(57)【要約】  ＤＶＢ−Ｔ２は地上波デジタル放送の次世代規格である。主にテストの目的のために単一周波数ネットワークにおいて送信機を識別するという要求が存在する。これは、送信機を一意的に識別するために、送信機にウォータマークシーケンスを埋め込むことにより実現され得る。しかしながら、送信機は、ＳＦＮ内に配置され、従って、これらは同一のデータを正確に送信しなければならない。それ故、ウォータマークが無線信号に追加されなければならない。これは、例えばセルラーシステムのような他の規格で起こるようなコンテンツレベルでは追加され得ない。本発明は、ＤＶＢ−Ｔ２信号において送信機ＩＤをウォータマークするための２つの取り得る新たな方法を提案する。双方の場合において、我々は、直交パイロットシーケンスを異なる送信機に割り当てる。第１の場合において、シーケンスは、データレートにおいて損失がないことを保証するために、非常に低いパワーで追加される。これは、非常に魅力的な代替手段であるが、非常に多くの高価な受信機を必要とするかもしれない。第２の場合において、シーケンスは、この特定の使用のために確保されたサブキャリアの特定のセットに追加される。これは、良好な受信機の同期を必要とし、データレートにおいて小さな損失も生成するが、送信機識別を提供するための非常に簡素で堅牢な手法を保証する。
2011517874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信機を有するネットワークに配される前記送信機を識別する方法であって、
第１の送信機に１又はそれ以上のウォータマークシンボルを埋め込むステップと、
第２の送信機に１又はそれ以上のウォータマークシンボルを埋め込むステップとを有し、
前記１又はそれ以上のウォータマークシンボルが、個々の送信機に一意的に関連付けられる時間位置及び／又は１若しくはそれ以上のサブキャリアに渡って分配される、方法。
【請求項２】
送信機は、サブキャリア上のデータ信号及びウォータマークシンボルを送信するように構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の送信機における前記ウォータマークシンボルは、前記第２の送信機における前記ウォータマークシンボルとは時間的及び／又はサブキャリア周波数において分離される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ウォータマークシンボルは、Ｎｗ個のサブキャリアをもつＯＦＤＭシンボルを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
各送信機は、単一の最終信号の生成に寄与する同一の信号として、データ信号とともに前記ウォータマークシンボルを送信する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
受信機において、個々の前記第１の送信機及び前記第２の送信機から、埋め込まれたウォータマークシンボルを受信するステップと、
個々の前記第１の送信機及び前記第２の送信機と一意的に関連付けられた時間位置及び／又はサブキャリアのウォータマークシンボルのエネルギを決定するステップとを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ウォータマークシンボルのエネルギは、平均化されたウォータマークシンボルの二乗和の値を決定することにより決定される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記１又はそれ以上のウォータマークシンボルは、ウォータマークシーケンスを構成し、前記ウォータマークシーケンスの符号がフレーム毎に変えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ウォータマークシンボルは前記ウォータマークシーケンスを構成するために繰り返される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ウォータマークシンボルは前記データ信号とともに送信され、前記ウォータマークシンボルは、前記データ信号よりも低いパワーで送信される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
別個のサブキャリアの分離したセットは、異なる送信機と関連付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つのサブキャリアは、異なる送信機のウォータマークシンボルに割り当てられ、
前記ウォータマークシンボルは、別個の送信機と一意的に関連付けられた時間位置に渡って多重化される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法を実行するように構成された、送信機。
【請求項１４】
請求項１３に記載の送信機を複数有する、伝送システム。
【請求項１５】
個々の送信機と一意的に関連付けられた時間位置及び／又はサブキャリアにおける前記ウォータマークシンボルのエネルギを決定する処理手段を有する、受信機。
