FI101253B - Signalointimenetelmä ja lähetin - Google Patents

Description

101253

Signalointimenetelinä ja lähetin

Tekniikan ala

Keksinnön kohteena on signalointimenetelmä, jota 5 käytetään digitaalisessa radiojärjestelmässä, jossa lähetettävät signaalit käsittävät dataa ja signalointia.

Keksinnön kohteena on lisäksi signalointimenetelmä, jota käytetään digitaalisessa radiojärjestelmässä, jossa lähetettävät signaalit käsittävät dataa ja signalointia. 10 Keksinnön kohteena on lisäksi lähetin, jota käyte tään digitaalisessa radiojärjestelmässä, jossa lähetetään signaaleja, jotka käsittävät dataa ja signalointia.

Tekniikan taso 15 DAB-järjestelmä (DAB = Digital Audio Broadcasting) on uusi digitaalisella tekniikalla toteutettu radiolähe-tysjärjestelmä. Perinteisesti radiolähetysjärjestelmä on ollut analogiseen tekniikkaan perustuva. Uudella digitaalisella järjestelmällä lähetetyn signaalin laatu on erit-20 täin hyvä verrattuna analogisella tekniikalla lähetettyyn signaaliin. Signaalin laatu pysyy hyvänä sellaisissakin olosuhteissa, joissa esiintyy monitie-etenemistä. Perinteisessä analogisessa radiolähetyksessä ongelmana on mainittu monitie-eteneminen, jossa signaali saapuu vastaanot-25 timeen heijastuneena monesta eri pinnasta. Eri pinnoista, • esimerkiksi korkeista kerrostaloista, heijastuvat signaa- likomponentit saapuvat erivaiheisina vastaanottimeen aiheuttaen häiriöitä. DAB-järjestelmässä monitie-eteneminen ei aiheuta ongelmia, päinvastoin monitie-eteneminen parantaa 30 signaalin laatua ja kuuluvuutta. DAB-järjestelmässä signaali jaetaan osakaistoihin, jotka kvantisoidaan siten, että kvantisoinnissa muodostuva kohina jää pieneksi. DAB-järjestelmä parantaa esimerkiksi autoradioiden vastaanottaman signaalin laatua erittäin paljon.

35 Järjestelmässä käytettävä lähetysteho on pieni ver- 2 101253 rattuna perinteisessä järjestelmässä käytettyyn tehoon. DAB-radioverkossa kaikki lähettimet voivat lähettää samalla taajuudella. Eri lähettimien signaalit eivät häiritse toisia signaaleja eri signaalien summautuessa. Signaalien 5 summautuminen päinvastoin parantaa kuuluvuutta. Lähettimien on kuitenkin oltava erittäin tarkasti synkronoituina samalle taajuudelle. DAB-järjestelmässä on lisäksi tehokas lähetyskaistan käyttö, jolloin radiokanavien määrää voidaan kasvattaa merkittävästi.

10 DAB-järjestelmää käytetään erilaisten palvelujen vä littämiseen. Palvelut voivat olla esimerkiksi audio- tai datapalveluja. Palveluja voidaan välittää esimerkiksi kiinteän PSTN-verkon (PSTN = Public Switched Telephone Network) ja radiokanavan välityksellä esimerkiksi liikku-15 vaan vastaanottimeen broadcast-muotoisesti. Jotta erilaisten palvelujen välittäminen olisi tehokasta, DAB-järjes-telmässä on oltava käytössä tehokkaat datan hallinnointi-ja signalointimenetelmät.

DAB-järjestelmän radiokanava voidaan jakaa eri ko-20 koisiin tiedonsiirtoyksiköihin (capacity unit), jolloin signaalin avulla siirretään useita palveluja ja niiden komponentteja yhtä aikaa vastaanottimeen. Hetkellisesti suurikapasiteettinen palvelu varaa suuren määrän tiedon-siirtoyksiköitä, jotka vapautetaan palvelutarpeen pienen-25 tyessä. Koska DAB-järjestelmän pitää hallita paljon erilaisia sisäisiä rakenteita ja suurta määrää dataa, jotka yhdessä muodostavat kokonaisia palveluja, on myös signalointitietoa siirrettävä paljon. Suuresta signalointitie-tomäärästä johtuen signalointi on siirrettävä vastaanotti-30 melle helposti ja tehokkaasti purettavassa muodossa.

