(57)【要約】【解決手段】  伝送された信号を受信するために多重キャリア受信機を同期させるための方法が提供される。方法は、受信したシンボルシーケンスにおける１つ以上の分散パイロットキャリアの位置を決定することと、分散パイロットキャリアを単一の擬似ランダム２進シーケンスに従って変調することとを含む。方法はまた、変調された分散パイロットキャリアにより位相誤り訂正を実行することを含む。【選択図】図５
2012509644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送された信号を受信するために多重キャリア受信機を同期させるための方法であって、
受信したシンボルシーケンスにおける１つ以上の分散パイロットキャリアの位置を決定することと、
前記分散パイロットキャリアを単一の擬似ランダム２進シーケンスに従って変調することと、
前記変調された分散パイロットキャリアにより位相誤り訂正を実行することとを備えた方法。
【請求項２】
１つ以上の連続的なパイロットキャリアの位置を決定することと、
前記連続的なパイロットキャリアを用いて粗及び微同期を実行することとを更に備えた請求項１の方法。
【請求項３】
前記粗及び微同期は時間領域で実行される請求項２の方法。
【請求項４】
前記単一の擬似ランダム２進シーケンスの継続は少なくとも２つのシンボルである請求項１の方法。
【請求項５】
前記擬似ランダムシーケンスはゴールドコードである請求項１の方法。
【請求項６】
前記多重キャリア受信機は直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）原理に従って動作する請求項１の方法。
【請求項７】
プログラムコードを記憶しているコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、前記プログラムコードは、実行されるときに、
受信したシンボルシーケンスにおける１つ以上の分散パイロットキャリアの位置を決定することと、
前記分散パイロットキャリアを単一の擬似ランダム２進シーケンスに従って変調することと、
前記変調された分散パイロットキャリアにより位相誤り訂正を実行することとをプロセッサが可能になるように適合させられているコンピュータプログラム製品。
【請求項８】
１つ以上の連続的なパイロットキャリアの位置を決定することと、
前記連続的なパイロットキャリアを用いて粗及び微同期を実行することとを更に備えた請求項７のコンピュータプログラム製品。
【請求項９】
前記粗及び微同期は時間領域で実行される請求項８のコンピュータプログラム製品。
【請求項１０】
前記単一の擬似ランダム２進シーケンスの継続は少なくとも２つのシンボルである請求項７のコンピュータプログラム製品。
【請求項１１】
前記擬似ランダムシーケンスはゴールドコードである請求項７のコンピュータプログラム製品。
【請求項１２】
前記多重キャリア受信機は直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）原理に従って動作する請求項７のコンピュータプログラム製品。
【請求項１３】
前記プログラムコードはハードウエア記述言語での命令を備えている請求項７のコンピュータプログラム製品。
【請求項１４】
前記命令は、実行されるときに、前記分散パイロットキャリアの位置を決定し且つ前記位相誤り訂正を実行するように適合させられるプロセッサを製造するように製造プロセスを構成する請求項１３のコンピュータプログラム製品。
【請求項１５】
前記命令はフォトマスクを生成するように適合させられており、前記フォトマスクは前記製造プロセスを構成するために用いられる請求項１４のコンピュータプログラム製品。
【請求項１６】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）システムにおいて動作するように構成される受信機であって、
受信したシンボルシーケンスにおける１つ以上の分散パイロットキャリアの位置を決定するプロセッサと、
前記分散パイロットキャリアを単一の擬似ランダム２進シーケンスに従って変調する変調器と、
前記変調された分散パイロットキャリアにより位相誤り訂正を実行する誤り訂正ブロックとを備えた受信機。
【請求項１７】
１つ以上の連続的なパイロットキャリアの位置を決定するための手段と、
前記連続的なパイロットキャリアを用いて粗及び微同期を実行するための手段とを更に備えた請求項１６の受信機。
【請求項１８】
前記粗及び微同期は時間領域で実行される請求項１７の受信機。
【請求項１９】
前記単一の擬似ランダム２進シーケンスの継続は少なくとも２つのシンボルである請求項１６の受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してデジタルビデオ放送（ＤＶＢ）に関する。より特定的には、本発明は、ＤＶＢシステムで用いられる多重キャリア変調ベースの受信機において伝送されたデータを同期することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＢはデジタル地上波テレビジョンの放送伝送のための欧州コンソーシアム標準である。ＤＶＢシステムは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）のような多重キャリア変調を用いて、圧縮されたデジタルオーディオ／ビデオストリームを伝送する。信号を伝送する他の一般的な方法は、デジタルビデオ地上波放送（ＤＶＢ−Ｔ）である。放送局がＤＶＢ−Ｔを採用している場合、送信された信号はケーブルを介しては伝送されない。その代わりに、送信された信号は、空中アンテナを介して家庭ベースの受信機へ伝送される。