【請求項１６】
請求項１４に記載の伝送システム及び請求項１５に記載の受信機を有する、単一周波数ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信機を識別する方法に関し、詳細には、単一周波数ネットワークにおいて送信機を識別する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＢ−Ｔ２は、地上波デジタルテレビ放送の次世代規格である。主に試験目的のため、専用のアプリケーションのため、及び、消費者市場におけるアプリケーションのために、単一周波数ネットワークにおいて送信機を識別するという要求が存在する。
【０００３】
単一周波数ネットワークは、同一の信号を同期的に送信するように設計された複数の送信機により特徴付けられる。単一のデータストリームを送信するための複数の送信機の利用は、向上した放送の効率及び信頼性を提供することができる。
【０００４】
送信された信号は同一である必要があるので、例えばユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ；Universal Mobile Telecommunications System）において行われるような、異なる送信機を識別するためのスクランブルコードを用いることはできない。スクランブルコードの使用は、各送信機により送信された信号を変化させる。従って、単一周波数ネットワークにおいて同一信号であるという要求された条件が満たされない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本目的は、単一周波数ネットワークにおいて送信機の識別を可能にするための方法を見出すことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
送信機の識別は、送信機を一意的に識別するために送信機にウォータマークシーケンスを埋め込むことにより実現され得る。しかしながら、複数の送信機が単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ；Single Frequency Network）において用いられる場合には、これらの送信機が同一のデータを正確に送信しなければならない。この場合において、ウォータマークは、例えばセルラーシステム又はＵＭＴＳ規格のシステム等の他の規格において行われるようなコンテンツレベルでは追加され得ない。それ故、ウォータマークは、無線信号、即ち無線周波数レベルで追加され得る。
【０００７】
ウォータマーキングは信号の供給源を識別する手法である。これは、とりわけ、違法コピーの発生源を追跡するためにオーディオ及びビデオ製品において用いられる。共通のアプローチは、オリジナルオブジェクトの品質を低下させることなくマークを隠蔽することからなる。マークをリカバーすることにより、オブジェクトを一意的に識別することが可能となる。
【０００８】
無線通信において、ウォータマーキングは、信号の供給源、即ち信号が受信されるアンテナを識別するために用いられ得る。現在の無線システムのほとんどにおいて、受信機は単一の供給源に固定されており、従って、送信機の識別は、コンテンツレベルで機能することにより、例えば、送信された信号にマッピングされたデータビットの周波数変調、即ち並べ替えを行うために用いられた所与のスクランブルシーケンスを識別することにより行われる。例えば、各送信機は、疑似乱数の手法でビットシーケンスの周波数変調を行う。従って、正確で一意的なスクランブルシーケンスが受信機で用いられる場合にのみ、フレーム構造が再構成されて有効なフレームと認識される。
【０００９】
発明者の知る限りでは、従来のウォータマーキング技術は、単一の最終信号の生成に全てが寄与する複数の供給源を識別するという問題に対処していない。これは、受信した信号が全て同一で同期して出力された信号の組み合わせから作られる単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）が当てはまる。同一の信号に寄与する異なる送信機を識別するためにウォータマークが用いられる場合には、これは、例えばビットシーケンスのランダム化されたスクランブルに起因して異なる供給源からの異なるシーケンスの生成をもたらすので、コンテンツレベルでの直接的な手法では適用され得ない。単一周波数ネットワークにおける異なるシーケンスの送信は、送信された情報の検出を極端に難しくするだろう。それ故、ウォータマークは、無線周波数レベルで追加されなければならない。
【００１０】
無線周波数レベルで信号をウォータマークする異なる手法が存在するかもしれない。
【００１１】
本発明は、特にＤＶＢ−Ｔ２のためのＳＦＮにおいて送信機の識別を供給可能なウォータマーク信号を規定することからなる。
【００１２】
ウォータマークシーケンスの必須の特徴は、シーケンスがそれぞれ１つの送信機と受信機との間の無線チャンネルのエネルギ検出を実行するように設計されることである。何らかの形で、ウォータマークシーケンスは、ウォータマークシーケンスとして機能するように設計された分配されたパイロットの形式である。
