DE69634925T2

DE69634925T2 - Phasenmodulation mit mehrfacher Auflösung, für Mehrträgersysteme

Info

Publication number: DE69634925T2
Application number: DE69634925T
Authority: DE
Inventors: Pierre Combelles; Bernard Le Floch
Original assignee: Telediffusion de France ets Public de Diffusion; France Telecom SA
Current assignee: Telediffusion de France ets Public de Diffusion; Orange SA
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: FR2731572B1; DE69634925D1; EP0731588A1; FR2731572A1; EP0731588B1

Description

Die Erfindung betrifft das Senden digitaler Signale zu einem oder mehreren Empfängern. Genauer betrifft die Erfindung die Techniken hierarchischer Modulierung, bei der eine bereits durch ein erstes Quellensignal phasenmodulierte Trägerfrequenz durch ein zweites Quellensignal „übermoduliert" wird.
Bevorzugterweise betrifft die Erfindung Signale, bei denen eine Vielzahl von jeweils durch das erste Quellensignal phasenmodulierte Trägerfrequenzen eingesetzt werden. Es ist jedoch klar, dass die Erfindung ebenfalls ohne Einschränkung auf Einzelträgersignale anwendbar ist, vorausgesetzt, es handelt sich bei der ersten Modulierung um eine Phasenmodulierung.
Mehrfachträgersignale werden im allgemeinen mit FDM bezeichnet (Frequency Division Multiplex (Frequenzmultiplex)). Ein besonderes Beispiel für solche Signale, auf welche die Erfindung insbesondere anwendbar ist, bilden die OFDM-Signale (Orthogonal Frequency Division Multiplex (Divisions-Multiplex von orthogonalen Frequenzen)).
Ein OFDM-Signal wird beispielsweise bei dem insbesondere in dem bereits am 2. Juli 1986 eingereichten französischen Patent FR 86 09622 sowie im Dokument „Prinzipien der Modulierung und der Kanalcodierung beim digitalen Senden zu mobilen Empfängern" (M. Alard und R. Lassalle; Zeitschrift der UER, Nr. 224, August 1987, Seiten 168–190) beschriebenen digitalen Sendesystem eingesetzt, welches unter dem Namen COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex (Divisions-Multiplex von codierten orthogonalen Frequenzen)) bekannt ist.
Dieses COFDM-System wurde insbesondere im Rahmen des europäischen DAB-Projektes (Digital Audio Broadcasting (digitaler Hörfunk)) entwickelt. Es ist ebenfalls Kandidat für die Normierung beim terrestrischen Senden von Digitalfernsehen.
Es sind bereits Techniken der hierarchischen Modulierung oder Übermodulierung bekannt. Klassischerweise können diese Techniken als Addition zweier aufeinander folgende Modulierungen analysiert werden. Mit Bezug auf 1, definiert die erste Modulierung einen ersten Modulierungsvektor 11, dessen Amplitude, Frequenz und/oder Phase einem Wert des ersten Quellensignals entsprechen. Die zweite Modulierung besteht darin, dem ersten Modulierungswert 11 einen zweiten Wert 12, einer zweiten Modulierung entsprechend, hinzuzufügen. Anders ausgedrückt, handelt es sich bei der zweiten Modulierung um eine klassische Modulierung, die jedoch auf einem dem Ende des ersten Vektors 11 entsprechenden variablen Ursprung 13 angewandt wird.
Es ist leicht einzusehen, dass die zweite Modulierung die erste beeinflusst, da der sich aus den zwei Modulierungen ergebende Vektor nicht notwendigerweise einem vorgegebenen Modulierungswert entspricht. Die Amplitude der zweiten Modulierung muss demnach begrenzt sein, um nicht die Ursache einer fehlerhaften Deutung der ersten zu sein. Wenn insbesondere die erste Modulierung eine Phasenmodulierung ist, so induziert die zweite Phasenverschiebungen D, die dem Empfang schaden.
Daraus folgt, dass der Einsatz dieser Techniken im Falle von Sendekanälen, die durch Verzerrungsverursacher, Störungen, Echos usw. gestört werden, schwierig ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die erste Modulierung eine Phasenmodulierung ist. Die zweite Modulierung induziert eine aus Sicht der ersten Modulierung unpassende Phasenverschiebung. Diese Techniken sind insbesondere dann nicht einsetzbar, wenn die Störungen in der Größenordnung der zweiten Modulierung liegen.