DAB-järjestelmää käsittelee suositus ETS 300401, jossa esitetään, miten DAB-protokollan mukainen signalointi jaetaan pieniin signalointiyksiköihin. Suosituksen mukaisella menetelmällä signalointiyksiköiden generoiminen 35 on kuitenkin ollut hidasta. Samalla signaloinnin hallin- 3 101253 noinnista on tullut monimutkainen ja hankala. Tunnetussa tekniikassa tieto signaloinnin ohjaamisesta on sijoitettu datataulukon sisälle, jolloin signaloinnin purkaminen on ollut hankalaa vastaanottopäässä. Tämä on johtanut siihen, 5 että signaalin vastaanottopäässä oikean datan löytäminen on ollut hidasta. Tämä tarkoittaa sitä, että palvelun tilaaja ei ole saanut tilaamaansa tai haluamaansa palvelua tarpeeksi nopeasti. Lisäksi datataulukon sisältämän datan järjestely ja muuttaminen ei ole ollut tunnettua menetel-10 mää käyttäen tarpeeksi tehokasta.

Keksinnön tunnusmerkit

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin toteuttaa menetelmä, jossa signalointia ohjataan siten, että 15 vastaanottopäässä oikea data löydetään nopeasti ja että datataulukon muuttaminen tehostuu.

Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että signalointi sijoitetaan lähetettävään signaaliin datasta erillään olevan 20 ohjaustiedon perusteella, jolla ohjaustiedolla hallitaan signalointia.

Lisäksi menetelmälle on tunnusomaista, että signalointi sijoitetaan lähetettävään signaaliin ohjaustiedon perusteella, jonka ohjaustiedon sijoittaminen lähetettä- 25 vään signaaliin estetään.

Keksinnön mukaiselle lähettimelle on tunnusomaista, että lähetin käsittää ohjausvälineet signaloinnin sijoittamiseksi lähetettävään signaaliin datasta erillään olevan ohjaustiedon perusteella ja ohjaustiedon sijoittamisen es-30 tämiseksi lähetettävään signaaliin, jolla ohjaustiedolla hallitaan signalointia.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan huomattavia etuja. Menetelmässä signaloinnin lähetyksessä käytetään erillistä signaloinnin ohjaustaulukkoa, johon 35 sijoitetaan tiedot signaloinnin ohjaamisesta. Menetelmässä 4 101253 data lähetetään datataulukossa. Ohjaustaulukkoa käyttämällä voidaan datan järjestystä muuttaa ja data järjestää ilman, että itse datataulukkoa tarvitsee muuttaa. Menetelmällä datataulukon hallitseminen helpottuu ja nopeutuu 5 etenkin siinä tapauksessa, että datataulukon koko on suuri. Ohjaustaulukkoa voidaan muuttaa dynaamisesti ja ohjaustietojen määrää on mahdollista säätää signalointitar-peen mukaan. Signalointitarpeen mukaan ohjaustaulukko voidaan lisäksi priorisoida ja järjestää halutulla tavalla. 10 Etua saavutetaan etenkin datataulukkoa purettaessa tilaa-japäätelaitteessa. Mainitussa tilanteessa datataulukon purkaminen nopeutuu, koska tilaajapäätelaitteen ei tarvitse purkaa signaloinnin ohjaustaulukkoa.

Keksinnön mukaisen menetelmän edulliset suoritusmuo-15 dot ilmenevät myös oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista, ja keksinnön mukaisen lähettimen edulliset toteutusmuodot ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista .

20 Kuvioiden selitys

Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio 1 esittää periaatekuvan DAB-radiojärjestelmäs-tä, jossa voidaan soveltaa keksinnön mukaista menetelmää 25 ja ' kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen lähettimen raken netta .

