DE602006000315T2

DE602006000315T2 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Planung von Verzögerungen zwischen Sendezeiten von Sender in einem synchronen Einfrequenznetzes

Info

Publication number: DE602006000315T2
Application number: DE602006000315T
Authority: DE
Inventors: Francois Vincent
Original assignee: Societe Francaise du Radiotelephone SFR SA
Current assignee: Societe Francaise du Radiotelephone SFR SA
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2026-09-09
Also published as: KR20070037392A; FR2891674B1; ATE381161T1; EP1770885B1; CN1968245A; PT1770885E; ES2299163T3; FR2891674A1; DK1770885T3; DE602006000315D1; EP1770885A1; US7639986B2; JP2007104667A; US20070079337A1

Description

Die vorliegende Erfindung stammt aus dem Bereich des Fernmeldewesens und betrifft die Planung von Verzögerungen der Sendezeiten der Sender eines Rundfunknetzes, das erlaubt, Programme beispielsweise entsprechend der Norm DVB-H (Digital Video Broadcast – Handheld) oder anderer Rundfunknormen auszustrahlen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und ein System zur automatischen Planung von Verzögerungen der Sendezeiten der verschiedenen Sender, die ein zeit- und frequenzsynchrones Rundfunkübertragungsnetz bilden, das eine digitale Rundfunkübertragung mit einer einzigen UHF-Frequenz (Ultra High Frequency) an mobile Funkendgeräte in einem großen Gebiet erlaubt.
Die Erfindung wird im Gebiet der auf OFDM beruhenden Übertragungen angewandt. Die OFDM-Technik (Orthogonal Frequency Duplex Modulation – Orthogonale Frequenzmultiplextechnik) ist ein digitales Signalmodulationsverfahren, das unter anderem für mobile Übertragungssysteme mit hoher Datenübertragungsrate verwendet wird. Die OFDM ist für Funkkanäle mit Übertragungen mehrfacher Wellen (Echos) aufgrund der Reflexion der Wellen an Hindernissen besonders gut geeignet. Wenn sie sich miteinander kombinieren, verändern die Mehrfachübertragungen das gesendete Signal oder zerstören es sogar und bewirken, dass dasselbe Signal zeitlich versetzt mehrfach empfangen wird.
TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Digitale Übertragungstechniken, wie die terrestrische digitale Fernsehübertragung DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial) für Europa und die digitale Ausstrahlung integrierter Dienste (Integrated Services Digital Boroadcasting – Terrestrial) für Japan, haben die Fernsehübertragung ins Digitalzeitalter eintreten lassen. Parallel hierzu bietet die Entwicklung des Internets und vor Allem die Verbreitung der Zugänge mit hoher Übertragungsrate die technische Möglichkeit, Audio- und Videodienste durch dieses Netz an Endgeräte auszustrahlen. Die sich durchzusetzen beginnende Norm DVB-H entspricht einer zusätzlichen Etappe gegenüber der Norm DVB-T, indem sie den digitalen Rundfunkempfang durch mobile Endgeräte ermöglicht.
Die Planung der DVB-H-Netze erfordert sofort beim Entwurf, die Merkmale der Nutzungsbedingungen zu berücksichtigen, die für den Fernsehempfang durch einen tragbaren und mobilen Empfänger spezifisch sind. Wie bei der Mobiltelephonie muss die Tatsache berücksichtigt werden, dass diese Nutzungen hauptsächlich im Inneren von Gebäuden stattfinden und unter Fortbewegung.
Innerhalb eines Netzes setzen sich die von einem Empfänger empfangenen Funksignale häufig aus mehreren „Exemplaren" des gesendeten Signals zusammen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die nähere Umgebung des Senders oder des Empfängers nicht frei ist und wenn verschiedene Wege erforderlich sind (beispielsweise Kommunikation mit mobilem Endgerät vom zellularen Typ). Dies ist ebenfalls der Fall, wenn dasselbe Signal von mehreren Sendestationen gesendet wird (Personenrufnetz nach einem digitalen Funkmeldungssystem vom Typ ERMES, digitales Rundfunknetz oder auch Übertragungs-Diversity etc.). Dementsprechend müssen technische Einrichtungen entwickelt werden, um diese Erscheinungen zu berücksichtigen.
Die OFDM-Technik ist in Mehrfrequenznetzen aufgrund der gewünschten hohen Übertragungsraten in den digitalen Rundfunktechniken weit verbreitet: Dies ist der Fall beim DVB bei seinen terrestrischen (DVB-T) und mobilen (DVB-H) Komponenten, sowie bei den Techniken DAB (Digital Audio Broadcasting) und DMB (Digital Multimedia Broadcasting). Da die verschiedenen Empfangsvorrichtungen durch ihre Empfindlichkeit begrenzt sind, um die verschiedenen nützlichen Bestandteile des Signals zu einer gegebenen Integrationszeit zu empfangen, ist es wünschenswert, die OFDM-Modulation anzuwenden. Diese Modulation sieht nämlich zwischen jedem Zeichen eine Frist ohne Informationsübertragung vor, die beim Empfang die Integration der Gesamtheit der empfangenen Signale erlaubt, vorausgesetzt, dass es keine außergewöhnlich stark verzögerten Signale gibt. Damit wird verständlich, dass gewisse Bereiche bei einer OFDM-Technik aufgrund der Störungen, die sich aus einem verzögerten Empfang von Signalen, die über „verzögerte" Wege gesendet wurden, eine unzureichende Kommunikationsqualität bieten.
Aus dem „jüngeren" Stand der Technik sind Hilfsprogramme zur Verwaltung von Funksendern bekannt, die eine Anpassung von Fall zu Fall erfordern. Diese Hilfsprogramme erlauben manchmal, Karten der Störungen anzuzeigen, die durch die Unterschiede in den Ausbreitungszeiten erzeugt wurden, und liefern so Informationen, die zur „manuellen" Einstellung der Verzögerungen nützlich sind, um die Störungen zu beseitigen.
BEUTLER, R.: „DIGITAL SINGLE FREQUENCY NETWORKS IMPROVING OPTIMIZATION STRATEGIES BY PARALLEL COMPUTING" FREQUENZ, SCHIELE UND SCHON, BERLIN, DE, Bd. 52, Nr. 5/6, Mai 1998 (1998-05), Seiten 90–95, ISSN: 0016–1136 beschreibt ein Verfahren zur Planung von Verzögerungen der Sendezeiten verschiedener Funksender eines Netzes mit gemeinsamer Frequenz. Die Schrift beschreibt zwei Algorithmen zur iterativen Bestimmung der Verzögerungen unter Verwendung eines Datenverarbeitungssystems, um den Dienstbereich zu optimieren. Die Dienstvoraussagen beruhen auf Netzparametern, wie der Anzahl und den Orten der Sender, ihrer effektiven Sendeleistung und ihrem Strahlungsdiagramm und auf Merkmalen der Funkausbreitung, die für M Teststellen im betrachteten Bereich bestimmt wurden.
Zu Zeit gibt es keine zufriedenstellende Lösung, um die Verzögerungen zu behandeln, die Interferenzen innerhalb eines Rundfunksendenetzes verursachen, und es ist für einen Betreiber schwierig, mit den existierenden Programmen eine annehmbare Dienstqualität sicherzustellen.
ALLGEMEINE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung hat also zum Ziel, einen oder mehrere Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, indem sie ein Verfahren zur Planung von Verzögerungen der Sendezeiten der verschiedenen Sender erstellt, die ein zeit- und frequenzsynchrones digitales Rundfunknetz bilden, das erlaubt, die Erreichung einer optimalen Empfangsqualität an den verschiedenen Stellen des Netzes zu erleichtern.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Erreichung eines optimierten digitalen Rundfunknetzes zu erlauben, das eine einzige Frequenz verwendet und dabei eine hohe Versorgungsdichte eines weiten Gebietes mit einem Minimum an Störungen sicherstellt.
Ein zusätzliches Ziel der Erfindung besteht darin, in pragmatischer Weise Besonderheiten der Versorgungsgebiete jedes Senders (Geländebeschaffenheit) zu berücksichtigen, um den Teilnehmern eine geeignete Dienstqualität im gesamten Versorgungsgebiet sicherzustellen.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zur automatischen Planung von Verzögerungen der Sendezeiten verschiedener Funksender, die mit einer gleichen Frequenz Funkzellen erzeugen, um ein zeit- und frequenzsynchrones digitales Rundfunknetz zu bilden, das mit Hilfe einer Datenverarbeitungsanlage ausgeführt wird, die Speichermittel zum Speichern das Netz betreffender Daten umfasst, einschließlich geographischen Bereichen, die gemäß der Aufteilung des Netzes in eine Mehrzahl von Punkten oder Pixeln aufgeteilt sind und die Position der Funksender enthalten, entsprechender Daten, demographischer Daten entsprechend der Aufteilung des Netzes, Daten, die einen Sendepegel von Sendern und einen Empfindlichkeitsschwellenwert für den Funkempfang von Endgeräten der Zelle angeben, einem Gesetz für die Dämpfung bei der Funkwellenausbreitung entsprechende Daten und einer Dauer der Schutzintervalle, die zwischen Datenrastern oder -rahmen vorgesehen sind, entsprechende Daten, wobei das System ferner ein Berechnungsmodul und Mittel zur Parametrisierung einer Mehrzahl von Funksendern aufweist, wobei das Verfahren für jeden Funksender eine Stufe zur Auslösung einer Sendung zu einem bestimmten Zeitpunkt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Stufe zur Verarbeitung der auf das Netz bezogenen Daten unter Verwendung des Berechnungsmoduls aufweist, um Daten zu berechnen, die Bevölkerungszahlen in Bereichen mit schädlichen Störungen entsprechen, sowie eine Stufe zum Anpassen der genannten Auslösungsstufe, die für jeden Funksender unter Verwendung einer Sendeverzögerung durchgeführt wird, die zwischen 0 und einem Wert ungleich Null und kleiner als 1 ms liegt, wobei für jeden Funksender die verwendete Verzögerung gespeichert wird, wobei auf die Anpassungsstufe eine Wiederholung der Verarbeitungsstufe folgt, um noch einmal Bevölkerungszahlen in Bereichen mit schädlichen Störungen zu schätzen, wobei die Verarbeitungsstufe mit einer mit Hilfe von Mitteln zur Konfiguration des Systems parametrisierten Anzahl von Wiederholungen wiederholt wird, wobei die Anpassungsstufe am Ende der Wiederholungen unter Verwendung einer gespeicherten Kombination von für jeden Sender der Gesamtheit der Sender verwendeten Verzögerungen beendet wird, die es ermöglicht, für die in Bereichen mit schädlichen Störungen geschätzten Bevölkerungszahlen ein Minimum zu erreichen.
Die Erfindung erlaubt so, automatisch die Sendeverzögerungen in einem Netz zu planen, das eine Topologie vom Typ SFN (Single Frequency Network) aufweist, was eine Behandlung komplexer Netze aus mehreren Tausend „Isofrequenz"-Stellen erlaubt, die von Hand zu behandeln vollkommen unmöglich wäre.
Nach einem anderen Merkmal umfasst die Stufe der Verarbeitung der auf das Netz bezogenen Daten:

– eine Stufe zur Bestimmung einer Funkversorgung des Netzes, die eine Verarbeitung der die Position der Funksender umfassenden geographischen Kartendaten, der einen Sendepegel von Sendern und einen Empfindlichkeitsschwellenwert für den Funkempfang der Endgeräte der Zelle angebenden Daten, und der einem Gesetz der Dämpfung der Funkwellenausbreitung entsprechenden Daten durch das Berechnungsmodul einschließt, so dass Karten der Versorgung durch das Netz entsprechende Daten erstellt werden, die für jeden der Sender Feldstärkepegel der in jedem der Pixel empfangenen Signale angeben;
– für jeden Funksender eine Stufe der Abschätzung eines Nutzsignals und eines Interferenzsignals in Pixeln des Netzes mit Hilfe einer Zerlegung der Feldstärkepegel der über das Netz empfangenen Signale in eine Nutzkomponente und eine Störkomponente durch das Berechnungsmodul, wobei das Berechnungsmodul eine parametrisierbare Gewichtsfunktion verwendet, um die Zerlegung durchzuführen.
Nach einem anderen Merkmal umfasst die Stufe der Verarbeitung der das Netz betreffenden Daten für jeden Funksender:
– eine Stufe der Berechnung einer Störwahrscheinlichkeit für jedes Pixel, in der zunächst durch das Berechnungsmodul ein dem Signal-/Stör-Verhältnis entsprechender Wert für jedes Pixel ausgehend von den geschätzten mit den jeweiligen Pixeln verknüpften Signalen berechnet wird, wobei sich die genannte Störung aus den Interferenzen zwischen den Zellen und dem mit der von den Sendern der Zelle verwendeten Kanalbreite zusammenhängenden Rauschen zusammensetzt, und anschließend die Störwahrscheinlichkeit im Pixel durch das Berechnungsmodul aus den Berechnungen des genannten Verhältnisses in den Pixeln abgeleitet wird, und
– eine Stufe zur Bestimmung eines der gesamten Bevölkerung in den Bereichen schädlicher Störungen entsprechenden Kriteriums, wobei dieses Kriterium durch das Berechnungsmodul ausgehend von den Störwahrscheinlichkeiten in jedem Pixel und von den demographischen Daten gemäß der Aufteilung des Netzes bestimmt wird.

