JP4643406B2 - 放送受信装置 - Google Patents

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本発明は、例えば車載用の地上波デジタルテレビ受信機などに用いられる放送受信装置に関する。
日本の地上デジタル放送方式であるISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial)方式では、図5に示すように、6MHzの帯域内に13個のセグメントを持つことで、セグメント単位で変調方式を変更できることが特徴である。
変調方式の組み合わせは、最大3階層(3種類)である。これによって、複数のセグメントを用いて固定受信向けのサービスを64QAM(Quadrature Amplitude Modulation:直交振幅変調)で行うと同時に、残りのセグメントで移動受信向けのサービスをQPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4相位相変調)で行うサービスなどを可能としている。各セグメントの変調方式の情報は、TMCC(Transmission and Multiplex Configuration and Control:伝送多重制御)によって伝送される。
また、中央の1セグメント(図5の斜線で示す部分)について、セグメント横断的な周波数インターリーブ(並び替え)を行わないことによって、その1セグメントのみを部分受信することが可能である。
ここで、送信側(放送局)において、「12セグメント放送」と呼ばれる高品質の放送信号と、「1セグメント放送」と呼ばれる低品質の放送信号を用いて同じ内容の情報を同時に放送するサービスがある。これを階層化伝送サービスと呼ぶ。
なお、12セグメント放送とは、上記13個のセグメントのうちの12個を利用した高品質放送サービスのことである。この12セグメント放送では、比較的高い受信C/N(キャリアノイズ比)を必要とし、例えば固定受信向けの高精細テレビ:HDTV(High Definition Television)など、高品質の映像の伝送に利用される。一方、1セグメント放送とは、残りの1セグメントを利用した低品質放送サービスのことである。この1セグメント放送では、ノイズに強く、低い受信C/Nでも受信可能である。ただし、大量の情報を伝送できないため、基本情報や低品質の映像の伝送に限られる。
階層化伝送サービスでは、送信側(放送局)から同一内容の情報が高品質放送と低品質放送で送られてくる。受信側では、そのどちらも受信可能であるが、通常の状態では高品質放送の受信モードに設定されており、高品質の情報を再生する。また、受信状況が悪く、C/N比が低下している場合には、低品質放送の受信モードに切り替えて高品質の情報を再生する。
また、このような高品質放送と低品質放送の受信モードを切り替る方法として、受信信号の誤り率(ビット・エラー・レート)を検出し、その誤り率が所定の閾値を超えたときに低品質の放送情報を受信するように自動的に受信モードを切り替える技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。これにより、例えば降雨や障害物などによって電波受信状況が悪くなっても、低品質放送に自動的に切り替えられて放送内容を続けて視聴することができる。
特開2001−111642号公報
例えば、地震や津波などの発生した場合において、各放送局から一斉に緊急警報が放送される。この場合、上述した高品質放送(12セグメント放送)と低品質放送(1セグメント放送)の両方で緊急警報情報が送出され、受信側では、そのどちらかの放送を受けることが可能である。
しかしながら、車両などの移動体に搭載された地上波デジタルテレビ受信機では、受信エリアが固定されていないため、そのときの場所によって上記緊急警報情報を安定して受信できない問題がある。
すなわち、図6に示すように、地上デジタル放送では、同じ放送局P0から発信される電波であっても、12セグメント放送と1セグメント放送のエリアE1,E2が異なり、12セグメント放送のエリアE1は1セグメント放送のエリアE2に比べて狭い。この場合、12セグメント放送のエリアE1を半径L1の範囲とすると、1セグメント放送のエリアE2を半径L2(>L1)の範囲となる。これは、変調方式の違いによるもので、12セグメント放送は64QAMの変調方式によって高品質放送を実現しているため、高品質の情報は送られても、その範囲は極めて狭くなる。一方、1セグメント放送はQPSKの変調方式により低品質ながらも、その放送エリアを広く取ることができる。