【０００３】
ＤＶＢ−Ｔ放送局は、動画専門家グループ（ＭＰＥＧ）−２規格に基くプロセスを用いて圧縮されたデジタルオーディオ−ビデオストリームを伴うデータを送信する。これらの送信は、高詳細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）を含むあらゆる種類のデジタル放送を含み得る。ＭＰＥＧ−２信号は、別個のストリームの伝送を必要とする旧式のアナログ信号の改良を代表する。
【０００４】
背景として、ＯＦＤＭシステムのような多重キャリアシステムにおいては、シリアル的に入力されたシンボルストリームは複数の単位ブロックに分割される。各単位ブロックのシンボルストリームは、Ｎ個の並列シンボルに変換される。変換の後、データを含むこれらのシンボルは、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）技術によってそれぞれ異なる周波数を有する複数のサブキャリアを用いて多重化されると共に加え合わされ、そして時間領域(time domain)でのチャネルを介して送信される。
【０００５】
データに加えて、これらのＯＦＤＭシンボルはまた、分散パイロットキャリア(scattered pilot carriers)（ＳＰＣ）、連続的なパイロットキャリア（ＣＰＣ）、及びリザーブトーンパイロットキャリア(reserve tone pilot carriers)を含む。これらのパイロットキャリア（信号）は、フレーム同期、周波数同期、時間同期、チャネル推定、伝送モード識別、及び／又は位相雑音追跡のために用いられる。データ及びパイロットキャリアはＯＦＤＭシンボルの有用な部分を構成する。当業者に理解されるように、これらのＯＦＤＭシンボルはまた、ガードインターバル(guard interval)のようなそれほど有用でない部分をも含む。
【０００６】
ＯＦＤＭシステムの受信機側で一旦ＯＦＤＭシンボルが捕捉されると、それらは復調される必要がある。ＯＦＤＭ復調手順は、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ステップ、等化及びデインターリービング(de-interleaving)のステップ、並びに同期ステップその他を含む。
【０００７】
ＯＦＤＭ受信機の同期は、ＦＦＴが適用されることになる各シンボルの有用な部分の位置を決定するために実行される。一般的には時間領域で実行されるこの同期は、粗同期（即ち最初に獲得期間(acquisition period)の間に実行される）及び微同期として特徴付けられ得る。微同期は、粗同期の間に達成される結果を改善して十分に信頼性のある復調をもたらす。
【０００８】
獲得期間におけるキャリア及びシンボルの同期のための現在の技術は、時間領域ベースである。しかし、それらはまた、著しい周波数領域成分をも含む。即ち、それらの技術は主として時間領域ベースではあるものの、部分部分はＦＦＴの適用の後に実行される。この時間領域に焦点をあてることは、一方で、キャリア及びシンボルの同期をうまく行うために、連続的なパイロットの使用を必要としている。
【０００９】
これらの従来の技術の時間領域成分は、微周波数オフセット推定の性能を提供しない。従って、従来の技術は、微周波数オフセット推定を周波数領域で実行する必要がある。このことは連続的なパイロットを用いることによって達成される。しかし、微周波数オフセット推定を含めて同期の全ての局面を時間領域で行うことが望ましい。ＦＦＴを実行可能にするのに先立ち多大なる時間を費やす複数のステップ（例えばＦＦＴウインドウの推定）が必要であるから、時間領域は、非常に高速な信号獲得を可能にするという理由で望ましい。
【００１０】
粗同期が時間領域内で実行され得ることは、当業者に知られている。一方、時間領域での微同期を実行することは、それほど容易には達成されない。上述の高速な信号獲得及びステップ減少の利点から、時間領域で微同期を実行することが望ましい。しかし、時間領域での微同期を達成することは、連続的なパイロットの使用なしには難しい。
【００１１】
時間領域で微同期を実行するための１つの提案された解決法は、位相誤り訂正を行うために連続的なパイロットに代えて分散パイロットを用いることであった。即ち、分散パイロットを変調するために擬似ランダムシーケンスが供給されて、分散パイロットは次いで時間領域内で別個のプロセスにおいて用いられ得る。しかし、多重サイズ化されたＦＦＴ（例えばＤＶＢ−Ｔ２）を用いる多重キャリアシステムに対しては、このように擬似ランダムシーケンスを使用することは、異なるサイズの多重シーケンスを受信し且つ処理する必要性から、特別な複雑さを受信機に付加するであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、多重ＦＦＴサイズ仕様のための受信機の複雑さを低減するために、より効果的な受信機同期を容易にし得る改良されたパイロットシーケンス構造が必要とされている。特に、時間領域で単一パイロットシーケンスを用いる受信機同期を行うための改良された技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
