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本発明は、多チャンネルデジタル放送サービスを受信することができる受信機に関する。
携帯端末向けの放送サービスとしてMediaFLO(登録商標)が知られている。MediaFLOとは、携帯端末向け多チャンネルデジタル放送サービスであり、移動体環境に適した技術によって、映像や音楽を配信するものである。MediaFLOのエアインターフェースはFLO(Forward Link Only)と呼ばれ、FLOの物理層には直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:OFDM)が採用される(非特許文献1、2参照)。
図1は、FLOのインタレース構成を示す図である。FLOは6MHzの帯域幅を使用し、サブキャリアの本数は4096本である。この4096本のサブキャリアのうち、実際に使用するサブキャリアは、ガードサブキャリア96本を除いた4000本である。MediaFLOは、4000本のサブキャリアを、8つのインタレースと呼ばれるグループに分割する。各インタレースは、4000本のサブキャリアから8本おきに選択した500本のサブキャリアから構成される。1つのインタレースはパイロットシンボルとして使用されるため、残りの7つのインタレースがデータ送信に使用される。MediaFLOでは、1つのインタレースを最小の単位として、周波数帯域に対するサービス(映像、音声、字幕など)の割り当てが行われる。
図2は、インタレースに対するサービスの割り当て例を示す図である。縦軸のインタレースは周波数軸における分割を表し、横軸は時間軸の分割を表している。MediaFLOの各サービスは、MLC(Multicast Logical Channel)と呼ばれる論理チャンネル上で運ばれる。MLCは、1つ以上のインタレースと、1つ以上のOFDMシンボルとから構成される。図2の太線で囲まれた範囲はそれぞれ異なるMLCを表すものであり、各MLCには、映像、音声および字幕などのデータが格納されている。例えば1つの映像と1つの音声とからなるサービス(番組)は、2つのMLCから構成される。また、例えば図2の斜線で示すMLCのみで構成されるサービスを視聴するには、当該MLCを構成するインタレースおよびOFDMシンボルのみをデコードすれば良い。このように、MediaFLOでは、時間領域、周波数領域を細かく分割したサービスの割り当てが行われており、必要なMLCのみを選択的にデコードする(間欠受信する)ことによって、受信装置の省電力化を図ることができる。なお、MediaFLOでは、1つのチューナで全てのインタレースを受信することができるため、さらに数多くのMLCを同時にデコードし、複数のサービスを同時に視聴することも可能である。
図3にMediaFLOのフレーム構成を示す。MediaFLOは1秒を周期とするスーパーフレーム(1200のOFDMシンボル)から構成され、当該スーパーフレームは、TDM(Time Division Multiplexing)パイロット、OIS(Overhead Information Symbols)および4個のデータフレームに分けられる。OISは制御チャンネルであり、データフレーム中のMLCの配置情報が含まれる。受信機は、TDMパイロットによりスーパーフレーム境界を検知して、復調のためのタイミングを捕捉し、OISチャンネルのデータを復号して、選択されたチャンネルを構成するMLC(画像、音声等)の情報を確認し、各データフレーム内におけるMLCを復調、復号する。
図4は、一般的なMediaFLOの受信機の構成を示す図である。アンテナ100で受信した信号は、RFフロントエンド101にて指定されたチャンネルを受信し、復調器102にてOFDM復調、誤り訂正復号が行われ、メディアデコーダ103にて、音声、映像、文字情報等をデコードして、スピーカ、モニター等のAV出力部106に出力する。なお、ここでは暗号化の復号や電子番組表の受信等の説明は省略する。
図5は、チャンネル(サービス)変更を行ったときの復調器、メディアデコーダ、AV出力部のタイミングチャートを示す図である。
チャンネル(サービス)の変更を行うとき、ユーザは、操作部105でチャンネルボタン等を押下し、チャンネルの変更操作を行う。システム制御部104は、その操作を検知して操作の内容に従い、次に受信するチャンネルを決定し、復調器102にそのチャンネルの復調を指示するとともに、メディアデコーダ103にもチャンネルを切り替えるように指示する。復調器102は、次のスーパーフレームのOIS情報を読み込み、指定されたチャンネルのデータの復調を開始する。