今、地上波デジタルテレビ受信機を搭載した車両QがエリアE1内で12セグメント放送を受信しながら移動中であるとする。ここで、緊急警報が放送されたとき、車両QがエリアE1とエリアE2の境界付近を移動していると、12セグメント放送を安定して受信できず、緊急警報の内容を聞き逃してしまう可能性がある。
この場合、上記特許文献1のように誤り率だけで受信モードの自動切り替えを行う方法では、上記エリアE1とエリアE2の境界付近の不安定な状況下において、1セグメント放送への切り替えがなされるとは限らないため、緊急警報を確実に受信することはできない。
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、移動中の不安定な状況で緊急警報が放送された場合でも、その緊急警報を確実に受信することのできる放送受信装置を提供することを目的とする。
本発明の一観点による放送受信装置によれば、送信側から同時に送信される第1の放送信号と、この第1の放送信号よりも品質の低い第2の放送信号とを切り替えて受信可能な機能を備えた放送受信装置において、上記第1の放送信号の受信中に上記第2の放送信号の受信が可能であるか否かを判断する第1の判断手段と、この第1の判断手段によって上記第2の放送信号の受信が可能であると判断された場合に、緊急警報の有無を判断する第2の判断手段と、この第2の判断手段によって緊急警報ありと判断された場合に、上記第1の放送信号から上記第2の放送信号の受信モードに切り替える受信モード切替え手段とを具備した構成される。
本発明によれば、高品質放送である第1の放送信号の受信中に緊急警報を検出した際に、低品質放送である第2の放送信号の受信モードに切り替えるようにしたことで、移動中の不安定な状況で緊急警報が放送された場合でも、その緊急警報を確実に受信することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係る地上デジタル放送を受信可能な放送受信装置の構成を示すブロック図である。なお、この放送受信装置は、例えば車載用の地上波デジタルテレビ受信機として用いられ、移動中に12セグメント放送(第1の放送信号)から1セグメント放送(第2の放送信号)への受信モードの切り替え機能を備える。
図1に示すように、本実施形態における放送受信装置は、受信アンテナ11、チューナ12、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)復調部13、誤り訂正部14、多重分離部15、MPEG(Moving Picture Experts Group)デコード部16、画像重畳部17、制御部18、表示部19、スピーカ20を備える。
受信アンテナ11によって受信されたデジタル伝送信号は、チューナ12により周波数変換された後、OFDM復調部13によって復調される。そして、誤り訂正部14により誤り訂正処理が行われ、放送局から送り出されたTS(Transport Stream)パケットに戻される。TSパケットには、映像・音声のパケット以外にデータ放送や電子番組表:EPG(Electric Program Guide)、選局に必要な情報などが含まれている。なお、地上デジタル放送では、1つの伝送チャンネルで複数の番組を同時に放送することが可能なので、複数の番組が同じTSとして送られて来ることがある。
多重分離部15では、TSパケットを目的別に分離し、映像・音声のパケットであれば、MPEGデコード部16へ送り、データ放送のパケットであれば、制御部18へ送る。この多重分離部15によって得られた映像信号と音声信号は、MPEGデコード部16により正規の信号に復元され、表示部19(TVモニタ)やスピーカ20などの外部出力装置へ出力される。
制御部18は、本装置全体の制御を行うものである。この制御部18は、マイクロプロセッサからなり、ROM等の記録媒体に記録されたプログラムを読み込むことにより、そのプログラムに記述された手順に従って各種処理を実行する。