【００１３】
それ故、複数の送信機が最終信号の生成に寄与する単一周波数ネットワークにおいて送信機の識別を可能にすることが、本発明の目的として理解され得る。
【００１４】
この目的及び幾つかの他の目的は、複数の送信機を有するネットワークに配される前記送信機を識別する方法であって、第１の送信機に１又はそれ以上のウォータマークシンボルを埋め込むステップと、第２の送信機に１又はそれ以上のウォータマークシンボルを埋め込むステップとを有し、前記１又はそれ以上のウォータマークシンボルが、個々の送信機に一意的に関連付けられる時間位置及び／又はサブキャリアに渡って分配される、方法を提供することにより、本発明の第１の態様において得られる。
【００１５】
この場合において、ウォータマークは、送信機識別記号、即ちネットワークにおいて所与の送信機を識別するための手段として理解され得る。
【００１６】
送信機は１又はそれ以上のサブキャリア上にウォータマークを送信し得るが、ウォータマーク及びデータ信号が組み合わせられた信号として送信されるとしても、送信機は必ずしもサブキャリア上のデータ信号を送信する必要はないことが理解される。
【００１７】
それ故、第１の態様によれば、例えば一意的に関連付けられたタイムスロット及び／又はサブキャリアにおけるウォータマークの内容又はエネルギを検出することにより、受信した信号のウォータマークの内容又はウォータマークのエネルギを決定することにより、受信した信号に寄与する個々の送信機の識別が可能になるように、ウォータマークシーケンスが、送信された信号に埋め込まれる。
【００１８】
単一周波数ネットワークにおける個々の送信機の識別が可能であるようにウォータマークを埋め込むために異なる方法が用いられ得ることが、利点として理解され得る。それ故、埋め込む方法は、周波数多重を用いてサブキャリアに渡って分配される場所、時間多重を用いて時間位置若しくは時間セルに渡って分配される場所、又は、時間多重及び周波数多重の双方を用いてサブキャリア及び時間セルの双方に渡って分配される場所でウォータマークが用いられてもよい。
【００１９】
一実施形態において、送信機は、サブキャリア上のデータ信号及びウォータマークシンボルを送信するように設けられる。それ故、データ信号は、ウォータマークシンボルのために用いられたサブキャリアと一緒か又は別個のサブキャリア上で多重化され得る。
【００２０】
一実施形態において、第１の送信機におけるウォータマークシンボルは、第２の送信機におけるウォータマークシンボルから、時間的に及び／又はサブキャリア周波数で分離される。異なる送信機のための時間セル又はサブキャリアの分離したセットの使用は、受信機が時間セル又はサブキャリアの分離したセットにおけるウォータマークの内容を検出することを可能にすることにより、送信機の識別を可能にする有利な手法として理解され得る。
【００２１】
一実施形態において、ウォータマークシンボルは、Ｎｗ個のサブキャリアをもつＯＦＤＭシンボルを有する。それ故、所与の送信機におけるウォータマークシンボルは、Ｎｗ個のサブキャリアに渡って分配され得る。
【００２２】
一実施形態において、各送信機は、単一の最終信号の生成に寄与する同一の信号として、データ信号を一緒にもつウォータマークシンボルを送信する。それ故、ウォータマークシンボルは、他の受信可能な信号と一緒に受信機における単一の最終信号に寄与する単一の受信可能な信号を形成するために、データ信号と組み合わせられるか又はデータ信号に付加され得る。
【００２３】
一実施形態において、前記第１の態様は、受信機において、個々の第１及び第２の送信機から、埋め込まれたウォータマークシンボルを受信するステップと、個々の送信機と一意的に関連付けられた時間位置及び／又はサブキャリアにウォータマークシンボルのエネルギを決定するステップとを更に有する。ウォータマークの内容又はウォータマークのエネルギは、これがＳＦＮネットワークにおいて送信機の識別を可能にするので、個々の送信機と一意的に関連付けられた、特定の時間的な位置／セル、サブキャリア又はこれらの組み合わせを考慮することにより決定されることが、利点として理解され得る。
【００２４】
一実施形態において、ウォータマークシンボルのエネルギは、平均化されたウォータマークシンボルの二乗和の値を決定することにより決定される。時間位置又はサブキャリアにおけるウォータマークの内容は、ウォータマークのエネルギを決定すること以外の方法を用いて送信機の識別のために定量化され得る。更に、ウォータマークのエネルギは、平均化されたウォータマークシンボルの二乗和の値を決定することによる以外の方法を用いて決定されてもよい。ウォータマークの内容の平均化は、例えば信号対ノイズ比を増大させることにより、埋め込まれたウォータマークの検出を向上させるための方法として理解され得る。それ故、サブキャリア、及び特に時間位置／セルに渡る平均化は、必要とされないかもしれないが、改良として理解され得る。
【００２５】