Eine weitere Übermodulierungstechnik wird insbesondere im Dokument EP 0617 531 vorgestellt. Diese Technik schlägt eine „Verlängerung" des zu senden Vektors vor, durch multiplikatives Einwirken auf diesen Vektor, ohne Änderung seiner Phase. Der Abstand zwischen den Zuständen der Konstellation wird dann erhöht, was die Gefahr eines Entscheidungsfehlers verringert.
Ein Nachteil dieser Technik besteht jedoch darin, dass sie den Einsatz komplexer Modulierungstechniken erfordert.
Die Erfindung soll insbesondere diese Nachteile und Begrenzungen des Standes der Technik aufheben.
Genauer gesagt besteht ein Zweck der Erfindung im Bereitstellen eines Signals, welches das Senden von mehr Informationen im Verhältnis zu den bekannten Signalen ermöglicht, ohne eine Erweiterung der Bandbreite noch eine bedeutende Erhöhung der Empfindlichkeit (und somit der Komplexität und der Kosten der Empfänger) zu benötigen.
So besteht ein besonderer Zweck der Erfindung im Bereitstellen einer Technik, mit der das Senden eines einem ersten Signal hinzugefügten Signals ermöglicht wird, ohne Änderung der Bandbreite oder der für den Empfang des ersten Signals ausgelegten Sender.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht im Bereitstellen einer Technik, die eine einfache Demodulierung von Quellensignalen im Verhältnis zu den bekannten Techniken ermöglicht, auch in Gegenwart von Störungen des Sendekanals.
Demnach besteht ein Zweck der Erfindung darin, ein Signal bereitzustellen, welches das Unterscheiden von mindestens zwei Typen von Empfängern ermöglicht, die in der Lage sind, zumindest teilweise unterschiedliche Daten zu decodieren, die jedoch auf derselben (denselben) Frequenzen) gesendet wurden.
Ferner bezweckt die Erfindung die Bereitstellung einer Übermodulierungstechnik, die einfach und preiswert auf die Mehrfachträgersignale anwendbar ist. Ein besonderer Zweck der Erfindung besteht somit im Bereitstellen eines Signals, das mit den bereits normierten Techniken, oder mit den auf dem Wege der Normierung befindlichen Techniken, beispielsweise DAB, kompatibel sein soll.
Diese Ziele sowie andere, die im Nachhinein ersichtlich werden, erreicht die Erfindung mit Hilfe eines Signals, das zu mindestens einem Empfänger gesendet werden soll, bestehend aus mindestens einer durch ein erstes Quellensignal phasenmodulierten Trägerfrequenz, wobei diese Phasenmodulierung einem numerischen Element des ersten Quellensignals einen Modulierungsvektor zuordnet, der unter einem Satz von Vektoren vorgegebener Modulierung gewählt wird, die ein selbes Basismodul (m) und verschiedene Phasen aufweisen, wobei das Modul dieses Modulierungsvektors zu mindestens einigen Zeitpunkten das Modul dieses Modulierungsvektors als Funktion eines zweiten Quellensignals geändert wird, wobei die Phase dieses Modulierungsvektors unverändert bleibt, wobei das geänderte Modul dann zwei gegenüber dem Basismodul (m) symmetrische „Modulwerte" (m1 und m2, typischerweise m(1 + d) und m(1 – d)) annehmen kann, „Modulwerte", deren Zuordnung nach einer Übergangscodierung erfolgt, wobei der „Modulwert" zum Zeitpunkt n+1 dem „Modulwert" zum Zeitpunkt n gleicht, wenn das Binärelement α_n des zweiten zu sendenden Quellensignals einem ersten Binärwert gleicht und dem anderen der „Modulwerte" gleich ist, wenn α_n einem zweiten Binärwert gleicht, wobei n der Zeitindex ist.
So wird nach der Erfindung auf ein bereits phasenmoduliertes Signal eine Übermodulierung angewandt, ohne jedoch die Phase des Grundsignals zu ändern. So wird die Phasendemodulierung gar nicht oder nur sehr geringfügig gestört. Es wird nur das Modul des Modulierungsvektors geändert, wobei die Analyse des letzteren die Wiederherstellung des zweiten Signals ermöglicht.
Anders gesagt, wirkt die Übermodulierung multiplikativ auf den Vektor der ersten Modulierung.
