(57)【要約】【課題】既存のＤＡＢ送信システムを改良して、同じシステム品質を維持しながらより高いネットデータ速度を達成し、あるいは同じシステム品質が同じネットデータ速度で受信機側におけるより低い信号対ノイズ比で達成するようにする。【解決手段】符号マッパー（４０）は、ＤＡＢシステムの場合のように、ブロック発生器（１５５）に接続される代わりに畳み込みエンコーダ（３０）から下流に直接接続されている。ソースデータストリームのデータサブストリームが分配される、多段チャネルエンコーダが使用される。ソースデータストリームは、公知のＤＡＢシステムの場合のように、ビットレベルではなしに複素符号レベルで処理される。【選択図】図１
2006262530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にデジタル付加価値サービスのための、デジタルブロードキャスティング信号のＯＦＤＭマルチキャリア送信のための方法において、
（ａ）所定の長さを有する複数のフレームに分割された少なくとも１つのソースデータストリームを発生するステップ、
（ｂ）Ｎの並列データサブストリームにソースデータストリームを分解するステップ、
（ｃ）Ｎのデータサブストリームのそれぞれを所定の符号速度を有する別々のチャネルエンコーダ（３２、３４、３６）に供給するステップであって、各チャネルエンコーダは符号化されたＭビットのシーケンスを供給しており、
（ｄ）ステップ（ｃ）において符号化されたＮのデータサブストリームのビットをＮ組に結合し、これらを２N −ＰＳＫ符号アルファベット（４０）の複素符号にマッピングするステップ、
（ｅ）複素符号を所定サイズのブロックに結合するステップ、
（ｆ）ＤＡＢ標準に従って複素符号のブロックを生成するステップ、
（ｇ）ステップ（ｅ）及び（ｆ）のブロックを事前設定した順に共用の送信フレームに挿入するステップ、
（ｈ）ステップ（ｅ）においてブロック方向に組み合わされた複素符号とステップ（ｆ）の複素符号を、周波数インターリーブするステップ、
（ｉ）各ブロック内の複素符号を異なるサブキャリアに割り当てるステップ、
（ｊ）各ブロック内の複素符号からアナログＯＦＤＭ信号を発生しＯＦＤＭ信号を受信側機器にブロードキャストするステップ、を備えた方法。
【請求項２】
ステップ（ｃ）において各データサブストリームが畳み込み符号化されることを特徴とする請求項１記載のデジタルブロードキャスティング信号のＯＦＤＭマルチキャリア送信のための方法。
【請求項３】
ステップ（ｄ）において発生された複素符号が時間インターリーブされることを特徴とする請求項１または２記載のデジタルブロードキャスティング信号のＯＦＤＭマルチキャリア送信のための方法。
【請求項４】
Ｎが３以上の値にセットされる、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のデジタルブロードキャスティング信号のＯＦＤＭマルチキャリア送信のための方法。
【請求項５】
ステップ（ｈ）における複素符号が各サブキャリアについて差分変調を受ける、ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のデジタルブロードキャスティング信号のＯＦＤＭマルチキャリア送信のための方法。
【請求項６】
ステップ（ｈ）において変調された複素符号がステップ（ｉ）において逆離散フーリエ変換を受ける、ことを特徴とする請求項５記載のデジタルブロードキ
ャスティング信号のＯＦＤＭマルチキャリア送信のための方法。
【請求項７】
多数のソースデータストリームが発生され、ステップ（ｂ）から（ｄ）にしたがって処理され、また次いで時間分割多重化される、ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のデジタルブロードキャスティング信号のＯＦＤＭマルチキャリア送信のための方法。
【請求項８】
請求項１から７記載のいずれかの方法を実行するためのデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システムにおいて、
ａ）以下の特徴を備えた送信機（１０）を含んでなり、少なくともＮの並列接続されたチャネルエンコーダ（３２、３４、３６）の少なくとも１つの組（３０）が１つのデータサブストリームをそれぞれ符号化するための所定の符号速度を有し、
Ｎビット組を２N −ＰＳＫ符号アルファベットの複素符号にマッピングするための、Ｎの並列接続されたチャネルエンコーダ（３２、３４、３６）の出力に接続された、符号マッパ（４０）を含んでなり、
