JP2901018B2 - 持続波ネットワークにおける多重キャリア伝送 - Google Patents

持続波ネットワークにおける多重キャリア伝送

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JP2901018B2 JP8504719A JP50471996A JP2901018B2 JP 2901018 B2 JP2901018 B2 JP 2901018B2 JP 8504719 A JP8504719 A JP 8504719A JP 50471996 A JP50471996 A JP 50471996A JP 2901018 B2 JP2901018 B2 JP 2901018B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、ディジタル符号化データで多重キャリア変
調する方法に関し、また、そのようにして多重キャリア
変調された信号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 multip
lex modulation）、OFDM変調と略称する）において、OF
DM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）伝播に起困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。この公和文献では、各OFDMシンボル
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（Gleich
wellennetzen）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４〜７
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OF
DM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、QPSK,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TA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TSで送信される。ここで、シンボル持続
時間TS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TA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Tg＝TS−TAを有する保護時間（guard in
terval）として表される。
本発明によれば、制御シンボル（Steuerungssymbol
e）に対する保護期間Tg strg（Tg contはデータ・シン
ボルに対する保護期間Tg 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Tg 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）370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Tg 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OF
DM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TSにおい
て、検査（探査）されて最初にサイクル持続時間TA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Tg 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TA
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Tg 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 (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】送信機側に、OFDMシンボルのシーケンスを
    生成する手段と、上記生成されたOFDMシンボルを連続す
    るOFDM伝送フレームにフォーマット化する手段と、が設
    けられており、 上記OFDM伝送フレームの各々は、少なくとも２つの制御
    シンボルを有するフレーム・ヘッダと複数のデータ・シ
    ンボルを有する情報データ領域とからなり、さらに、上
    記制御シンボルの各々の前に保護期間を有し、上記デー
    タ・シンボルの各々の前に保護期間を有するものであ
    り、 受信機側に、受信した上記OFDMシンボルの中から上記デ
    ータ・シンボルおよび上記制御シンボルを抽出する抽出
    手段と、上記保護期間の時間的長さに応じて上記抽出手
    段と上記受信したOFDMシンボルとを同期させる同期手段
    と、が設けられており、 上記OFDM伝送フレームの各々において、上記制御シンボ
    ルに対する保護期間は互いに等しい時間的長さを有し、 特徴として、 上記送信機側と上記受信機側の各々に上記データ・シン
    ボルに対する保護期間の時間的長さを選択する設定手段
    が設けられており、 さらに、上記OFDM伝送フレームの各々において、上記設
    定手段に、上記データ・シンボルに対する保護期間の時
    間的長さを上記制御シンボルに対する保護期間の時間的
    長さより短くなるように選択させる、 送信機および／または受信機において使用される、多重
    キャリア変調ディジタル符号化データのための方法。
  2. 【請求項２】上記設定手段が上記データ・シンボルに対
    する保護期間の時間的長さを変化させることを特徴とす
    る、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】上記送信機側における上記データ・シンボ
    ルに対する保護期間の選択された時間的長さが上記制御
    シンボルによって上記受信機側に伝達され、上記受信機