Es sei darauf hingewiesen, dass nach der Erfindung die zweite Modulierung nur auf das Modul des Modulierungsvektors wirkt. Vom Standpunkt der zweiten Modulierung ist die Phase dieses Vektors beliebig und hat keine Wirkung auf die Demodulierung.
Genauer wird dem Basisvektor ein ihm kolinearer Vektor zugefügt, dessen Modul fest ist (m · d), dessen Sinn (oder Polarität) sich jedoch nach einer Übergangscodierung ändern kann.
Vorteilhafte Eigenschaften eines solchen Signals nach Anspruch 1 sind Gegenstand der Nebenansprüche.
Nach einer besonderen Eigenschaft der Erfindung kann dieses Signal eine Vielzahl von gleichzeitig gesendeten Trägerfrequenzen umfassen, wobei mindestens einige dieser Trägerfrequenzen während zumindest einiger Zeitperioden einen Modulierungsvektor tragen, dessen Phase der besagten ersten Modulierung entspricht und dessen Basismodul als Funktion des zweiten Quellensignals geändert wird.
Vorteilhafterweise erfahren die Datenelemente, welche das zweite Quellensignal bilden, eine Kanal-Codierung, die sie gegen Sendefehler schützen soll, und/oder eine Verschachtelung nach Zeit und/oder Frequenz.
Bevorzugterweise ist, der Einfachheit halber, diese Verschachtelung identisch zu derjenigen, die für das erste Quellensignal verwendet wurde.
Wenn das Signal nach Symbolblöcken organisiert ist, so kann vorteilhafterweise die Änderung des besagten Moduls als Funktion des zweiten Quellensignals selektiv über bestimmte Symbole des Symbolblocks und/oder über einige der erwähnten Trägerfrequenzen erfolgen.
Insbesondere können die wichtigsten Symbole nicht übermoduliert sein, um somit eine optimale Empfangsqualität zu gewährleisten. Allgemeiner kann die Übermodulierungsrate (das Verhältnis zwischen Basismodul und Endmodul) als Funktion der von einem ersten Signal getragenen Information angepasst werden. Dieses Verhältnis kann beispielsweise zwischen 0 und 1/4 gewählt werden.
Umfasst insbesondere der besagte Block einen schnellen Informationskopf, so erfolgt bevorzugterweise diese Änderung nicht auf dem besagten Kopf.
Andererseits kann, im Falle von Mehrfachträgersignalen, die Selektivität ebenfalls den Frequenzraum betreffen (beispielsweise Nicht-Übermodulierung der Pilotfrequenzen).
Bevorzugtenrweise umfasst das Signal der Erfindung, insbesondere dann, wenn eine Transitionscodierung angewandt wird, regelmäßig ein von den Empfängern bekanntes Referenzsymbol, welches insbesondere das Initialisieren der Modulierung dieses zweiten Quellensignals ermöglicht.
Die Erfindung betrifft ebenfalls die Sendevorrichtungen eines solchen Signals. Nach einer besonderen Ausführung können sie Mittel zum Berechnen eines Modulierungsvektors x_n = (1 ± d) · z_n umfassen, wobei:
z_n das modulierte Signal des ersten Quellensignals ist;
±d ein der Transitionscodierung der das zweite Quellensignal bildenden Binärelemente entsprechender Wert ist.
Die Erfindung betrifft ebenfalls die Empfänger für das Signal der Erfindung. Es ist ersichtlich, dass dieses Signal das Definieren von mindestens drei Typen von Empfängern ermöglicht, je nachdem, ob sie zum Empfangen des ersten oder des zweiten Quellensignals, oder beider, vorgesehen sind.
Im Falle von Empfängern, die das zweite Quellensignal empfangen, können diese Empfänger beispielsweise Mittel zum Extrahieren des Moduls α_n eines jeden der Modulierungsvektoren sowie Mittel zum Analysieren dieses Moduls α_n umfassen, welche Schätzungen der Binärelemente des erwähnten zweiten Quellensignals liefern.
Dabei kann es sich insbesondere um Mittel zum Vergleichen der Differenz |α_n – α_n–1| mit einem Schwellenwert S handeln. Vorteilhafterweise ist dieser Schwellenwert gleich ρd, wobei ρ eine Schätzung der Kanaldämpfung darstellen kann. ρ kann gleich α_n gewählt werden.