メディアデコーダ103は、ユーザがチャンネルの切り替え操作を行い、チャンネルの切り替えを開始したことをユーザに知らせるため、現在のチャンネルのデコードを停止し、音声出力を停止し、画面を(例えば)真っ黒な画面に切り替える。また、次のスーパーフレームのデータからデコードを再開し、デコードしたデータをAV出力部106に出力する。
このようにMediaFLOの場合は、ユーザによるチャンネルの切り替え指示があると、次のスーパーフレームからデータの復調を開始するため、チャンネル切り替えのタイミングにより、最大で1スーパーフレームの待ち時間が生じる。また、実際は、映像、音声のデコード処理、映像のIフレームの位置によりさらに待ち時間が増える。
この待ち時間を減らすために、図6に示すような構成のMediaFLOの受信機が考えられる。
MediaFLOの場合、1つの帯域(6MHz)で複数のチャンネルのデータを放送するため、チューナー部に対応するRFフロントエンド、復調器は1つで済む。そして、復調器102は、複数のチャンネルのデータを出力することができる。そこで、複数のチャンネルのデータを同時にデコードするため、複数のメディアデコーダを用意する。
メディアデコーダ107は、現在選択されているチャンネルのデータをデコードする。メディアデコーダ108は、ユーザが次に切り替えると予測されるチャンネルのデータをデコードする。そして、AV出力切り替え器109は、現在選択されているチャンネルのデータであるメディアデコーダ107のデータを出力する。
図7は、チャンネル変更を行ったときの復調器、メディアデコーダ、AV出力部のタイミングチャートを示す図である。
チャンネル変更時、システム制御部104は、ユーザによる操作部105の操作から次に切り替えるチャンネルを決定し、そのチャンネルがすでにメディアデコーダ108でデコードされているチャンネルであれば、即座にAV出力切り替え器109を、メディアデコーダ108の出力に切り替え、切り替え後のチャンネルのAVデータを出力する。
また、このとき、ユーザが次に切り替えるチャンネルを予想し、次のスーパーフレームからそのチャンネルのデータを復調、デコードするように、復調器102、メディアデコーダ107に指示をする。
変更後のチャンネルが予測されたチャンネルでなければ、一般的なMediaFLOの受信機のチャンネル切り替え動作と同じ制御を行うとともに、次に切り替えると予想されるチャンネルのデータ処理も開始する。
このように、図6に示すような受信機を使用すれば、チャンネルの切り替え時間を短縮することができる。例えば、ユーザがチャンネルのアップ、ダウンボタンによるチャンネル切り替え(一方向にザッピング)時は、連続してアップキーまたはダウンキーを操作することが多いため、次に切り替えるチャンネルの予想もしやすく、効果が大きい。
なお、特許文献1には、チャンネルの切り替え時における切り替え時間を短縮することができるデジタル放送受信機が開示されている。
特開2003−274304号公報 日経エレクトロニクス、2007年12月17日号、デジタル・テレビ・セミナー、第1回 MediaFLO、「ワンセグと共存可能な移動体向け放送 6MHz幅に20チャンネル強を収容」 ITUジャーナル、Vol.37,No.5,(2007.5)「MediaFLOによる新しい携帯向け放送サービス」
しかしながら、MediaFLOの受信機に複数のデコーダを用意し、同時にチャンネルをデコードしておいて、チャンネルの切り替え時間を短縮しようとすると、次のような問題がある。
電池で動作する携帯機器においては、限られたCPUパワーにおいて処理しなければならないため、複数のチャンネルの同時の処理(受信、デコード)ができない場合もあり、また、できたとしても複数のチャンネルを常時受信、デコードしているため、1チャンネルを受信しているときに比べて消費電力が大きくなり、携帯機器の使用時間が短くなってしまう。