ここに具体化され且つ広く説明されるような本発明の原理に従って、本発明は、伝送された信号を受信するために多重キャリア受信機を同期させるための方法を含む。方法は、受信したシンボルシーケンスにおける１つ以上の分散パイロットキャリアの位置を決定することと、分散パイロットキャリアを単一の擬似ランダム２進シーケンスに従って変調することとを含む。方法はまた、変調された分散パイロットキャリアにより位相誤り訂正を実行することを含む。
【００１４】
ＯＦＤＭシステムは連続的なパイロット及び分散パイロットの両方を含む。通常の位相誤り訂正に対しては、上で論じられたように、連続的なパイロットが用いられる。一方、本発明においては、位相誤り訂正に対して連続的なパイロットを用いる代わりに、粗及び微同期の両方の性能を時間領域で可能にするために、変調された分散パイロットシーケンスが用いられる。即ち、連続的なパイロットは時間領域での微同期を支援し且つ実行するために用いられてよく、最終的に受信機の複雑さが低減される。
【００１５】
しかし、分散パイロットの位置を位相誤り訂正における使用のために追跡することには問題がある可能性がある。即ち、分散パイロットは、各シンボル内の同一のキャリアインデックスに位置していない。従って、位相誤り訂正に対して、連続的なパイロットの代わりに分散パイロットを用いるためには、分散パイロットの実際のシンボルインデックスを知る必要があり、あるいは代替的には、分散パイロットの全周期を待つ必要がある。本発明は、従来の擬似ランダムシーケンスの代わりに良好な自己相関を伴うゴールドシーケンス(Gold sequence)を代用することによって、この問題を解決する手法を提供する。ゴールドシーケンスの使用は、時間領域で同期が完全に達成されることを可能にする。
【００１６】
本発明の更なる実施形態、特徴及び利益の他、本発明の種々の実施形態の構成及び作用は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
ここに組み込まれ且つ出願書類の一部をなす添付の図面は、本発明を説明し、そして明細書と共に、本発明の原理を説明しそして当業者が本発明を作り且つ使用するのを可能にすることに役立つ。
【００１８】
【図１】図１は標準的なＯＦＤＭベースのＤＶＢ−Ｔシステムのブロック図である。
【００１９】
【図２】図２は例示的なパイロットパターンシーケンスのグラフ的な説明図である。
【００２０】
【図３】図３は例示的な線形フィードバックシフトレジスタの説明図である。
【００２１】
【図４】図４は２種類のシンボルの時間継続シーケンスの説明図である。
【００２２】
【図４Ｂ】図４Ｂは本発明に従って修正された例示的な線形フィードバックシフトレジスタの説明図である。
【００２３】
【図５】図５は本発明の実施形態を実施する方法の例示的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の以下の詳細な説明は、本発明に従う例示的な実施形態を示す添付の図面を参照する。他の実施形態が可能であり、また本発明の精神及び範囲内で実施形態に対して修正がなされ得る。従って、詳細な説明は本発明を限定することを意図されていない。むしろ、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって画定される。
【００２５】
以下に説明するように、本発明がソフトウエア、ハードウエア、ファームウエア、及び／又は図面に示される構成要素の多くの異なる実施形態において実施され得ることは当業者にとって明らかであろう。本発明を実施するための、ハードウエアの特定の制御を伴ういかなる実際上のソフトウエアコードも本発明を限定するものではない。従って、本発明の動作上の態様は、ここで提示されている詳細さの水準を前提として実施形態の修正及び変化が可能であるとの理解のもとで説明されることになる。
【００２６】
図１は標準的なＯＦＤＭ移動通信システムの送信端局／受信端局を示すブロック図である。図１において、ＯＦＤＭベースの移動通信システムは、送信端局１００及び受信端局１５０を含む。送信端局１００は、データ送信機１０２、符号器１０４、シンボルマッピング器(symbol mapper)１０６、シリアル・パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器１０８、パイロットシンボル挿入器１１０、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニット１１２、パラレル・シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器１１４、ガードインターバル挿入器１１６、デジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）１１８、及びラジオ周波数（ＲＦ）プロセッサ１２０を含む。
【００２７】
送信端局１００において、データ送信機１０２は、符号器１０４へ伝送されるべきユーザデータビット及び制御データビットを生成すると共に出力する。符号器１０４は、データ送信機１０２から出力された信号を受信すると共に予め定められた符号化スキームに従って符号化し、次いで符号化された信号をシンボルマッピング器１０６へ出力する。符号器１０４は、予め定められた符号化レートを有する畳み込み符号化スキーム又はターボ符号化スキームによって符号化を実行し得る。シンボルマッピング器１０６は、符号器１０４から出力される符号化されたビットを対応する変調スキームに従って変調し、それにより変調シンボルを生成し、そして変調シンボルをＳ／Ｐ変換器１０８へ出力する。シンボルマッピング器１０６が追従し得る変調スキームは、例えば、ＢＰＳＫ（２値位相シフトキーイング）スキーム、ＱＰＳＫ（４値位相シフトキーイング）スキーム、１６ＱＡＭ（直交振幅変調）スキーム、６４ＱＡＭスキーム、又は他のスキームを含む。