Die Erfindung hat sehr viele Anwendungen. So kann das erste Quellensignal beispielsweise ein (bzw. mehrere) Tonsignale) (DAB), ein Fernsehsignal, ein Datensignal oder allgemeiner jedes Multiplex derartiger Signale sein.
Das zweite Quellensignal kann ebenfalls beliebig sein. Es kann vollkommen selbständig sein (Funkkommunikationsdaten oder Kontrolldaten usw.) oder eine Ergänzung des ersten Signals sein (ein das Funksignal begleitender Kommentar bzw. begleitende Bilder, Untertitelung, Daten zum Verbessern der Qualität des ersten Signals usw.). Es ist sogar denkbar, dass das erste und das zweite Signal zwei Untermengen eines einzigen Signals bilden.
Weitere Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung sowie beim Betrachten der beigefügten Figuren ersichtlich, wobei:
1 eine bekannte, bereits oben erläuterte Übermodulierungstechnik darstellt;
2 ein Signal nach der Erfindung darstellt, das ein erstes, phasenmoduliertes Quellensignal und ein zweites Quellensignal, auf das Modul des Modulierungsvektors wirkendes Signal trägt;
3 das Demodulierungsprinzip des zweiten Quellensignals der 2 veranschaulicht;
4 ein Mehrfachträgersignal darstellt, von dem jede Trägerfrequenz nach der in 2 dargestellten Technik moduliert werden kann;
5 eine allgemeine Übersicht einer Sendevorrichtung eines Signals nach einer der 2 oder 4 zeigt;
die 6 und 7 zwei besondere Ausführungen der Modulierungsmittel der Vorrichtung der 5 darstellen;
8 eine schematische Übersicht eines Empfängers eines Signals nach den 2 oder 4 darstellt.
Wie bereits oben angegeben, ermöglicht das Signal der Erfindung das gleichzeitige Senden zweier Quellensignale mit Hilfe einer einzigen Frequenz:

– ein erstes (einer ersten Modulierung entsprechendes) Quellensignal, das eine Phasenmodulierung dieser Trägerfrequenz bewirkt;
– ein zweites (einer zweiten Modulierung oder Übermodulierung entsprechendes) Quellensignal, welches das Modul des der ersten Modulierung entsprechenden Vektors ändert, wobei seine Phase jedoch unverändert bleibt.

Selbstverständlich lässt sich dieser Ansatz leicht auf Mehrfachträgersignale verallgemeinern.
2 veranschaulicht das Prinzip der Erfindung im Falle einer ersten Modulierung mit 4 Phasenzuständen (MDP4) und einer zweiten Modulierung mit zwei Zuständen.
Die MDP4-Modulierung wird insbesondere vom DAB-System eingesetzt.
Klassischerweise beruht eine Phasenmodulierung auf einer Konstellation möglicher Zustände 21₁ bis 21₄ , die jeweils einem der Modulierungsvektoren 22₁ bis 22₄ entsprechen, welche dasselbe Modul a_m, jedoch verschiedene Phasen φ₁ bis φ₄, aufweisen.
Die zweite Modulierung besteht darin, dem ersten Vektor 22₁ einen zweiten Vektor (23 oder 24) hinzuzufügen, der ihm kolinear ist. Nach einem anderen Ansatz besteht diese Modulierung im Anwenden eines Multiplikationskoeffizienten auf das Modul des Vektors 22₁ . Dieser Koeffizient beträgt im Falle einer Übermodulierung mit zwei Zuständen, beispielsweise 1+d oder 1-d. Dabei ist d bevorzugterweise viel kleiner als 1, um den Effekt der Übermodulierung im Verhältnis zur ersten Modulierung zu begrenzen.
Nach einer vorteilhaften Ausführung wird das zweite Quellensignal mit Hilfe einer Transitionscodierung codiert. Das Übermodulierungssignal wird dann wie folgt definiert: wenn a_n (wobei n der Zeitindex ist) das Datensignal bezeichnet, so wird die Polarität des Übermodulierungsvektors (mit dem Modul md) der 1 zwischen den Zeitpunkten n und n + 1 nicht geändert, wenn a_n = 0 und umgekehrt, wenn a_n = 1 ist. Diese Technik erfordert bevorzugterweise das Vorhandensein eines dedizierten Initialisierungssymbols der Transitionscodierung.
So ist es eindeutig ersichtlich, dass die Übermodulierung keine auch noch so geringe Änderung der Phase bewirkt. Es ergibt sich demnach eine nur geringfügige Störung.