所定数の複素符号をブロック内に組み合わせるためのブロック発生器（８０）を含んでなり、
ブロック内に組み合わされた複素符号を変調するためのマルチキャリア変調器（１００）を含んでなり、
各ブロック内の複素符号を周波数インターリーブするために、ブロック発生器（８０）とマルチキャリア変調器（１００）の間に接続された、周波数インターリーバ（９０）を含んでなり、および
各ブロック内で複素符号からアナログＯＦＤＭ信号を発生するためおよびアナログＯＦＤＭ信号をブロードキャスティングするための装置（１１０）を含んでなり、
ｂ）標準ＤＢＡ送信機の符号マッパ（１６０）により生成された４−ＰＳＫ符号ストリームを供給し、送信機（１０）のブロック発生機（８０）が接続するブロック多重化装置（１７０）を介して周波数インターリーバ（９０）に接続されている、送信機（１０）に並列に配置されている、送信部（１３０）とを含んでなる、
システム。
【請求項９】
複素符号を時間インターリーブするための符号マッパ（４０）から下流に接続された、時間インターリーバ（６０）を特徴とする請求項８記載のデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システム。
【請求項１０】
マルチキャリア変調器（１００）が各サブキャリア上で差分変調を行い、
また各チャネルエンコーダ（３２、３４、３６）が畳み込みエンコーダである、ことを特徴とする請求項８または９記載のデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システム。
【請求項１１】
異なるソースデータストリームから複素符号を多重化するためのフレーム多重化装置（７０）を特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載のデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システム。
【請求項１２】
ブロックインターリーバ（５２、５４、５６）が各チャネルエンコーダ（３２、３４、３６）から下流に接続されている、ことを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載のデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システム。
【請求項１３】
Ｎが３以上である、ことを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載のデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システム。
【請求項１４】
ｃ）以下の特徴を有する受信機
ＯＦＤＭ復調器、
差分復調器、
周波数デインターリーバ、
ブロック構造を取り除くための装置、
異なるソースデータストリームから複素符号を時分割多重分離するための多重分離装置、
時間デインターリーバ、
その下流に別々の畳み込みデコーダ（２３０、２３２、２３４）が接続され、選択された符号マッピングルールにしたがって割り当てられた相補形畳み込みエンコーダ（２４０、２４５）を経て畳み込みデコーダ（２３０、２３２、２３４）の出力がそれぞれの距離計算機（１９５、２００）にフィードバックされる、Ｎの並列接続された距離計算機（１９０、１９５、２００）を特徴とする請求項８から１３のいずれかに記載のデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システム。
【請求項１５】
ブロックデインターリーバ（２０５、２１５、２２５）が各距離計算機（１９０、１９５、２００）と各畳み込みデコーダ（２３０、２３２、２３４）の間に接続されており、およびブロックインターリーバ（２１０、２２０）が検出された各データビットストリームを再符号化するための各畳み込みエンコーダ（２４０、２４５）とそれぞれの、下流の距離計算機（１９５、２００）の間に接続されている、ことを特徴とする請求項１４に記載のデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルブロードキャスティング信号のＯＦＤＭマルチキャリア送信のための方法およびシステムに関し、特に、請求の範囲第１項によるデジタルオーディオブロードキャスティングおよびデジタル付加価値サービスのための、本方法を実行するためのデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システム、並びにデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システムにおける使用のために最適なデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信機およびデジタルＯＦＤＭマルチキャリア受信機に関するものである。