Edullisten toimintamuotojen kuvaus 30 Kuviossa 1 esitetään periaatekuva DAB-radiojärjes- . telmästä. Kuvion mukainen radiojärjestelmä käsittää lähet timen 100 ja useita tilaajapäätelaitteita 200. Tilaajapää-telaitteet 200 voivat olla esimerkiksi autoradiovastaanot-timia. Kuvion mukainen tilaajapäätelaite 200 käsittää an-35 tennin 201 ja välineet 202. Tilaajapäätelaitteet 200 toi- 5 101253 mivat kuvion mukaisessa ratkaisussa vastaanottimina. Lähetin 100 lähettää vastaanottimille 200 DAB-signaalia, jonka muodostavat osaltaan data ja signalointi. Lähetin 100 välittää vastaanottimelle 200 DAB-signaalin avulla esimer-5 kiksi korkeatasoisia audio- ja datapalveluja.

Lähetin 100 käsittää välineet 105 muodostaa palvelun tarjoajan perusteella DAB-protokollan mukaisia FIG-aliryh-miä (FIG = Fast Information Group). Lisäksi lähettimen 100 käsittämät välineet 105 muodostavat FIB-lohkoja (Fast In-10 formation Block), joihin sijoitetaan dataa. Datan sijoittaminen FlG-aliryhmiin tehdään siten, että jokaiseen FIG-lohkoon tulee extensio-tunnus ja signalointi. Välineet 105 koodaavat extensio-tunnukseen tietoja FIG-ryhmästä. Tämän jälkeen signalointi jaetaan FIB-lohkoiksi ja koodataan. 15 Koodattu signalointi järjestetään kolmiulotteiseen taulukkoon FIG-viestityypin ja extensio-tunnuksen perusteella. Kolmiulotteinen taulukko lähetetään signalointiviestinä DAB-signaalissa tilaajapäätelaitteelle 200.

Tilaajapäätelaite 200 vastaanottaa antennilla 201 20 lähettimen 100 lähettämän DAB-signaalin. Antennista 201 DAB-signaali johdetaan tilaajapäätelaitteen 200 käsittä-mille välineille 202. Välineet 202 demoduloivat signaalin ja erottavat signalointiviestit omaksi kanavakseen, jonka kautta tehdään palveluvalintaa. DAB-signaali käsittää en-25 semble-osia ja palveluvalinta kokoaa automaattisesti pal-' velun erikokoisista ja erityyppisistä DAB-signaalin en semblen osista.

Kuviossa 2 esitetään keksinnön mukainen lähetin 100 signaloinnin sijoittamiseksi DAB-signaaliin. Lähetin 100 30 käsittää välineet 102 datan muodostamiseksi ja välineet . 103 signaloinnin muodostamiseksi. Datasignaali ja signa lointi muodostavat osan DAB-signaalista. Edelleen lähetin 100 käsittää antennin 101, jolla lähettimessä 100 muodostettu DAB-signaali lähetetään radiotielle. Välineet 102 35 koodaavat, multipleksaavat ja limittävät tulevan datasig- 6 101253 naalin. Tämän jälkeen datasignaali jaetaan osakaistoihin. Välineet 102 lisäävät koodattuun datasignaaliin virheenkorjausta ja välineet 103 koodaavat signaloinnin.

Lisäksi lähetin 100 käsittää välineet 106, jotka mo-5 duloivat kantoaaltoa apuna käyttäen datan ja signaloinnin. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa käytetään esimerkiksi OFDM-modulaatiota (OFDM = Orthogonal Frequency Division Multiplex). OFDM-modulaatiossa kantoaaltoja moduloidaan esimerkiksi 4-PSK (PSK = Phase Shift Keying) vaihemodulaa-10 tiota käyttäen. Moduloinnin jälkeen signaali viedään antennille 101, jonka kautta lähettimessä 100 muodostettu DAB-signaali lähetetään vastaanottimeen 200. Välineiden 102 ja 103 koodaamat signaalit järjestetään edullisesti kolmiulotteiseen taulukkoon.

15 Välineet 105 muodostavat lisäksi FIG-aliryhmiä ja FIB-lohkoja, joihin data sijoitetaan. Välineet 105 sijoittavat muodostamansa FIG-aliryhmät FIB-lohkoihin. FIB-loh-kot täytetään mahdollisimman optimaalisesti FIG-aliryhmis-tä. Tämän jälkeen FIB-lohkot lähetetään radiotielle. FIB-20 lohkoja täytetään siis niin paljon kuin mahdollista FIG-lohkoilla ennen FIB-lohkojen lähettämistä radiotielle. Tällä tavalla radiotielle lähetetyn signaalin pakkaustiheyttä kasvatetaan ja kanavakapasiteettia säästetään.

