DE69232526T9 - Signaluebertragungssystem - Google Patents

Description

Titel der Erfindung
Signalübertragungssystem

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Signalübertragungssystem zur Übertragung eines digitalen Signals durch Demodulation seiner Trägerwelle.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Digitale Signalübertragungssysteme sind auf verschiedenen Gebieten verwendet worden. Insbesondere sind digitale Videosignalübertragungstechniken merklich verbessert worden.

Unter ihnen gibt es ein digitales Signalübertragungsverfahren. Bisher sind solche digitalen Signalübertragungssysteme insbesondere im Einsatz bei z.B. einer Übertragung zwischen Femsehsstationen. Sie werden bald für einen terrestrischen und/oder Satelliten-Femsehdienst in jedem Land der Welt verwendet.

Die Femsehsendesysteme einschließlich Hochauflösungsfernsehen, PCM Musik, FAX und andere Informationsdienste sind nun gefragt, die erwünschten Daten nach Menge und Qualität zu erhöhen, um Millionen anspruchsvoller Betrachter zufriedenzustellen. Insbesondere müssen die Daten in einer gegebenen Bandbreite der Frequenz erhöht werden, die dem Fernsehdienst zugeordnet ist. Die zu übertragenden Daten sind immer reichlich und werden soviel geliefert/wie mit den zu der Zeit modernen Techniken verarbeitet werden können. Es ist ideal, das bestehende Signalübertragungssystem entsprechend einer Zunahme der Dätenmenge mit der Zeit abzuändern oder zu wechsein.

Jedoch ist der Femsehdienst ein öffentliches Unternehmen und kann nicht ohne Betrachtung der Interessen und Vorteile der Zuschauer weiter hinausgehen. Es ist wichtig, daß jeder neue Dienst mit vorhandenen Fernsehempfängern und Anzeigegeräten wertgeschätzt werden kann. Insbesondere ist die Verträglichkeit eines Systems besonders erwünscht, um alte und neue Dienste gleichzeitig zu liefern oder einen neuen Dienst, der von bestehenden und fortschrittlichen Empfängern empfangen werden kann.

Es versteht sich, daß irgendein neues digitales Fernsehsendesystem, das eingeführt werden soll, im bezug auf eine Datenzunahme ausgebildet sein muß, um auf zukünftige Anforderungen und technische Vorteile zu antworten und auch in bezug auf eine kompatible Wirkung, damit bestehende Empfänger Übertragungen empfangen können.

Die Erweiterungsmöglichkeit und die Kompatibilitätsleistung von digitalen Fernsehsystemen nach dem Stand der Technik wird erklärt.

Es ist ein digitales Femsehsatellitensystem bekannt, bei dem NTSC Femsehsignale, die auf ungefähr 6 Mpbs komprimiert sind, durch Zeitteilungsmodulation von QPSK gemultiplext und auf 4 bis 20 Kanälen übertragen werden, während Hochauflösungs-Femsehsignale auf einem einzigen Kanal geführt werden. Ein anderes digitales Hochauflösungs-Fernsehsystem ist vorgesehen, bei dem Hochauflösungsfernseh-Videodaten, die auf sowenig wie 15 Mbps komprimiert sind, auf einem 16 oder 32 QAM Signal (Quadraturamplitudenmodulationssignal) durch Bodenstationen übertragen werden.

Ein solches bekanntes Satellitensystem ermöglicht, daß Hochauflösungs-Femsehsignale auf einem Kanal in einer herkömmlichen Weise getragen werden, so daß ein Frequenzband besetzt wird, das einigen Kanälen von NTSC Signalen äquivalent ist. Dies bewirkt, daß die entsprechenden NTSC Kanäle während der Übertragung des Hochauflösungs-Fernsehsignals nicht verfügbar sind. Auch ist die Kompatibilität zwischen NTSC und Hochauflösungsfemseh-Empfängem oder Anzeigegeräten kaum betroffen, und das Datenerweiterungsvermögen, das zur Anpassung an einen zukünftigen, fortschrittlichen Modus benötigt wird, wird betont unberücksichtigt.

Ein solches aligemeines terrestrisches Hochauflösungs-Fernsehsystem bietet einen . Hochauflösungsfernsehdienst auf herkömmlichen 16 oder 32 GAM Signalen ohne ir-

gendeine Abänderung. Sei irgendeinem analogen Fernsehdienst wird eine Menge an signalabschwächenden oder Schattenbereichen in seinem Versorgungsbereich aufgrund struktureller.Hindemisse, geographischer Ungeeignetheiten oder eine Signalstärung von einer Nachbarstation erzeugt. Wenn das Fernsehsignal eine analoge Form hat, kann es mehr oder weniger in solchen signalabschwächenden Bereichen empfangen werden, obgleich sein wiedergegebenes Bild von geringer Qualität ist Wenn das Fernsehsignal eine digitale Form hat, kann es kaum mit einem annehmbaren Pegel innerhalb der Bereich wiedergegeben werden. Dieser Nachteil ist besonders feindlich bei der Entwicklung von irgendeinem digitalen Fernsehsystem.