【００２８】
Ｓ／Ｐ変換器１０８は、シンボルマッピング器１０６から出力されたシリアル変調シンボルを受信すると共にパラレル変調シンボルへ変換し、そして変換されたパラレル変調シンボルをパイロットシンボル挿入器１１０へ出力する。パイロットシンボル挿入器１１０は、Ｓ／Ｐ変換器１０８から出力される変換されたパラレル変調シンボルにパイロットシンボルを挿入し、次いでそれらをＩＦＦＴユニット１１２へ出力する。
【００２９】
ＩＦＦＴユニット１１２は、パイロットシンボル挿入器１１０から出力された信号を受信し、信号に対してＮ点ＩＦＦＴを実行し、次いでそれらをＰ／Ｓ変換器１１４へ出力する。Ｐ／Ｓ変換器１１４は、ＩＦＦＴユニット１１２から出力された信号を受信し、それら信号をシリアル信号へ変換し、そして変換されたシリアル信号をガードインターバル挿入器１１６へ出力する。ガードインターバル挿入器１１６は、Ｐ／Ｓ変換器１１４から出力された信号を受信し、受信した信号にガードインターバルを挿入し、そしてそれらをＤ／Ａ変換器１１８へ出力する。挿入されたガードインターバルは、ＯＦＤＭ通信システムにおいて送信されるＯＦＤＭシンボル間での干渉を防止する。即ち、挿入されたガードインターバルは、先行するＯＦＤＭシンボル周期の間に送信された先行するＯＦＤＭシンボルと現在のＯＦＤＭシンボル周期の間に送信されることになる現在のＯＦＤＭシンボルとの間での干渉を防止する。
【００３０】
Ｄ／Ａ変換器１１８は、ガードインターバル挿入器１１６から出力された信号を受信し、それら信号をアナログ信号へ変換し、そして変換されたアナログ信号をＲＦプロセッサ１２０へ出力する。ＲＦプロセッサ１２０はフィルタ及びフロントエンドユニットを含んでいる。ＲＦプロセッサ１２０は、Ｄ／Ａ変換器１１８からの信号を受信し、それら信号をＲＦ処理し、次いで送信アンテナを通してそれら信号を空中へ送信する。以下、受信端局１５０を更に詳細に論ずる。
【００３１】
受信端局１５０は、ＲＦプロセッサ１５２、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１５４、ガードインターバル除去器１５６、Ｓ／Ｐ変換器１５８、ＦＦＴユニット１６０、パイロットシンボル抽出器１６２、チャネル推定器１６４、等化器１６６、Ｐ／Ｓ変換器１６８、シンボルデマッピング器(symbol demapper)１７０、復号器１７２、及びデータ受信機１７４を含む。
【００３２】
送信端局１００から送信された信号は多重パスチャネルを通り、そして信号に雑音が含まれている状態で受信端局１５０の受信アンテナによって受信される。受信アンテナを介して受信された信号はＲＦプロセッサ１５２へ入力され、そしてＲＦプロセッサ１５２は、受信した信号を中間周波数（ＩＦ）帯の信号へダウンコンバートし、次いでＩＦ信号をＡ／Ｄ変換器１５４へ出力する。Ａ／Ｄ変換器１５４は、ＲＦプロセッサ１５２から出力されたアナログ信号をデジタル信号へ変換し、次いでデジタル信号をガードインターバル除去器１５６へ出力する。
【００３３】
ガードインターバル除去器１５６は、Ａ／Ｄ変換器１５４によって変換され且つ出力されたデジタル信号を受信し、それらデジタル信号からガードインターバルを除去し、次いでそれらをＳ／Ｐ変換器１５８へ出力する。Ｓ／Ｐ変換器１５８は、ガードインターバル除去器１５６から出力されたシリアル信号を受信し、それらシリアル信号をパラレル信号へ変換し、次いでそれらパラレル信号をＦＦＴユニット１６０へ出力する。ＦＦＴユニット１６０は、Ｓ／Ｐ変換器１５８から出力された信号に対してＮ点ＦＦＴを実行し、次いでそれらを等化器１６６及びパイロットシンボル抽出器１６２の両方へ出力する。等化器１６６は、ＦＦＴユニット１６０からの信号を受信し、それら信号をチャネル等化し、次いでチャネル等化された信号をＰ／Ｓ変換器１６８へ出力する。Ｐ／Ｓ変換器１６８は、等化器１６６から出力されたパラレル信号を受信し、それらパラレル信号をシリアル信号へ変換し、次いで変換されたシリアル信号をシンボルデマッピング器１７０へ出力する。
【００３４】
図示されるように、ＦＦＴユニット１６０から出力される信号はまた、パイロットシンボル抽出器１６２へも入力される。パイロットシンボル抽出器１６２は、ＦＦＴユニット１６０から出力された信号からパイロットシンボルを検出し、そして検出されたパイロットシンボルをチャネル推定器１６４へ出力する。チャネル推定器１６４は、それらパイロットシンボルを用いてチャネル推定を実行し、そしてチャネル推定の結果を等化器１６６へ出力する。ここで、受信端局１５０は、チャネル推定の結果に対応するチャネル品質情報（ＣＱＩ）を生成し、そしてＣＱＩ送信機（図示せず）を介してＣＱＩを送信端局１００へ送信する。
【００３５】
シンボルデマッピング器１７０は、Ｐ／Ｓ変換器１６８から出力された信号を受信し、それら信号を送信端局１００の変調スキームに対応する復調スキームに従って復調し、次いで復調された信号を復号器１７２へ出力する。復号器１７２は、シンボルデマッピング器１７０からの信号を送信端局１００の符号化スキームに対応する復号化スキームに従って復号化し、そして復号化された信号をデータ受信機１７４へ出力する。
【００３６】