Nach einem anderen Merkmal wird die Stufe zum Anpassen der Auslosungsstufe auf bestimmte Art durch das Berechnungsmodul durchgeführt, um ein Minimum der Summe der genannten Kriterien zu erreichen, die durch Integration über die Gesamtheit der Sender berechnet wird, wobei sich das genannte Minimum insbesondere aus mindestens einem Vergleich mehrerer verschiedener Lösungen zur Anpassung der Sendeverzögerungen im Netz durch Vergleichsmittel des Berechnungsmoduls ergibt.
Nach einem anderen Merkmal wird die Störwahrscheinlichkeit in jedem Pixel aus den Berechnungen des genannten Verhältnisses in den Pixeln der Zelle durch Vergleichsmittel des Berechnungsmoduls abgeleitet, wobei ein Minimalverhältniswert in den Spei chermitteln gespeichert und von den Vergleichsmitteln verwendet wird, um für jedes Pixel zu bestimmen, ob das Minimalverhältnis nicht erreicht ist, und so die Bestimmung der Störwahrscheinlichkeit für das Pixel zu ermöglichen.
Nach einem anderen Merkmal verwendet die Anpassungsstufe Werte, die bei einer Schrittweite zwischen 1 μs und 45 μs in einem Wertebereich verteilt sind, dessen Werte kleiner als 500 μs bleiben.
Nach einem anderen Merkmal verwendet die Anpassungsstufe Werte, die bei einer Schrittweite zwischen 5 μs und 45 μs in einem Wertebereich verteilt sind, dessen Werte kleiner als 500 μs bleiben.
Nach einem anderen Merkmal umfasst die Stufe der Auslösung einer Übertragung zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Teilung eines empfangenen Signals durch den Sender in eine Mehrzahl von Sendesignalen auf einer Mehrzahl von Hilfsträgern, die einer digitalen Frequenzmodulation des OFDM-Typs folgt, wobei Schutzintervalle mit einer gleichen festgesetzten Übertragungsdauer zwischen Datenrahmen eingesetzt werden, die in OFDM modulierte Symbole bilden, wobei die Übertragungsdauer der Schutzintervalle eine Konstante in Abhängigkeit von der Übertragungsdauer eines Symbols ist.
Nach einem anderen Merkmal umfasst das erfindungsgemäße Verfahren eine Stufe zum Speichern von Daten über die Verkehrsdichte von Teilnehmern eines Funkfernsprechnetzes zur Verwendung als Ersatz für die demographischen Daten.
Nach einem anderen Merkmal umfasst die Stufe zur Bestimmung einer Funkversorgung eine Stufe zur Bestimmung für jedes Pixel einer jeweiligen Entfernung zwischen jedem Sender und dem zu betrachtenden Pixel durch das Berechnungsmodul, auf die eine Stufe zur Korrektur dieser Entfernung durch das Berechnungsmodul durch Berücksichtigung der für die jeweiligen Sender mit Hilfe der Mittel zur Anpassung der Verzögerungen parametrisierten Verzögerung folgt.
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, ein System vorzuschlagen, dass dafür geeignet ist, ein Rundfunknetz in einem weiten Gebiet unter Verwendung einer einzigen Frequenz bei Sicherstellung einer hohen Versorgungsdichte in einem weiten Gebiet mit einem Minimum an Störungen für den Teilnehmer zu parametrisieren.
Hierzu betrifft die Erfindung ein System zur automatischen Planung von Verzögerungen der Sendezeiten verschiedener Funksender, die mit einer gleichen Frequenz Funkzellen erzeugen, um ein zeit- und frequenzsynchrones digitales Rundfunknetz zu bilden, das Speichermittel zum Speichern das Netz betreffender Daten umfasst, einschließlich geographischen Bereichen, die gemäß der Aufteilung des Netzes in eine Mehrzahl von Punkten oder Pixeln aufgeteilt sind und die Position der Funksender enthalten, entsprechender Daten, demographischer Daten entsprechend der Aufteilung des Netzes, Daten, die einen Sendepegel von Sendern und einen Empfindlichkeitsschwellenwert für den Funkempfang von Endgeräten der Zelle angeben, einem Gesetz für die Dämpfung bei der Funkwellenausbreitung entsprechender Daten und einer Dauer der Schutzintervalle, die zwischen Datenrastern vorgesehen sind, entsprechender Daten, wobei das System ferner ein Berechnungsmodul und Mittel zur Parametrisierung einer Mehrzahl von Funksendern aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es für jeden Funksender Mittel zur Auslösung einer Sendung zu einem bestimmten Zeitpunkt aufweist, wobei das Berechnungsmodul dafür eingerichtet ist, durch eine Verarbeitung der das Netz betreffenden Daten Daten zu berechnen, die Bevölkerungszahlen in Bereichen mit schädlichen Störungen entsprechen, wobei die genannten Parametrisierungsmittel geeignet sind, Verzögerungen zu verwenden, die in den Speichermitteln gespeichert sind, wobei Mittel zur Steuerung der Auslösungsmittel vorgesehen sind, um die Sendung bei jedem Funksender mit einer Verzögerung a uszuführen, die zwischen 0 und einem Wert ungleich Null und kleiner als 1 ms schwankt, wobei diese Verzögerung für jeden Funksender gespeichert wird, Mittel zur Anpassung der Verzögerungen, die mit den Steuermitteln verbunden sind, um verschiedene Kombinationen von Verzögerungen für die Gesamtheit der Sender auszugeben, wobei das Berechnungsmodul mit Wiederholungsmitteln versehen ist, die erlauben, noch einmal Bevölkerungszahlen in Bereichen mit schädlichen Störungen für verschiedene Kombinationen von Verzögerungen zu berechnen, wobei Mittel zur Konfiguration des Systems mit dem Berechnungsmodul in Verbindung stehen, um eine Anzahl von Wiederholungen auszuführen, die erlaubt, die Wiederholungsmittel zu deaktivieren, wobei die genannten Steuermittel in der Lage sind, aus den durch die Verzögerungsanpassungsmittel ausgegebenen Kombinationen eine Verzögerungskombination für die Gesamtheit der Sender zu verwenden, die dem Erlangen eines Minimums für die geschätzten Bevölkerungszahlen durch das Berechnungsmodul entspricht.
Nach einem anderen Merkmal weist das Berechnungsmodul zum Berechnen der die Bevölkerungszahlen in Bereichen schädlicher Störungen angebenden Daten auf:

– Mittel zum Bestimmen einer Funkversorgung des Netzes, die dafür eingerichtet sind, die geographischen Kartendaten mit der Position der Funksender, die einen Sendepegel von Sendern und einen Empfindlichkeitsschwellenwert für den Funkempfang der Terminals der Zelle angebenden Daten, und die einem Gesetz für die Dämpfung der Funkwellenausbreitung entsprechenden Daten zu verarbeiten, um Daten zu erzeugen, die Karten der Netzversorgung entsprechen, die für jeden der Sender Feldstärkepegel der in jedem der Pixel empfangenen Signale angeben,
– Mittel zum Abschätzen eines Nutzsignals und eines Interferenzsignals in den Pixeln des Netzes für jeden Funksender, wobei diese Schätzungsmittel dafür eingerichtet sind, Feldstärkepegel der über das Netz empfangenen Signale in eine Nutzkomponente und eine Störkomponente zu zerlegen, und eine mit Hilfe der Konfigurationsmittel parametrisierte Gewichtsfunktion zu verwenden, um die genannte Zerlegung durchzuführen,
– Mittel zur Bestimmung einer Störwahrscheinlichkeit für jedes Pixel für jeden Funksender, die dafür eingerichtet sind, einen dem Signal-/Stör-Verhältnis entsprechenden Wert für jedes Pixel ausgehend von den geschätzten mit den jeweiligen durch die Schätzungsmittel ausgegebenen Pixeln verknüpften Signalen zu berechnen, wobei die genannte Störung aus den Interferenzen zwischen den Zellen und dem Rauschen besteht, das mit der Breite des von den Sendern der Zelle verwendeten Kanals zusammenhängt, wobei die genannten Bestimmungsmittel die Störwahrscheinlichkeit im Pixel aus den Berechnungen des genannten Verhältnisses in den Pixeln berechnen,
– Verknüpfungsmittel, die es für jeden Sender ermöglichen, ein der Gesamtbevölkerung in den Bereichen schädlicher Störungen entsprechendes Kriterium zu bestimmen, wobei dieses Kriterium durch Verknüpfung der Störwahrscheinlichkeit in jedem Pixel und der demographischen Daten entsprechend der Aufteilung des Netzes bestimmt wird.