Die Erfindung lässt sich selbstverständlich auf die anderen bekannten Phasenmodulierungen verallgemeinern (beispielsweise mit 8, 16, 32 und allgemeiner 2^m (wobei m eine ganze Zahl ist) Zuständen). Andererseits kann die Übermodulierung mehr als zwei Zustände annehmen, indem jedem Zustand ein verschiedener multiplikativer Koeffizient zugeordnet wird.
Die Demodulierungen eines jeden der zwei Quellensignale sind einfach und können unabhängig voneinander erfolgen. Die Demodulierung des ersten Quellensignals ist eine klassische Phasendemodulierung. Das Prinzip der Demodulierung des zweiten Quellensignals ist in 3 dargestellt.
Es wird das Modul 31 des empfangenen Vektors extrahiert („Flachlegung" dieses Vektors), die Basis 32 der Übermodulierung geortet (was dem Abziehen des Moduls m vom Basisvektor entspricht) und der wahrscheinlichste Punkt der auferlegten Konstellation unter den möglichen Punkten 33, 34, gesucht.
Nach einem anderen Ansatz kann die Demodulierung darin bestehen, das empfangene Modul direkt mit den möglichen Modulen m(1 + d) und m(1 – d) zu vergleichen.
In der Praxis wird das empfangene Modul um einen Faktor ρ geschwächt, dessen Berücksichtigung weiter unten beschrieben wird.
Wie bereits angegeben, ermöglicht die Erfindung das Definieren von Mehrfachträgersignalen, von denen jede Trägerfrequenz die zwei beschriebenen Modulierungen trägt. So ermöglicht beispielsweise die Erfindung das Senden eines übermodulierten Quellensignals über ein Signal des Typs DAB, wie normiert.
4 gibt ein Beispiel eines derartigen Signals. Genauer zeigt diese Figur einen Block eines nach der DAB-Norm organisierten Signals.
Dieser Block umfasst einen Synchronisierungskanal 48, gefolgt von einem Kopf oder „schnellen Informationskanal" (FIC) 41 und einem Hauptkanal MSC 42, der nach mehreren unabhängigen Unterkanälen SC1 bis SCN organisiert sein kann.
Klassischerweise umfasst der Synchronisierungskanal ein weißes Synchornisierungssymbol 43 sowie ein Symbol der Synchronisierung nach Zeit und Frequenz 44 (TFPR). Der FIC-Kanal besteht aus einer Menge von Datensymbolen, beispielsweise, um die Struktur des Blocks zu beschreiben. Nach einer vorteilhaften Eigenschaft der Erfindung umfasst der FIC noch ein Referenzsymbol 45 zur Demodulierung des zweiten Signals, insbesondere dann, wenn dieses, wie bereits oben beschrieben, transitionscodiert ist.
Aufgrund der Wichtigkeit dieses Kopfes (FIC) ist es wünschenswert, dass er keine Übermodulierung tragen soll, da diese dem MSC reserviert ist. In diesem Falle wird das Referenzsymbol am Anfang des MSC positioniert (46) (wobei die Positionen 45 und 46 Alternativen darstellen). Gegebenenfalls kann sie auch selektiv, als Funktion der Kanäle eingesetzt werden. Enthält beispielsweise Kanal SC2 wesentliche Daten, von denen nichts fehlen darf, so wird man es vermeiden, diesem Kanal eine Übermodulierung aufzuzwingen. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Methode ebenfalls auf Einzelträgersignale anwendbar ist.
Der gleiche Ansatz kann auf der Ebene der Frequenz zum Einsatz kommen: einige Trägerfrequenzen können, zumindest zu einigen Zeitpunkten, nicht übermoduliert sein. Das kann beispielsweise der Fall für die Trägerfrequenzen sein, welche Frequenzreferenzpiloten tragen oder für systematisch gestörte Trägerfrequenzen.
5 zeigt eine Übersicht einer Sendevorrichtung eines derartigen Signals.
Diese Vorrichtung empfängt am Eingang zwei zu sendende Quellensignale y_n und a_n. Diese zwei Quellensignale können vollkommen unabhängig sein, dieselbe Anwendung betreffen (beispielsweise Grundsignal und ergänzendes Signal) oder zwei Untermengen eines selben Quellensignals sein.