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、チャンネルの切り替え時間を短縮できるとともに、少ないCPUパワーと、少ない消費電力でチャンネルの切り替えができる受信機を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の受信機は、複数の階層で階層符号化された多チャンネルのデータを受信する複数の受信部と、該複数の受信部が受信したそれぞれのチャンネルの階層符号化データをデコードする各受信部に対応するデコーダと、該デコーダがデコードしたデータを表示する表示部と、ユーザによるチャンネルの選局操作を行う操作部と、前記複数の受信部のうちの第1受信部が第1チャンネルを受信し、該第1受信部に対応するデコーダが該チャンネルの全階層の符号化データをデコードし、該デコードしたデータを前記表示部に表示している際に、前記操作部により第2チャンネルの選局操作が行われると、前記第1受信部が前記第2チャンネルを受信し、該第1受信部に対応するデコーダが該チャンネルの特定の階層までの符号化データをデコードし、該デコードしたデータを前記表示部に表示するとともに、第2受信部が第3チャンネルを受信し、該第2受信部に対応するデコーダが該チャンネルの特定の階層までの符号化データをデコードするように制御する制御部とを備えることを特徴とする。
前記制御部は、前記操作部により前記第3チャンネルの選局操作が行われると、前記第2受信部に対応するデコーダがデコードしたデータを前記表示部に表示するように制御することが好ましい。
また、前記制御部は、前記操作部により第2チャンネルの選局操作が行われた後、所定時間経過すると、前記第1受信部に対応するデコーダが前記第2チャンネルの全階層の符号化データをデコードし、該デコードしたデータを前記表示部に表示するように制御することが好ましい。
また、前記制御部は、前記操作部により第2チャンネルの選局操作が行われた後、所定時間経過すると、前記第2受信部に対応するデコーダが前記第3チャンネルの符号化データのデコードを停止するように制御することが好ましい。
本発明は、チャンネルの切り替え時に、一定時間、限定された階層の符号化データのみを受信し、デコードするので、チャンネルの切り替え時間を短縮できるとともに、少ないCPUパワーと、少ない消費電力でチャンネルの切り替えができる。
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
MediaFLOでは、階層変調方式とベースコンポーネント、エンハンスドコンポーネントの2階層のエンコード(階層符号化)が使用される。ベースコンポーネントの受信、デコードのみでも基本的な映像(例えば、15フレーム/秒)を出力することができるが、エンハンスドコンポーネントも受信、デコードすることにより、より高品位な映像(例えば、30フレーム/秒)を出力することができる。
一般的には、MediaFLOのようにベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネントとが同程度のデータ量とされている場合であれば、片方のコンポーネントの処理を行わないようにすることで、復調器、メディアデコーダの処理は大きく削減される。
なお、基本的な映像、高品位な映像は、システム設計により異なるため、上述の例示に限定されるものではないことに留意されたい。
本発明の受信機は、階層変調方式、階層符号化により映像、音声等のデータを送信している放送方式において、チャンネル切り替え時の一定時間のみ、切り替え後のチャンネルと、さらにその次に切り替えると予想されるチャンネルのデータの受信、デコードを行うものであり、さらに、これら複数のチャンネルの受信、デコードを行っているときは、特定の階層のデータのみを受信、デコードするものである。
図8は、本発明の受信機の構成を示す図である。本発明の受信機は、複数の階層で階層符号化された多チャンネルのデータを受信する受信機であり、図8に示すように、アンテナ200と、多チャンネルの放送波を受信するRFフロントエンド201と、受信した放送波をOFDM復調、誤り訂正復号して各チャンネルのデータを出力する復調器202と、各チャンネルのデータから音声、映像、テキスト等のデータを抽出し、それぞれのデータを復号する複数のメディアデコーダ207、208と、チャンネルの切り替え等のシステムの制御を行うシステム制御部204と、ユーザによるチャンネルの切り替え(選局操作)を行う操作部205と、デコードされた音声、映像、テキストデータ等の出力を切り替えるAV出力切り替え器209と、音声、映像、テキストデータ等を出力するAV出力部206(表示部、スピーカ)とを備えている。
なお、RFフロントエンド201および復調器202は、多チャンネルのデータを受信する複数の受信部として機能する。
複数の受信部の技術思想としては、1つのチャンネルを出力する構成が1つの受信部に相当するものである。したがって、1つのチップセットが1つのチャンネルを出力する構成の場合、これを1つの受信部とし、1つのチップセットが複数のチャンネルを出力する場合、多チャンネルを受信する点を共通として、1つのチャンネルを分離・出力する1機能を1つの受信部とする。