【０００２】
ＤＡＢ（デジタルオーディオブロードキャスティング）送信システムは、地球規模のデジタルオーディオブロードキャスティングのために過去数年来開発されている。公知のシステムは、高品質のオーディオプログラムを移動性の、携帯用の、および据付けの受信機に送信するために適している。また、ＤＡＢ上で比較的遅いデータ速度で別のデータ、例えばプログラムに付随した情報あるいはトラヒック情報を送信することも一般的に可能である。多重オーディオプログラムおよびデータサービスはＤＡＢアンサンブル内で組み合わされ、また選択された符号化直交周波数分割多重化（ＣＯＦＤＭ）法を使用して送信周波数で一緒にブロードキャスティングされる。公知のＤＡＢ送信システムでは現在は１７２８Ｋｂｐｓの最大有効正味データ速度で送信するために使用することができる。マルチメディア分野における急速な進歩により、ビデオプログラムのような、付加価値サービスを、現在の有効正味データ速度である１７２８Ｋｂｐｓを越える、より速いデータ速度で、送信することが望まれている。しかしながら、従来のＤＡＢシステムは、それに使用されているエラー保護機構が非効率的すぎることから、特に、より高速度のデータの移動性の受信に対しては、不適切であった。
【０００３】
したがって、本発明の目的は、既存のＤＡＢ送信システムをさらに改良して、ビデオプログラムのような、付加価値サービスを、送信品質を損なうことなしに、より速いデータ速度で送信することができることにある。
【０００４】
本発明はこの目的を請求の範囲第１項に記載されたステップでおよび請求の範囲第８、１７および２０項に記載された特徴で、行っている。
サブクレームには有利な実施形態および改良が説明されている。
本発明の背後にある主要な思想は、改良されたシステム性能を備えた既存のＤＡＢ送信システムに基づくデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システムを提供することにある。同時に、デジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システムを指定したときには既存のＤＡＢ送信システムからの公知のハードウェア構成要素を使用できる機能があり、これにより、本発明を既存のＤＡＢ送信システムに容易に組み入れることができる。簡易化のために、本発明による送信システムを、Ｘ−ＤＡＢ送信システムと称する。「Ｘ−ＤＡＢ」は拡張された（あるいは強化された）デジタルオーディオブロードキャスティングシステムを表す。最初に誤解を防止するために、Ｘ−ＤＡＢ送信システムは好ましくは、ビデオ信号のような、高速度データ信号を、オーディオプログラムとともに移動性の受信機に送信するために使用され、これは、従来のＤＡＢ送信システムでは十分なレベルの品質で行うことができない。
【０００５】
デジタルブロードキャスティング信号のＯＦＤＭマルチキャリア送信のための本発明によるシステムでは、公知のＤＡＢシステムと同様に、所定の長さのいくつかのフレームに分割された、少なくとも１つのソースデータストリームが、発生される。ＤＡＢ送信システムと比べてシステムの性能を著しく改善するために、ソースデータストリームは、Ｎ個の並列なデータサブストリームに分解され、これらのそれぞれには別々の所定の符号速度を有するチャネルエンコーダが与えられる。各チャネルエンコーダは、符号化された、好ましくは畳み込み符号化された、Ｍビットのシーケンスがその出力において供給する。Ｎ個の符号化された並列データのサブストリームのビットはＮ組、つまりＮビットのグループないしベクトルに組み合わされ、また２N −ＰＳＫ符号アルファベットの複素符号にマッピングされる。この符号化変調技術は必須部分は公知である。既存のＤＡＢ送信システムとの最も重要な違いは、Ｘ−ＤＡＢ送信システムは、ソースデータストリームのチャネルの符号化の直後の個々のビットの代わりに複素符号ないしＮビットアドレスを処理することにある。改良されたシステム特性は、実際には、この手段によるものである。この結果、個々のビットではなくて、複素符号が所定サイズのブロック内に組み合わされる。ブロックが発生した後だけに複素符号がマッピングされる、公知のＤＡＢ送信システムのように、各ブロック内の複素符号にはそれぞれ異なるサブキャリアが与えられる。各ブロック内の複素数符号からアナログＯＦＤＭ信号が発生され、また受信装置に送信される。