So kann beispielsweise das Signal y_n das bekannte DAB-Quellensignal und das Signal a_n ein beliebiger Fluss von Binärdaten sein. Jedes Signal wird einer spezifischen Kanalcodierung 51, 52, unterzogen, die dem Quellensignal angepasst ist, wobei dieser Codierung eventuell eine Verschachtelung nach Zeit und/oder Frequenz 53, 54 folgt. Im letzten Fall ist es vorteilhaft, dass die Verschachtelungen 53 und 54 dieselben sind, um die Komplexität der für beide Signale gemeinsamen Empfänger zu reduzieren.
Es wird danach die auf jede Trägerfrequenz anzuwendende Phase (55) als Funktion des ersten Quellensignals bestimmt. Parallel dazu erfolgt eine Transitionscodierung (56) der numerischen Elemente des zweiten Signals, und es wird das für die Übermodulierung anzuwendende Modul (57) bestimmt.
Die Trägerfrequenz wird dann mit dieser Phase und diesem Modul moduliert (58).
Es werden nun zwei Arten der Durchführung dieser Modulierung genauer beschrieben.
Es wird die differentielle Modulierung des DAB-Signals betrachtet (s. FinalDraft prETS 300401, subclause 14.7, S. 171), welche durch die Beziehung z_n = z_n–1 · y_n definiert ist, wobei:

– n der Zeitindex ist (wobei der Frequenzindex weggelassen wird),
– y_n das erste Datensignal bezeichnet, welches einen der vier Werte 1/√2 (±1 ±i) annimmt,
– z_n das zum vermeintlichen Einzelmodul-Zeitpunkt n gesendete Signal bezeichnet.

Diesem Signal wird durch komplexes Addieren das vorher definierte Übermodulierungssignal mit dem Wert ±d · z_n überlagert, um das gesendete Signal x_n = (1 ± d) · z_n zu bilden.
Eine erste Ausführung eines entsprechenden Modulators ist in 6 dargestellt.
Die Werte y_n speisen eine Multipliziereinheit 61, die ebenfalls die Werte z_n–1 empfängt, um die Werte z_n zu bilden. Dieser wird um die Dauer D eines Symbols verzögert (62), um den Wert z_n-1 zu liefern.
In derselben Zeit werden die Werte a_n des zweiten Quellensignals in einem Transitionscoder 63 empfangen, der die Werte ±d liefert. Eine zweite Verzögerung D 64 liefert dem Coder 63 den vorhergehenden Wert.
Eine Multipliziereinheit 65 führt das Produkt ±d · z_n aus (es wird somit festgestellt, dass die Phase die vom ersten Quellensignal auferlegte ist. Das zweite Quellensignal beeinflusst sie in keiner Weise). Danach werden z_n und d · z_n mit Hilfe eines Addieres 66 addiert, um das zu sendende Signal zu bilden: xn = (1 ± d) · zn
In 7 wird eine Technik dargestellt, mit der dieses Signal x_n erzeugt werden kann. Die Werte z_n erhält man, wie im Falle von 5, mit Hilfe einer Multipliziereinheit 61 und einer Verzögerung 62.
Eine Multipliziereinheit 71 führt das Produkt zwischen z_n und 1 + d oder 1 – d aus, um x_n zu liefern. Die beiden letzten Daten werden durch eine Auswahlvorrichtung 72 geliefert, die von einem der Transitionscodierung von a_n entsprechenden Binärwert „sel" gesteuert wird. Es wird wieder einmal festgestellt, dass die zweite Modulierung nur auf das Modul des Modulierungsvektors wirkt. Genauer gesagt gleicht „sel" der Summe (Modulo 2) 73 von a_n und dem Ausgang der Verzögerung 74.
8 ist eine Übersicht einer Ausführung eines Empfängers des von den Vorrichtungen der 6 und 7 gesendeten Signals, wobei dieser Empfänger für den Empfang dieser zwei Quellensignale ausgelegt ist.
Das empfangene Signal 81 wird klassischerweise in das Basisband zurückgeführt (82) und gefiltert. Im Falle eines Mehrfachträgersignals wird jede Trägerfrequenz extrahiert, beispielsweise mit Hilfe einer Fourier-Transformation (FFT).
Jede Trägerfrequenz wird dann in zwei verschiedenen Ketten verarbeitet.
Die Kette I führt in klassischer Weise eine Phasendemodulierung 83, die Entschachtelung 84 (falls das Signal beim Senden verschachtelt wurde) und die Decodierung 85 durch, mit der sich eine Schätzung 86 des ersten Quellensignals wiederherstellen lässt.