Nach einem anderen Merkmal bestimmt das Berechnungsmodul die Kombination der durch die Steuermittel zu verwendenden Verzögerungen unter Verwendung von Vergleichsmitteln des Berechnungsmoduls, die vorgesehen sind, um aus einer Mehrzahl von Summen der Kriterien, die jeweils den verschiedenen Verzögerungskombinationen entsprechen, ein Minimum der Summe der genannten Kriterien zu bestimmen, die durch Integration über die Gesamtheit der Sender berechnet wird.
Nach einem anderen Merkmal wird die Störwahrscheinlichkeit in jedem Pixel aus den Berechnungen des genannten Verhältnisses in den Pixeln der Zelle durch Vergleichsmittel des Berechnungsmoduls abgeleitet, wobei ein Minimalwert des Verhältnisses in den Speichermitteln gespeichert und von den Vergleichsmitteln verwendet wird, um für jedes Pixel zu bestimmen, ob das minimale Verhältnis nicht erreicht ist, und dadurch die Bestimmung der Störwahrscheinlichkeit für das Pixel zu ermöglichen.
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, ein Netz vorzuschlagen, das dafür ausgelegt ist, eine Rundfunkübertragung in einem weiten Gebiet zu erlauben und dabei eine durchgehende Versorgung sicherzustellen, die der Geländebeschaffenheit Rechnung trägt und für den Teilnehmer die Gefahr von Störungen minimisiert.
Hierzu betrifft die Erfindung ein Netz für die Rundfunkübertragung mit mindestens einem Fernseh- oder Radioprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Funkfernsprechnetz besteht, das eine Vielzahl von Sendestandorten aufweist, die entsprechende Funkzellen bilden, die gemeinsam eine Funkversorgung definieren, und dass all diese Standorte mit Sendern für die Fernseh- oder Radioübertragung ausgestattet sind, und dass sie alle mit einer gleichen UHF-Frequenz parametrisiert sind, um eine Funkzelle zu erzeugen, wobei die Sender (4) derart eingerichtet sind, dass sie Raster senden, die ein Symbol (S) bilden, das mit einem Schutzintervall (GI) OFDM-moduliert ist, welches einem Bruchteil zwischen einem Viertel und einem Sechzehntel der Übertragungsdauer eines Rasters entspricht, wobei die Sender dafür eingerichtet sind, ihre jeweilige Übertragung mit einer bestimmten Verschiebung oder Verzögerung auszulösen, die zwischen 0 und einem Wert ungleich Null und kleiner als 1 ms variiert und nicht das Doppelte der Dauer des Schutzintervalls überschreitet, wobei das genannte Netz eine Kombination von Verzögerungen verwendet, die angepasst ist, um die Anzahl der Bereiche schädlicher Störungen zu minimieren, die mit bevölkerten Bereichen zusammenfallen.
Die Erfindung mit ihren Merkmalen und Vorteilen wird beim Lesen der Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher werden, die als nicht einschränkende Beispiele angegeben werden. Es zeigen:
1 schematisch das erfindungsgemäße Datenverarbeitungssystem und einen Teil des Netzes,
2 das Hinzufügen des Schutzintervalls zwischen den aufeinanderfolgenden Symbole,
3 die Entsprechung zwischen der Entfernung zwischen Zellen und der Erzeugung schädlicher Interferenzen unter Berücksichtigung des angenommenen Schutzintervalls,
4 einen Logikplan der Stufen des Verfahrens in einer Ausführungsform der Erfindung,
5 Signalkomponenten, die in einem Bereich des Netzes empfangen werden, der einem Pixel entspricht,
6 durch die Darstellung digitaler Karten, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Planung von Verzögerungen verwendet werden, eine Möglichkeit zur Qualitätsverbesserung in einem Teil des Netzes,
7 durch die Darstellung digitaler Karten, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, den Fall einer zu großen Sendeverzögerung für einen Sender des Netzes,
8 einen Logikplan der Stufen des Verfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Bei der OFDM (Orthogonal Frequency Duplex Modulation) wird das Signal auf eine große Anzahl Unterträgerfrequenzen multiplexiert, so dass die Übertragungsrate auf jeder der Unterträgerfrequenzen gering ist. Dadurch wird die Symboldauer erhöht und dies erlaubt, das Interferenzrisiko zwischen Symbolen zu begrenzen. Es sei daran erinnert, dass ein gegebenes Symbol (S) eine bestimmte Anzahl an Datenbits transportiert.
Durch einen streng regelmäßigen Abstand zwischen den Trägerfrequenzen bilden diese, was die Mathematiker eine orthogonale Menge nennen. Der Frequenzabstand f_u ist der Kehrwert der Nutzperiode T_u (oder aktiven Periode) des Symbols, während derer der Empfänger das demodulierte Signal integriert. Außer dem Multiplexing der Daten auf verschiedene Unterträger niedriger Übertragungsrate, sieht die OFDM zwischen jedem Symbol einen Zeitraum vor, der keine Daten trägt, der beim Empfang die Integration der Gesamtheit der empfangenen Signale erlaubt. Das Hinzufügen dieses Zeitraumes, der Schutzintervall (GI, 2) genannt wird, zwischen aufeinanderfolgenden Symbolen erlaubt es, das Orthogonalitätskriterium für verzögerte Wege zu erhalten.
Diese Eigenschaften der OFDM, die es in natürlicher Weise erlauben, sich an die Mehrfachausbreitungswege anzupassen, die für städtische Umgebungen und/oder die Kommunikation mit Mobiltelephonen typisch sind, werden vorteilhafterweise im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet, um zu erlauben, dieselbe Information von mehreren verschiedenen Sendern auszustrahlen, und dies mit derselben Frequenz. Das Verfahren kann dazu dienen, eine Funkversorgung zu erstellen, die eine Ausstrahlung vom Typ DVB mit einer einzigen UHF-Frequenz über ein Netz erlaubt, das mit einer Mehrzahl an Sendemitteln von Basisstationen versehen ist, die erlauben, Funkzellen zu bilden, und dies ohne Einschränkung der zu versorgenden Oberfläche. Die Erfindung beabsichtigt nämlich, eine DVB-Versorgung zu erstellen, beispielsweise mit DVB-H oder einer beliebigen anderen ähnlichen digitalen Rundfunknorm in einem SFN-Netz. Selbstverständlich sind alle Sender (4) präzise frequenzsynchronisiert und zeitsynchronisiert, d. h. dass sie die Daten zum selben Zeitpunkt senden. Die ausgestrahlten Inhalte sind außerdem vollkommen identisch.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, eine Sendung zu einem bestimmten Zeitpunkt zu veranlassen, indem das vom Sender (4) empfangene Signal in eine Mehrzahl von Sendesignalen auf einer Mehrzahl von Unterträgern in einer digitalen Frequenzmodulation vom Typ OFDM geteilt wird. Diese Signale werden gleichzeitig von diesem Sender (4) gesendet. Schutzintervalle (GI) mit derselben Sendedauer werden zwischen den Datenrahmen eingefügt, die die OFDM-modulierten Symbole (S) darstellen und die Sendedauer dieser Schutzintervalle (GI) ist als Konstante in Abhängigkeit von der Sendedauer eines Symbols (S) festgelegt.
Die Erfindung erlaubt so den Entwurf eines Netzes für die Ausstrahlung von Rundfunksendungen, die mindestens ein Fernsehprogramm enthalten. Die Netzarchitektur ist vom Typ Funktelephon und erlaubt dank der Senderstandorte eine durchgehende Funkversorgung in einem weiten Gebiet zu definieren. Alle Senderorte sind mit derselben UHF-Frequenz parametrisiert und dafür eingerichtet, die Rahmen mit einem Schutzintervall (GI) zu senden, das beispielsweise einem Bruchteil der Sendedauer eines Rahmens, der zwischen einem Viertel und einem Achtel oder gar einem Sechzehntel beträgt, entspricht.
Wie in 2 zu erkennen, muss, während ein Hauptweg (41) keine Störungsprobleme aufwirft, auf einem verzögerten Weg (42) die Periode des Symbols mit Hilfe des Schutzintervalls (GI) verlängert werden, um zu vermeiden, dass die Integrationsdauer (Ti) sich nicht über zwei Symbole erstreckt. Solange bestimmte Signalkomponenten mit Verzögerung innerhalb des Schutzintervalls empfangen werden, entsteht keine Interferenz mit dem folgenden Symbol (S). Sobald dagegen eine der Komponenten diese Frist überschreitet, bewirkt sie Interferenzen beim folgenden Symbol. Ein derartiges Problem kann gelöst werden, indem die Dauer des Schutzintervalls (GI) erhöht wird. In einer Ausführungsform der Erfindung überschreitet die kein Signal tragende Dauer, die den Schutzintervallen (GI) entspricht, nicht ein Viertel der Sendedauer eines Rahmens, der ein OFDM-moduliertes Symbol darstellt. Auf diese Weise wird die verfügbare Bandbreite nicht zu stark verringert. Diese Dauer des Schutzintervalls (GI) ist dann dieselbe bei allen Sendern (4), die dasselbe Signal auf derselben Frequenz senden.
Das erfindungsgemäße Verfahren beabsichtigt, die Dauer des Schutzintervalls (GI) zu berücksichtigen, um zu ermöglichen, die Störungsprobleme zu verringern. Insbesondere hat das Verfahren zum Ziel, automatisch für jeden Funksender (4) Korrekturen oder Verzögerungen der Auslösung einer Sendung zu erstellen, die erlauben, die störenden Signale „zu absorbieren", die verspätet empfangen werden, und dabei zu erlauben, die Gesamtzahl an Sendern (4) zu minimieren. Anders gesagt werden die Signale, die gleichzeitig den Sendern (4) des Netzes (N) zugesandt wer den, gegebenenfalls mit Verzögerungen oder mit Vorsprung (beispielsweise in der Größenordnung von 0 bis 500 μs) relativ zu einem Bezugszeitpunkt der Synchronisation der Sendungen gesendet werden. Die Einstellung der relativen Sendezeitpunkte der verschiedenen Sendequellen muss optimal erfolgen, um die Störbereiche maximal zu verringern, die mit den bevölkerten Gebieten oder Gebieten hoher Verkehrsdichte der Teilnehmer des Funktelephonnetzes, die ihr mobiles Endgerät verwenden, zusammenfallen (beispielsweise Straßen oder Eisenbahnlinien, wo die Teilnehmer häufig ihr Mobiltelephon verwenden, um Inhalte zu empfangen, die über das Netz ausgestrahlt werden.
Wie in 3 dargestellt, ist für die Zellen (6) des nächsten interferierenden Kranzes die relative Verzögerung (45) geringer, als eine Symbolperiode: Nur ein Teil des Signals, das auf diesem Weg gesendet wird, wirkt als Störung, da er nur Daten überträgt, die dem vorangehenden Symbol angehören. Der Rest überträgt zwar Daten des Nutzsymbols, kann sich aber in nützlicher oder schädlicher Weise zu den Daten des Hauptweges addieren.
1 stellt auf einer Anzeigevorrichtung (10) eines Datenverarbeitungssystems (1) eine Karte (100) eines geographischen Gebietes eines Digitalrundfunknetzes (N) dar, das gerade erstellt oder optimiert wird, auf der die vorgesehenen Stellen von Funkzellen (CV, CL, 6) eingetragen sind, die die Zelle (40) umgeben, die durch den Sender (4) an der angegebenen Stelle erzeugt wird. Hier wird verständlich, dass der Begriff „Sender" im weiten Sinne als ein oder mehrere Funksendegeräte verstanden werden muss, die erlauben, eine Funkzelle zu erzeugen. Wie dargestellt, befinden sich die Nachbarzellen (CV) in der Nähe der betrachteten Zelle (40) in einem Störbereich (B), in dem die am stärksten verzögerten, vom Sender (4) ausgesandten Signale im Schutzintervall (GI) empfangen werden. In dieser Ausführungs form der 1, die einer korrekten Arbeitsweise des Netzes (N) mit einer einzigen Frequenz entspricht, erlauben die Zellen (CL) des ersten Kranzes, die sich jenseits des Störbereiches (B) befinden, trotzdem einen Empfang der vom Sender (4) im Schutzinterbvall (GI) gesandten Signale. Die weitest entfernten Zellen (6), die keinen Empfang der Signale im Schutzintervall (GI) zulassen, werfen keine Störprobleme auf, da sie sich außerhalb des Störbereichs (B) des Senders (4) befinden.
Die Karte (100) ist eine Darstellung von Daten einer digitalen Karte (CN), die in Speichermitteln (12) des Datenverarbeitungssystems (1), wie etwa einer Datenbank, gespeichert ist. Die Rechenmittel oder Zentraleinheit, Mittel zur Speicherung, Eingabe und Anzeige von Daten durch eine Tastatur und/oder einen Dialogbildschirm mit Maus oder Anderem wurden nicht im Einzelnen im Datenverarbeitungssystem (1) dargestellt. Die digitale Karte (CN) gibt die natürlichen und künstlichen Reliefs an, sowie ihre Beschaffenheit, wie etwa Wald, Gebäude und andere, was eine Abschätzung der Funkdämpfung von Verbindungen zu berechnen erlaubt, die von den Reliefs betroffen sind.
Der einzustellende Sender (4) (siehe 1) erzeugt einen Störbereich (B), der sich über mehrere Nachbarzellen (CV) erstreckt. Die Zellen sind hier nach einem hexagonalen Modell dargestellt. In einem Netz (N) vom SFN-Typ, das eine Schutzzeit (GI) verwendet, ergibt sich eine korrekte Arbeitsweise, wenn der Bereich, der aus den Zellen (CL) besteht, die die verzögerten Signale im Schutzintervall (GI) empfangen, sich jenseits des Störbereiches (B) des Senders (4) erstreckt. Dagegen verursacht das Netz (N), wie links in den 6 und 7 dargestellt, Interferenzen, wenn sich der Störbereich (B) über die Gesamtheit der Zellen (CL) hinaus erstreckt, für die die Korrektur durch das Schutzintervall (GI) noch möglich ist. Es entstehen dann Berei che (Br) schädlicher Störungen, in denen ein Teilnehmer die Signale nicht in ausreichender Qualität empfangen kann, die aus dem betrachteten Sender (4) stammen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird angewandt, um die relativen Sendezeitpunkte der verschiedenen Sender (4) derart einzustellen, dass die Selbststörung des Netzes (N) vom Typ SFN, wie sie in den 6 und 7 dargestellt ist, minimiert wird. Es ist leicht verständlich, dass die Sendung des einzustellenden Senders (4) relativ zu einem Bezugszeitpunkt vorteilhafterweise verfrüht werden kann, damit die im Störbereich (B) empfangenen Signale die Zielempfänger spätestens im Schutzintervall (GI) erreichen. Durch eine derartige Einstellung kann also die tatsächliche Sendung, die zunächst vorgesehen war, für bestimmte Sender (4) verfrüht werden, während die anderen Sender notwendigerweise Verspätungen relativ zu diesem (gegenüber dem ursprünglich vorgesehenen) verfrühten Zeitpunkt haben werden. Anders gesagt werden die Sender (4), die synchron die über das Netz (N) auszusendenden Daten empfangen, größtenteils untereinander relative Sendeverzögerungen aufweisen.
7 stellt die Tatsache dar, dass der Vorsprung relativ zum ursprünglich angenommenen Bezugszeitpunkt begrenzt sein muss, um keine Nachbarschaftsinterferenzen zu verursachen. Die Bereiche (Br) schädlicher Störungen, die in 7 dargestellt sind, zeigen so, dass die Verzögerung nur in einer begrenzten Spanne parametrisiert werden kann. So kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Netz (N) für die Ausstrahlung von Rundfunksendungen einschließlich mindestens eines Fernseh- oder Radioprogramms eingerichtet werden, in dem die Sender (4) derart eingerichtet sind, dass sie ihre jeweilige Sendung mit einer bestimmten Verschiebung oder Verzögerung auslösen, die nicht das Doppelte der Dauer des Schutzintervalls (GI) über schreitet. Diese Verzögerung liegt beispielsweise zwischen 0 und einem Wert ungleich Null und kleiner als 1 ms. Die Verzögerungen sind also sehr begrenzt, so dass das Netz (N) synchron bleibt und es auf dem Niveau der Teilnehmer unmöglich ist, die Verschiebungen wahrzunehmen. Das Netz (N) verwendet dann eine Kombination von Verzögerungen, die dafür angepasst ist, die Anzahl an Bereichen (Br) schädlicher Störungen zu minimieren, die mit den bevölkerten Bereichen zusammenfallen.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren zur automatischen Planung der Verzögerungen mit Hilfe eines Datenverarbeitungssystems (1) ausgeführt, wie es in 1 dargestellt ist. Dieses System (1) umfasst beispielsweise Speichermittel (12), die erlauben, Daten zu speichern, die das Netz (N) betreffen, einschließlich:

– Daten (3), die geographischen Gebieten entsprechen, die in eine Vielzahl von Punkten oder Pixeln (301, 302, 303) entsprechend der Aufteilung des genannten Netzes (N) aufgeteilt sind und die die Standorte der Funksender (4) umfassen,
– demographische Daten entsprechend der Aufteilung des Netzes, Daten (31), die einen Sendepegel von Sendern angeben und den Empfindlichkeitsschwellenwert des Funkempfangs von Endgeräten der Zelle (1),
– Daten (32), die einem Dämpfungsgesetz der Funkausbreitung entsprechen, und
– Daten, die einer Dauer der Schutzintervalle (GI) entsprechen, die zwischen Datenrahmen vorgesehen sind.

Das System (1) umfasst Parametrisierungsmittel für eine Mehrzahl von Funksendern (4) und ein Berechnungsmodul (11), das erlaubt, die das Netz (N) betreffenden Daten zu verarbeiten, um Zahlendaten zu berechnen, die die Bevölkerung angeben, die sich in Bereichen (Br) schädlicher Störungen befinden. Wie in
1 dargestellt, umfasst das System (1) Mittel zur Auslösung (nicht dargestellt) einer Sendung zu einem bestimmten Zeitpunkt für jeden Funksender (4). Steuermittel der Auslosungsmittel sind vorgesehen, um die Sendung bei jedem Funksender (4) zu verzögern. Mittel zur Anpassung der Verzögerungen stehen beispielsweise mit diesen Steuermitteln in Verbindung, um verschiedene Kombinationen von Verzögerungen für die Gesamtheit der Sender (4) zur Verfügung zu stellen. Die Mittel zur Parametrisierung der Funksender, die beispielsweise die Steuermittel der Mittel zur Auslösung der Sendung und die Mittel zur Anpassung der Verzögerungen umfassen, erlauben so die Anwendung von Verzögerungen, die in den Speichermitteln (12) gespeichert sind.
Das Berechnungsmodul (11) verfügt außerdem über Wiederholungsmittel, die erlauben, Zahlen der Bevölkerung in den Bereichen (Br) schädlicher Störungen für verschiedene Verzögerungskombinationen erneut zu berechnen. Wie in 1 dargestellt, umfasst das System (1) Konfigurationsmittel (13) in Verbindung mit dem Berechnungsmodul (11), um eine Anzahl von Wiederholungen auszugeben, die erlaubt, die Wiederholungsmittel zu deaktivieren. Anders gesagt werden die Berechnungen, die wiederholt werden, um gegen eine optimale Lösung zu konvergieren, beendet, sobald die mit Hilfe der Konfigurationsmittel (13) durch den Bediener parametrisierte Anzahl an Wiederholungen erreicht ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung können die Steuermittel unter den Kombinationen, die von den Mitteln zur Verzögerungsanpassung zur Verfügung gestellt werden, eine Verzögerungskombination für die Gesamtheit der Sender (4) anwenden, die die höchste Dienstqualität vom Standpunkt der Teilnehmer bietet. Diese Kombination entspricht so der Erreichung eines Minimums bei der Abschätzung der Bevölkerungszahlen in den Bereichen (Br) schädlicher Störungen durch das Berechnungsmodul (11). In einer Ausführungsvariante können die demographischen Daten durch Verkehrsdichtedaten abonnierter Teilnehmer (Nutzer eines Funkfernsprechnetzes) ersetzt werden. Diese Verkehrsdichtedaten werden dann in den Speichermitteln (12) gespeichert und die Schätzungen, die das Berechnungsmodul ausführt, stellen dann einen durch schädliche Störungen schlecht versorgten Verkehr dar. So wir verständlich, dass die demographischen Daten erfindungsgemäß durch andere Daten ersetzt werden können, die sich auf eine Nutzungsdichte des Dienstes beziehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verfügt das Berechnungsmodul (11) über Mittel zur Erstellung einer Funkversorgung des Netzes (N), die erlauben, die das Netz (N) betreffenden Daten (3, 4, 31, 32) zu verarbeiten, die in den Speichermitteln (12) gespeichert sind, um Daten zu erzeugen, die Karten (CN) der Versorgung des Netzes (N) entsprechen. Diese Daten geben für jeden der Sender (4) Feldstärkepegel der Signale an, die in jedem der Pixel (301, 302, 303) empfangen werden. Das Datenverarbeitungssystem (1) erlaubt so, die Sender (4) zu entwickeln und sie auf der Anzeigevorrichtung (10) darzustellen. Der Bediener kann so das gesamte oder einen Teil des zu planenden Netzes (N) anzeigen.
Das Versorgungsgebiet jedes Senders wird beispielsweise unter Verwendung eines Vorhersagemodells berechnet, das insbesondere das Dämpfungsgesetz der Funkausbreitung implementiert, das mit den entsprechenden Datenbanken über Höhenlage und Morphologie (Gelände) verbunden ist. Dieses Vorhersagemodell erlaubt es, dank der Aufteilung in Pixel (301, 302, 303) die lokalen Besonderheiten des Netzes (N) zu kennzeichnen. Die von jedem Sender (4) eingehende Empfangsstärke kann so in jedem Pixel des behandelten Gebietes auf der Karte (100) berechnet werden. Es können auch jeder der Funkzellen zugeordnete Matrizen berechnet werden, um diese Empfangsstärken auf Zellenniveau darzustellen. Die so berechnete Versorgung durch jeden Sender (4) wird in den Speichermitteln gespeichert, um die genannten Daten zu bilden, die Karten (CN) der Versorgung des Netzes (N) entsprechen.
Das Datenverarbeitungssystem (1) erlaubt dann, aufgrund der jeweiligen erhaltenen Versorgungen das von jedem der Sender (4) empfangene Signal abzuschätzen. Hierzu bestimmt das Berechnungsmodul (11) für jeden Sender (4) einen Abstand zwischen dem Sender (4) und dem zu betrachtenden Pixel (301, 302, 303), und korrigiert dann diesen Abstand um die eventuelle für diesen Sender (4) mit Hilfe der Mittel zur Anpassung der Verzögerungen parametrisierte Verzögerung. Anders gesagt werden für ein gegebenes Pixel (301) die in diesem Pixel (301) empfangenen Signale mit ihren Zeitkomponenten abgeschätzt, wobei die Stärke jedes dieser Signale ebenfalls bestimmt wird, wie in 5 dargestellt. Die Komponenten (C1, C2,... Ci,..., Cn) der empfangenen Signale, die von den verschiedenen Sendern (4) stammen, erlauben es, die Arbeitsweise des Netzes (N) qualitativ abzuschätzen.
Jede Komponente kann mit Hilfe einer Dämpfungsfunktion A(R) in Abhängigkeit vom Abstand R zum Sender nach der folgenden Formel erhalten werden: C = P – A(R)in der P die Sendeleistung ist und die Funktion A(R) ein der Technik und der Arbeitsumgebung entsprechendes Ausbreitungsgesetz, beispielsweise das bekannte Modell COST 231, das die sich in einem bestimmten Abstand R vom Sender (4) ergebende Feldstärke angibt.
Das Berechnungsmodul (11) umfasst Abschätzungsmittel, die für jeden Funksender (4) ein Nutzsignal und ein Interferenzsignal bestimmen. In einer Ausführungsform der Erfindung werden die entsprechenden Signale in den Pixeln (301, 302, 303) des Netzes (N) abgeschätzt. Diese Abschätzungsmittel erlauben es beispielsweise, Feldstärkepegel der empfangenen Signale in eine nützliche Komponente und eine Störkomponente zu zerlegen. Eine mit Hilfe der Konfigurationsmittel (13) parametrisierte Gewichtsfunktion wird zur Ausführung dieser Zerlegung angewandt. Jede der in der vorangehenden Phase durch das Berechnungsmodul (11) bestimmten Komponenten Ci kann in einen Nutzanteil CiWi und einen Störanteil Ci(1-Wi) zerlegt werden. Die Verteilung des Gewichts zwischen Nutz- und Störanteil ist von der angewandten Technik abhängig. Das Gewicht wird beispielsweise dafür ausgewählt, den Techniken vom Typ DVB-H, DVB-T, DAB (Digital Audio Broadcasting), der Technik DMB (Digital Multimedia Broadcasting) koreanischen Ursprungs, FLO oder jeder anderen, auf der OFDM beruhenden Technik zu entsprechen.
In einer Ausführungsform der Erfindung erlauben die Parametrisierungsmittel des Systems eine spezifische Parametrisierung dieser Gewichtsfunktionen oder die Anwendung vorprogrammierter Funktionen für die Techniken T-DAB, DVB-T und DVB-H. Diese Funktionen werden im Referenzartikel „Impact an coverage of intersymbol interference and FFT window positioning" von Roland Brugger und David Hemingway, EBU technical review, Juli 2003, beschrieben.
Das Berechnungsmodul (11) verfügt über Mittel zur Bestimmung einer Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3), die jedem Pixel (301, 302, 303) zugeordnet ist, für jeden Funksender (4). Diese Bestimmungsmittel erlauben es, aus den geschätzten Signalen, die den entsprechenden Pixeln zugeordnet sind, die von den Abschätzungsmitteln ausgegeben werden, einen Wert zu berechnen, der das Signal-/Stör-Verhältnis C/(I + N) für jedes Pixel (301, 302, 303) angibt. Die genannte Störung setzt sich aus interzellularen Interferenzen I und dem Rauschen N zusammen, das von der von den Funksendern (4) der Zelle verwendeten Kanalbreite abhängt. Für einen gegebenen Sender (4) wird die Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3) im Pixel (301, 302, 303) von den genannten Bestimmungsmitteln von den Berechnungen des Verhältnisses C/(I + N) ausgehend berechnet, das in den entsprechenden Pixeln (301, 302, 303) bestimmt wurde. Es ist verständlich, dass sich die jeweiligen Störwahrscheinlichkeiten (P1, P2, P3) in jedem Pixel (301, 302, 303) leicht aus den entsprechenden Berechnungen des genannten Verhältnisses in den Pixeln der Zelle ergeben. Hierfür verwenden Vergleichsmittel des Berechnungsmoduls (11) einen Minimalwert des Verhältnisses, der in den Speichermitteln (12) gespeichert wird, um für jedes Pixel (301, 302, 303) zu bestimmen, ob dieses Minimalverhältnis nicht erreicht ist, Auf diese Weise erlauben die Vergleichsmittel die Bestimmung der Störwahrscheinlichkeiten (P1, P2, P3) für ein gegebenes Pixel (301, 302, 303).
In an sich bekannter Weise ist der Minimalwert des Verhältnisses C/(I + N) zum Erreichen einer korrekten Arbeitsweise von der verwendeten Technik abhängig und von den Wahlmöglichkeiten für Modulation und Codierung in dieser Technik:
In ebenfalls an sich bekannter Weise ist das Verhältnis von Signal zu Interferenz am Rand des Versorgungsgebietes eines Senders (4) eine Funktion des Radius Rc einer von einem Sender (4) versorgten Zelle und des Abstandes D, der der Ausbreitungs zeit der Frist zwischen Symbolen, die das Schutzintervall (GI) bildet, entspricht:
In gleicher Weise ist bekannt, dass das Signal-/Stör-Verhältnis Funktion des Versorgungsradius der Zelle Rc ist:
Um den Dienst in einem gegebenen Punkt oder Pixel (301, 302, 303) zu erhalten, muss das Verhältnis C/(I + N) größer sein, als der Bezugsminimalwert, der mit der Technik verträglich ist, d. h.:
mit Ireell = Creell/Störung (Rc, D)wobei Störung von (Rc, D) den folgenden Wert hat:
Die Funktion prob(Wert1; Wert2) ist eine Funktion, die die mit einer Wahrscheinlichkeit größer als Wert2 bei einem Mittelwert gleich Wert1 erreichte Feldstärke angibt. Der Wert prob_Dienst wird vom Bediener in Abhängigkeit von der gewünschten Dienstqualität für die betrachtete Technik parametrisiert.
Wie in 1 dargestellt, erlaubt das erfindungsgemäße System (1) die Berechnung der Daten, die den Bevölkerungszahlen in den Bereichen (Br) schädlicher Störungen entsprechen, mit Hilfe von Zuordnungsmitteln, die dafür vorgesehen sind, für jeden Sender (4) ein Kriterium zu bestimmen, das der Gesamtbevölke rung in den Bereichen (Br) schädlicher Störungen entspricht. Dieses Kriterium wird durch Verknüpfung der Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3) in jedem Pixel (301, 302, 303) mit den demographischen Daten entsprechend der Aufteilung des Netzes (N) bestimmt. Die Zuordnung der Störwahrscheinlichkeit in den Pixeln (301, 302, 303) auf die in diesem Pixel wohnende Bevölkerung erlaubt so, die in diesem Pixel (301_' 302, 303) gestörte Bevölkerung zu berechnen. Es ist leicht verständlich, dass dann die gestörte Gesamtbevölkerung die Summe der gestörten Bevölkerung in jedem Pixel (301, 302, 303) über die nützliche Oberfläche ist, die dem Versorgungsgebiet des Netzes (N) entspricht.
Das Berechnungsmodul (11) bestimmt die von den Steuermitteln anzuwendende Verzögerungskombination unter Verwendung von Vergleichsmitteln des Berechnungsmoduls (11), die dazu dienen, unter einer Mehrzahl durch Integration über die Gesamtheit der Sender (4) berechneter und jeweils verschiedenen Verzögerungskombinationen entsprechender Kriteriensummen eine Minimalsumme zu bestimmen. Anders gesagt erfolgt die Anpassung der relativen Sendezeitpunkte der verschiedenen Sender (4) durch das Berechnungsmodul (11) in spezifischer Weise, um ein Minimum der Kriteriensumme zu erreichen. Die Vergleichsmittel des Berechnungsmoduls (11) erlauben es, dieses Minimum durch Ausführung von Vergleichen mehrerer verschiedener Lösungen der Anpassung der Sendeverzögerungen innerhalb des Netzes (N) zu bestimmen. Jede einer der Lösungen entsprechende Summe wird beispielsweise in den Speichermitteln (12) des Systems (1) gespeichert.
Im Laufe der Variationen der Sendeverzögerungen, die von den Mitteln zur Anpassung der Verzögerungen innerhalb der oberen und unteren Grenzen der zeitlichen Verschiebungen, die vom Bediener parametrisiert wurden (relativ zum ursprünglich vorge sehenen Bezugszeitpunkt), ausgeführt werden, speichert das Berechnungsmodul (11) Daten, die die Qualität der Verzögerungskombinationen angeben. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Optimierung der Verzögerungen insbesondere durch Anwendung eines Optimierungsalgorithmus vom Typ simuliertes Tempern durch das Berechnungsmodul (11). Dieser Algorithmus wird in einem Arbeitsspeicher des Berechnungsmoduls (11), einer Datenbank oder einem beliebigen anderen Speichermittel gespeichert, das mit dem Berechnungsmodul (11) verbunden ist. Eine mit diesem Algorithmus vorgesehene Konvergenzfunktion hat beispielsweise die Form:
wobei [t] eine Kombination [t] von Verzögerungen ist, die jeweils auf jede Sendung Txi angewandt wird, und
die durch die Sendung Txi gestörte Bevölkerung, wenn der mit Txj bezeichnete Sender um ti–tj gegenüber dem mit Txi bezeichneten Sender verzögert wird.
Die ausgeführte Kostenfunktion besteht also für eine Gesamtheit von Sendeverzögerungen [t] der verschiedenen Sender (4) aus der Summe der gestörten Bevölkerungen für jedes Paar von Zellen aufgrund des Unterschiedes ihrer jeweiligen Sendeverzögerungen. Zwei Parameter, wie ein Zulässigkeitsschwellenwert Xa und eine Anzahl an Wiederholungen Xi können vom Bediener festgelegt werden, damit die genannte Optimierung solange ausgeführt wird, bis die Änderungen von Konvergenzfunktion oder -kriterium Kosten([t]) im Verlauf von Xi Wiederholungen diese auf einen Wert unter dem Schwellenwert Xa bringt. Alternativ kann kein Schwellenwert vorgesehen werden und die akzeptierte Verzögerungskombination [t] ist diejenige, die das Erhalten des Minimums unter den berechneten Summen erlaubt. Die Konvergenz wird beendet, sobald die vom Bediener parametrisierte Anzahl von Xi Wiederholungen erreicht ist. Natürlich kann der Algorithmus vom Typ simuliertes Tempern auch durch ein Tabulisten-Verfahren oder ein beliebiges anderes abgeleitetes iteratives Konvergenzverfahren ersetzt werden.
Diese Art der Bestimmung einer anzuwendenden Verzögerungskombination [t] hat den Vorteil einer kurzen Rechenzeit. Um zu erlauben, das Netz (N) auf noch sicherere Weise zu optimieren, sieht das System (1) beispielsweise vor, die in der oben beschriebenen Weise erhaltene quasi optimale Lösung zu verwenden und aus dieser ersten Lösung Störungskarten für alle möglichen Änderungen der Verzögerung eines einzigen Senders zu berechnen. Diese erste optimale Lösung kann ausgeführt werden, ohne eine neue Berechnung der Bevölkerungszahlen in den Bereichen (Br) schädlicher Störungen zu erfordern. Die Anpassung der Verzögerungen kann nämlich unter Steuerung durch die Wiederholungsmittel unmittelbar nach der Berechnung der Konvergenzfunktion wiederholt werden. Die Anzahl der Wiederholungen, die der Schleife „Ampassung der Verzögerungen – Konvergenzberechnung" zugeordnet ist, kann so parametrisiert werden und eine quasi optimale Lösung für die Verzögerungskombination kann gespeichert werden.
Wie in 4 dargestellt, umfasst das Verfahren zur automatischen Planung von Verzögerungen der Sendezeiten eine Stufe (500) der Verarbeitung der das Netz (N) betreffenden Daten, in der das Berechnungsmodul (11) Daten bestimmt, die sich auf die Bevölkerung in Bereichen (Br) schädlicher Störungen beziehen, und dann Sendeverzögerungen angewandt werden, um die Sendung von Funksendern (4) zu in einer Anpassungsstufe (54) verschobenen Zeitpunkten zu veranlassen. Diese Anpassungsstufe (54) kann von einer Wiederholung der Verarbeitungsstufe (500) gefolgt werden, um erneut Bevölkerungszahlen in den Bereichen schädlicher Störungen abzuschätzen. Eine Anzahl an Wiederholungen kann hierfür mit Hilfe von Konfigurationsmitteln (13) des Systems (1) parametrisiert werden. Die Anpassungsstufe (54) verwendet beispielsweise Werte, die mit einem Schritt von zwischen 1 μs und 45 μs in einem Wertebereich verteilt sind, dessen größter Wert unter 500 μs liegt. Der Schritt kann auch größer als 5 μs sein, um zu erlauben, die Berechnungen zu beschleunigen. Um eine Feinoptimierung zu erhalten, kann diese Stufe (54) Einzeländerungen eines Verzögerungswertes für einen Sender (4) beitragen und erlauben, den Änderungswert auszuwählen, der zur größten Verbesserung führt. Die Anpassungsstufe (54) sieht auch eine Speicherung der verwendeten Verzögerung für jeden Funksender (4) vor.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Anpassungsstufe eine Stufe (541) zur Auswahl einer Anpassung der Verzögerungen, gefolgt von einer Stufe (542) der Konvergenzberechnung. Die Stufe (542) der Konvergenzberechnung sieht eine Berechnung eines Kriteriums vor, das der Gesamtbevölkerung in Bereichen (Br) schädlicher Störungen entspricht. Die Stufe (54) zur Anpassung der Verzögerungen kann also eine Mehrzahl von Berechnungen dieses Kriteriums umfassen und endet, wenn die Anzahl an Wiederholungen erreicht ist. Es ist leicht verständlich, dass zur Begrenzung der Rechenzeit die Anzahl an Wiederholungen zur erneuten Ausführung der Stufe (541) der Auswahl einer Anpassung der Verzögerungen und der Stufe (542) der Konvergenzberechnung größer sein kann, als die Anzahl an Wiederholungen, die für die erneute Ausführung der Verarbeitungsstufe (500) vorgesehen ist.
Die Anpassungsstufe (54) wird nach Abschluss der Wiederholungen beendet, indem die gespeicherte Kombination der für jeden Sender der Gesamtheit von Sendern (4) verwendeten Verzögerungen angewendet wird, die es erlaubt, ein Minimum für die genannten geschätzten Bevölkerungszahlen in den Bereichen (Br) schädlicher Störungen zu erreichen.
Im nicht einschränkenden Beispiel der 4 umfasst die Verarbeitungsstufe (500):

– für jeden Funksender (4) eine Stufe (50) der Bestimmung einer Funkversorgung des Netzes (N);
– für jedes Pixel (301, 302, 303) des Netzes (N) eine Stufe (51) der Abschätzung der verschiedenen Komponenten des empfangenen Signals mit ihren jeweiligen Werten von Amplitude und zeitlicher Verschiebung;
– für jedes Pixel (301, 302, 303) des Netzes (N) eine Stufe (52) der Berechnung der Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3); und
– eine Stufe (53) der Bestimmung eines Kriteriums, das der Gesamtbevölkerung in Bereichen schädlicher Störungen entspricht.