Dieses Problem wird durch die Tatsache hervorgerufen, daß die herkömmlichen Modulationssysteme, wie QAM, die Signalpunkte in konstanten Intervallen anordnen. Es hat keine solchen Systeme gegeben, die die Anordnung der Signalpunkte ändem oder modulieren kann.

Der Artikel von T. Hill et al., veröffentlicht in den IEEE Transactions on Communications Bd. 31, No. 6, Juni 1983, S. 821-826 A Performance Study of NLA 64-State QAM", offenbart ein Übertragungssystem, in dem die Übertragungsvorrichtung das Eingangssignal in drei Teile unterteilt, die drei Teile unter Verwendung von QPSK Modulatoren moduliert, die parallel arbeiten, um drei modulierte QPSK Signale (QPSK1, QPSK2, QPSK3) zu erzeugen, und addiert die drei QPSK Signale, um ein 64-Zustand QAM Signal zu erhalten. Der sich ergebende Signalraum hat gleich beabstandete Punkte, wie es auf dem Gebiet gut bekannt ist, um die Signalraumpunkte bei der Demodulation differenzierbar zu machen.

EP-A-O 485 105, veröffentlicht am 13. Mai .1992, und EP-A-O 485 108, veröffentlicht am 13. Mai 1992, offenbaren Modulationsschemen, in denen Signalpunkte in einer Konstellation in Gruppen und ungleich beabstandet angeordnet sind.

Claims (2)

.,■Je·* .<· **"■"«■*■"■ «■*■■*■*·»* Ansprüche

1. Eine Signalübertragungsvorrichtung (1), umfassend:

ECC-Fehlerkorrekturcodekodierer zum Kodieren eines Eingangssignals, um einen ECC-kodierten, ersten Datenstrom mit g Werten von Bitmustern und einen zweiten ECC-kodierten Datenstrom zu erzeugen, wobei g eine ganze Zahl ist, wobei die Fehlerkorrekturfähigkeit der genannten ECC-Kodierer für jeden der genannten ersten und zweiten Datenströme entsprechend eingestellt ist;

- einen Modulator (4) zum Modulieren einer Trägerwelle mit dem ECC-kodiertierten ersten Datenstrom und dem ECC-kodiertierten zweiten Datenstrom, um ein moduliertes Signal zu erzeugen; und

- einen Sender (5) zum Übertragen des modulierten Signals;

wobei das genannte Eingangssignal einen ersten Datenstrom mit g Werten von Bitmustern und einen zweiten Datenstrom enthält, worin g eine ganze Zahl ist, und
wobei das genannte modulierte Signal Zeichen aufweist, von denen jedes einen entsprechenden von m Signalpunkten in einem Vektorraumdiagramm darstellt, worin m eine ganze Zahl ist,

wobei der genannte Modulator ferner Mittel (61) aufweist zum Teilen der genannten m Signalpunkte in g Signalpunktgruppen, zum Zuordnen von g Werten des ersten Datenstromes jeweils zu den g Signalpunktgruppen, zum Zuordnen von Daten des zweiten Datenstroms zu Signalpunkten von jeder der g Signalpunktgruppen und zum Auswählen der Signalpunkte in dem Vektorraumdiagramm entsprechend dem genannten Eingangssignal derart, dass:

die genannten m Signalpunkte voneinander in dem Vektorraumdiagramm durch eine erste Gruppe von Schwellen unterscheidbar sind, die das Vektorraumdiagramm in m Bereiche unterteilen, und die g Signalpunktgruppen voneinander in dem Vektorraumdiagramm durch eine zweite Gruppe von Schwellen unterscheidbar sind, die das Vektorraumdiagramm gröber als die erste Gruppe von Schwellen in g Bereiche unterteilen, Signalpunkte in jeder der genannten Signalpunktgruppen in dem Vektorraumdiagramm in gleichen Abständen entlang der I und Q Achse des Vektorraumdiagramms angeordnet sind,

ein Abstand in dem Vektorraumdiagramm zwischen irgendwelchen nahesten zwei Signalpunkten von irgendwelchen benachbarten zwei Signalpunktgruppen 2δ χ η beträgt, worin η ein Verschiebungswert ist, der größer als 1 ist, und worin 26 der Abstand in dem Vektorraumdiagramm zwischen den nahesten zwei Signalpunkten von irgendwel-

chen benachbarten zwei Signalpunktgruppen ist, wenn die m Signalpunkte in dem Vektorraumdiagramm in gleichen Abständen entlang der I und Q Achse des Vektorraumdiagramms angeordnet sind,

wobei die genannte Signalübertragungsvorrichtung (1) femer Synchronisationsdaten zur Trägerwellenreproduktion aufweist, wobei die genannten Synchronisationsdaten an vorbestimmten Zeitintervallen angeordnet sind.