システム制御部204は、複数の受信部(RFフロントエンド201と復調器202)のうちの第1受信部(図示せず)が第1チャンネルを受信し、第1受信部に対応するデコーダが第1チャンネルの全階層の符号化データ(ベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネント)をデコードし、デコードしたデータをAV出力部206に表示している際に、操作部205により第2チャンネルの選局操作が行われると、第1受信部が第2チャンネルを受信し、第1受信部に対応するデコーダが第2チャンネルの特定の階層までの符号化データ(ベースコンポーネント)をデコードし、デコードしたデータをAV出力部206に表示するとともに、第2受信部(図示せず)が第3チャンネルを受信し、第2受信部に対応するデコーダが第3チャンネルの特定の階層までの符号化データ(ベースコンポーネント)をデコードするように制御する。上述の通り、1つのチップセットが多チャンネルを受信して、各チャンネルを分離する場合、第1、第2受信部が放送波を受信する点で一致しているが、分離・出力する点で相違する。
また、システム制御部204は、操作部205により第3チャンネルの選局操作が行われると、第2受信部に対応するデコーダがデコードしたデータをAV出力部206に表示するように制御する。
また、システム制御部204は、操作部205により第2チャンネルの選局操作が行われた後、所定時間経過すると、第1受信部に対応するデコーダが第2チャンネルの全階層の符号化データ(ベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネント)をデコードし、デコードしたデータをAV出力部206に表示するように制御する。
また、システム制御部204は、操作部205により第2チャンネルの選局操作が行われた後、所定時間経過すると、第2受信部に対応するデコーダが第3チャンネルの符号化データのデコードを停止するように制御する。
図9は、本発明の受信機の実施例1の動作を説明するタイミング図である。図9において、chA(B)とはチャンネルAのベースコンポーネントを処理していることを示し、chA(B+E)とは、チャンネルAのベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネントを処理していることを示す。
タイミング(1)においては、ユーザはチャンネルAを選択しており、受信機としても、チャンネルAのベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネントを受信し、デコードしてAV出力部206に出力している。
タイミング(2)において、ユーザが操作部205を操作し、チャンネル切り替え操作を行うと、システム制御部204は、ユーザによるチャンネルの切り替え操作を検知して、次に切り替えるチャンネルBを決定するとともに、その次に切り替えられると予想されるチャンネルCを決定する。さらに、システム制御部204は、チャンネル切り替え監視タイマーをスタートし、復調器202(受信部)に、次のスーパーフレームの境界からチャンネルBとチャンネルCのベースコンポーネントを受信するように設定する。このようにチャンネルBとチャンネルCのベースコンポーネントのみを受信するようにすることで、CPUの演算量を削減できるとともに、消費電力を抑制することができる。
メディアデコーダ207に対しては、現在のチャンネルのデコードを停止し、次のスーパーフレームからチャンネルBのベースコンポーネントのみをデコードするように設定する。また、メディアデコーダ208に対しては、次のスーパーフレームからチャンネルCのベースコンポーネントをデコードするように設定する。AV出力切り替え器209に対しては、チャンネルの切り替えを開始したことをユーザに知らせるため、音声出力を停止し、画面を(例えば)真っ黒な画面に切り替えるように設定する。これによりチャンネル切り替えの時間短縮を図る。
タイミング(3)において、チャンネルBとチャンネルCのベースコンポーネントの受信が開始され、受信したデータのデコードが開始される。また、AV出力切り替え器209に対してメディアデコーダ207のAVデータを出力するように設定する。
チャンネルBのデータをデコードし、映像データ、音声データが用意できたタイミング(4)からチャンネルBのAVデータが出力される。
