JPH09512156A - 持続波ネットワークにおける多重キャリア伝送 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ディジタルコード化データでＯＦＤＭ変調を行うことによって所要の信号伝送容量が減少するのを防止するために、各ＯＦＤＭ伝送フレームのフレーム・ヘッダ中の制御シンボル保護期間を各ＯＦＤＭ伝送フレームの所要データ領域中のデータ・シンボル保護期間より長くする。データ・シンボル保護期間の長さは復調時に求められ、次いでデータ・シンボル検出タイミングがその保護期間の長さに応じて求められる。

Description

【発明の詳細な説明】 持続波ネットワークにおける多重キャリア伝送 発明の詳細な説明 発明の属する技術分野 本発明は、請求の範囲の請求項１に従うディジタル符号化データで多重キャリ ア変調する方法と、そのようにして多重キャリア変調された信号を、請求項３に 従って復調して元のディジタル符号化データを復元する方法に関する。この前提 技術の変復調方法は、フランス特許出願公開明細書ＦＲ−Ａ−2,639,495号によ り周知である。 発明の背景 フランス特許出願公開明細書ＦＲ−Ａ−2,639,495号により公知の多重（多、 多数）キャリア変調（直交周波数分割多重変調(orthogonal frequency division multiplex modulation)、ＯＦＤＭ変調と略称する）において、ＯＦＤＭシンボ ル（符号）の時間シーケンスは、ディジタル符号化データで変調した多数のキャ リア（搬送波）をフーリエ解析することによって生成される。その各ＯＦＤＭシ ンボルは連続するＯＦＤＭ伝送フレームの形式に配置構成され、その各ＯＦＤＭ 伝送フレーム間は例えばゼロ（０）シンボルまたは空のシンボル（図１）等によ って互いに隔てられ（分離し）ている。各ＯＦＤＭ伝送フレームは、１つまたは 数個の制御シンボルを有するフレーム・ヘッダと、その後に多数のデータ・シン ボルを有する有効データ領域（有用データ領域）とからなる。ＯＦＤＭ復号器に おいては、制御シンボルを使用して、各受信ＯＦＤＭ伝送フレームの開始点と各 ＯＦＤＭシンボルを適正なタイミング（時間）で検出するとともに、レベル（ま たは振幅）と位相に応じて正確な変調キャリア周波数を復元する。変調器側では 、連続するＯＦＤＭシンボル（制御シンボルおよびデータ・シンボル）の各シン ボル相互間に保護（ガード）期間が挿入される。その保護期間が存在することに よって、マルチパス（多重通路）伝播に起因して復調器側で生じる連続ＯＦＤＭ シンボル間のクロストークまたは干渉を防止することができる。この公知文献で は、各ＯＦＤＭ伝送フレームにおけるフレーム・ヘッダおよび有効データ領域に おける全てのＯＦＤＭシンボルに対する保護期間の時間的長さは互いに同じであ る。 一方、特に持続波（同一周波）ネットワーク(Gleichwellennetzen)における受 信位置において各遅延時間の間に大きな差が生じる場合は、その保護期間は比較 的長い持続時間を有するように設計して、連続する各ＯＦＤＭシンボル相互間の クロストークを高い信頼性で防止するようにしなければならない。しかし、その ように長い持続時間の保護期間を設けると、その結果として、有効信号の伝送容 量または伝送効率が減少する。そのような状況を改善するための１つの選択肢と して、保護期間の長さを長くし、また有効信号期間の時間長を同じ程度長くすれ ばよい。しかし、そのようにすると、復調器側の費用（コスト）が相当高くなる 。即ち、要求される、ＯＦＤＭデータ・シンボルの検出（走査）精度、検出値の 記憶容量、およびその検出値から得られる時間信号の周波数解析の計算費用（コ スト）が、それぞれ不相応に過大に高くなる。従って、ＯＦＤＭ変調システムの ための保護期間は、ネットワーク計画設計の観点から伝送容量、受信機の費用（ コスト）および周波数効率に対する欠点を容認するように妥協して選択しなけれ ばならない。 