【０００６】
移動性の無線チャネルの時間識別特性により生じる送信エラーを回避するため、ブロック発生前に複素符号は時間インターリーブされる。なお、複素符号ではなしに、個々のビットが、公知のＤＡＢ送信システム内で時間インターリーブされる。周波数識別の移動性の無線チャネルにより生じる信号欠損をなくすため、各ブロック内の複素符号はブロック発生後に周波数インターリーブされ、これは公知のＤＡＢブロードキャスティングシステムの場合でも同様である。時間および周波数のインターリーブ処理の目的は、隣接する信号要素を互いにできる限り離して送信することであり、これによって、隣接する情報要素内のグループ化エラーが回避される。
【０００７】
各ブロック内の複素符号は各サブキャリア上で本質的に公知である差分変調を受ける。
各ブロック内のサブキャリアが４−ＰＳＫ変調を受ける公知のＤＡＢ送信システムとは対照的に、本発明によるＸ−ＤＡＢ送信システムは、サブキャリア上で２N −ＰＳＫ変調を実行する。ここで、Ｎは３以上の値にセットされる。本発明は公知のＤＡＢ送信システムよりも高次の変調方法（少なくとも８−ＰＳＫ）を使用するが、予測されるような、受信機側における一定の信号対ノイズ比において、システム品質が劣化することはない。これは、公知のＤＡＢ送信システムにおいてよりも早期に実行される、符号マッピング機能によるものである。
【０００８】
改良されたシステム特性に加えて、本発明によるデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システムは、従来のＤＡＢシステムと下位互換性があることにその特徴がある。下位互換性とは、本発明によるＸ−ＤＡＢ送信システムが既存のＤＡＢ送信システム内に埋め込まれて、共用の送信フレーム内でＤＡＢプログラムとＸ−ＤＡＢプログラムを送信することを可能とすることを意味する。２つの送信システムの機能を共存させることは、周波数インターリーブおよび差分変調のためのものを含めて、ＯＦＤＭ法に対して同じパラメータを使用することで達成される。本発明によるＯＦＤＭマルチキャリア送信システムを実施するために必要とされる追加のハードウェアおよびソフトウェアを最小限とするために、ＤＡＢシステムから公知である、畳み込みエンコーダ、畳み込みデコーダ、時間インターリーバ、および時間デインターリーバが同様に使用される。
【０００９】
最初はＤＡＢ受信機と同様にデザインされた、受信側の装置が、ＯＦＤＭ信号を受信するために用意される。公知のモジュールは、Ａ／ＤコンバータおよびＯＦＤＭ信号の離散フーリエ変換を行うための装置を有するＯＦＤＭ復調器、差分復調器、および周波数デインターリーバを含んでいる。公知のＤＡＢ受信機の場合のように、ＯＦＤＭ信号をビットストリームに変換し次いでこれをブロック構造を取り除くために供給する代わりに、複素符号はそれ自体がブロック構造を取り除くために供給される。複素符号のストリームは、異なるソースデータストリームからの複素符号の時分割多重分離のための多重分離装置に供給される。時間デインターリーバは複素符号のインターリーブ処理を逆にする。公知のＤＡＢ受信機とは異なり、データストリームは、ビット単位ではなく、複素符号レベルに関してチャネル復号化を受ける。この目的のために、複素受信符号は、Ｎ個の並列接続された距離計算機に与えられる。畳み込みデコーダは各距離計算機から下流側に接続されている。畳み込みデコーダの出力は、自然マッピングルールあるいは語用マッピングルールのような、送信機側において実行される選択された符号マッピングルールにしたがって割り当てられた補足的な畳み込みエンコーダを経て距離計算機にフィードバックされる。復号化されたデータのサブストリームは、各畳み込みデコーダの出力に存在している。個々のデータのサブストリームは、別の処理のためにソースデコーダに供給される。
【００１０】