Die Stufe (50) der Bestimmung der Funkversorgung umfasst eine Verarbeitung von geographischen Kartendaten (3) durch das Berechnungsmodul (11), die die Standorte der Funksender (4) umfassen, Daten (31), die einen Sendepegel von Sendern angeben und einen Schwellenwert der Funkempfangsempfindlichkeit von Endgeräten der Zelle (1), und Daten (32), die einem Dämpfungsgesetz der Funkausbreitung entsprechen, um Daten zu erzeugen, die Karten (CN) der Versorgung des Netzes (N) entsprechen, die für jeden der Sender (4) Feldstärkepegel der in jedem der Pixel (301, 302, 303) empfangenen Signale angeben. Die Stufe (50) zur Bestimmung der Funkversorgung wird von der Stufe (51) der Abschätzung eines Nutzgewichts und eines Interferenzgewichts für jedes der empfangenen Signale gefolgt.
Wie in 4 dargestellt, folgt eine Stufe (52) der Berechnung der Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3), die die Berechnung eines Wertes, der dem Signal-/Stör-Verhältnis entspricht, für jedes Pixel (301, 302, 303) aus den abgeschätzten Signalen, die den entsprechenden Pixeln zugeordnet sind, durch das Berechnungsmodul (11) vorsieht. Die Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3) im Pixel wird aus den Berechnungen des genannten Verhältnisses in den Pixeln durch das Berechnungsmodul (11) abgeleitet. Von diesen Störwahrscheinlichkeiten (P1, P2, P3) in jedem Pixel und den der Aufteilung des Netzes (N) entsprechenden demographischen Daten ausgehend, erlaubt die folgende Stufe (53) das Kriterium zu bestimmen, das dazu dient, die Zahlen der vom Netz (N) schlecht versorgten Bevölkerung abzuschätzen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, den Vorgang der Planung von Verzögerungen in zwei Teile zu unterteilen: einen ersten Teil, der dazu dient, schnell eine quasi optimale Lösung zu erhalten, und einen zweiten Teil, der dafür vorgesehen ist, die verbleibenden, dem ersten Teil des Vorganges inhärenten Mängel zu korrigieren. Wie in 8 dargestellt, kann das erfindungsgemäße Verfahren also eine Stufe (600) der Initialisierung der Parameter des Netzes (N) aufweisen und insbesondere eines Bezugszeitpunktes, der zunächst für die Sendung der Datenrahmen durch die Sender (4) vorgesehen ist. Das Verfahren umfasst zunächst eine Stufe (50') der Berechnung der Funkversorgung jedes Senders (4), die der in 4 dargestellten Stufe (50) entspricht. Matrizen der Empfangspegel in den Pixeln (301, 302, 303) können so erhalten werden und digitale Karten (CN), die in den Speichermitteln (12) gespeichert werden.
In der Ausführungsform der 8 wird eine Stufe (E1) der Berechnung von Störbelastungen mit Hilfe des Berechnungsmoduls (11) ausgeführt. Diese Berechnung beginnt mit der Stufe (51') der Abschätzung eines Nutzsignals und eines Interferenzsignals, in der die empfangene Nutzstärke und die Störstärke in jedem Punkt oder Pixel (301, 302, 303) berechnet werden. Die 5 erlaubt es, die Bestimmung der Komponenten (C1, C2, ... Ci, ..., Cn) der Signale darzustellen. Der erste Teil des Planungsverfahrens kann vorteilhafterweise dazu dienen, die Beeinträchtigungen zwischen jedem Paar von Zellen ausschließlich auf der nützlichen Fläche abzuschätzen, bei der es sich um den Bereich handelt, in dem die eine oder die andere der Zellen im geamten Netz (N) mit einer Feldstärke empfangen wird, die größer oder gleich dem Minimalverhältnis C/N ist, das der Sendetechnik und der ausgewählten Modulation und Codierung entspricht. Diese Beeinträchtigungen zwischen jedem Paar von Zellen werden für alle Werte von Sendeverzögerungsdifferenzen berechnet, die so einen einzigen Koeffizienten bilden, der das Gewicht der Interferenzen zwischen zwei Zellen für eine gegebene Sendezeitdifferenz zusammenfasst.
Das Verhältnis C/N ist beispielsweise ein Verhältnis, das um eine vom Bediener parametrisierbare Spanne korrigiert ist, um den Besonderheiten bestimmter Bereiche des Netzes Rechnung zu tragen (um einer größeren Qualitätsanforderung Rechnung zu tragen). So wird in jedem Pixel (301, 302, 303) im nützlichen Bereich einfach eine Berechnung des Nutz- und des Störanteils jedes der beiden empfangenen Signale mit Hilfe einer Gewichtsfunktion ausgeführt, indem beispielsweise als Zeitursprung das stärkste der beiden Signale genommen wird.
Das System (1) erlaubt nämlich die spezifische Parametrisierung von Gewichtsfunktionen oder die Anwendung von für die Sendetechniken, beispielsweise T-DAB und DVB-T/H vorprogrammierten Gewichtsfunktionen.
Wenn die Sendungen nach der Norm T-DAB ausgeführt werden, hat der parametrisierbare Gewichtsfaktor beispielsweise die Form:
wobei

Wi: den Gewichtsfaktor des i-ten Signals bezeichnet,
Tu: die Nutzperiode eines Symbols bezeichnet,
Δ: den Abstand zwischen den Symbolen bezeichnet, und
t: den Eingangszeitpunkt des Signals relativ zu einem Bezugszeitpunkt bezeichnet.

Wenn die Sendungen nach der Norm T-DVB-H erfolgen, hat der parametrisierbare Gewichtsfaktor beispielsweise die Form:
wobei

Wi: den Gewichtsfaktor des i-ten Signals bezeichnet,
Tu: die Nutzperiode eines Symbols bezeichnet,
Δ: den Abstand zwischen den Symbolen bezeichnet,
t: den Eingangszeitpunkt des Signals relativ zu einem Bezugszeitpunkt bezeichnet, und
Tp: das Intervall des nützlichen Beitrags des Signal bezeichnet.

Die Aufteilung in Nutzanteil und Störanteil berücksichtigt die Faktoren Wi. Die Gesamtstärke Ct des Nutzsignals und die Gesamtstörstärke It ergeben sich jeweils nach den folgenden Formeln:
Im Fall der Norm T-DAB ist die Demodulation eine Differenzdemodulation, während die Demodulation im Fall der DVB-T/H kohärent ist. Es sei auf die oben erwähnte Schrift „Impact an coverage of intersymbol interference and FFT window positioning" verwiesen, um spezielle Zusatzinformationen zu finden, die sich auf die verwendeten Techniken beziehen, mit dem Ziel, den Nutzanteil und den Störanteil der empfangenen Signale abzuschätzen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Festlegung des Bezugszeitpunktes nach mehreren möglichen Verfahren erfolgen kann. Als nicht einschränkendes Beispiel können die Verfahren, die von den OFDM-Empfängern mobiler Endgeräte angewandt werden, um ihr Demodulationsfenster zu synchronisieren, beruhen auf:

– Bezug auf das stärkste Signal,
– Bezug auf das erste Signal über einem Schwellenwert,
– Bezug auf den „Schwerpunkt" (Verzögerung, die durch die Stärke jedes der empfangenen Signale gewichtet wird, wie in 5 dargestellt),
– Festlegung auf den Signalanteil, der es erlaubt, das Verhältnis C/I zu maximieren.

