ビットエラー率が前記受信部を単独で動作させる条件を満足し、そして、前記フィンガの割当情報からわかる基準フィンガ（Reference Finger）該当受信部の前記信号対雑音比が、前記受信部を単独で動作させても良い条件を満足する場合、当該基準フィンガ該当受信部の単独動作へ切り換えることができる。

上記の制御部は、前記受信部のうちいずれか一方を動作させるときに、他方の前記受信部の電源供給を制御する。

さらに、本発明の他の態様に係るデジタル放送受信端末機は、ダイバーシティ用に２つあるデジタル放送用受信部から提供される信号をＣＤＭ（Code Division Multiplexing）方式で復調するＣＤＭ復調器から出力された信号を、デコーディング部においてビタビデコーディングする前に、ビットエラー率（ＢＥＲ）を検出する過程と、該ビットエラー率が、前記受信部のいずれか一方を単独で動作させても構わない条件を満足する場合、前記受信部の信号対雑音比（ＳＮＲ）を前記ＣＤＭ復調器から得ると共にフィンガ（finger）の割当情報を獲得する過程と、前記フィンガ割当情報からわかる基準フィンガ該当受信部の前記信号対雑音比が単独動作条件を満足するか判断する過程と、該条件を満足していれば、当該受信部を受信経路に設定する過程と、を実行する制御部を含んで構成されることを特徴とする。

本発明によれば、デジタル放送受信端末機において、２つのアンテナを設置することによって受信環境の悪い場合に備えることができる一方、受信環境に応じてアンテナを単独と重複（ダイバーシチ）に自動切換することによって、受信環境の良い場合には消費電力を低減することができる。すなわち、受信環境に応じてダイバーシチを使い分け、場合によって受信部を単独動作制御することにより、アンテナダイバーシティを無条件に適用する場合に比べて消費電力を大きく低減できる一方で、１つのアンテナのみをもつ端末機に比べれば、実装面積は多くなるが、良好な受信感度を得られるという利点がある。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。ただし、図面及び図面を使用して説明する以下の具体的な実施形態は、本発明を例示するためのものであり、本発明の技術的思想とその核心構成、作用等を制限するためのものではない。

ダイバーシティ方式は、無線通信システムで受信信号の品質を高めるため一般的に使われる技術である。ダイバーシティ方式が適用されたシステムにおける受信装置は、通常、２つ以上のアンテナを備え、これらアンテナを常動させて受信した各信号を適切に選択（selection or switching）したり合成（combining）することによって、アンテナを１つのみ備えた受信装置に比べて受信信号の品質を向上させている。

図１は、システムＥ方式のデジタル放送受信端末機の受信部分の構成を示すブロック図である。この受信端末機は、デジタルマルチメディア放送（ＤＭＢ）を受信するための第１受信部１１０及び第２受信部１２０と、これら受信部１１０，１２０から提供された信号をＣＤＭ方式で復調するＣＤＭ復調器１３０と、その復調された信号に含まれたエラーを検出及び訂正しデコーディングする第１、第２デコーディング部１４０，１５０と、これらデコーディング部１４０，１５０から提供された信号をマルチプレクシング（多重化）するマルチプレクサ１６０と、を備えている。

受信部１１０，１２０はそれぞれ、ダイバーシティアンテナ１１１，１２１、チューナ１１２，１２２、及びアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１１３，１２３を備えてなる。

デコーディング部１４０，１５０はそれぞれ、ビットデインターリーバ（bit deinterleaver）１４１，１５１と、ビタビデコーダ（Viterbi decoder）１４２，１５２と、バイトデインターリーバ（byte deinterleaver）１４３，１５３と、リードソロモンデコーダ（Reed Solomon decoder）１４４，１５４と、を備えて構成される。デコーディング部１４０，１５０は、データ信号と制御信号によって区分される。

図２は、本発明による電力制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。この電力制御装置は、上述の第１及び第２受信部１１０，１２０と、ＣＤＭ復調器１３０から提供される（図１中にポイントＡで示す）信号対雑音比（Signal-to-Noise Ratio：ＳＮＲ）及びデコーディング部１４０（１５０）から提供される（図１中にポイントＢで示す）ビットエラー率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）に基づいて受信環境を判断し、当該受信環境に応じて第１及び第２受信部１１０，１２０の動作を制御する制御部２００と、を備えている。そのＣＤＭ復調器又は制御部にＳＮＲ検出手段が設けられ、デコーディング部又は制御部にＢＥＲ検出手段が設けられている。