図１は、本発明が実施される、デジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信システムの送信機側を示したものである。１０は、概括的に、以下にＸ−ＤＡＢ送信機として参照する、本発明によるデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信機を表している。Ｘ−ＤＡＢ送信機１０は、ソースデータストリームの符号化変調のための少なくとも１つの本質的に公知である装置２０を有している。並列に接続された符号化変調器２０の数は、Ｘ−ＤＡＢ送信機１０によりブロードキャストすべき異なるソースデータストリームの数によって決まる。高速のデータ速度のＭＰＥＧビデオ信号である、ソース（図示せず）から来るソースデータストリームは、所定の長さの多数の論理フレームに分割される。各論理フレームは、例えば図４にその一例を示したように、送信フレームの一部にマッピングされる。この例では、各フレームがＬ＝７６ＯＦＤＭ符号を含む、２４ｍｓの送信フレームであると仮定している。各ＯＦＤＭ符号は３８４のサブキャリアを含んでおり、これらはそれぞれ選択された符号アルファベット、例えば８−ＰＳＫ符号アルファベットからの複素符号を伝送している。この表示を簡略化および明確化するために、図１では１つの符号化変調器２０だけを示している。各符号化変調器２０は、いずれも公知である、多数の並列接続された畳み込みエンコーダ３２、３４、および３６を含んでいる。並列接続された畳み込みエンコーダの数は、ソースデータストリームが分割されるデータサブストリームの数により決まる。各ソースデータストリームのフレームを、異なる長さとすることができる、３つのデータサブストリームに分割することは、有利であることが証明されている。以下に０、１、および２により識別される、ソースデータストリームの３つの並列データサブストリームは、畳み込みエンコーダ３２、畳み込みエンコーダ３４、および畳み込みエンコーダ３６に供給され、所定の符号速度で畳み込み符号化される。各畳み込みエンコーダの符号速度は最適化基準により選択されることが必要である。なお、これを行う場合には、受信機におけるエラー補正を容易化するために、各畳み込みエンコーダ３２、２４、および３６は各データサブストリームに十分な冗長度を導入している。公知のＤＡＢ送信機において使用される速度互換ポイント畳み込みコード（ＲＣＰＣ）は一般的に各データサブストリームの情報ビットを符号化するために使用される。これにより、ＤＡＢ受信機において実施されているビタビデコーダをＸ−ＤＡＢ受信機においても同様に使用できることから、Ｘ−ＤＡＢ送信機１０の開発およびレイアウトだけでなく、Ｘ−ＤＡＢ受信機も簡易化される。各データサブストリームは多数のビットを含んでおり、これらの総和は１つの論理ソースデータストリームのフレーム内のビットの数に等しい。これには、各畳み込みエンコーダ３２、３４、および２６が、論理フレーム当たりＭビットの１つの符号化されたデータサブストリームを発生することだけが必要である。畳み込みエンコーダ３２、３４、および３６の出力は符号マッパ４０の入力に接続されている。
【００１１】
図２は、以下のその機能を説明する、符号化変調器２０を示している。データサブストリーム０が畳み込みエンコーダ３２に、データサブストリーム１が畳み込みエンコーダ３４に、またデータサブストリーム２が畳み込みエンコーダ３６にそれぞれ加えられる。各畳み込みエンコーダはＭビットの１つの符号化されたデータサブストリームがその出力に存在することを確保している。本質的に公知のブロックインターリーバは各畳み込みエンコーダに直列接続されている。特に、ブロックインターリーバ５２は畳み込みエンコーダ３２に続いており、ブロックインターリーバ５４は畳み込みエンコーダ３４に続いており、またブロックインターリーバ５６は畳み込みエンコーダ３６に続いている。しかしながら、ブロックインターリーバの使用は随意的である。図２に示したように、畳み込みエンコーダ３２、３４、および３６の出力はブロックインターリーバ５２、５４、および５６を経て符号マッパ４０に接続されている。畳み込みエンコーダ３２、３４、および３６の出力に存在する各符号化されたデータサブストリームのビットは、続いてグループないし３つのビットｂi (0) 、ｂi (1) 、ｂi (2) を有するベクトルに結合される。符号マッパ４０が実行されて、例えば、３ビットの組が８−ＰＳＫ符号アルファベットの複素符号にマッピングされる。このため符号マッパ４０は８−ＰＳＫ変調の機能を実行する。符号化変調器２０はその出力に８−ＰＳＫ符号アルファベットの複素符号を供給し、複素符号自体、あるいはより最適にはそれらの３ビットアドレスが、さらに処理される。
【００１２】
図５および図６は、８−ＰＳＫ変調に対する他の代わりのマッピングルールを示したものである。図５は自然マッピングルールを示し、また図６は語用マッピングルールを示している。以下に詳細に説明するように、Ｘ−ＤＡＢ受信機の処理はどのマッピングルールが選択されたのかによって決まる。三段チャネルエンコーダ３０および使用されるマッピングルールは、最適化基準（例えば、受信機における符号化の後に行うことができる最小ビット誤り率）に関して互いに対応付けされる必要がある。しかしながら、これは本発明の対象ではない。