ＯＦＤＭシステムにおいては、データは多重キャリア周波数を介して送信されまた受信される。幾つかのＯＦＤＭシステムにおいては、例として、利用可能な帯域を占有する約１２８個の独立したＯＦＤＭサブキャリア（即ちトーン）があり得る。これらのシステムにおいては、それらのサブキャリアの多くを介してデータは変調されそして送信される。概ね１０個のサブキャリアは必ずしも情報を搬送しない。パイロットトーンとも称されるこれらのサブキャリアは、システムのフィルタリング要求を単純化し、又は復調器のための参照位相／振幅情報を提供するために、情報搬送サブキャリアを監視する(guard)のに用いられ得る。パイロットトーンの位置は、通信標準に従って規定されてよく、又はシステムのユーザ／設計者によって規定されてよい。幾つかのパイロットトーンは周波数スペクトラムの２端に位置し、そして幾つかのパイロットトーンは周波数スペクトラム内に散在させられる(interspersed)。
【００３７】
伝送されたキャリア信号の各々に対して、ＯＦＤＭ受信機は、通常は、伝送チャネルによって誘起された歪(distortion)を補償することを試みる。このことは、通常、チャネル推定動作及びチャネル補償動作を包含する。多重パス歪を克服することにおいて受信機を支援するために、既知のデータパターンを伴うパイロット信号が伝送される。チャネル推定動作を支援するためにパイロットトーンが用いられる。これらのチャネル推定動作は、通常は、通信チャネルによって導入された振幅歪及び位相歪を推定することを試みる。
【００３８】
パイロットトーンのパターン構造は、通信チャネルのインパルス応答及び変化の速度に対するナイキスト(Nyquist)サンプリング基準が満たされていることを条件に、本質的に任意の様態にあってよい。伝送されるパイロットトーンの数は、多くの場合、予期されるマルチパス歪遅延及びチャネル状態の変化の予想される速度の関数である。一方、パイロットトーンの伝送はパイロットトーンを伝送するために用いられる伝送スロットにおけるデータの伝送を不可能にするので、効率性を目的として、伝送されるパイロットトーンの数を最小化することが望ましい。
【００３９】
ＤＶＢ−Ｔ＿ＯＦＤＭシステムは、しばしばチャネル推定を容易にする目的でそれらのパイロットトーンを用いる。しかし、これらのトーンの希薄性(sparseness)は、チャネルを速く且つ効率的なメモリ使用及び計算で推定することを困難にしている。
【００４０】
チャネル推定は、最新のワイヤレス受信機のための重要な機能である。ワイヤレスチャネル特性の限られた認識によってさえも、受信機は、送信機によって送られた情報の理解を得ることができる。チャネル推定の目標は、既知の又は部分的に既知の伝送に対するチャネルの効果を測定することである。チャネルは、状態及びトポロジを変化させることによってチャネル特性を変化させることができる。ＯＦＤＭシステムは、これらの変化しているチャネル特性を推定するのに特に適している。より具体的には、ＯＦＤＭシステムにおいては、サブキャリアは狭い間隔で並んでおり、そしてシステムは概して、最小遅延でチャネル推定を計算することができる高速アプリケーション内で用いられる。上述したように、既知の電力及び構造(make-up)で送られるサブキャリアは、パイロットと称され、そして同期のために用いられる。
【００４１】
本発明は、チャネル推定を実行することに対して固有且つ新規な手法を提供する。より特定的には、本発明は、トーンリザベーション(tone reservation)のような既知のチャネル推定技術に対する強化を提供する。トーンリザベーションにおいては、例えば、ＰＡＰＲを低減するためにキャリアがリザーブされ(reserved)そして任意の値が投入される(populated with)。
【００４２】
本発明は以下の例において説明される。既知のキャリアに対して非任意の値が選択され得ると仮定する。即ち、所与のシンボルにおいて、例えばキャリア３、キャリア７、及びキャリア１０が利用可能であり、これらのキャリアの各々に対して任意の値を用いる代わりに、５つの非任意の値（−２、−１、０、１、及び２）が用いられ得る。従って、この例では１２５の選択肢（即ち５３）がある。１２５の選択肢の各々は、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）が、任意の値を用いるＰＡＰＲ低減と同等の量まで低減し得るように、十分な細かさを含むものと仮定する。このシナリオにおいては、ＰＡＰＲは、任意の値を用いた場合に低減され得たであろうのとほとんど同じくらいに低減される。一方、非任意の値の少数のセットを用いることによって、受信機は、チャネル推定及び等化を実行するのに関連するより多くの情報を有する。この情報を受信機に提供する能力によって、これらのキャリアはパイロットとして用いられることが可能になる。
【００４３】
従来的には、専用のパイロットのみがチャネル推定をもたらすために用いられ得た。本発明は、追加的な非パイロットチャネルキャリアがチャネル推定をもたらすために用いられることを可能にする。
【００４４】
図２は例示的なパイロットパターンシーケンス２００のグラフ的な説明図である。パイロットパターンシーケンス２００は、時間を表すＹ軸２０４に沿って配列される９個のＯＦＤＭシンボルのシンボルグループ２０２を含む。Ｙ軸２０４は、例えば２００マイクロ秒（μｓ）から１ミリ秒までの段階(gradations)内にあってよい。これらの段階の忠実性(fidelity)は、ＯＦＤＭシンボルの各々の全継続(total duration)に依存する。
【００４５】
図２のグラフはまた、周波数を表すＸ軸２０６を含む。シンボルグループの各々において等間隔のキャリアは、Ｘ軸２０６に沿って配列される。