本発明の主な特徴は、第１及び第２受信部１１０，１２０にあるチューナ１１２，１２２とＡ／Ｄ変換器１１３，１２３の動作制御にあるといえる。すなわち、受信環境が比較的悪い場合には、第１受信部１１０と第２受信部１２０とも動作させ、受信環境が良くて１つの受信部のみでも良好に受信ができる場合には、第１受信部１１０または第２受信部１２０のいずれかを動作させて受信を行う。

すなわち、一方の受信部のみで受信が可能な場合には、他方の受信部に対する電源供給を制御して、チューナ、またはチューナ及びＡ／Ｄ変換器の動作を抑止することによって、端末機の消費電力を低減させる。図３の状態遷移図に示すように、受信端末機は、第１受信部１１０が動作する状態state1または第２受信部１２０が動作する状態state2と、受信部１１０，１２０が両方とも動作する状態state3と、を遷移する。

ただし、第１受信部１１０のみ動作する状態state1から第２受信部１２０のみ動作する状態state2へ直接遷移する（あるいはこの逆）ことは無い制御フローとなっている。これは、第１受信部１１０のみ動作している場合では第２受信部１２０が動作しておらず、つまり、一方の受信部のみ動作している場合に他方の受信部は動作していないので、該他方の受信部の状況を制御部２００で把握できないためである。そこで、一方の受信部が動作しているときに、受信環境が変化して他方の受信部へ動作を切り換える場合、一旦、受信部を両方とも動作させる制御を経るようにする。一度、受信部を両方とも動作させれば、その状況（ＳＮＲ、ＢＥＲ）を把握できるので、そのまま両受信部動作を維持したり、いずれか一方の受信部動作へ切り換えることが可能である。

制御部２００は、次のようなパラメータ（Paramter）を周期的に測定して受信部の動作切換条件を判断する。
・ビタビデコーダより前のビットエラー率（ＢＥＲ）
・ＣＤＭ復調器から得られる第１受信部の信号対雑音比（ＳＮＲ）
・ＣＤＭ復調器から得られる第２受信部の信号対雑音比（ＳＮＲ）
・フィンガ（Finger）の同期基準となる基準フィンガがどの受信部のアンテナに割り当てられているか示す割当情報

受信部の動作切換を起こす場合には、その受信部の状態に迅速に適応するべく、自動利得制御ループ（Auto Gain Control loop）が速く収斂するように自動利得制御関連パラメータを調節する。いずれか一方の受信部動作から両受信部動作に切り換える場合には、それまで動作を抑止していた他方の受信部の自動利得制御値（チューナ及びＡ／Ｄ変換器）の初期値として、現在受信動作中である一方の受信部の値を適用し、これから動作する他方の受信部が早期に安定化できるようにする。

図４は、本発明に係る電力制御方法の処理過程例を示したフローチャートである。同図は、受信部１１０，１２０を両方とも動作させている状態（Ｓ４１）からの動作切換を示している。

制御部２００は、両受信部が動作している間、周期的、たとえば５００ｍｓ（ミリ秒）または１ｓ（秒）の周期ごとに、ビタビデコーディングする前、つまり、ビタビデコーダ１４２，１５２より前のビットエラー率を検出する（Ｓ４２）。

検出されたビットエラー率を所定のしきい値（Th_1_Change）と比較することにより、受信部を単独で動作させて良い（良好に受信できる）単独動作条件になるか判断する。この時のしきい値は、受信部の性能によって適宜決定する。すなわち、しきい値（Th_1_change）は、これよりもビットエラー率が小さければ受信環境が良好であることを判断可能な値とし、この判断により、１つの受信部のみの動作に切り換えても良い条件と判断する（Ｓ４３）。

制御部２００は、受信環境が良好であると判断できれば、両受信部の信号対雑音比（ＳＮＲ）と、フィンガ（fingers）の同期基準となる基準フィンガ（Reference Finger）がどの受信部（アンテナ）に割り当てられていているかを示す割当情報を取得する（Ｓ４４）。これらにより、受信部（アンテナ）を１つに絞っても構わないか判断し、構わないと確認できた場合は１つの受信部の単独動作に切り換える。