【００１３】
３ビットアドレスとして同様に表される、符号マッパ４０の出力に存在する複素符号は、本質的に公知の時間インターリーバ６０に加えられる。Ｘ−ＤＡＢ送信機１０の特別の特徴は、時間インターリーバ６０が、公知のＤＡＢ送信機の場合のように、個々のビットを時間インターリーブせず、むしろ個々の複素符号ないしそれらの３ビットアドレスをすることである。多数のソースデータストリームが同時に送信される場合、Ｘ−ＤＡＢサブチャネルとして知られている、多数の並列ブランチが設けられなければならない。各ブランチは、１つの時間インターリーバ６０と共に１つの符号化変調器２０を含んでおり、またＸＳＣフレーム多重化装置７０の入力に接続されている。「ＸＳＣ」（Ｘ−ＤＡＢサービスチャネル）は図４に示した送信チャネルフレーム内のＸ−ＤＡＢ送信機１０のサービスチャネルを指している。ＸＳＣフレーム多重化装置７０の出力に、下流の時間インターリーバ６０なしに別の符号化変調器２０（図示せず）を経て図４に示した送信フレームに処理された制御データを組み入れる、別のフレーム多重化装置（図示せず）を接続することができる。図１に示したように、ＸＳＣ多重化装置７０の出力は本質的に公知のブロック発生器８０の入力に接続されている。ブロック発生器８０は１つのＯＦＤＭ符号として表される複素符号をブロック内に結合するために使用される。所定数の複素符号を含むブロックはブロック発生器８０の出力に現れる。本例においては、各ブロックは３８４の複素符号を含んでおり、これはＯＦＤＭ符号内のサブキャリアの数に対応している。公知のＤＡＢ送信機とは違って、ブロック発生器８０が、個々のビットではなく、複素符号、つまりビットグループを組み合わせていることが重要である。ブロック発生器８０の出力は本質的に公知である周波数インターリーバ９０の入力に直接的に接続することができる。周波数インターリーバ９０は移動性の無線チャネルの周波数識別特性により生じる信号ノイズを取り除くために使用される。差分変調器１００は、周波数インターリーバ９０の下流に接続されている。差分変調器１００は複素符号を含む各ブロックのサブキャリアを変調するために使用される。ブロックの各変調されたサブキャリアは本質的に公知のＯＦＤＭ信号発生器１１０に供給される。ＯＦＤＭ信号発生器１１０の目的は、各ブロックの変調されたサブキャリアからアナログＯＦＤＭ信号を発生することである。換言すれば、ＯＦＤＭ信号発生器１１０は、個々のサブキャリアの累積信号と見做される、ブロック当たり１つのＯＦＤＭ信号を供給する。ＯＦＤＭ信号発生器１１０は通常は逆離散フーリエ変換を行うための装置およびＤ／Ａ変換器を含んでいる。ＯＦＤＭ信号発生器１１０の出力に存在するＯＦＤＭ信号は送信側装置を経て数多くの受信側装置にブロードキャストすることができる。なお、周波数インターリーバ９０、差分変調器１００、およびＯＦＤＭ信号発生器１１０はすべて、公知のＤＡＢ送信機の対応する機能ユニットとほとんど同じ態様で動作する。したがって、これらの機能ユニットを詳細に説明することは必要ではない。
【００１４】
図１に示したように、Ｘ−ＤＡＢ送信機１０は公知のＤＡＢ送信機に組み込まれる。公知のＤＡＢ送信機は、送信部１３０を形成する公知の構成要素、特に、制御データを符号化するための畳み込みエンコーダ１３５、ソースデータストリームを符号化するための畳み込みエンコーダ１３７、時間インターリーバ１４０、ＤＡＢ−ＭＳＣフレーム多重化装置、別のフレーム多重化装置１５０、ブロック発生器１５５、符号マッパ１６０、および周波数インターリーバ９０、差分変調器１００、およびＯＦＤＭ信号発生器１１０を含んでおり、これらはＤＡＢ送信機およびＸ−ＤＡＢ送信機１０により共用されている。ＤＡＢ送信機は一般的に公知あるので、個々の機能ユニットは本明細書では詳細に説明しない。しかしながら、符号マッパ１６０がブロック発生器１５５の下流に接続されていることは重要である。この結果、公知のＤＡＢ送信機１３０、９０、１００、および１１０の畳み込みエンコーダ１３７、時間インターリーバ１４０、およびブロック発生器１５５は、複素符号の形態ではなく、ビット単位でデータストリームを処理する。Ｘ−ＤＡＢ送信機１０のブロックおよびＤＡＢ送信機のブロックを図４に示した送信フレーム内に所定の方法で組み込むブロック多重化装置１７０は、本発明によるＸ−ＤＡＢ送信機１０を公知のＤＡＢ送信機１３０、９０、１００、および１１０に一体化するために設けられている。