一実施形態において、１又はそれ以上のウォータマークシンボルはウォータマークシーケンスを構成し、ウォータマークシーケンス（ＷＭ）の符号がフレーム毎に変えられる。１又はそれ以上のウォータマークシンボルは、単一フレームの範囲をもつウォータマークシーケンスのために有利に用いられ得る。それ故、一実施形態において、単一のウォータマークシンボルがウォータマークシーケンスを構成する。即ち、単一のウォータマークシンボルが単一フレームの範囲をもつ。他の実施形態において、ウォータマークシンボルは、ウォータマークシーケンスを構成するように繰り返される。各ウォータマークシーケンスの符号を変えることは、受信機においてウォータマークシーケンスを抽出する便利な手法を提供するので、利点として理解され得る。
【００２６】
一実施形態において、ウォータマークシンボルはデータ信号とともに送信され、ウォータマークシンボルは、データ信号よりも低いパワーで送信される。データ信号と干渉させないために、データ信号よりも低いパワーでウォータマークシンボルを送信することが、利点として理解され得る。斯様な埋め込みスキームが、例えば複数のフレームに渡って平均化を実行することにより、偶数の弱いウォータマーク信号の正確な検出を可能にするので、データ信号よりも低いパワーでのウォータ信号の送信は、別個の時間位置又はサブキャリアにウォータマークを埋め込む実施形態と組み合わせて特に有利になる。
【００２７】
一実施形態において、別個のサブキャリアの分離したセットは、異なる送信機と関連付けられる。従って、第１の複数のサブキャリアは、第１の送信機と関連付けられ、第２の複数のサブキャリアは、第２の送信機と関連付けられ得る。
【００２８】
一実施形態において、少なくとも１つのサブキャリアは、異なる送信機のウォータマークシンボルに割り当てられ、ウォータマークシンボルは、別個の送信機と一意的に関連付けられた時間位置に渡って多重化される。それ故、１又はそれ以上のサブキャリアにおける時間位置に渡るウォータマークシンボルの多重化は、特にサブキャリアがウォータマークのために確保されるときに有利な実施形態を提供し得る。
【００２９】
本発明の第２の態様は、第１の態様の方法を実行するように構成された送信機に関する。本送信機は、送信機に関連付けられた時間位置及び／又はサブキャリアに渡ってウォータマークを分配するための、コンピュータ、デジタルプロセッサ及び電子格納デバイスを有する電子処理手段を備えている。また、本送信機は、ウォータマーク及びデータ信号を送信するための無線周波数放送電子装置を備えている。
【００３０】
本発明の第３の態様は、本発明の第２の態様において規定された送信機を複数有する伝送システムに関する。複数の送信機は、送信機間の信号送信を同期させるための通信手段を備えている。
【００３１】
本発明の第４の態様は、個々の送信機と一意的に関連付けられた時間位置及び／又はサブキャリアにおけるウォータマークシンボルのエネルギを決定する処理手段を有する受信機に関する。また、本受信機は、複数の個々の送信機から埋め込まれたウォータマークシンボルを受信するためのアンテナを有する。
【００３２】
本発明の第５の態様は、第３の態様の伝送システム及び第４の態様の受信機を有する単一周波数ネットワークに関する。
【００３３】
本発明の第１、第２、第３、第４及び第５の態様は、それぞれ、他の態様のうちいずれかの態様と組み合わせられてもよい。本発明のこれら及び他の態様は、後述される実施形態から明らかになり、これらの実施形態を参照して説明されるだろう。
【００３４】
本発明は、添付図面を参照して、単なる例示により、説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ペイロードに含まれたウォータマークシンボル及びデータ信号の繰り返しにより構成されたウォータマークシーケンスを示す。
【図２】サブキャリアに渡って分配されたパイロットの形式のウォータマーク信号を示す。
【図３】１５個の異なる送信機と関連付けられたウォータマークにおけるエネルギの内容を示す。
【図４】時間多重を用いたウォータマークの埋め込みを示す。
【図５】複数の送信機及び受信機を有する単一周波数ネットワークを示す。
【図６】本発明の方法のフローチャートを示す。
【図７】ウォータマークの周波数多重を用いた本発明の方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
ＤＶＢ−Ｔ２は、現在開発中のデジタルビデオ放送規格である。本規格の現在の草案バージョンは、本発明の第１の実施形態とともに図１において概略で示されたフレーム構造を規定している。ＤＶＢ−Ｔ２フレーム１１２は、約２００ｍｓの期間のものであり、これは、プレアンブル部分及びペイロード部分で構成される。プレアンブルは、２つの特別なシンボル、Ｐ１シンボル及びＰ２シンボルで組織化される。Ｐ１は、非常に不利な条件においても非常に堅牢な信号発見を提供すること、最初の時間及び周波数同期を提供すること、並びに、後続するフレームの構造についての７ビットの信号情報をシグナリングすることを意図される。Ｐ２は、より細かいチャンネル同期、チャンネル推定を提供し、ペイロード部分を復号するために要求された信号を伝達することを意図される。
【００３７】