その後、タイミング(5)において、チャンネル切り替え監視タイマーがタイムアウト(T.O.)する。システム制御部204は、チャンネル切り替え監視タイマーのタイムアウトを検出し、復調器202(受信部)に、次のスーパーフレームから、現在選択されているチャンネルBのベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネントを受信するように設定する。また、メディアデコーダ207に、次のスーパーフレームからベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネントをデコードするように設定し、消費電力を抑制するためにメディアデコーダ208を停止させる。
タイミング(6)において、チャンネルBのベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネントの受信、デコードが開始され、そのままAV出力部206に出力される。
図10は、本発明の受信機の実施例2の動作を説明するタイミング図である。タイミング(1)においてはユーザはチャンネルAを選択しており、受信装置としても、チャンネルAのベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネントを受信し、デコードしてAV出力部206に出力している。
タイミング(2)において、ユーザが操作部205を操作し、チャンネル切り替え操作を行うと、システム制御部204は、ユーザによるチャンネル切り替え操作を検知して、次に切り替えるチャンネルBを決定するとともに、その次に切り替えられると予想されるチャンネルCを決定する。さらに、システム制御部204は、チャンネル切り替え監視タイマーをスタートし、復調器202(受信部)に、次のスーパーフレームの境界からチャンネルBとチャンネルCのベースコンポーネントを受信するように設定する。このようにチャンネルBとチャンネルCのベースコンポーネントのみを受信するようにすることで、CPUの演算量を削減するとともに、消費電力を抑制することができる。
メディアデコーダ207に対しては、現在のチャンネルのデコードを停止し、次のスーパーフレームからチャンネルBのベースコンポーネントのみをデコードするように設定する。また、メディアデコーダ208に対しては、次のスーパーフレームからチャンネルCのベースコンポーネントをデコードするように設定する。AV出力切り替え器209に対しては、チャンネルの切り替えを開始したことをユーザに知らせるため、音声出力を停止し、画面を(例えば)真っ黒な画面に切り替えるように設定する。これによりチャンネル切り替えの時間短縮を図る。
タイミング(3)において、チャンネルBとチャンネルCのベースコンポーネントの受信が開始され、受信したデータのデコードが開始される。また、AV出力切り替え器209に対してメディアデコーダ207のAVデータを出力するように設定する。
チャンネルBのデータをデコードし、映像データ、音声データが用意できたタイミング(4)からチャンネルBのAVデータが出力される。
次に、チャンネル切り替え監視タイマーがタイムアウトする前のタイミング(5)において、ユーザが操作部205を操作して、チャンネル切り替え操作を行うと、システム制御部204は、ユーザによるチャンネル切り替え操作を検知して、次に切り替えるチャンネルCを決定するとともに、その次に切り替えられると予想されるチャンネルDを決定する。
システム制御部204は、チャンネル切り替え監視タイマーをリスタートし、復調器202(受信部)に次のスーパーフレームの境界からチャンネルCとチャンネルDのベースコンポーネントを受信するように設定する。
また、切り替え先のチャンネルCがすでにデコードされているかどうかを確認する。この場合、メディアデコーダ208にてチャンネルCをデコードしているため、AV出力切り替え器209をメディアデコーダ208のAVデータを出力するように設定する。このときすぐにチャンネルCがAV出力に切り替えられる。
メディアデコーダ207に対してはデコードを停止し、次のスーパーフレームからチャンネルDのベースコンポーネントをデコードするように設定する。
タイミング(6)において、チャンネルCとチャンネルDのベースコンポーネントの受信が開始され、受信したデータのデコードが開始される。
その後、タイミング(7)において、チャンネル切り替え監視タイマーがタイムアウト(T.O.)する。システム制御部204は、チャンネル切り替え監視タイマーのタイムアウトを検出し、復調器202(受信部)に次のスーパーフレームから、現在選択されているチャンネルCのベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネントを受信するように設定する。