【００１５】
図１はまた、ＯＦＤＭ信号発生器１１０に同様に接続された同期データを発生するための装置１２０を示している。
【００１６】
次に、図１に示したＤＡＢおよびＸ−ＤＡＢ送信機により発生することができる送信フレームのレイアウトについて検証する。図４に示された送信フレームは、例えば、７６のＯＦＤＭ符号に対応するＬ＝７６のブロックを含んでいる。各送信フレームは、３つのシーケンシャル部、同期チャネル発生器１２０において発生されフレーム内の第１のブロックを占有する、同期チャネル、ブロック２からｌ＋１を占有する、制御チャネルＦＩＣ（ファスト情報チャネル）、およびブロックｌ＋２からＬまでに含まれる、メインサービスチャネルＭＳＣ、に分割される。簡略化のために、図では同期チャネル内の空符号は示されていない。メインサービスチャネルＭＳＣでは、種々のデータソースに割り当てられたサブチャネル内にオーディオプログラムおよびデータサービスを埋め込むことができる。同期および制御チャネルのレイアウトはＤＡＢ送信機およびＸ−ＤＡＢ送信機１０の両方に特に理想的であるので、それに含まれる情報は本発明によるＸ−ＤＡＢ受信機だけでなく公知のＤＡＢ受信機により評価することができる。メインサービスチャネルＭＳＣの少なくとも一部は、例えば、Ｘ−ＤＡＢ送信機１０により送信される１以上のソースあるいはサブチャネルからの高速度ビデオデータを含むことができる、ＸＳＣチャネルにより占有される。ＤＡＢ規格による送信フレーム内で送信されるサブチャネルは図４においてＤＡＢ−ＭＳＣで指定されている。上記したように、ＦＩＣチャネル内は制御データは変更されないで送信されることから、公知のＤＡＢ受信機は、制御データを、それがＸ−ＤＡＢ送信機１０により発生された場合でも、符号化することができ、またそれに含まれる情報に基づいて、送信フレーム内の標準のＤＡＢフォーマット内で送信されるサブチャネルＤＡＢ−ＭＳＣを検出および復号する。しかしながら、これはＸＳＣチャネルを復号することはできない。
【００１７】
ＭＳＣ多重化装置１４５、フレーム多重化装置１５０、ＸＳＣフレーム多重化装置７０、およびブロック多重化装置１７０はＤＡＢ送信部１３０内およびＸ−ＤＡＢ送信機１０内で発生されたサービスブロックＤＡＢ−ＭＳＣあるいはＸＳＣが図４に示した送信フレーム内に特定の順序で挿入されることを確認する。例えば、多数のＤＡＢ−ＭＳＣブロックは図４に示した送信フレームのメインサービスチャネルＭＳＣ内のＸＳＣブロックの前後に位置される。ブロック多重化装置１７０によるブロックの多重化に続いて、各ＤＡＢ−ＭＳＣおよびＸＳＣブロック内の複素符号の上記した周波数インターリーブ処理、ＯＦＤＭ信号の差分変調および発生が、両方のブロックタイプに対して一緒に実行される。
【００１８】
本発明によるＸ−ＤＡＢ送信機１０のこの下位互換性の実施によって、ＤＡＢ送信機あるいはＸ−ＤＡＢ送信機１０のいずれかにより発生されたデータブロックを、図４に示した送信フレーム内で送信することができる。
【００１９】
図３は、例えば、送信機側において符号化８−ＰＳＫ変調を受けた、データストリームを符号化するための三段デコーダ１８０を示している。三段デコーダ１８０は、以下にＸ−ＤＡＢ受信機と称される、本発明によるデジタルＯＦＤＭマルチキャリア受信機の重要部分である。
【００２０】
Ｘ−ＤＡＢ受信機は従来のＤＡＢ受信機と同じ機能ユニットを有している。これは、Ａ／Ｄコンバータと離散フーリエ変換を行うための装置から構成される、ＯＦＤＭ復調器を含んでいる。差分復調器および周波数デインターリーバはＯＦＤＭ復調器の下流に接続されている。ブロック構造を取り除くための装置が周波数デインターリーバの後にある。このようにして、複素符号のシーケンスが本装置の出力に存在する。複素符号は、異なるソースデータストリームからの複素符号の時分割復調を行う復調器を通過する。下流の時間デインターリーバは公知のＤＡＢ受信機の公知の時間デインターリーバと略同様に機能し、主要な違いは個々のビットではなくて複素符号、つまりビットグループを処理することである。図３に示された三段デコーダは、符号化８−ＰＳＫ変調を行うものであり、Ｘ−ＤＡＢブロックを復号するために時間インターリーバから下流に接続されている。三段デコーダ１８０は、送信されたソースデータストリームの３つのデータサブストリーム０、１、２を回復するために３つの並列接続された距離計算機１９０、１９５、および２００を必要とする。