これに対して、本発明の目的は、大多数のアプリケーション（適用例）におい て有効信号の伝送容量を減少させないようにし、同時に、広域に拡がる持続波ネ ットワークの場合をも考慮した伝送方式を実現することである。 発明の概要 この目的は、請求の範囲の独立請求項１および３の発明の特徴によって解決さ れる。 本発明は、必ずしも全ての放送サービスまたは同報サービスに対して長い保護 期間を設ける必要はないという認識に基づいている。例えば、ローカル・ネット ワーク構成と地域的(regional)ネットワーク構成と全国的(national)ネットワー ク構成との間では、必要な保護期間の長さは相違する。最も重要な点は、広い範 囲の地域に持続波動作で信号を供給することである。本発明の思想は、このよう な認識から始まったもので、各ＯＦＤＭ伝送フレームのフレーム・ヘッダに対す る保護期間だけを、考え得る最悪の条件のアプリケーションを想定して設計し、 各ＯＦＤＭ伝送フレームの有効データ領域のＯＦＤＭシンボルに対する保護期間 は、考慮対象のネットワークにおいて生じる実際の遅延時間差に応じて設計する ことである。 図面の簡単な説明 図１は、従来技術によるＯＦＤＭ伝送フレームの概略設計を示す。 図２は、本発明に従うＯＦＤＭ伝送フレームの概略設計の３つの例を示す。 図３は、図２に従ってＯＦＤＭ伝送フレームを生成するＯＦＤＭ変調器のブロ ック図を示す。 図４は、図２に従うＯＦＤＭ伝送フレームの変調信号を復調するＯＦＤＭ復調 器のブロック図を示す。 発明の実施態様の詳細な説明 次に、本発明を図面を参照して詳細に説明する。 図３は、送信側のＯＦＤＭ変調の基本的な特徴を示している。最小の伝送単位 を表すＯＦＤＭシンボルを形成するために、ディジタル符号化データのブロック ３１０を考える。そのデータを用いて、周波数領域３２０における複数の直交キ ャリアが変調される。この処理において、標準的ディジタル変調技術（例、ＱＰ ＳＫ、ＱＡＭ、等）を適用して各キャリアを変調する。逆フーリエ変換３３０を 用いて、持続時間Ｔ_Aの周期（期間）の時間信号を合成する。この周期的時間信 号は、データ・ブロック３１０の全体の情報を含んでおり、中間的に記憶された 検出値３４０の形態で利用可能となるものであって、アナログ信号に変換され、 シンボル持続時間Ｔ_sで送信される。ここで、シンボル持続時間Ｔ_sは、サイクル 持続時間（周期）によって決まる最小限の有効シンボル時間Ｔ_Aより長くなるよ うに選択される。送信信号に対する付加時間または送信信号の延長時間は、持続 時間Ｔ_g＝Ｔ_s−Ｔ_Aを有する保護期間(guard interval)として表される。 本発明によれば、制御シンボル(Steuerungssymbole)に対する保護期間Ｔ_{g str g} （Ｔ_{g cont}）は、データ・シンボルに対する保護期間Ｔ_{g data}より長い長さに 選択される。この選択は、ＯＦＤＭ伝送フレームにおけるＯＦＤＭシンボルの位 置の関数の形で制御される切換え手段３６０によって実行される。ここで、保護 期間Ｔ_{g strg}の長さは、広域の持続波ネットワークにおいて予想（想定）される 臨界条件においても連続する制御シンボル間のクロストークが回避（防止）でき るように選択される。保護期間Ｔ_{g data}は、相異なる保護期間の集合（群）３７ ０の中から選択することができるものであり、個々の事例において実現した送信 機のネットワーク構成によって実際に各遅延時間に差が生じたときにも、連続す るデータ・シンボル間に実質的にクロストークが生じないような長さに設定され る。データ・シンボルの保護期間Ｔ_{g data}に対して選択した持続時間の長さは、 制御シンボルの信号を用いて受信側に伝えられる。