Die Kette II ist spezifisch für den Empfang des übermodulierten Signals nach der Erfindung. Das Modul des Modulierungsvektors wird zurück gewonnen (87) und das Modul wird mit einem Schwellenwert oder mit mehreren Schwellenwerten (abhängig von der verwendeten Übermodulierung) verglichen (88). Selbstverständlich berücksichtigen diese Schwellenwerte die vom Kanal auf jedes der Symbole ausgeübte Dämpfung ρ.
In der Tat hat das empfangene Signal als Modul α = ρ (1 ± d), wobei ρ die vom Kanal auf das betrachtete Symbol ausgeübte Dämpfung, wie in 3 dargestellt, bezeichnet.
Der Demodulator muss demnach die Operation (|α_n – α_n–1| – S) ausführen, wobei S einen Schwellenwert darstellt, der in idealer Weise gleich ρd sein sollte. Jedoch ist ρ nicht bekannt, um diesen Wert zu kennen, müsste der Kanal geschätzt werden. Es wird demnach die Annäherung ρ = α_n durchgeführt. Der Schwellenwert S hat demnach den Wert dα_n. Diese Operation wird in der nachfolgenden Tabelle beschrieben:
Es folgen dann gegebenenfalls die Entschachtelung 89 und die Decodierung 810, welche eine Schätzung 811 des zweiten Quellensignals liefert.
Wird die Übermodulierung selektiv gesendet, so kennt der Empfänger die Positionen und/oder die entsprechenden Sendezeitpunkte, entweder seit dem Ursprung oder durch ein regelmäßiges Senden von Informationen.
Wie bereits angegeben ermöglicht das Signal der Erfindung die Ausführung mehrerer Typen von Empfängern. Sind insbesondere die Quellensignale vollkommen unabhängig, so ist es möglich, folgendes zu erzeugen:

– die Kette I umfassende Empfänger (beispielsweise klassische DAB-Empfänger);
– Empfänger, die nur die Kette II umfassen (beispielsweise Funkmeldungsempfänger („Paging"));
– Empfänger, welche beide Ketten I und II umfassen.

Sind die Quellensignale verbunden, wobei das erste Quellensignal ein Grundsignal und das zweite Signal ein ergänzendes Signal ist, so lassen sich zwei Qualitätsebenen für die Empfänger vorhersehen:

– eine erste Ebene, welche die Kette I umfasst (klassische Empfänger);
– eine zweite Ebene, welche beide Ketten I und II umfasst, um, ausgehend von den zwei Quellensignalen, ein Signal höherer Qualität zu liefern.

Claims

Signal, das zu mindestens einem Empfänger gesendet werden soll, bestehend aus mindestens einer durch ein erstes Quellensignal phasenmodulierten Trägerfrequenz, wobei diese Phasenmodulierung einem numerischen Element des ersten Quellensignals einen Modulationsvektor zuordnet, der unter einem Satz von Vektoren vorgegebener Modulation (21₁ bis 21₄ ) gewählt wird, die ein selbes Basismodul (m) und verschiedene Phasen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zu mindestens einigen Zeitpunkten das Modul dieses Modulationsvektors als Funktion eines zweiten Quellensignals geändert wird, wobei die Phase dieses Modulationsvektors unverändert bleibt, wobei das geänderte Modul dann zwei gegenüber dem Basismodul (m) symmetrische „Modulwerte" (m1 und m2) annehmen kann, „Modulwerte", deren Zuordnung nach einer Übergangscodierung (63) erfolgt, wobei der „Modulwert" zum Zeitpunkt n+1 dem „Modulwert" (m1) zum Zeitpunkt n gleicht, wenn das Binärelement a_n des zweiten zu sendenden Quellensignals einem ersten Binärwert gleicht und dem anderen der „Modulwerte" (m2) gleich ist, wenn a_n einem zweiten Binärwert gleicht, wobei n der Zeitindex ist.
Signal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vielzahl von gleichzeitig gesendeten Trägerfrequenzen (47) umfasst, wobei mindestens einige dieser Trägerfrequenzen während zumindest einiger Zeitperioden einen Modulationsvektor tragen, dessen Phase der besagten ersten Modulation entspricht und dessen Basismodul als Funktion des zweiten Quellensignals geändert wird.
Signal nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenelemente, welche das zweite Quellensignal bilden, eine Fehlerkorrektur-Codierung (52) und/oder eine Verschachtelung nach Zeit und/oder Frequenz (54) erfahren.