    側に設けられた検出手段が上記抽出された制御シンボル
    から上記データ・シンボルに対する保護期間の時間的長
    さの検出を行い、上記受信機側に設けられた切換え手段
    が、上記保護期間の時間的長さの検出に応答して、上記
    設定手段によって選択され上記同期手段に供給される上
    記OFDMシンボルに対する保護期間の時間的長さを切換え
    ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】OFDMシンボルのシーケンスを生成する手段
    と、上記生成されたOFDMシンボルを連続するOFDM伝送フ
    レームにフォーマット化する手段と、を具え、 上記OFDM伝送フレームの各々は、少なくとも２つの制御
    シンボルを有するフレーム・ヘッダと複数のデータ・シ
    ンボルを有する情報データ領域とからなり、さらに、上
    記制御シンボルの各々の前に保護期間を有し、上記デー
    タ・シンボルの各々の前に保護期間を有するものであ
    り、 上記OFDM伝送フレームの各々において、上記制御シンボ
    ルに対する保護期間は互いに等しい時間的長さを有し、 上記OFDM伝送フレームの各々において、上記データ・シ
    ンボルに対する保護期間の時間的長さを上記制御シンボ
    ルに対する保護期間の時間的長さより短くなるように選
    択する設定手段を具えることを特徴とする、 多重キャリア変調ディジタル符号化データ送信装置。
  5. 【請求項５】複数のOFDMシンボルからなる連続するOFDM
    伝送フレームを受信する手段を具え、 上記OFDM伝送フレームの各々は、少なくとも２つの制御
    シンボルを有するフレーム・ヘッダと複数のデータ・シ
    ンボルを有する情報データ領域とからなり、さらに、上
    記制御シンボルの各々の前に保護期間を有し、上記デー
    タ・シンボルの各々の前に保護期間を有するものであ
    り、 上記OFDM伝送フレームの各々において、上記制御シンボ
    ルに対する保護期間は互いに等しい時間的長さを有し、 さらに、受信した上記OFDMシンボルの中から上記データ
    ・シンボルおよび上記制御シンボルを抽出する抽出手段
    と、上記保護期間の時間的長さに応じて上記抽出手段と
    上記受信したOFDMシンボルとを同期させる同期手段と、
    を具え、 上記OFDM伝送フレームの各々において、上記データ・シ
    ンボルに対する保護期間の時間的長さを上記制御シンボ
    ルに対する保護期間の時間的長さより短くなるように選
    択する設定手段を具えることを特徴とする、 多重キャリア変調ディジタル符号化データ受信装置。
  6. 【請求項６】OFDMシンボルのシーケンスを生成する手段
    と、上記生成されたOFDMシンボルを連続するOFDM伝送フ
    レームにフォーマット化する手段とを具える送信機にお
    いて使用される、ディジタル符号化データで多重キャリ
    ア変調するための方法であって、 上記OFDM伝送フレームの各々は、少なくとも２つの制御
    シンボルを有するフレーム・ヘッダと複数のデータ・シ
    ンボルを有する情報データ領域とからなり、さらに、上
    記制御シンボルの各々の前に保護期間を有し、上記デー
    タ・シンボルの各々の前に保護期間を有するものであ
    り、 上記OFDM伝送フレームの各々において、上記制御シンボ
    ルに対する保護期間は互いに等しい時間的長さを有し、 特徴として、 上記送信機はさらに上記データ・シンボルに対する保護
    期間の時間的長さを選択する設定手段を具えており、 さらに、上記OFDM伝送フレームの各々において、上記設
    定手段に、上記データ・シンボルに対する保護期間の時
    間的長さを上記制御シンボルに対する保護期間の時間的
    長さより短くなるように選択させる、 ディジタル符号化データで多重キャリア変調するための
    方法。
  7. 【請求項７】複数のOFDMシンボルからなる連続するOFDM
    伝送フレームを受信する手段を具える受信機において使
    用される、多重キャリア変調ディジタル符号化データを
    復調するための方法であって、 上記OFDM伝送フレームの各々は、少なくとも２つの制御
    シンボルを有するフレーム・ヘッダと複数のデータ・シ
    ンボルを有する情報データ領域とからなり、さらに、上
    記制御シンボルの各々の前に保護期間を有し、上記デー
    タ・シンボルの各々の前に保護期間を有するものであ
    り、 上記OFDM伝送フレームの各々において、上記制御シンボ
    ルに対する保護期間は互いに等しい時間的長さを有し、 上記受信機は、さらに、受信した上記OFDMシンボルの中
    から上記データ・シンボルおよび上記制御シンボルを抽
    出する抽出手段と、上記保護期間の時間的長さに応じて
    上記抽出手段と上記受信したOFDMシンボルとを同期させ
    る同期手段と、を具え、 特徴として、 上記受信機はさらに上記データ・シンボルに対する保護
    期間の時間的長さを選択する設定手段を具えており、 さらに、上記OFDM伝送フレームの各々において、上記設
    定手段に、上記データ・シンボルに対する保護期間の時
    間的長さを上記制御シンボルに対する保護期間の時間的
    長さより短くなるように選択させる、 多重キャリア変調ディジタル符号化データを復調するた
    めの方法。
JP8504719A 1994-07-20 1995-07-20 持続波ネットワークにおける多重キャリア伝送 Expired - Lifetime JP2901018B2 (ja)

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DE4425713.9 1994-07-20
PCT/EP1995/002868 WO1996002989A1 (de) 1994-07-20 1995-07-20 Mehrträgerübertragung in gleichwellennetzen

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