制御部２００は、まず、フィンガの割当情報を確認することで、より安定的に同期獲得を維持できることになるので、基準フィンガが第１受信部１１０か第２受信部１２０かを判断する（Ｓ４５）。そして、基準フィンガを割り当てられている受信部の信号対雑音比が、１つの受信部のみの動作で良い条件かどうか、所定のしきい値（Th_SNR）との比較で判断する（Ｓ４６，Ｓ４７）。この単独動作条件を満足する場合、基準フィンガ該当の受信部を単独動作させるよう切り換える（Ｓ４８，Ｓ４９）。

以上の単独動作条件を満足しない場合、制御部２００は、受信部１１０，１２０が両方とも動作する状態を維持する。

図５は、本発明に係る電力制御方法の他の例を示すフローチャートである。本例もまた、受信部１１０，１２０が両方とも動作している状態（Ｓ５１）からの動作切換過程を示している。

制御部２００は、周期的にビタビデコーダより前のビットエラー率（ＢＥＲ）を検出し（Ｓ５２）、検出されたビットエラー率をしきい値（Th_1_change）と比較して単独動作条件かどうか判断する（Ｓ５３）。ビットエラー率が単独動作条件を満足している場合は、両受信部の信号対雑音比（ＳＮＲ）を獲得し（Ｓ５４）、両者を比較する（Ｓ５５）。

その結果、制御部２００は、相対的に良好な大きい値を有する受信部（アンテナ）の信号対雑音比をしきい値（Th_SNR）と比較し、１つの受信部動作に切り換えても良い条件であるかどうか判断する（Ｓ５６，Ｓ５７）。当該単独動作条件を満足する場合は、該当の受信部のみが動作する状態に切り換える（Ｓ５８，Ｓ５９）。

図５の例は、ビットエラー率から判断した受信環境が良い場合に、信号対雑音比が相対的に良好な方の受信部について、しきい値（Th_SNR）と比較し、１つの受信部（アンテナ）の単独動作で良い条件であれば、１つの受信部による単独動作に切り換えるようにしている点で、図４の例と異なる。上述したように、この場合はフィンガ（Fingers）が同期を取りにがす可能性があり、図４のフローに比べて遷移時間が長くなることがある。

図６は、本発明に係る電力制御方法について、１つの受信部の単独動作で受信している状態（Ｓ６１）からの動作切換を示すフローチャートである。

制御部２００は、たとえば５００ｍｓまたは１ｓの周期ごとにビタビデコーダより前のビットエラー率（ＢＥＲ）を検出する（Ｓ６２）。そして、ビットエラー率を、単独動作維持条件を決めるしきい値（Th_1_steady）と比較し、当該維持条件を満足する場合は、受信環境が良好なので、そのまま受信部の単独動作を続行する。一方、ビットエラー率がしきい値（Th_1_steady）よりも大きく、単独動作維持条件を外れれば、２つの受信部１１０，１２０を両方とも動作させる。

制御部２００は、受信部を両方とも動作させる、すなわち休ませていた他方の受信部を動作させるにあたって、当該受信部が迅速に安定化するように、現在動作している方の受信部の自動利得制御（ＡＧＣ）関連値を読み取って、これから動作させる受信部に反映させる。これは、実際に両受信部の受信環境は類似している可能性が大きいためである。

以上説明した内容から、当業者なら本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更及び修正が可能であるということは明らかである。したがって、本発明の技術的範囲は、明細書中の詳細説明に限定されるのではなく、特許請求の範囲によって定められるべきである。

システムＥ方式のデジタル放送受信端末機における受信部分の構成を示すブロック図である。本発明に係る電力制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。本発明に係る受信部の状態遷移図である。本発明に係る電力制御方法の一例を示すフローチャートである。本発明に係る電力制御方法の他の例を示すフローチャートである。本発明に係る電力制御方法のさらに他の例を示すフローチャートである。