このようにして、例えば図２ のａ）〜ｃ）に示すような相異なる保護期間を有するＯＦＤＭ伝送フレームが生 成される。 受信側では、最初にＯＦＤＭ伝送フレームに対して概略の粗い同期が取られる 。受信した時間信号４００は、最初に伝送されたＯＦＤＭシンボルのシンボル持 続時間Ｔ_sにおいて、検査（探査）されて最初にサイクル持続時間Ｔ_Aが検出され （４２０）、周波数領域へのフーリエ変換（４３０）によって解析される。伝送 されたデータ４５０は、個々のキャリアを復調して復元される。一方、精細な時 間同期を取って同期を微調整するために、通常、最初（第１の）ＯＦＤＭシンボ ルが基準シンボルとして用いられて、伝送チャンネルのインパルス応答の計算が 可能となり、かつキャリア周波数の振幅および位相が復元できる。伝送チャンネ ルのインパルス応答を用いることによって、長い時間となるように選択された保 護期間Ｔ_{g strg}の持続時間の範囲内でマルチパス・チャンネルおよび持続波ネッ トワークにおいて生じる全てのエコーの振幅と遅延時間を知ることができる。 後続の各ＯＦＤＭシンボルを検査してサイクル持続時間Ｔ_Aを検出するタイミ ングは、伝送フレームにおけるＯＦＤＭシンボルの位置の関数として、それぞれ の保護期間の持続時間分だけ遅延される。制御４９０において、各制御シンボル および各データ・シンボルに対する保護期間の持続時間は、本発明に従って予め 設定されている。そのデータ・シンボルに対する保護期間Ｔ_{g data}の持続時間は 、先に、信号（制御シンボル）で伝えられて、取り得る相異なる保護期間４９５ の集合（群）の中から選択される。 本発明による方法の利点は、比較的少ないハードウェア費用で保護期間の持続 時間を柔軟に設定することができ、それによってＯＦＤＭシステムの実現および ネットワーク計画の観点からＯＦＤＭシステムを最適化することが可能になるこ とである。また、本発明による方法の別の利点は、データ・シンボルに対して予 め設定した保護期間を越えるエコー遅延時間の差が生じたときに明らかになる。 制御シンボルに対して充分に長い保護期間が与えられている限り、さらに、基準 シンボルを用いて求められる伝送チャンネルのインパルス応答を用いた通常の方 法により、データ・シンボルに対してエコー等化を行うことも可能となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．連続するＯＦＤＭ伝送フレームの形式に構成されたＯＦＤＭシンボルの時間 シーケンスが生成され、上記ＯＦＤＭ伝送フレームの各々が、１つ以上の制御シ ンボルを有するフレーム・ヘッダと複数のデータ・シンボルを有する有効データ 領域とからなり、連続する各制御シンボルまたは各データ・シンボルの間にそれ ぞれ保護期間を有する、ディジタル符号化データで多重キャリア変調を行う方法 において、 上記各ＯＦＤＭ伝送フレームの上記フレーム・ヘッダにおける上記制御シンボ ルに対する保護期間を、上記各ＯＦＤＭ伝送フレームの上記有効データ領域にお ける上記データ・シンボルに対する保護期間よりも長くなるように選択すること を特徴とする、ディジタル符号化データで多重キャリア変調を行う方法。 ２．上記各ＯＦＤＭ伝送フレームの上記有効データ領域における上記データ・シ ンボルに対する上記保護期間の時間的長さが可変であることを特徴とする、請求 項１に記載のディジタル符号化データで多重キャリア変調する方法。 ３．請求項１または２に記載された方法に従って変調された多重キャリアを復調 して元のディジタル符号化データを復元する方法において、受信した上記各ＯＦ ＤＭ伝送フレームの上記有効データ領域における上記データ・シンボルに対する 保護期間の長さを求め、上記データ・シンボルの各検出タイミングを、検出した 上記保護期間の長さの関数として決定することを特徴とする、多重キャリア復調 して元のディジタル符号化データを復元する方法。