【００４６】
図２においては、シンボルグループ２０２内のシンボルの各々は、データキャリア（ｄｉｊ）、リザーブされたトーン（ｒｉｊ）、連続的なパイロット（ｃｉｊ）、及び分散パイロット（ｓｉｊ）からなる異なるキャリアの種類を含む。パイロットシーケンス２００は、ＤＶＢ−Ｔ２システムにおける使用のために構成されるシーケンスを代表しているが、任意のＯＦＤＭシステムに適用可能である。
【００４７】
キャリア種類下付き文字（例えばｄｉｊ）の第１番目の要素はキャリアインデックスを表す。下付き文字の第２番目の要素は時間インデックスを表す。例えば、図２においては、時間０で発生する第１のＯＦＤＭシンボル２０７は、連続的なパイロットｃ０，０、データキャリアｄ１，０、データキャリアｄ２，０、等を含む。
【００４８】
１つのＯＦＤＭシンボルにおいては、複数のデータキャリアが実際の伝送されるデータを代表する。連続的なパイロット及び分散パイロットは、チャネル推定を実行することを可能にするために設けられている。シンボル２０７に対しては、連続的なパイロットはｃ０，０及びｃ０，１５である。シンボル２０７はまた、分散パイロットｓ１２，０を含む。２つの異なる種類のパイロットが用いられる理由についての考え方は当業者によって十分に理解されるので、ここでは論じない。
【００４９】
パイロットトーンの他の側面に焦点を合わせると、大抵のＯＦＤＭシステムは、任意の特定のシステム内に配置されていないパイロットを有する概念を含む。例えば、シンボルグループ２０２においては、全ての連続的なパイロットは他のキャリアパイロットと同一のキャリアインデックスを有しており、それらが他の複数の連続的なパイロットを伴う複数の垂直列内にあることを意味している。例えば、キャリアインデックス「０」及びキャリアインデックス「１５」に連続的なパイロットがある。複数の連続的なパイロットが全て垂直に位置調整されている(vertically aligned)という事実は、異なるシンボルにわたってパイロット位置が同一のままであることを示している。即ち、キャリア０がシンボル０（即ちシンボル２０７）内のパイロットである場合には、キャリア０はシンボル２０８内のパイロットでもあり、またシンボル２１０内のパイロットでもあり、以下同様である。このプロセスはＤＶＢ−Ｔシステム及びワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）システムに特有である。
【００５０】
しかし、図２の配置のようなパイロット配置に伴う問題は、連続的なパイロットの密度がチャネル推定を適切に実行するには典型的には不十分であることである。この連続的なパイロット密度の不足を補償するために、定まらない(roving)又は「分散された(scattered)」複数のパイロットが、連続的なパイロットのチャネル推定能力を増大させるために設けられている。図２においては、上で論じられたように、シンボル２０７においては、分散パイロットはｓ１２，０として示されている。シンボル２０８は分散パイロットｓ９，１等を含む。これらは標準的なＯＦＤＭシステムにおいて見出され得る典型的な種類のパイロットである。
【００５１】
上述したように、全てのパイロットキャリアはＸ軸２０６に沿って等間隔である。従来のＯＦＤＭシステムにおいては、これらのパイロットキャリアの値は、線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）の出力から得られる。より具体的には、ＬＦＳＲは擬似ランダム２進シーケンス（ＰＲＢＳ）を生成するために用いられる。ＰＲＢＳは一連の２進値を含み、そして最終的には連続的なパイロット及び分散パイロットの形態で送信される参照情報を変調するために用いられる。従って、ＬＦＳＲの出力は、連続的なパイロット及び分散パイロットの単一又は複数の値を決定するために用いられる。この技術は、例えば、上で論じられた現在の（ＤＶＢ−Ｔ）システムにおいて用いられる。
【００５２】
図３は本発明に従ってＰＲＢＳを生成するために用いられ得る例示的なＬＦＳＲ３００の説明図である。例としては、ＬＦＳＲ３００は、図１に示されるパイロットシンボル挿入器１１０内の構成部品である。
【００５３】
当業者に知られているように、ランダムに生成されるシーケンスは完全にはランダムではない。即ち、全てのランダムに生成されたシーケンスは、最終的には時間と共にそれら自身を繰り返す。例えば、ＬＦＳＲ３００から出力される１００１１０００１のシーケンスは、時間がたてば繰り返すことがあるであろう。ＰＲＢＳの繰り返し性の側面に加えて、もしＰＲＢＳの追加的な特性が知られ得る又は予測され得るとすれば、同期を実行している場合に受信機を支援するために更に巧妙な技術が用いられ得る。更に巧妙な技術は、最終的に同期プロセスをより効率的にし且つより簡単なＯＦＤＭ受信機設計を可能にする。
【００５４】
連続的なパイロットシーケンス及び分散パイロットシーケンスに対して値を導き出す場合におけるＰＲＢＳの使用は、パイロットサンプルの自己相関及び相互相関の計算を必要とする。良好な自己相関特性及び相互相関特性を有するこれらのシーケンスは、パイロットシーケンスに対して最良の選択である。例えば、典型的なＰＲＢＳの自己相関は、２値領域(binary domain)において計算することができる。自己相関が２値領域におけるインパルス関数に類似している場合（即ち、唯一の高い非ゼロ値があり且つ残りの値は非常に低い非ゼロ値であることを示唆している場合）には、この特定の自己相関計算は、受信したシンボルにおいてシーケンスがいつ開始したかを少なくとも決定するために用いることができる。受信したシンボルにおいてシーケンスがいつ開始したかを知ることは、獲得及び同期のプロセスを速めまたシンボル曖昧性の発生を最小化することにおいて有用である。