Claims

デジタルマルチメディア放送をダイバーシティ方式で受信するための第１及び第２受信部と、
受信環境に応じて前記第１及び第２受信部の動作を制御する制御部と、
前記第１及び第２受信部から提供される信号をＣＤＭ（Code Division Multiplexing）方式で復調するＣＤＭ復調器と、
当該復調された信号に含まれたエラーを検出及び訂正しデコーディングする第１及び第２デコーディング部と、
前記ＣＤＭ復調器から、前記第１及び第２受信部の信号対雑音比（Signal to Noise Ratio：ＳＮＲ）を抽出するためのＳＮＲ抽出手段と、
前記ＣＤＭ復調器により復調された信号を前記デコーディング部においてビタビデコーディング（Viterbi decoding）する前のビットエラー率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）を検出するためのＢＥＲ検出手段と、
を含んで構成され、
前記制御部は、
受信環境が悪い場合に前記第１及び第２受信部を両方とも動作させ、受信環境が良い場合に前記第１及び第２受信部のいずれか一方を動作させるとともに、
当該第１及び第２受信部の動作を制御するときに、前記ＢＥＲ検出手段によるビットエラー率と、前記ＳＮＲ抽出手段による信号対雑音比と、同期基準となるフィンガ（finger）の割当情報と、に基づいて制御し、
前記第１及び第２受信部を両方とも動作させているときに、
前記ビットエラー率が前記第１及び第２受信部を単独で動作させる条件を満足し、
そして、前記フィンガの割当情報からわかる基準フィンガ（Reference Finger）該当受信部の前記信号対雑音比が、前記第１及び第２受信部を単独で動作させても良い条件を満足する場合、
当該基準フィンガ該当受信部の単独動作へ切り換える
ことを特徴とするデジタル放送受信端末機の電力制御装置。
前記制御部は、
前記第１及び第２受信部のいずれか一方を動作させるときに、他方の前記受信部の電源供給を制御する
ことを特徴とする請求項１記載のデジタル放送受信端末機の電力制御装置。
ダイバーシティ方式でデジタル放送を受信するための２つのデジタル放送用受信部と、
該受信部から提供される信号をＣＤＭ（Code Division Multiplexing）方式で復調するＣＤＭ復調器と、
当該復調された信号に含まれたエラーを検出及び訂正しデコーディングする２つのデコーディング部と、
を有するシステムＥ方式のデジタル放送受信端末機において、
受信環境に応じて前記両受信部の動作を自動的に調節する制御部を備え、
該制御部は、
受信環境に応じて、前記受信部を両方とも動作させるか、前記受信部のうちいずれか一方を動作させるか、を選択制御し、
該受信部の動作を制御するときに、
前記ＣＤＭ復調器から得られる前記各受信部の信号対雑音比（ＳＮＲ）と、
前記ＣＤＭ復調器により復調された信号を前記デコーディング部においてビタビデコーディング（Viterbi decoding）する前のビットエラー率（ＢＥＲ）と、
同期基準となるフィンガ（finger）の割当情報と、
に基づいて制御し、
前記受信部が両方とも動作しているときに、
前記ビットエラー率が前記受信部を単独で動作させる条件を満足し、
そして、前記フィンガの割当情報からわかる基準フィンガ（Reference Finger）該当受信部の前記信号対雑音比が、前記受信部を単独で動作させても良い条件を満足する場合、当該基準フィンガ該当受信部の単独動作へ切り換える
ことを特徴とするデジタル放送受信端末機。
前記制御部は、
前記受信部のうちいずれか一方を動作させるときに、他方の前記受信部の電源供給を制御する
ことを特徴とする請求項３記載のデジタル放送受信端末機。
ダイバーシティ用に２つあるデジタル放送用受信部から提供される信号をＣＤＭ（Code Division Multiplexing）方式で復調するＣＤＭ復調器から出力された信号を、デコーディング部においてビタビデコーディングする前に、ビットエラー率（ＢＥＲ）を検出する過程と、
該ビットエラー率が、前記受信部のいずれか一方を単独で動作させても構わない条件を満足する場合、前記受信部の信号対雑音比（ＳＮＲ）を前記ＣＤＭ復調器から得ると共にフィンガ（finger）の割当情報を獲得する過程と、
前記フィンガ割当情報からわかる基準フィンガ該当受信部の前記信号対雑音比が単独動作条件を満足するか判断する過程と、
該条件を満足していれば、当該受信部を受信経路に設定する過程と、
を実行する制御部
を含んで構成されることを特徴とするデジタル放送受信端末機。