2. Eine Signalempfangsvorrichtung zur Rekonstruktion eines empfangenen Signals, umfassend:

- einen Demodulator (25, 35, 45) zum Demodulieren eines empfangenen Signals, um rekonstruierte Daten zu erhalten,

wobei das genannte empfangene Signal Zeichen aufweist, von denen jedes einen entsprechenden von m Signalpunkten in einem Vektorraumdiagramm darstellt, worin m eine ganze Zahl ist, wobei die m Signalpunkte in g Signalpunktgruppen aufgeteilt sind, von denen jede m/g Signalpunkte enthält, worin g eine ganze Zahl ist, und
wobei das genannte empfangene Signal einen ECC-kodierten ersten Datenstrom mit g Werten von Bitmustern, die den g Signalpunktgruppen zugeordnet sind, und einen ECC-kodierten zweiten Datenstrom mit m/g Werten von Bitmustern, die den m/g Signalpunkten jeder der g Signalpunktgruppen zugeordnet sind, aufweist;
wobei der genannte Demodulator ferner Mittel (137, 233) aufweist zum Unterscheiden der m/g Signalpunkte in jeder der g Signalpunktgruppen durch eine erste Gruppe von Schwellen und zum Rekonstruieren von Daten des ECC-kodierten zweiten Datenstroms, die Werten der unterschiedenen m/g Signalpunkte in jeder der g Signalpunktgruppen entsprechen, und wobei der genannte Demodulator Mittel (136, 232) aufweist zum Unterscheiden der g Signalpunktgruppen voneinander durch eine zweite Gruppe von Schwellen und zum Rekonstruieren von Daten des ECC-kodierten ersten Datenstromes entsprechend Werten der unterschiedenen g Signalpunktgruppen;

ECC-Fehlerkorrekturcodedekodierer zum Dekodieren des ECC-kodierten ersten Datenstroms und des ECC-kodierten zweiten Datenstroms, wobei die Fehlerkorrekturfähigkeit der genannten ECC-Dekodierer für jeden der genannten ersten und zweiten Datenströme entsprechend eingestellt ist;

- einen Ausgangsschaltkreis (36) zum Ausgeben der rekonstruierten Daten der genannten ECC-Dekodierer; wobei:

die genannten m Signalpunkte voneinander in dem Vektorraumdiagramm durch eine erste Gruppe von Schwellen unterscheidbar sind, die das Vektorraumdiagramm in m Bereiche unterteilen, und die g Signalpunktgruppen voneinander in dem Vektorraum-

diagramm durch eine zweite Gruppe von Schwellen unterscheidbar sind, die das Vektorraumdiagramm gröber als die erste Gruppe von Schwellen in g Bereiche unterteilen, Signalpunkte in jeder der genannten Signalpunktgruppen in dem Vektörraumdiagramm in gleichen Abständen entlang der I und Q Achse des Vektorraumdiagramms angeordnet sind,

ein Abstand in dem Vektorraumdiagramm zwischen irgendwelchen nahesten zwei Signalpunkten von irgendwelchen benachbarten zwei Signalpunktgruppen 2δ χ η beträgt, worin η ein Verschiebungswert ist, der größer als 1 ist, und worin 26 der Abstand in dem Vektorraumdiagramm zwischen den nahesten zwei Signalpunkten von irgendwelchen benachbarten zwei Signalpunktgruppen ist, wenn die m Signalpunkte in dem Vektorraumdiagramm in gleichen Abständen entlang der I und Q Achse des Vektorraumdiagramms angeordnet sind,

wobei der genannte Demodulator ferner Mittel (543) zum Extrahieren von Synchronisationsdaten zur Trägerwellenreproduktion, wobei die genannten Synchronisationsdaten an vorbestimmten Zeitintervallen angeordnet sind, und Mittel zum Identifizieren des Trägerwellensynchronisationstiming aufweist.

3, Ein Signalübertragungssystem, das eine Signalübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und eine Signalempfangsvorrichtung gemäß Anspruch 2 umfasst.