Signal nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Quellensignal identische Verschachtelungen nach Zeit und/oder Frequenz (53, 54) erfahren.
Signal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Signal nach Symbolblöcken organisiert ist und dass die Änderung des besagten Moduls als Funktion des zweiten Quellensignals selektiv über bestimmte Symbole des Symbolblocks und/oder über einige der erwähnten Trägerfrequenzen erfolgt.
Signal nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte Block einen schnellen Informationskopf (FIC) umfasst und dass die besagte Änderung nicht auf diesen Kopf erfolgt.
Signal nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es regelmäßig ein von den Empfängern bekanntes Referenzsymbol (45,46) umfasst, das insbesondere die Initialisierung der Modulation des zweiten Quellensignals ermöglicht.
Vorrichtung zum Senden eines Signals, das zu mindestens einem Empfänger übertragen werden soll, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, dieses Signal zu bilden, ausgehend von mindestens einer von einem ersten Quellensignal phasenmodulierten Trägefrequenz, wobei diese Phasenmodulierung einem numerischen Element des ersten Quellensignals einen Modulationsvektor zuordnet, der unter einem Satz von Vektoren vorgegebener Modulation (21₁ bis 21₄ ) gewählt wird, die ein selbes Basismodul (m) und verschiedene Phasen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung über Mittel zum Ändern des Moduls des besagten Modulationsvektors als Funktion eines zweiten Quellensignals verfügt, wobei die Phase dieses Modulationsvektors unverändert bleibt, wobei das geänderte Modul dann zwei gegenüber dem Basismodul (m) symmetrische „Modulwerte" (m1 und m2) annehmen kann, „Modulwerte", deren Zuordnung nach einer Übergangscodierung (63) erfolgt, wobei der „Modulwert" zum Zeitpunkt n + 1 dem „Modulwert" (m1) zum Zeitpunkt n gleicht, wenn das Binärelement a_n des zweiten zu sendenden Quellensignals einem ersten Binärwert gleicht und dem anderen der „Modulwerte" (m2) gleich ist, wenn a_n einem zweiten Binärwert gleicht, wobei n der Zeitindex ist.
Vorrichtung zum Senden eines Signals nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Berechnen eines Modulationsvektors x_n = (1 ± d) · z_n umfasst, wobei: z_n ein moduliertes Signal ist, welches das erste Quellensignal darstellt; d ein streng zwischen 0 und 1 liegender, vorgegebener Wert ist.
Empfänger eines Signals, das aus mindestens einer von einem ersten Quellensignal phasenmodulierten Trägerfrequenz gebildet wird, wobei diese Phasenmodulierung einem numerischen Element des ersten Quellensignals einen Modulationsvektor zuordnet, der unter einem Satz von Vektoren vorgegebener Modulation (21₁ bis 21₄ ) gewählt wird, die ein selbes Basismodul (m) und verschiedene Phasen aufweisen, wobei zu mindestens einigen Zeitpunkten das Modul dieses Modulationsvektors als Funktion eines zweiten Quellensignals geändert wird, wobei die Phase dieses Modulationsvektors unverändert bleibt, wobei das geänderte Modul dann zwei gegenüber dem Basismodul (m) symmetrische „Modulwerte" (m1 und m2) annehmen kann, „Modulwerte", deren Zuordnung nach einer Übergangscodierung (63) erfolgt, wobei der „Modulwert" zum Zeitpunkt n + 1 dem „Modulwert" (m1) zum Zeitpunkt n gleicht, wenn das Binärelement a_n des zweiten zu sendenden Quellensignals einem ersten Binärwert gleicht und dem anderen der „Modulwerte" (m2) gleich ist, wenn a_n einem zweiten Binärwert gleicht, wobei n der Zeitindex ist, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel (87) zum Extrahieren des Moduls a_n aus jedem der besagten Modulationsvektoren sowie Mittel (88) zum Analysieren dieses Moduls α_n umfasst, welche Schätzungen der Binärelemente des erwähnten zweiten Quellensignals liefert.
Empfänger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Analysieren Mittel (88) zum Vergleichen der Differenz |α_n – α_n–1| mit einem Schwellenwert S umfassen.
Empfänger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert S gleich rd ist, wobei r eine Schätzung der Kanaldämpfung darstellt.
Empfänger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass r gleich α_n ist.