さらに、この放送受信装置には、緊急警報の受信時に、12セグメント放送と1セグメント放送のいずれかの受信モードに切り替えを行うために、TMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control:伝送多重構成制御)検出部21、BER(Bit Error Rate)検出部22、切替信号発生部23を備える。
TMCC検出部21は、OFDM信号に含まれるTMCC信号を検出する。TMCC信号は、デジタル放送の変調方式などを示した信号である。図7に示すように、このTMCC信号は、システム識別フラグD1、伝送パラメータ切替指標フラグD2、起動制御信号フラグD3、カレント情報フラグD4、ネクスト情報フラグD5、連結送信位相補正量D6を含む。
識別フラグD1は、地上デジタルテレビジョン放送システムまたは地上デジタル音声放送システムを識別するための情報である。つまり、このシステム識別フラグD1では、デジタルテレビまたはデジタルラジオを指定する。
伝送パラメータ切替指標フラグD2は、受信機に切り替えの通知とタイミングの通知を行うものである。
起動制御信号フラグD3は、「起動制御なし」または「起動制御あり(緊急警報信号を伝送する場合)」を識別するための情報である。
カレント情報フラグD4は、現在放送中の情報の形式を示すものであり、部分受信フラグとA階層〜C階層の3つの伝送パラメータ情報を含む。部分受信フラグで、「部分受信なし」または「部分受信あり」を識別できる。なお、ここで言う部分受信とは、低品質放送である1セグメント放送を受信可能であることを意味している。また、A階層〜C階層の伝送パラメータ情報は、変調方式が異なる3つの階層を区別するための情報であって、キャリア変調マッピング方式、畳込み符号化率、時間インターリーブの長さ、セグメント数などを識別できる。
ネクスト情報フラグD5では、次に放送される情報を識別できる。また、連結送信位相補正量D6は、連結送信を行う場合の位相の補正量を示す情報である。
BER検出部22は、受信信号の誤り率を検出し、その検出結果を切替信号発生部23に出力する。なお、このBER検出部22は、後述する第2および第3の実施形態で用いる。切替信号発生部23は、12セグメント放送と1セグメント放送の受信モードの切り替えを行う。
次に、第1の実施形態の動作について説明する。
なお、以下の各フローチャートで示される処理は、マイクロコンピュータである制御部18が所定のプログラムを読み込むことにより実行される。他の実施形態においても同様であり、それぞれの実施形態に対応したプログラムを制御部18が読み込むことで実行される。
第1の実施形態では、12セグメント放送受信中に緊急警報が放送されたときに、12セグメント放送から1セグメント放送に切り替え、緊急警報の終了後に12セグメント放送に戻すことを特徴としている。
図2は第1の実施形態における放送受信装置の処理動作を示すフローチャートである。今、階層化伝送サービスにより12セグメント放送と1セグメント放送が同時送信されており、受信側である本装置では、通常の受信状態において12セグメント放送を受信しているものとする。
また、地震や津波などの災害情報を伝える手段として、地上デジタル放送ではOFDMフレーム中にTMCC信号がある。さらに、そのTMCC信号の中には、部分受信(1セグメント放送)の有無を示すフラグ(図7のカレント情報フラグD4)と、緊急警報(EWS:Emergency Warning System)が放送中であるか否かを示すフラグ(図7の起動制御信号フラグD3)が付加されている。
図2に示すように、12セグメント放送を受信中に(ステップA11)、TMCC検出部21によって部分受信(1セグメント放送)が検出され(ステップA12のYes)、さらに、緊急警報が放送されていることが検出されると(ステップA13のYes)、切替信号発生部23によって12セグメント放送から1セグメント放送の受信モードへ切り替えるための信号がMPEGデコード部16に出力される(ステップA14)。
これにより、1セグメント放送の受信モードに切り替えられ、その1セグメント放送で送られてくる緊急警報が表示部19およびスピーカ20を通じて再生出力される(ステップA15)。また、TMCC信号の起動制御信号が緊急警報なしとなるまで、1セグメント放送の再生が継続される(ステップA16のYes)。