【００５５】
上述のＰＲＢＳ自己相関の変形は、長年にわたって多重キャリアシステムにおいて用いられてきているが、時間領域において適用されているだけである。本発明は、周波数領域でのＯＦＤＭベースのシステムにおいて適用可能である。即ち、本発明の実施形態は、ＰＲＢＳの自己相関を実際の数値ではなく２値フィールドで計算する。実／複素数で実行される時間領域自己相関は、周波数領域でのＰＲＢＳへ容易には形を変えない。本発明は、２値フィールドにおける「良好な」長いＰＲＢＳ（見つけるのが容易である）は変調を介して実／複素数へ形を変えた後でも有効に働くという概念において構成されている。
【００５６】
図４は２種類のＯＦＤＭシンボルのグラフ的な説明図であり、これらは組み合わされて２つのシンボル継続時間を表す。より具体的には、説明図４００においては、多重キャリアシンボルの第１のグループ４０２と多重キャリアシンボルの第２のグループ４０４が示されている。第１のグループ４０２は各々が第１のシンボル継続時間４０６を有するシンボル０〜９を含む。シンボルの第２のグループ４０４は第２のシンボル継続時間４０８を含む。ＯＦＤＭシステムが２Ｋモードで動作する場合には、シンボルの第１のグループ４０２はキャリア４１０のような１７０４個の個別のキャリアを含むことができる。一方、８Ｋモードが用いられる場合には、シンボルの第１のグループ４０２は６８１６キャリアを含むであろう。
【００５７】
本発明においては、分散パイロットキャリアシーケンスをもたらすために用いられる擬似ランダムシーケンスは、任意の伝送されるシンボルの少なくとも２倍の長さ（即ち少なくとも２つのシンボル継続）であることが望ましい。伝送されるシンボルの長さの少なくとも２倍であれば、シンボル曖昧性はより容易に解消され得る。例えば、特定のシーケンスが６値長だけであるとすると、本発明の実施形態は、例えば±３値内に対して任意の誤りを決定する能力を提供する。
【００５８】
本発明に従って設計されるＯＦＤＭシステムにおいては、ゴールドシーケンス(Gold sequence)が用いられる。すなわち、本発明に従ってＰＲＢＳを生成するために、標準的なＯＦＤＭシステムにおいて用いられる従来のＰＲＢＳの代わりに、ゴールドシーケンスを生成する（良好な自己相関特性で）ＬＦＳＲ３００のようなＬＦＳＲが構成され得る。
【００５９】
当業者によって理解されるように、ゴールドシーケンスは、各々が２ｍ−１の周期を伴う２ｍ＋１個のシーケンスを含む。このゴールドシーケンスは、望ましくは、用いられる分散パイロットの完全な周期と少なくとも同等の長さである。このようにして、時間領域における２つのシンボルの待機のみで、時間領域内で同期を完全に達成することができる。より具体的には、受信されたデータの、２つのシンボルの時間周期にわたる変調されたゴールドシーケンスのＦＦＴとの相互相関は、シンボルがどこで開始するかを表示する出力において識別可能なピークを速やかに提供する。
【００６０】
このゴールドシーケンスを生成するコストは、単純に、シーケンスを生成するためのプログラミング又はＬＦＳＲ内への２つの余分なビットの追加である。ＬＦＳＲ内の２つの余分なビットは、図３のＬＦＳＲ３００を修正することによって作ることができる。ＬＦＳＲ３００の修正されたバージョンが図４Ｂに示されている。
【００６１】
図４Ｂにおいて、ＬＦＳＲ３０２（例えばＬＦＳＲ３００の修正されたバージョン）は、拡張モジュール３０８の１ビット遅延ブロック３０４及び３０６のような２つの余分な１ビット遅延ブロックを追加することによって作ることができる。簡単に言えば、本発明は、最大のＦＦＴサイズで使用するために構成される長いシーケンスを小さいＦＦＴサイズで再使用することを可能にし、それにより作る必要があるＬＦＳＲの数を減らすことができる。この手法は最終的に受信機を簡略化する。
【００６２】
本発明の実施形態は、特にＤＶＢ−Ｔシステムに適用可能である。ＯＦＤＭに基く多くのデジタルテレビジョン規格は、多重ＦＦＴサイズを有している。即ち、１つのシンボル内のキャリアの数は、２０００キャリア（２Ｋモード）又は概略で８０００（８Ｋモード）のいずれかであり得る。従来のＯＦＤＭシステムにおいては、１つのシンボル内の全ての曖昧さを解消するために、ＰＲＢＳシーケンスは、１つのシンボルの長さと同等の長さであることが必要である。しかし、この従来の手法を用いると、受信機チップ内の各ＦＦＴサイズに対して異なるＬＦＳＲが必要になるであろう。
【００６３】
本発明においては、受信機相関が多重シンボル（即ち単一のシンボルの２倍ほどの長さ）にわたって生じ得るのに十分な長さで擬似ランダムシーケンス（例えばゴールドコード）が設計されているので、同一のシーケンスを全てのＯＦＤＭ＿ＦＦＴサイズに対して使用可能である。
【００６４】
望ましくは、シーケンス長は、最大ＦＦＴサイズにおける能動キャリアの数の２倍ほどの長さであるべきである。より短いＦＦＴサイズに対しては、シーケンス長は、能動キャリアの対応する数の２倍よりも大きいであろう。しかし、最大ＦＦＴサイズは１回だけ試験されるものであるから、より短いＦＦＴサイズに対してこの長いシーケンスは同期を減速させることはない。全ての短いＦＦＴサイズに対する結果は、結局のところサイド情報となるので、短いＦＦＴサイズを試験する必要性を排除することができる。