Das Berechnungsmodul (11) des Datenverarbeitungssystems (1) kann es erlauben, eins dieser vier Verfahren auszuwählen, wobei in der Praxis naheliegt, dasjenige zu parametrisieren, das dem überwiegend in den mobilen Endgeräten implementierten Verfahren entspricht.
Die Störwahrscheinlichkeiten (P1, P2, P3) werden für jedes Pixel (301, 302, 303) in der Berechnungsstufe (52') analog zur bereits oben beschriebenen Stufe (52) bestimmt. Der Schritt (53') liefert dann das Kriterium, das der Gesamtbevölkerung in Bereichen schädlicher Störungen entspricht. In der Ausführungsform der 8 erfolgt die Auswahl von Verzögerungen, die in der Auswahlstufe (61) parametrisiert wurde, indem die Sendeverzögerung zwischen den Minimal- und Maximalgrenzen variiert wird, die der Bediener parametrisiert hat. Die folgende Stufe (62) führt beispielsweise den Optimierungsalgorithmus vom typ simuliertes Tempern der oben genannten Art aus, um eine Konvergenz gegen eine quasi optimale Verzögerungskombination [t] zu erreichen. In dieser Stufe werden, solange die Anzahl an Wiederholungen Xi nicht erreicht ist, mit Hilfe der Mittel zur Anpassung der Verzögerungen bei einer Wiederholung der Auswahlstufe (61) Änderungen der Verzögerungen vorgeschlagen. Die Anpassung berücksichtigt die Fälle, die in den 6 und 7 dargestellt sind, indem beispielsweise bestimmte Verzögerungen beibehalten werden, die erlauben, die Bereiche (Br) schädlicher Störung zu verkleinern/beseitigen und bestimmte Verzögerungen zu streichen, die keine derartige Verkleinerung erlauben.
Der zweite Teil des Verfahrens der Verzögerungsplanung erlaubt es, Anpassungen direkt von der quasi optimalen Verzögerungskombination ausgehend auszuführen, die durch den oben beschriebenen ersten Teil erhalten wurden. Wie in 8 dargestellt, wird mit Hilfe des Berechnungsmoduls (11) eine Stufe (E2) der Berechnung von Störungskarten unter Berücksichtigung aller möglichen Verzögerungen ausgeführt. Diese Berechnung umfasst eine Stufe (63) der Datenentnahme, die erlaubt, einerseits Daten, die die Störungen angeben, die sich aus den programmierten Verzögerungen bei jedem Sender (4) unter Berücksichtigung der digitalen Karten (CN) ergeben, auszugeben und andererseits Bevölkerungsdaten. Ausgehend von der einheitlichen Versorgung der Zellen (Matrizen der Empfangspegel) und in Abhängigkeit von den Verzögerungen erzeugt das Berechnungsmodul (11) Daten, die einer Karte der Störwahrscheinlichkeit entsprechen. Diese Störwahrscheinlichkeit ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Verhältnis C/(I + N) in einem Pixel (301, 302, 303) niedriger ist, als das minimale Arbeitsniveau des Netzes (N) angesichts der Dispersion der Feldstärke im Pixel (301, 302, 303).
In einer Ausführungsform der Erfindung werden dann Bevölkerungskarten mit den Störwahrscheinlichkeiten in jedem Pixel (301, 302, 303) verknüpft, um präzise den Prozentsatz der Bevölkerung zu bestimmen, der Störungen unterworfen ist. Dieser Prozentsatz kann folgendermaßen berechnet werden:
wobei x und y Pixelkoordinaten darstellen.
Diese Funktion zur Abschätzung des Prozentsatzes der Bevölkerung, der Störungen ausgesetzt ist, kann verwendet werden, um die potentiellen Lösungen untereinander zu qualifizieren. Die Stufe (E2) zur Berechnung von Störungskarten dient so dazu, Bezugsinformationen zu liefern, um eine Lösung zu finden, die so stark wie möglich die Funktion gestörter_Bev-anteil minimiert. Wie in 8 angegeben, kann das Verfahren mit einer Stufe (641) zur Verzögerungsanpassung fortgesetzt werden, die die Bezugsdaten berücksichtigt, die in Form von Störungskarten geliefert werden. Die Stufe (641) erlaubt, einzelne Änderungen eines Verzögerungswertes für einen Sender (4) auszuführen und die Änderung auszuwählen, die die größte Verbesserung bewirkt. Die folgende Stufe (642) führt beispielsweise den Optimierungsalgorithmus vom Typ simuliertes Tempern der oben genannten Art aus, um eine Konvergenz gegen eine vollkommen optimale Verzögerungskombination [t] zu erstellen. Der Schritt (642) wird von einer Wiederholung der Stufe der Berechnung von Störungskarten gefolgt, um die Bezugsdaten zu aktualisieren, die in der folgenden Stufe (641) der Verzögerungsanpassung verwendet werden müssen, bis eine parametrisierte Anzahl an Wiederholungen erreicht ist. Da jede Wiederholung aufgrund der hohen Zahl an Sendestandorten und Verzögerungswerten komplexe Berechnungen in jedem Pixel des Netzes (N) erfordert, kann die Anzahl an Wiederholungen niedrig gewählt werden (beispielsweise kleiner als 100).
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das in 8 dargestellte Verfahren mögliche verringerte Verzögerungswerte verwenden, beispielsweise durch Auswahl von Werten, die Mehrfachen von zehn oder zwanzig Mikrosekunden entsprechen und nicht den Mikrosekunden selbst. Auf diese Weise kann die Qualität des Ergebnisses gut bleiben, obwohl die Rechenzeit verringert wird. Der Erhöhungsschritt der möglichen Verzögerungswerte muss trotzdem ein niedriges Verhältnis zum Schutzintervall haben, beispielsweise höchstens ein Fünftel dieses Schutzintervalls (GI).
Natürlich kann, wenn die Werte durch Verwendung eines Erhöhungsschrittes in der Größenordnung von zehn Mikrosekunden verringert sind, in Erwägung gezogen werden, das in 8 dargestellte Verfahren durch mindestens einen zusätzlichen Wieder holungszyklus im zweiten Teil zu vervollständigen, um alle möglichen Werte auszuwerten.
Beispielsweise kann in der DVB-T- oder DVB-H-Technik im OFDM-Modus von 8K (der 6817 Unterträgern entspricht) mit einer Quadratur-Phasenumtastung QPSK ¼ (Quadrature Phase Shift Keying ¼), das Schutzintervall (GI) gleich 224 μs gewählt werden. Der Variationsbereich der Verzögerung kann durch eine Parametrisierung durch den Bediener mit Hilfe der Konfigurationsmittel (13) auf zwischen 0 und dem Zweifachen der Dauer dieses Intervalls (GI) begrenzt werden, Die Architektur des Netzes (N) wird natürlich bei der Parametrisierung des maximalen Abstandes zwischen den Sendeverschiebungen oder -verzögerungen berücksichtigt. Dies kann fast 450 Werten entsprechen, wenn die Erhöhung zwischen den Werten 1 μs beträgt. Eine im erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehene Option besteht darin, einige Berechnungen unter Verwendung von Werten von einigen zwanzig Mikrosekunden auszuführen, um die Konvergenz zu beschleunigen. Sobald die Konvergenz erreicht ist, ist es möglich, für eine Feinoptimierung in Schritten von 5 μs und dann 1 μs fortzufahren.
Alternativ oder zusätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren eine Aufteilung des Netzes (N) in Maschen größerer Abmessungen, als die Pixel anwenden (Abmessungen größer, als 1 km 1 km beispielsweise). Insbesondere kann die Verteilung in derartigen Maschen für die Berechnung der Funktion gestörter_Bevanteil angewandt werden. Während die Berechnungen der Versorgung dann typischerweise mit Auflösungen von einigen Dutzenden von Metern erfolgen und angesichts der Tatsache, dass die interferierenden Stellen sich in einigen Dutzend km Entfernung voneinander befinden (das Schutzintervall kann nämlich ausreichend groß sein, um die Interferenzen viel weiter zu verschieben, als 10 km), können die Interferenzberechnungen auf einer Grundlage von einigen km² erfolgen.
Hierzu genügt es, die Versorgungskarten (CN) jedes Sendestandortes mit einer gewünschten Auflösung feinabzutasten und dabei den Minimalwert und den Maximalwert der Stärken der empfangenen Signale beizubehalten. Der Minimalwert dient nämlich der Abschätzung der Nutzfeldstärke C, während der Maximalwert der Abschätzung der Störfeldstärke dient. Beispielsweise ermöglicht der Übergang von einer Auflösung von 50 Metern (Abmessung eines Pixels) zu einer Berechnung über 2 km, die Berechnung einer Wiederholung im zweiten Teil des Verfahrens um einen Faktor 1600 zu beschleunigen. Es versteht sich von selbst, dass die Wahl dieser Berechnungsauflösung ebenfalls durch die Dauer des Schutzintervalls (GI) begrenzt ist, die groß gegenüber der Größe der Flächenmasche bleiben muss, d. h. in einem Verhältnis von mindestens 10. Auch hier ist es möglich, eine mit geringer Auflösung ausgeführte Optimierung durch einige Wiederholungen mit hoher Auflösung zu vervollständigen, mit einer Berechnung der Abschätzungsfunktion gestörter_Bev-anteil, die unter Betrachtung der Elementar-Pixel (301, 302, 303) ausgearbeitet wurde.
Einer der Vorteile der Erfindung besteht darin, eine Qualitätsverbesserung der Versorgung und einen Zeitgewinn beim Entwurf eines Funknetzes (N) zu erlauben, das nur eine Frequenz verwendet, um einen digitalen Rundfunkdienst für zellulare Mobilendgeräte anzubieten.
Es muss den Fachleuten klar sein, dass die vorliegende Erfindung Ausführungsformen in zahlreichen anderen spezifischen Formen erlaubt, ohne den Anwendungsbereich der Erfindung zu verlassen, wie sie beansprucht wird. Dementsprechend müssen die vorliegenden Ausführungsformen als Beispiele aufgefasst werden, können jedoch auch in dem Rahmen geändert werden, der durch den Umfang der beigefügten Patentansprüche definiert wird, und die Erfindung darf nicht auf die oben angegebenen Einzelheiten eingeschränkt werden.