緊急警報の放送が終了すると(ステップA16のNo)、切替え信号発生部23から1セグメント放送から12セグメント放送の受信モードへ切り替えるための信号がMPEGデコード部16に出力され、12セグメント放送の受信状態に戻る(ステップA17)。
このように、地震、津波などの災害情報を伝える緊急警報が放送された場合に、12セグメント放送よりもノイズに強く、受信C/Nの低い特性を有する1セグメント放送に切り替えることで、緊急警報を確実に受信することができる。
また、図6で説明したように、1セグメント放送は12セグメント放送よりもエリアが広い。したがって、例えば本装置を搭載した車両Qが12セグメント放送のエリアE1と1セグメント放送のエリアE2の境界付近を移動中に緊急警報が放送された場合でも、1セグメント放送への切替えによって、そのときの緊急警報を安定して受信できる。なお、1セグメント放送は12セグメント放送に比べて画像等の品質は低下するものの、緊急警報では、品質よりもその内容を確実に伝えることが重要であることから、特に問題とはならない。
さらに、緊急警報の放送終了後は12セグメント放送の受信モードに自動的に切り替えられるため、ユーザは特に意識しなくとも、12セグメント放送をそのまま視聴することが可能である。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態では、受信信号の誤り率を加味して12セグメント放送と1セグメント放送の切り替えを行うことを特徴としている。
なお、装置構成としては、図1に示したBER検出部22を用いること以外は基本的には上記第1の実施形態と同様であるため、ここではフローチャートを参照しながら処理的な違いについて説明する。
図3は第2の実施形態における放送受信装置の処理動作を示すフローチャートである。上記第1の実施形態と同様に、今、階層化伝送サービスにより12セグメント放送と1セグメント放送が同時送信されており、受信側である本装置では、通常の受信状態において12セグメント放送を受信しているものとする。
図3に示すように、12セグメント放送を受信中に(ステップB11)、TMCC検出部21によって部分受信(1セグメント放送)が検出された場合において(ステップB12のYes)、上述したMCC信号に付加された起動制御信号フラグD3に基づいて緊急警報の有無が判断される(ステップB13)。
ここで、緊急警報なしの場合には(ステップB13のNo)、BER検出部22によって検出される受信信号の誤り率が予め設定された閾値1を超えた場合に(ステップB14のYes)、切替信号発生部23によって12セグメント放送から1セグメント放送の受信モードへ切り替えるための信号がMPEGデコード部16に出力される(ステップB15)。
これにより、例えば降雨や障害物などの影響で受信状況が悪く、受信C/Nが低下している場合において、1セグメント放送に切り替えられことになる(ステップB16)。以後は、受信状況が回復し、誤り率が閾値1以下となったときに、12セグメント放送に戻される。
一方、緊急警報ありの場合には(ステップB13のYes)、BER検出部22によって検出される受信信号の誤り率が閾値2を超えているか否かが判断される(ステップB17)。この場合、閾値2は、通常放送時の切替え条件である閾値1よりも低く設定されている。つまり、同じ受信状況であっても、緊急警報の放送時には通常放送時よりも早く1セグメントへの切替えを行うべく、誤り率の閾値が低く設定されている。
受信信号の誤り率が閾値2を超えていた場合には(ステップB17のYes)、切替信号発生部23によって12セグメント放送から1セグメント放送の受信モードへ切り替えるための信号がMPEGデコード部16に出力される(ステップB18)。
これにより、1セグメント放送の受信モードに切り替えられ、その1セグメント放送で送られてくる緊急警報が表示部19およびスピーカ20を通じて再生出力される(ステップB19)。また、TMCC信号の起動制御信号が緊急警報なしとなるまで、1セグメント放送の再生が継続される(ステップB20のYes)。