図５は、同一の信号又は情報のシーケンスを送信する複数の送信機Ｔｘ１〜Ｔｘ４を有する単一周波数ネットワークを示している。同一の信号は、異なる無線チャンネルｈ１−ｈ４をもたらし、その後、受信機Ｒｘにより受信される。受信した信号（又はこれらのうち少なくとも幾つかの信号）は、多くの場合複数のテレビ番組を有するデジタルテレビ信号のような単一信号を生成するのに寄与する。
【００３８】
この発明の範囲は、ネットワーク中の送信機群が受信信号に寄与するように信号を送信する堅牢な方法を提供することにある。この手法において、ネットワークオペレータは、調査し、ネットワークの計画／実行を改良することができる。以下において、我々は、本発明の２つの取り得る実施形態を提案する。
【００３９】
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態は、ＤＶＢ−Ｔ２を用いたＳＦＮネットワークにおいてウォータマークシーケンスを埋め込むための取り得る手法について説明する。図１において、我々は、ＣＰｗ（連続するパイロットウォータマーク）シーケンス１１１の繰り返しにより構成されたウォータマークシーケンス１１３を示す。ＣＰｗシーケンスは、ＯＦＤＭシンボルで構成される。
【００４０】
従って、ＣＰｗシーケンス１１１は、同等に、ＯＦＤＭシンボル、パイロットシンボル又はウォータマークシンボル１１１と呼ばれる。
【００４１】
ＯＦＤＭシンボルは、サブキャリアが直交することを特徴としている。
【００４２】
繰り返しは常に同一であるが、これらの符号はフレーム１１２毎に変えられる。各奇数フレーム１１２におけるウォータマークシーケンス１１３は、＋１で乗算され、各偶数フレーム１１２におけるウォータマークシーケンス１１３は、−１で乗算される（又はその逆も同様）。これらを行うことにより、受信機は、フレーム毎に基づきウォータマークを単純に平均化することができ、２つの連続するフレームに渡って行われた平均化を組み合わせるときには、確定的干渉成分（deterministic interference component）が除去され得る。確定的成分は、ゼロ平均をもたないＴ２フレーム１１４の範囲内の（以下に述べられる）パイロットの存在によりもたらされる。
【００４３】
明らかに、ウォータマークシーケンス１１３は、ＯＦＤＭウォータマークシンボル１１１の繰り返しとは異なるように生成され得る。例えば、ウォータマークシーケンス１１３は、各フレーム１１２に対して交互符号で繰り返される単一シーケンスとして生成され得る。この場合において、ウォータマークシーケンス１１３の合計は単一のウォータマークシーケンスと置き換えられる。ウォータマークシーケンス１１３が単一シーケンスとして生成されるときには、ウォータマークシンボル１１１はウォータマークシーケンスに相当する。
【００４４】
各ＣＰｗシーケンス１１１は、ＮｗサブキャリアをもつＯＦＤＭシンボル１１１で構成される。
【００４５】
ＯＦＤＭシンボルは、直交周波数分割多重マルチキャリア変調技術に従って構成される。ＯＦＤＭスキームにおいて、Ｎ個の複合シンボルは、各複合シンボルが利用可能な帯域幅の範囲内において単一のサブキャリアを変調するように、並列に送信される。ＯＦＤＭ送信機は、フーリエ変換アルゴリズムを介して効果的に実行されたＮポイント離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を通じて、Ｎ個のサブキャリアの全てを効果的に変調する。ＤＦＴの出力は、ＯＦＤＭシンボルと呼ばれるＮ個のサンプルからなる。
【００４６】
サブキャリアの数は、我々がウォータマークを行いたい送信機がいくつであるかに依存して変更することができる。ＣＰｗは、Ｐ１シンボルにより供給されたもの以外の如何なる他の時間同期も要求されないようなＯＦＤＭシンボルになるように設計される。ＯＦＤＭシンボルが何度も繰り返されるので、如何なるガードインターバルも挿入する必要がない。実際には前のＯＦＤＭシンボルが後続するＯＦＤＭシンボルのためのガードインターバルとして機能するためである。取り得るウォータマーク信号は図２に示される。
【００４７】
図２は、サブキャリア周波数の関数としてのパイロットシンボル２１１を横軸に沿って示している。パイロットシンボル２１１又はパイロットシンボル２１１の繰り返しは、単一のウォータマークシーケンス１１３を構成する。それ故、図２に示されたパイロットシーケンス２１１は、１０２４個のサブキャリアにより構成される。ここで、最初と最後の９６個のサブキャリアは、これら端のサブキャリアにおいては情報が送信されないことを意味する空のサブキャリアである。残りの８３２個のサブキャリアは、複数の送信機、例えばそれぞれサブキャリア１，２及び３に送信する３つの送信機Ｔｘ１〜Ｔｘ３により分割される。例えば、送信機Ｔｘ１がアクティブである場合には、Ｔｘ１は、Ｔｘ１に割り当てられたサブキャリア１に送信するだろう。Ｔｘ２はアクティブではなく、それ故に、Ｔｘ２は、Ｔｘ２に割り当てられたサブキャリア２には何も送信しないだろう。この手法において、どの送信機がＳＦＮネットワークにおける最終信号に寄与するかの検出は、受信した信号における各サブキャリア内のエネルギを決定することにより実現され得る。