Claims

Verfahren für die automatischen Planung von Verzögerungen der Sendezeiten verschiedener Funksender (4), die mit einer gleichen Frequenz Funkzellen erzeugen, so dass ein in Zeit und Frequenz synchrones digitales Rundfunkübertragungsnetz (N) gebildet wird, das mittels eines Datenverarbeitungssystems (1) umgesetzt wird, das Speichermittel (12) zum Speichern der auf das Netz (N) bezogenen Daten aufweist, welche für geographische Bereiche repräsentative Daten (3) aufweisen, die gemäß der Aufteilung des Netzes (N) in eine Mehrzahl von Punkten oder Pixeln (301, 302, 303) aufgeteilt sind und die Position der Funksender (4) enthalten, demographische Daten entsprechend der Aufteilung des Netzes, einen Sendepegel von Sendern und einen Empfindlichkeitsschwellenwert für den Funkempfang der Terminals der Zelle (1) spezifizierende Daten (31), für ein Gesetz für die Dämpfung bei der Funkwellenausbreitung repräsentative Daten (32), und für eine Dauer der Schutzintervalle (GI) repräsentative Daten, die zwischen Datenrastern vorgesehen sind, wobei das System (1) ferner ein Berechnungsmodul (11) und Mittel zur Parametrisierung einer Mehrzahl von Funksendern (4) aufweist, wobei das Verfahren für jeden Funksender (4) eine Stufe zur Auslösung einer Emission zu einem bestimmten Zeitpunkt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Stufe (500) zur Verarbeitung der auf das Netz (N) bezogenen Daten aufweist, unter Verwendung des Berechnungsmoduls (11) zum Berechnen der Daten, die Bevölkerungszahlen in schädlichen Störbereichen (Br) darstellen, sowie eine Stufe (54) zum Anpassen der Auslösungsstufe, die für jeden Funksender (4) unter Verwendung einer Sendeverzögerung durchgeführt wird, die zwischen 0 und einem Wert, der nicht Null und kleiner als 1 ms ist schwankt, wobei für jeden Funksender (4) die verwendete Verzögerung gespeichert wird, wobei auf die Anpassungsstufe (54) eine Wiederholung der Verarbeitungsstufe (500) folgt, um noch einmal Bevölkerungszahlen in schädlichen Störbereichen zu schätzen, wobei die Verarbeitungsstufe (500) mit einer parametrisierten Anzahl von Wiederholungen mit Hilfe von Mitteln (13) zur Konfiguration des Systems (1) wiederholt wird, wobei die Anpassungsstufe am Ende der Wiederholungen unter Verwendung einer gespeicherten Kombination von für jeden Sender der Gesamtheit der Sender (4) verwendeten Verzögerungen beendet wird, die es ermöglicht, für die in den schädlichen Störbereichen (Br) geschätzten Bevölkerungszahlen ein Minimum zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe (500) zur Verarbeitung der auf das Netz (N) bezogenen Daten aufweist: – eine Stufe (50) zur Bestimmung einer Funkversorgung des Netzes (N), die eine Verarbeitung durch das Modul (11) zur Berechnung der die Position der Funksender (4) enthaltenden geographischen Kartendaten (3), der einen Sendepegel von Sendern und einen Empfindlichkeitsschwellenwert für den Funkempfang der Terminals der Zelle (1) spezifizierende Daten (31), und der für ein Gesetz für die Dämpfung bei der Funkwellenausbreitung repräsentative Daten (32) aufweist, so dass für Karten (CN) der Versorgung des Netzes (N) repräsentative Daten generiert werden, die für jeden der Sender (4) Feldstärkepegel der empfangenen Signale in jedem der Pixel (301, 302, 303) spezifizieren; – für jeden Funksender (4) eine Stufe (51) zur Schätzung eines Nutzsignals und eines Interferenzsignals in Pixeln des Netzes (N) mit Hilfe einer Zerlegung der Feldstärkepegel der über das Netz (N) empfangenen Signale in eine Nutzkomponente und eine Störkomponente durch das Berechnungsmodul (11), wobei das Berechnungsmodul (11) eine parametrisierbare Gewichtungsfunktion verwendet, um die Zerlegung durchzuführen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Stufe (500) zur Verarbeitung der auf das Netz (N) bezogenen Daten für jeden Funksender (4) aufweist: – eine Stufe (52) zur Berechnung einer Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3) für jedes Pixel (301, 302, 303), in der zunächst durch das Berechnungsmodul (11) ein repräsentativer Wert des Signal-/Stör-Verhältnisses für jedes Pixel (301, 302, 303) ausgehend von den geschätzten mit den jeweiligen Pixeln verknüpften Signalen berechnet wird, wobei sich die Störung aus den Interferenzen zwischen den Zellen und dem mit der von den Sendern (4) der Zelle verwendeten Kanalbreite zusammenhängenden Rauschen zusammensetzt, und anschließend die Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3) im Pixel von den Berechnungen des Verhältnisses in den Pixeln durch das Berechnungsmodul (11) abgeleitet wird, und – eine Stufe (53) zur Bestimmung eines für die gesamte Bevölkerung in den schädlichen Störbereichen repräsentativen Kriteriums, wobei dieses Kriterium durch das Berechnungsmodul (11) ausgehend von den Störwahrscheinlichkeiten (P1, P, P3) in jedem Pixel und von den demographischen Daten gemäß der Aufteilung des Netzes (N) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Stufe (54) zum Anpassen der Auslösungsstufe auf bestimmte Art durch das Berechnungsmodul (11) durchgeführt wird, um ein Minimum der Summe der Kriterien zu erreichen, die durch Integration über die Gesamtheit der Sender (4) berechnet wird, wobei sich das Minimum insbesondere aus mindestens einem Vergleich durch die Vergleichsmittel des Berechnungsmoduls (11) zwischen mehreren verschiedenen Lösungen zur Anpassung der Sendeverzögerungen im Netz (N) ergibt.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3) in jedem Pixel (301, 302, 303) aus den Berechnungen des Verhältnisses in den Pixeln der Zelle durch Vergleichsmittel des Berechnungsmoduls (11) abgeleitet wird, wobei ein Minimalverhältniswert in den Speichermitteln (12) gespeichert und von den Vergleichsmitteln verwendet wird, so dass für jedes Pixel bestimmt wird, ob das Minimalverhältnis nicht erreicht ist, und so dass das Erlangen der Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3) für das Pixel (301, 302, 303) ermöglicht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Übertragungen gemäß dem T-DAB-Standard durchgeführt werden, wobei der parametrisierbare Gewichtungskoeffizient folgende Form hat:
wobei Wi den Gewichtungskoeffizienten des i-ten Signals darstellt, Tu die Nutzperiode eines Symbols darstellt, Δ die Zwischensymbol-Verzögerung darstellt, und t den Ankunftszeitpunkt des Signals im Vergleich zu einem Referenzzeitpunkt darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Übertragungen gemäß dem DVB-Standard durchgeführt werden, wobei der parametrisierbare Koeffizient die folgende Form aufweist:
wobei Wi den Gewichtungskoeffizienten des i-ten Signals darstellt, Tu die Nutzperiode eines Symbols darstellt, Δ die Zwischensymbol-Verzögerung darstellt, t den Ankunftszeitpunkt des Signals im Vergleich zu einem Referenzzeitpunkt darstellt, und Tp das Nutzbeitragsintervall des Signals darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Anpassungsstufe (54) Werte verwendet, die mit einer Schrittweite zwischen 1 μs und 45 μs verteilt sind, in einem Wertebereich, dessen Größe kleiner als 500 μs bleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Anpassungsstufe (54) Werte verwendet, die mit einer Schrittweite zwischen 5 μs und 45 μs verteilt sind, in einem Wertebereich, dessen Größe kleiner als 500 μs bleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Stufe zur Auslösung einer Übertragung zu einem festgesetzten Zeitpunkt eine Teilung eines empfangenen Signals durch den Sender (4) in eine Mehrzahl von Sendesignalen auf einer Mehrzahl von Hilfsträgern aufweist, die einer digitalen Frequenzmodulation des OFDM-Typs folgt, wobei Schutzintervalle (GI) mit einer gleichen festgesetzten Übertragungsdauer zwischen Datenraster eingesetzt werden, die Symbole (S) bilden, die in OFDM moduliert werden, wobei die Übertragungsdauer der Schutzintervalle (GI) eine konstante Funktion der Übertragungsdauer eines Symbols (S) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Stufe zum Speichern von Daten über Verkehrsdichte von Nutzern eines Funkfernsprechnetzes zur Nutzung als Ersatz für die demographischen Daten aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die Stufe (50) zum Bestimmen einer Funkversorgung eine Stufe zur Bestimmung durch das Berechnungsmodul (11) für jedes Pixel (301, 302, 303) einer jeweiligen Entfernung zwischen jedem Sender (4) und dem zu betrachtenden Pixel aufweist, auf die eine Stufe zur Korrektur durch das Berechnungsmodul (11) dieser Entfernung durch Berücksichtigung der parametrisierten Verzögerung für die jeweiligen Sender (4) mit Hilfe von Mitteln zur Anpassung der Verzögerungen folgt.
System (1) zur automatischen Planung von Verzögerungen der Sendezeiten verschiedener Funksender (4), die mit einer gleichen Frequenz Funkzellen erzeugen, um ein in Zeit und Frequenz synchrones digitales Rundfunkübertragungsnetz (N) zu bilden, welches Speichermittel (12) zum Speichern von auf das Netz (N) bezogenen Daten aufweist, welche für geographische Bereiche repräsentative Daten (3) aufweisen, die gemäß der Aufteilung des Netzes (N) in eine Mehrzahl von Punkten oder Pixeln (301, 302, 303) aufgeteilt sind und die Position der Funksender (4) enthalten, demographische Daten entsprechend der Aufteilung des Netzes, einen Sendepegel von Sendern und einen Empfindlichkeitsschwellenwert für den Funkempfang der Terminals der Zelle (1) spezifizierende Daten (31), für ein Gesetz für die Dämpfung bei der Funkwellenausbreitung repräsentative Daten (32), und für eine Dauer der Schutzintervalle (GI) repräsentative Daten, die zwischen Datenrastern vorgesehen sind, wobei das System (1) ferner ein Berechnungsmodul (11) und Mittel zur Parametrisierung einer Mehrzahl von Funksendern (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zum Auslösen einer Übertragung zu einem bestimmten Zeitpunkt für jeden Funksender (4) aufweist, wobei das Berechnungsmodul (11) eingerichtet ist, um durch eine Verarbeitung der auf das Netz (N) bezogenen Daten Daten zu berechnen, die Bevölkerungszahlen in schädlichen Störbereichen darstellen, wobei die Parametrisierungsmittel eingerichtet sind, Verzögerungen zu verwenden, die in den Speichermitteln (12) gespeichert sind, Mittel zur Steuerung der Auslösungsmittel, die vorgesehen sind, um die Übertragung in Bezug auf jeden Funksender (4) zu verzögern, mit einer Verzögerung die zwischen 0 und einem Wert, der nicht Null und kleiner als 1 ms ist schwankt, wobei die Verzögerung für jeden Funksender (4) gespeichert wird, Mittel zur Anpassung der Verzögerungen, die mit den Steuermitteln gekoppelt sind, um verschiedene Kombinationen von Verzögerungen für die Gesamtheit der Sender (4) auszugeben, wobei das Berechnungsmodul (11) mit Wiederholungsmitteln ausgestattet ist, die es ermöglichen, erneut Bevölkerungszahlen in schädlichen Störbereichen für unterschiedliche Verzögerungskombinationen errechnen zu lassen, Mittel (13) zur Konfiguration des Systems (1), die mit dem Berechnungsmodul (11) gekoppelt sind, um eine Anzahl von Wiederholungen auszugeben, die es ermöglichen, die Wiederholungsmittel zu deaktivieren, wobei die Steuermittel eingerichtet sind, aus den durch die Verzögerungsanpassungsmittel ausgegebenen Kombinationen eine Verzögerungskombination für die Gesamtheit der Sender (4) zu verwenden, die dem Erlangen eines Minimums für die geschätzten Bevölkerungszahlen durch das Berechnungsmodul (11) entspricht.
System (1) nach Anspruch 13, wobei das Berechnungsmodul (11) zum Berechnen der die Bevölkerungszahlen in schädlichen Störbereichen (Br) darstellenden Daten aufweist: – Mittel zum Bestimmen einer Funkversorgung des Netzes (N), die eingerichtet sind, die geographischen Kartendaten (3) mit der Position der Funksender (4), die einen Sendepegel von Sendern und einen Empfindlichkeitsschwellenwert für den Funkempfang der Terminals der Zelle (1) spezifizierenden Daten (31), und die für ein Gesetz für die Dämpfung bei der Funkwellenausbreitung repräsentative Daten (32) zu bestimmen, um Daten zu generieren, die repräsentativ für Karten (CN) der Netzversorgung (N) sind, die für jeden der Sender (4) Feldstärkepegel der in jedem der Pixel (301, 302, 303) empfangenen Signale spezifizieren, – Mittel für jeden Funksender (4) zum Schätzen eines Nutzsignals und eines Interferenzsignals in den Pixeln des Netzes (N), wobei diese Schätzungsmittel eingerichtet sind, Feldstärkepegel der über das Netz (N) empfangenen Signale in eine Nutzkomponente und eine Störkomponente zu zerlegen, und eine parametrisierte Gewichtungsfunktion mit Hilfe der Konfigurationsmittel (13) zu verwenden, um die Zerlegung durchzuführen, – Mittel zur Bestimmung für jeden Funksender (4) einer Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3) für jedes Pixel (301, 302, 303), die eingerichtet sind, einen repräsentativen Wert des Signal-/Stör-Verhältnisses für jedes Pixel (301, 302, 303) ausgehend von den geschätzten mit den jeweiligen durch die Schätzungsmittel ausgegebenen Pixeln verknüpften Signalen zu berechnen, wobei die Störung aus den Interferenzen zwischen den Zellen und dem Rauschen besteht, das mit der Größe des von den Sendern (4) der Zelle verwendeten Kanals zusammenhängt, wobei die Bestimmungsmittel die Störwahrscheinlichkeit (P1, P2. P3) im Pixel ausgehend von den Berechnungen des Verhältnisses in den Pixeln berechnen, – Verknüpfungsmittel, die es für jeden Sender (4) ermöglichen, ein für die Gesamtbevölkerung in den schädlichen Störzonen (Br) repräsentatives Kriterium zu bestimmen, wobei dieses Kriterium durch Verknüpfung der Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3) in jedem Pixel (301, 302, 303) und der demographischen Daten entsprechend der Aufteilung des Netzes (N) bestimmt wird.
System (1) nach Anspruch 14, wobei das Berechnungsmodul (11) die Kombination von durch die Steuermittel zu verwendenden Verzögerungen durch Verwendung der Vergleichsmittel des Berechnungsmoduls (11) bestimmt, die vorgesehen sind, aus einer Mehrzahl von Summen der Kriterien, die jeweils den verschiedenen Verzögerungskombinationen entsprechen, ein Minimum der Summe der Kriterien zu bestimmen, die berechnet wird durch Integration über die Gesamtheit der Sender (4).
System (1) nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Störwahrscheinlichkeit (P1, P2, P3) in jedem Pixel (301, 302, 303) abgeleitet wird aus den Berechnungen des Verhältnisses in den Pixeln der Zelle durch Vergleichsmittel des Berechnungsmoduls (11), wobei ein minimaler Verhältniswert in den Speichermitteln (12) gespeichert und von den Vergleichsmitteln verwendet wird, um für jedes Pixel zu bestimmen, ob das minimale Verhältnis nicht erreicht ist, und dadurch den Erhalt der Störwahrscheinlichkeit für das Pixel (301, 302, 303) zu ermöglichen.
Netz für die Rundfunkübertragung mit mindestens einem Fernseh- oder Radioprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Fernsprechnetz besteht, welches eine Vielzahl von Sendestandorten aufweist, die entsprechende Funkzellen (20) bilden, die gemeinsam eine Funkversorgung definieren, und dass all diese Standorte mit Sendern (4) für die Fernseh- oder Radioübertragung ausgestattet sind, und dass sie alle mit einer gleichen UHF-Frequenz parametrisiert sind, um eine Funkzelle zu erzeugen, wobei die Sender (4) derart eingerichtet sind, dass sie Raster senden, die ein Symbol (S) bilden, das mit einem Schutzintervall (GI) OFDM-moduliert ist, welches einem Bruchteil zwischen einem Viertel und einem Sechzehntel der Übertragungsdauer eines Rasters entspricht, wobei die Sender (4) eingerichtet sind, um ihre entsprechende Übertragung mit einer bestimmten Verschiebung oder Verzögerung auszulösen, die zwischen 0 und einem Wert, der nicht Null und kleiner als 1 ms ist, und der nicht das Doppelte der Dauer des Schutzintervalls (GI) überschreitet, schwankt, wobei das Netz eine Kombination von Verzögerungen verwendet, die angepasst ist, um die Anzahl der schädlichen Störbereiche (Br) zu minimieren, die mit bevölkerten Bereichen zusammenfallen.