【００６５】
図５は本発明の実施形態を実施する例示的な方法５００のフローチャートである。図５において、ステップ５０２は、受信したシンボルシーケンス内での１つ以上の分散パイロットキャリアの位置を決定することを含み、ステップ５０４は、分散キャリアを単一の擬似ランダム２進シーケンスに従って変調することを含む。ステップ５０６では、変調された分散パイロットキャリアにより位相誤り訂正が実行される。
【００６６】
本発明は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、又はこれらの任意の組み合わせにおいて具現化され得る。本発明の実施形態又はその部分は、多くのプログラミング言語、例えばハードウエア記述言語（ＨＤＬ）、アセンブリ言語、Ｃ言語、及びネットリスト(netlists)等において符号化されてよい。例えば、ＨＤＬ、例としてベリログ(Verilog)は、本発明の１つ以上の実施形態の側面を実装するデバイス、例えばプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及び／又はハードウエア要素を合成し、シミュレートし、そして製造するために用いられ得る。ベリログコードは、コンテンツアウェアシームカービング(content-aware seam carving)を用いてフレームを拡大縮小することができるプロセッサをモデル化し、設計し、検証し、且つ／又は実装するために用いられ得る。
【００６７】
例えば、ベリログは、コンテンツアウェアシームカービングを用いてフレームが拡大縮小され得るように命令を実行するために用いられ得る論理のレジスタ転送レベル（ＲＴＬ）記述を作成するために用いられ得る。論理のＲＴＬ記述は次いで、所望の論理又はデバイスを製造するために用いられるデータ、例えばグラフィック設計システム（ＧＤＳ）又はＧＤＳ＿ＩＩデータを生成するために用いられ得る。ベリログコード、ＲＴＬ記述、及び／又はＧＤＳ＿ＩＩデータはコンピュータ可読媒体に記憶され得る。本発明の側面を実行するために論理によって実行される命令は、種々のプログラミング言語、例えばＣ及びＣ＋＋においてコード化され得ると共に、論理又は他のデバイスによって実行されてよいオブジェクトコードにコンパイルされ得る。
【００６８】
本発明の側面は、その全部又は一部をコンピュータ可読媒体に記憶させることができる。コンピュータ可読媒体に記憶された命令は、本発明の全部若しくは一部を実行することにプロセッサを適合させることができ、又は本発明の全部若しくは一部を実行することに具体的に適合させられるデバイス、例えばプロセッサ、ＡＳＩＣ、他のハードウエアを作り出すことに適合させられ得る。これらの命令はまた、ここに説明される本発明の側面を実施するハードウエアデバイスを作り出すためのマスクワーク／フォトマスクの生成を通しての製造プロセスを最終的に構成するためにも用いられ得る。
結論
【００６９】
詳細な説明の部は特許請求の範囲を解釈するために用いられることが意図されており、概要及び要約の部はそう意図されていないことが理解されるべきである。概要及び要約の部は、発明者によって熟考された本願発明の１つ以上のしかし全部ではない例示的な実施形態を説明することができ、従って本発明及び添付の特許請求の範囲を限定することが意図されているわけでは決してない。
【００７０】
特定の機能の実装及びそれらの関係性を示す機能構築ブロックを補助として、本発明が上述のように説明されてきた。これらの機能構築ブロックの境界は、説明の便宜上ここでは適宜画定されてきた。特定の機能及びそれらの関係が適切に実行される限りにおいて、代替的な境界が画定されてよい。
【００７１】
特定の実施形態の上述した説明は、本発明の一般的性質を十分に明らかにするであろうから、他者は、当業者の知識を適用することによって、過度の実験を必要とせず、本発明の概略的概念から逸脱することなく、そのような特定の実施形態を容易に修正し及び／又は種々の応用に適用することができる。従って、そのような適用及び修正は、ここで提示されている教示及び指針に基いて、開示されている実施形態と均等なものの意味及び範囲の範疇にあることが意図されている。ここでの用語等は、本明細書の用語等がここでの教示及び指針の下で当業者によって解釈されるべきであるという点において、説明を目的としたものであって限定を目的としていないことが理解されるべきである。
【００７２】
本発明の広さ及び範囲は、上述したいかなる例示的な実施形態によっても限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲及びそれらと均等なものに従ってのみ画定されるべきである。
【００７３】
本出願の特許請求の範囲は、親出願又は他の関連出願のそれとは異なる。従って、出願人は、親出願又は本出願に関連する任意の先行する出願においてなされた特許請求の範囲の任意の放棄を撤回する。従って、審査官は、任意のそのような放棄及び無効だとされた引用例が再閲覧される必要があるかもしれないということを助言されている。また、審査官にあっては、本出願においてなされる任意の放棄が親出願において又は親出願に対して読まれるべきではないことを確認されたい。
【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４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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