【００４８】
８３２個のサブキャリアのうちいずれか１つのサブキャリアにおける単一パイロット２１２の送信は、所与のサブキャリアにおけるキャリア周波数の振幅又は位相の変化をもたらす。
【００４９】
同一の原理を用いた他のウォータマーク信号は、より長いＯＦＤＭシンボル、例えば２ｋ，４ｋ，８ｋ、又は、より多くのサブキャリア及びより多くの可能な送信機を用いてもよい。それ故、４ｋのＯＦＤＭウォータマークシンボル１１１は、４０９６個のサブキャリアのパイロットシーケンスを含む。ウォータマークシーケンスは、信号と一緒に送信されるが、非常に低いパワーレベルであり、従ってデータ信号と干渉しない。シーケンスは、送信されたデータのパワーよりも低い４０ｄＢのパワーをもち得る。例えば、送信機Ｔｘ１は、図２において"１"で示されたパイロットシーケンス番号のサブキャリア、及び、他のサブキャリアにおいてゼロを送信するだろう。
【００５０】
取り得る受信機は、ＣＰｗ信号を抽出するために、Ｐ１シンボルと同期することによりＣＰｗを検出し、その後、連続するＣＰｗシンボルを合計することにより平均ＣＰｗ（ａｖｇ）を計算する。平均化は、信号の確定的成分、即ちランダム情報信号（例えばＴＶ信号）を有するデータ信号の確定的成分とパイロット信号である確定的成分とを除去するために、偶数のフレームに渡って行われるべきである。受信機は、フレームレベルで同期されることを必要としない。即ち、どのフレームにおいてＣＰｗが＋１又は−１で乗算されたかを知ることは必要ではない。受信機は、平均化されたＣＰｗのうち１つの符号を反転させることにより、各フレームにおける平均化されたＣＰｗを組み合わせることを必要とするだけである。この手法において、これは、確定的成分が除去されることを保証する。受信機は、各送信機に割り当てられたサブキャリアのセットにおいて受信した信号の絶対二乗値を平均化することによりエネルギを推定し、それ故に＋１又は−１の符号が無関係になる。受信機は、サブキャリアのセットのそれぞれにおける受信した信号を見ることにより、それぞれの取り得る伝播チャンネル（即ち、送信機Ｔｘ１と受信機Ｒｘとの間の通信チャンネルｈ１）のエネルギの推定を計算する。そして、閾値検出器は、チャンネルが存在するかしないかを決定することができる。
【００５１】
一例として、２又はそれ以上の連続するフレームに渡るウォータマークの平均ａｖｇは、例えば、
【数１】
2011517874.tif 000003
を計算することにより実行され得る。ここで、複数のＬ個のＣＰｗシンボル１１１はフレームベースで平均化又は合計され、Ｋ個のフレームの平均は、交互の符号で乗算されたＫ個の平均に渡る合計を形成することにより組み合わせられる。
【００５２】
数１は、ウォータマーク信号の平均化だけを示す。しかしながら、平均化は、組み合わせられたウォータマーク及びデータ信号に対して実行される。データ信号の平均化は、ランダム情報信号及び確定的成分を平均化することを含む。ランダム情報信号の平均化は、ゼロに近づき、確定的成分の平均化は、＋／−符号が数１の各フレームに対する確定的成分に適用されるので、ゼロに等しくなるだろう。従って、データ信号の平均化はゼロに接近するので、データ信号は、便宜上、数１に含まれない。それ故、データ信号は、組み合わせられたウォータマーク及びデータ信号の実際の平均を表すために、数１におけるＣＰｗ信号に追加される。
【００５３】
同等に、数１におけるＣＰｗシンボル１１１の合計は、ウォータマークシンボルＣＰｗ及びデータの双方を含むシンボルの合計であり得ることが理解され得る。
【００５４】
ウォータマークシンボルＣＰｗは、サブキャリアの値のシーケンス又はベクトル、例えば１０２４個のサブキャリアのベクトルとして理解され得る。従って、平均ａｖｇも、ウォータマークシンボルの次元と同等の次元をもつシーケンス又はベクトルであるだろう。
【００５５】
平均ａｖｇは、送信機Ｔｘ１〜Ｔｘ４のＤＶＢ−Ｔ２フレーム１１２に挿入された確定的非ランダム平均ウォータマークシンボルを与える。
【００５６】
所与の送信機Ｔｘ１が信号を送信するかどうかを決定するために、送信機Ｔｘ１に割り当てられたサブキャリアにおけるエネルギ信号の内容は、例えば送信機Ｔｘ１に割り当てられた平均化されたａｖｇ値の二乗和を計算することにより決定される。同様に、送信機Ｔｘ２に割り当てられたサブキャリアにおけるエネルギは、送信機Ｔｘ２が送信するかどうかを確認するために決定され得る。
【００５７】
我々は、mat labシミュレーションにおいてこの方法をテストした。我々は、Ｐ１，Ｐ２、及び、８ｋのサブキャリアをもつＯＦＤＭシンボルをもつペイロード部分をもつＤＶＢ−Ｔ２に適した信号を生成した。そして、我々は、図１において示されたＷＭシーケンスを追加し、２つの送信機の存在をシミュレートした。受信機は、ＴＵ６チャンネルの間で固定された相対遅延をもつ２つの独立したＴＵ６チャンネルでそれぞれ構成された２つの独立したチャンネルにより破損された２つの送信された信号を確認する。ＣＰｗは、信号レベルよりも低い４０ｄＢに設定される。図３において、我々は、一定のチャンネル及び３０フレーム、即ち約６ｓに渡る平均で得られたシミュレーション結果を示す。更に平均化することにより、ノイズは、更に削減されることは明らかである。受信機は、平均時間及び検出の質をトレードオフする可能性をもつ。図３において、我々は、２個の送信機、即ち送信機１及び１５の存在を考慮した。我々は、２つのピークと、送信機に割り当てられていない他のＣＰｗに対応するノイズレベルをはっきりと確認することができる。それ故、図３における結果は、送信機１〜１５のそれぞれに割り当てられたサブキャリアにおけるエネルギの内容を計算することにより決定される。