各距離計算機１９０、１９５、２００は畳み込みデコーダ２３０、２３２、および２３４に、直接あるいは各ブロックデインターリーバ２０５、２１５、および２２５を介して接続されている。畳み込みデコーダ２３０、２３２、および２３４の出力は、Ｘ−ＤＡＢ送信機１０の符号マッパ４０により実行されるマッピングルールに依存して、割り当てられた、相補形畳み込みエンコーダ２４０および２４５を経て距離計算機にフィードバックされる。符号マッパ４０が語用マッピングを実行する場合、畳み込みデコーダ２３０は相補形畳み込みエンコーダ２４０およびブロックインターリーバ２１０を経て距離計算機２００にフィードバックを行う。畳み込みデコーダ２３２はまた、相補形畳み込みエンコーダ２４５およびブロックインターリーバ２２０を経て距離計算機２００にフィードバックする。符号マッパ４０が自然マッピングを実行する場合、畳み込みデコーダ２３０は相補形畳み込みエンコーダ２４０およびブロックインターリーバ２１０を経て距離計算機１９５に接続されなければならない。一方、畳み込みデコーダ２３２は、相補形畳み込みエンコーダ２４５およびブロックインターリーバ２２０を経て距離計算機２００に接続されなければならない。「距離」の用語は、複素受信符号から複素レベルに関してマッピングルールに適用された決定しきい値への距離を意味し、信頼性あるいはチャネル状態フラグが重み付けされることもある。
【００２１】
図４に示された送信フレーム内の「ローカルウインド」を実施するときに生じる、本発明によるＸ−ＤＡＢ送信システムの公知のＤＡＢ送信システムに対する別の特徴について説明する。ＯＦＤＭ法は、プログラムアンサンブルが同じ周波数で隣接の送信局から従来のＦＭブロードキャスティング受信機で発生するような干渉を生じることなしにブロードキャストされることを意味する、同時的なブロードキャスティングネットワークを設定するために使用することができる。ＤＡＢ送信システム内の多くのローカルプログラムを備えた典型的なＦＭブロードキャスティング構造をエミュレーションするために、図４に示した送信フレームのメインサービスチャネルＭＳＣの連続部分が単一周波数ブロードキャスティングモードから取り除かれ、またローカルプログラムは個々の送信サイトにおいてこのローカルウインド内に送り込まれる。ＤＡＢ規格の４−ＰＳＫマッピングルールはここでは不利な効果を有している。例えば、ＯＦＤＭ符号のサブキャリア上の４−ＰＳＫ符号には２つのサブキャリア、つまり２つの異なるデータソースが割り当てられる。この結果、干渉を生成することなしにＯＦＤＭ符号内のローカルウインドを区切ることは不可能である。よって、単一周波数のブロードキャスティングのためには、完全なＯＦＤＭ符号が占有されるまでメインサービスチャネルＭＳＣの範囲を充填ビットにより常に拡張しなければならない。
【００２２】
本発明によるＸ−ＤＡＢ送信システムはこの欠点を、時間インターリーバ６０が時間インターリービング操作を行う前に符号マッパ４０内で２N −ＰＳＫ変調を行うことにより回避しており、これによって問題のプログラムは直接接続できる。ローカルウインドを実行したとき、単一周波数のブロードキャスティング受信を干渉することなしに、単一周波数のブロードキャスティングとローカルプログラムの間のサブチャンネルの限界をＯＦＤＭ符号の内部に位置できる。Ｘ−ＤＡＢ送信システムはよって帯域幅をより有効利用することでローカルウインドを実行するために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明は添付した図面を参照しながら１つの実施形態に基づいて以下により詳細に説明する。
【図１】図１は、本発明によるデジタルＯＦＤＭマルチキャリア送信機が接続される公知のＤＡＢ送信機の送信機側のブロックダイヤグラムを示したものである。
【図２】図２は、図１により三段符号化変調器を示したものである。
【図３】図３は、本発明によるＯＦＤＭマルチキャリア受信機において使用することができるコード化された８−ＰＳＫ変調のための三段デコーダを示したものである。
【図４】、ＤＡＢおよびＸ−ＤＡＢプログラムが送信することができる、ＯＦＤＭ信号発生器の出力に加えられる、送信フレームのレイアウトを示したものである
【図５】符号マッパにより実行される自然マッピングルールを示したものである。
【図６】符号マッパにより実行することができる、語用マッピングとして知られている、他のマッピングルールを示したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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