また、消費電力を抑制するためにメディアデコーダ207を停止させ、メディアデコーダ208に次のスーパーフレームからベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネントをデコードするように設定する。
タイミング(8)において、チャンネルCのベースコンポーネントとエンハンスドコンポーネントの受信、デコードが開始され、そのままAV出力部206に出力される。
以上のように、本発明では、チャンネル切り替え時にある一定時間のみ、現在のチャンネルと次に切り替えると予測されるチャンネルのベースコンポーネントのみを受信、デコードを行うことにより、CPU、DSP等の演算量を削減するとともに、それにより消費電力を低減でき、また、次に切り替えるチャンネルが予測されたチャンネルと一致すれば、ただちに、スムーズにチャンネル切り替えを行うことができる。
なお、上述した実施の形態では、RFフロントエンドおよび復調器を複数の受信部として機能させて、複数の受信部を1つのRFフロントエンドおよび復調器で構成した。これを、多チャンネルのデータを受信する1つの受信部としても良い。そして、この受信部が第1〜第3チャンネルを受信し、各チャンネルに対応するデコーダがデコードするように表現しても良い。受信部は、各チャンネルを受信するタイミングにずれが生じる場合、その間、受信動作せずに、省電力を図ることができる。複数の受信部を、複数のRFフロントエンドおよび復調器で構成してもよい。
FLOのインタレース構成を示す図である。 インタレースに対するサービスの割り当て例を示す図である。 MediaFLOのフレーム構成を示す図である。 一般的なMediaFLOの受信装置の構成を示す図である。 チャンネル変更を行ったときの復調器、メディアデコーダ、AV出力部のタイミングチャートを示す図である。 複数のメディアデコーダを備えるMediaFLOの受信装置の構成を示す図である。 チャンネル変更を行ったときの復調器、メディアデコーダ、AV出力部のタイミングチャートを示す図である。 本発明の受信機の構成を示す図である。 本発明の受信機の実施例1の動作を説明するタイミング図である。 本発明の受信機の実施例2の動作を説明するタイミング図である。
符号の説明
100,200 アンテナ
101,201 RFフロントエンド
102,202 復調器
103,107,108,207,208 メディアデコーダ
104,204 システム制御部
105,205 操作部
106,206 AV出力部
109,209 AV出力切り替え器

Claims (4)

  1. 複数の階層で階層符号化された多チャンネルのデータを受信する複数の受信部と、
    該複数の受信部が受信したそれぞれのチャンネルの階層符号化データをデコードする各受信部に対応するデコーダと、
    該デコーダがデコードしたデータを表示する表示部と、
    ユーザによるチャンネルの選局操作を行う操作部と、
    前記複数の受信部のうちの第1受信部が第1チャンネルを受信し、該第1受信部に対応するデコーダが該チャンネルの全階層の符号化データをデコードし、該デコードしたデータを前記表示部に表示している際に、前記操作部により第2チャンネルの選局操作が行われると、前記第1受信部が前記第2チャンネルを受信し、該第1受信部に対応するデコーダが該チャンネルの特定の階層までの符号化データをデコードし、該デコードしたデータを前記表示部に表示するとともに、第2受信部が第3チャンネルを受信し、該第2受信部に対応するデコーダが該チャンネルの特定の階層までの符号化データをデコードするように制御する制御部と、
    を備える受信機。
  2. 前記制御部は、前記操作部により前記第3チャンネルの選局操作が行われると、前記第2受信部に対応するデコーダがデコードしたデータを前記表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項1に記載の受信機。
  3. 前記制御部は、前記操作部により第2チャンネルの選局操作が行われた後、所定時間経過すると、前記第1受信部に対応するデコーダが前記第2チャンネルの全階層の符号化データをデコードし、該デコードしたデータを前記表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項1に記載の受信機。
  4. 前記制御部は、前記操作部により第2チャンネルの選局操作が行われた後、所定時間経過すると、前記第2受信部に対応するデコーダが前記第3チャンネルの符号化データのデコードを停止するように制御することを特徴とする請求項3に記載の受信機。
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