【００５８】
シミュレーション結果に基づいて、我々は、本方法が堅牢であることを推測することができる。また、これは、より進化した受信機技術の余地を与える。例えば、データ信号が正確に復号された場合には、受信した信号からデータ信号を除去し、それ故にノイズ及びＣＰ１だけを残すことが可能である。そして、ＣＰｗは非常に高い精度で検出され得る。また、これは、シミュレーションでテスト及び確認された。
【００５９】
〔第２の実施形態〕
本発明の一実施形態において、我々は、基本的には直交パイロットシーケンスを送信機に割り当てることにより、ＤＶＢ−Ｔ２ ＳＦＮにおける送信機の存在を依然としてウォータマークするが、我々は、ＯＦＤＭ領域におけるＤＶＢ−Ｔ２信号をもつＷＭシーケンスを多重する、即ち、時間又は周波数多重することからなる非常に異なるアプローチを用いる。ＷＭシーケンスを検出するために、我々は、データを復号するか、又は、少なくともＯＦＤＭシンボルと同期する必要がある。本思想は、異なる送信機のパイロットを配置するために、非常に制限された数のサブキャリアを確保することにある。一般的には、我々は、フレーム４１２毎にＮtxid個のＯＦＤＭセル４１１を確保する。Ｎtxidの抽出数は、所望の精度、所望の送信機の最大数、データセルの損失に依存するだろう。これらのセルは、フレーム構造及びデータとできるだけ干渉しないようにすべきであり、送信機を容易に分離するための方法を提供すべきである。
【００６０】
取り得る解決策は、図４に示されたような、送信機の同一性を示すための全てのＯＦＤＭシンボルにおいて、最初と最後の非パイロットサブキャリア、即ちデータ信号の確定的データパイロットにより変調されないサブキャリアを確保することである。
【００６１】
ウォータマークとデータとの間の直交性は、ＯＦＤＭ領域において実現される。各送信機は、当該送信機に割り当てられたＯＦＤＭシンボルにおけるシグナリングサブキャリアにおける２つのパイロットシンボルを送信する。図４では、送信機３は、Ｐ２シンボルにおけるパイロットシンボル４、及び、最初に確保されたサブキャリアにおける後続するＯＦＤＭシンボルにおける次のパイロットシンボル５を送信する。その後、送信機３は、サブキャリアに対してこれ以上何も送信しないだろう。フレームが２００個のＯＦＤＭシンボルで構成され、我々が送信機毎に２つのセルをもつ場合には、この方法によれば、我々は、１００個の送信機を配置することができる。次に用いられたサブキャリアでは、同一の配置が用いられるが、同一の送信機のパイロットの距離を最大にするように循環的に回転される（図２参照）。図４では、送信機３は、最後に確保されたサブキャリアにおいてパイロットシンボル６及び７を送信する。
【００６２】
１又はそれ以上のパイロットシンボル４１１は、所与の送信機Ｔｘ１に割り当てられ得る。２つ又はそれ以上のパイロットシンボル４１１、例えば図４に示された２つのパイロットシンボル３，４を割り当てる利点は、受信したパイロット又はウォータマークシンボル４１１の周波数スペクトルの差分を検出するために、２つのパイロットシンボル４１１が受信機Ｒｘにより比較され得ることである。２つのウォータマークシンボルの周波数スペクトルの差分は、送信機Ｔｘ１の検出を示し得る。
【００６３】
送信機が各サブキャリアの１つのセル４１１だけを用いてもよく、又は、送信機が各サブキャリアの２つ又はそれ以上のセルを用いてもよい。複数のセル４１１の使用は、ＷＭシーケンスの検出においてより大きなロバスト性を可能にし、例えば送信機の故障を評価するために、後のセル４１１間の差分の決定を可能にする。
【００６４】
その後、受信機は、各セルにおける受信したパイロットを見て、これらの位置でエネルギ推定を実行することにより、送信機３の存在を容易に推定することができる。必要ではないが、異なる送信機に割り当てられたセルにおけるエネルギの平均化が、ウォータマーク検出の質を向上させるために実行されてもよい。平均化は、例えば、送信機３に割り当てられたセル４１１及び他の送信機に割り当てられた他のセルにおけるウォータマークの内容の二乗和を計算することにより実行され得る。しかしながら、この実施形態では、ウォータマーク及びデータ信号は直交するので、平均化動作はＷＭシーケンスを抽出するためには必要とされない。
【００６５】
専用のセル／サブキャリアの数は変更することができ、本方法のロバスト性を決定するだろう。本方法は、複数のフレームに渡ってエネルギを推定して、複数のフレームに渡る前記推定を平均化することにより前記推定を向上させることができる。
【００６６】