12セグメントへの復帰は、上述した通常放送時の切替え条件である閾値1との比較により行う。すなわち、緊急警報の放送終了後において(ステップB20のNo)、受信信号の誤り率と閾値1とを比較した結果、誤り率が閾値1を超えていた場合には(ステップB21のYes)、そのまま1セグメント放送の受信モードが継続される(ステップB19)。一方、誤り率が閾値1以下であった場合には(ステップB21のNo)、12セグメント放送の受信モードに切り替えられる(ステップB22)。
このように、緊急警報が放送された際に、受信信号の誤り率に応じて受信モードの切り替えを行うことで、12セグメント放送では受信が困難な状況でのみ、1セグメント放送に切り替えて緊急警報を受信することができる。この場合、通常放送時の切替え条件である閾値1よりも高く設定された閾値2に基づいて1セグメント放送の受信モードに切り替えられるため、同じ受信状況下にあっても、緊急警報については1セグメント放送への早めの切替えにより確実に受信することができる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態では、12セグメント放送から1セグメント放送の受信モードに切り替えられた際に、受信信号の誤り率が低い場合に他チャンネルをスキャンすることを特徴としている。
なお、装置構成としては、図1に示したBER検出部22を用いること以外は基本的には上記第1の実施形態と同様であるため、ここではフローチャートを参照しながら処理的な違いについて説明する。
図4は第3の実施形態における放送受信装置の処理動作を示すフローチャートである。上記第1の実施形態と同様に、今、階層化伝送サービスにより12セグメント放送と1セグメント放送が同時送信されており、受信側である本装置では、通常の受信状態において12セグメント放送を受信しているものとする。
図4に示すように、12セグメント放送を受信中に(ステップC11)、TMCC検出部21によって部分受信(1セグメント放送)が検出された場合において(ステップC12のYes)、上述したMCC信号に付加された起動制御信号フラグD3に基づいて緊急警報の有無が判断される(ステップC13)。
緊急警報ありの場合には(ステップC13のYes)、BER検出部22によって検出される受信信号の誤り率が閾値2を超えているか否かが判断される(ステップC14)。上記第2の実施形態で説明したように、この閾値2は、通常放送時の切替え条件である閾値1よりも高く設定されている。つまり、同じ受信状況であっても、緊急警報の放送時には通常の放送時よりも早く1セグメントへの切替えを行うべく、誤り率の閾値が高めに設定されている。
受信信号の誤り率が閾値2を超えていた場合には(ステップC14のYes)、切替信号発生部23によって12セグメント放送から1セグメント放送の受信モードへ切り替えるための信号がMPEGデコード部16に出力される(ステップC15)。
これにより、1セグメント放送の受信モードに切り替えられ、その1セグメント放送で送られてくる緊急警報が表示部19およびスピーカ20を通じて再生出される(ステップC16)。
ここで、1セグメント放送の再生中に、TMCC検出部21によって検出される受信号の誤り率が監視されており、その誤り率が予め設定された閾値3以下であれば(ステップC17のNo)、そのまま同じチャンネルにて緊急警報の受信が続けられる(ステップC18のYes)。なお、上記閾値3は、図6に示した1セグメント放送受信用に設定されたものであり、上記閾値1,2とは無関係である。
緊急警報の放送が終了すると(ステップC18のNo)、切替え信号発生部23から1セグメント放送から12セグメント放送の受信モードへ切り替えるための信号がMPEGデコード部16に出力され、12セグメント放送の受信状態に戻る(ステップC19)。
一方、1セグメント放送の再生中に受信信号の誤り率が閾値3を超えた場合には(ステップC17のYes)、受信状況が悪化したものと判断され、他のチャンネルにおいて緊急警報を受信するべくチャネルスキャンが実行される(ステップC20)。その結果、誤り率が閾値3以下で緊急放送を受信可能なチャンネルが検索された場合には(ステップC21のYes)、そのチャンネルへの設定変更がなされ、そのチャンネルで放送されている緊急警報が受信されて再生されることになる(ステップC22)。なお、緊急時には、特定の放送局に限らず、複数の放送局からほぼ同時に緊急警報が放送される。