それ故、実施形態２において、ウォータマークシンボル（ＣＰｗ，１１１）は、時間位置４，５，４１１及び別個のサブキャリアに渡って分配される。
【００６７】
図６は本発明のフローチャートを示している。ステップ６０１では、例えば、ウォータマークシンボル１１１を生成するように構成されたプロセッサにより、ストレージ（図示省略）から、又は、プロトコルスタック（図示省略）の高層からのシグナリングから、ウォータマークシーケンス１１３又は１若しくはそれ以上のウォータマークシンボル１１１が供給される。ステップ６０２では、ペイロード並びにＰ１及びＰ２シンボルを有するデータが、例えばストレージ、データ受信機又はプロセッサ（図示省略）から供給される。ステップ６０３では、例えばウォータマーク及びデータを単一の伝送信号６０４に追加することにより、ウォータマーク及びデータが組み合わせられる。組み合わせは、例えば電子総和回路（図示省略）により、組み合わせられた信号６０４を送信機を介して送信する前に実行され得る。代わりに、ウォータマーク及びデータは、所与の送信機の別個のアンテナから送信されてもよい。この場合においては、ウォータマーク信号及びデータ信号は、空中で、単一の伝送信号６０４に組み合わせられるか又はむしろ追加される。それ故、ステップ６０１〜６０３は、送信機Ｔｘ１により実現され得る。
【００６８】
ステップ６２１では、送信機Ｔｘ１〜Ｔｘ４のうち１つの伝送信号は、受信機のアンテナ（図示省略）により受信される。ステップ６２２では、例えば確定的ウォータマークシンボル１１１及びウォータマークシーケンス１１３の抽出のためのプロセッサ（図示省略）により、受信した信号のフレームが合計又は平均化される。ステップ６２３では、どの送信機がデータを送信するかを決定するために、異なる送信機に割り当てられたサブキャリアのエネルギの内容が決定される。ステップ６２３は、例えば各送信機Ｔｘ１〜Ｔｘ４に割り当てられた平均化されたａｖｇ値の二乗和を計算するように構成されたプロセッサにより実行され得る。それ故、ステップ６２１〜６２３は、受信機Ｒｘにより実現され得る。
【００６９】
図７は本発明の実施形態１のフローチャートを示す。図６との比較において、図７のフローチャートは、交互符号をもつウォータマークシーケンスを形成するために、ウォータマークシーケンス１１３を＋１及び−１で交互に乗算する追加のステップ７０１を有する。受信機側では、追加のステップ７０２において、受信した信号６０４のフレームは、後の平均化ステップ６２２においてパイロットシンボル２１２を抽出するために、数１に従って＋１及び−１で交互に乗算される。代わりに、ウォータマークシンボル６１１が合計され、その後、合計されたウォータマークシンボル６１１が、依然として数１に従って＋１及び−１で交互に乗算されてもよい。
【００７０】
実施形態２に関して、ステップ６０３におけるウォータマークとデータとの組み合わせは、異なる送信機に割り当てられた異なる時間セル４１１に従ったウォータマークシンボル１１１，４１１の時間又は周波数多重を有する。実施形態２における周波数多重は、異なるサブキャリア４１３に渡る多重をいう。
【００７１】
実施形態２において、ステップ６２２及び６２３は、異なる送信機に割り当てられた異なる時間セル４１１におけるエネルギの内容の決定を有する。それ故、実施形態２において、１又はそれ以上のフレーム４１２のパイロットシンボル３，４，４１１は合計又は平均化され、所与の送信機と関連付けられた１又はそれ以上の時間セル４１１のエネルギの内容が決定される。
【００７２】
本発明は以下のように要約され得る。ＤＶＢ−Ｔ２は地上波デジタル放送の次世代規格である。主にテストの目的のために単一周波数ネットワークにおいて送信機を識別するという要求が存在する。これは、送信機を一意的に識別するために、送信機にウォータマークシーケンスを埋め込むことにより実現され得る。しかしながら、送信機は、ＳＦＮ内に配置され、従って、これらは同一のデータを正確に送信しなければならない。それ故、ウォータマークが無線信号に追加されなければならない。これは、例えばセルラー又はＵＭＴＳシステムのような他の規格で起こり得るようなコンテンツレベルでは追加され得ない。
【００７３】
本発明は、ＤＶＢ−Ｔ２信号において送信機ＩＤをウォータマークするための２つの取り得る新たな方法を提案する。双方の場合において、我々は、直交パイロットシーケンスを異なる送信機に割り当てる。第１の場合において、シーケンスは、データレートにおいて損失がないことを保証するために、非常に低いパワーで追加される。これは、非常に魅力的な代替手段であるが、非常に多くの高価な受信機を必要とするかもしれない。第２の場合において、シーケンスは、この特定の使用のために確保されたサブキャリアの特定のセットに追加される。これは、良好な受信機の同期を必要とし、データレートにおいて小さな損失も生成するが、送信機識別を提供するための非常に簡素で堅牢な手法を保証する。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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