このように、1セグメント放送受信中における誤り率に応じて他のチャンネルへの切り替えを行うようにしたことで、例えば緊急警報を受信中に他の場所に移動するなどして受信状況が急に悪化したとしても、他のチャンネルにて引き続き緊急警報を受信することができる。
なお、上記各実施形態では、12セグメント放送と1セグメント放送を例にして説明したが、本発明はそのセグメント数に限定されるものではなく、第1の放送信号とその第1の放送信号よりも品質の低い第2の放送信号によって緊急警報が同時に送出されるようなシステムであれば、そのすべてに適用可能である。
要するに、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
図1は本発明の第1の実施形態に係る地上デジタル放送を受信可能な放送受信装置の構成を示すブロック図である。 図2は第1の実施形態における放送受信装置の処理動作を示すフローチャートである。 図3は第2の実施形態における放送受信装置の処理動作を示すフローチャートである。 図4は第3の実施形態における放送受信装置の処理動作を示すフローチャートである。 図5は地上デジタル放送方式に従ったセグメントの概念を説明するための図である。 図6は12セグメント放送と1セグメント放送のエリアの説明するための図である。 図7は地上デジタル放送におけるOFDM信号に含まれるTMCC信号の構成を説明するための図である。
符号の説明
11…受信アンテナ、12…チューナ、13…OFDM復調部、14…誤り訂正部、15…多重分離部、16…MPEGデコード部、17…画像重畳部、18…制御部、19…表示部、20…スピーカ、21…TMCC検出部、22…BER検出部、23…切替え信号発生部、E1…12セグメント放送のエリア、E2…1セグメント放送のエリア、L1…12セグメント放送のエリアの半径、L2…1セグメント放送のエリアの半径、P0…放送局、Q…車両、D1…システム識別フラグ、D2…伝送パラメータ切替指標フラグ、D3…起動制御信号フラグ、D4…カレント情報フラグ、D5…ネクスト情報フラグ、D6…連結送信位相補正量。

Claims (5)

  1. 送信側から同時に送信される第1の放送信号と、この第1の放送信号よりも品質の低い第2の放送信号とを切り替えて受信可能な機能を備えた放送受信装置において、
    上記第1の放送信号の受信中に上記第2の放送信号の受信が可能であるか否かを判断する第1の判断手段と、
    この第1の判断手段によって上記第2の放送信号の受信が可能であると判断された場合に、緊急警報の有無を判断する第2の判断手段と、
    この第2の判断手段によって緊急警報ありと判断された場合に、上記第1の放送信号から上記第2の放送信号の受信モードに切り替える受信モード切替え手段と
    を具備したことを特徴とする放送受信装置。
  2. 上記受信モード切替え手段は、緊急警報の放送が終了したときのタイミングで、上記第1の放送信号の受信モードに戻すことを特徴とする請求項1記載の放送受信装置。
  3. 受信信号の誤り率を検出する誤り率検出手段を備え、
    上記受信モード切替え手段は、上記第2の判断手段によって緊急警報ありと判断された場合に、上記誤り率検出手段によって検出された誤り率が通常放送時の切り替え条件である第1の閾値よりも低く設定された第2の閾値を超えている場合に上記第2の放送信号の受信モードに切り替えることを特徴とする請求項1記載の放送受信装置。
  4. 上記受信モード切替え手段は、緊急警報の放送終了後の誤り率が上記第1の閾値以下であった場合に上記第1の放送信号の受信モードに戻すことを特徴とする請求項3記載の放送受信装置。
  5. 上記受信モード切替え手段によって上記第2の放送信号の受信モードに切り替えられたときの受信信号の誤り率を検出する誤り率検出手段と、
    この誤り率検出手段によって検出された誤り率が上記第2の放送信号の受信用に設定された第3の閾値を超えていた場合に、上記誤り率が上記第3の閾値以下で緊急警報を受信可能な他のチャンネルを検索するチャンネル検索手段と
    をさらに具備したことを特徴とする請求項1記載の放送受信装置。
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