Lähetin 100 käsittää edelleen ohjausvälineet 104 25 ohjaustietojen muodostamiseksi. Ohjausvälineet 104 ohjaavat välineissä 103 muodostettua signalointia. Ohjausvälineet 104 sijoittavat muodostamansa ohjaustiedot erityiseen signalointitietojen ohjaustaulukkoon. Lähetin 100 sijoittaa ohjausvälineiden 104 ohjaaman signaloinnin DAB-signaa-30 liin ohjaustaulukon sisältämän ohjaustiedon perusteella.

. Ohjaustaulukkoa apuna käyttäen muutetaan DAB-signaalin lähetysprofiilin järjestystä. Lähetysprofiilin järjestystä voidaan muuttaa ja priorisoida yksinkertaisesti siten, että itse datataulukon sisältämän datan järjestystä ei tar-35 vitse muuttaa. Edellä mainittu ominaisuus on hyvin tärkeä 7 101253 etenkin siinä tapauksessa, että datataulukon koko on suuri ja monidimensioinen, koska suuren datataulukon hallinta dynaamisesti on hankalaa.

Ohjausvälineet 104 priorisoivat ja järjestelevät oh-5 jaustaulukkoa. Ohjaustaulukon sisältämät signaloinnin ohjaustiedot sijoitetaan ohjaustaulukkoon signalointitarpeen mukaan. Tilaajapäätelaitteelle 200 tärkeää ja välttämätöntä signalointia lähetetään useammin kuin vähemmän tärkeää signalointia. Ohjausvälineet 104 varaavat ohjaustaulukosta 10 datan tarvitseman signalointitarpeen mukaan tilaa signaloinnin ohjaustiedoille. Tällä tavalla signalointi saadaan tarpeeksi kattavaksi. Mikäli signalointia lähetetään vain pieniä määriä, signalointi sijoitetaan kohtiin, joissa on vapaata tilaa. Edellä mainitulla tavalla optimoidaan esi-15 merkiksi käytettävää radiotien kanavakapasiteettia.

Ohjaustaulukon sisältämää signaloinnin ohjaustietoa voidaan muuttaa dynaamisesti, jolloin esimerkiksi operaattori voi säätää käytettävien signaloinnin ohjaustietojen määrää. Ohjaustaulukot ovat eri lähetysmoodeilla erikokoi-20 siä. Ohjaustaulukon kokoa voidaan kuitenkin samallakin lä-hetysmoodilla lähetettäessä muuttaa tarpeen mukaan. Suuremman signaloinnin ohjaustaulukon etuna on, että sillä voidaan hallita paremmin etenkin usein toistuvaa signalointia. Signaloinnin parempi hallinnoiminen perustuu sii-25 hen, että suurempaa signaloinnin ohjaustaulukkoa käyttä-* mällä voidaan toistuvan signaloinnin jättämä signalointi- jälki kattaa pidemmän ajan.

Ohjausvälineet 104 erottavat lähetettävän signaloinnin ja signalointia ohjaavan ohjaustaulukon toisistaan. 30 Signaloinnin ohjaustaulukkoa ei sijoiteta DAB-signaaliin, vaan ohjausvälineet 104 estävät ohjaustaulukon lähettämisen eteenpäin vastaanottimena toimivalle tilaajapäätelaitteelle 200. Tilaajapäätelaite 200 purkaa signalointivies-tit ainoastaan käyttäjäkomentoja ja tarvittavien palvelu 35 valintojen perusteella. Signalointilohkot ryhmitellään si- 8 101253 ten, että lohkon perusteella löydetään nopeasti ja joustavasti haluttu datataulukon sisältämä tieto.

Signaloinnin ohjaustaulukkoa ei lähetetä DAB-signaa-lin mukana tilaajapäätelaitteeseen 200, vaan signaloinnin 5 ohjaustaulukko erotetaan signaloinnista. DAB-signaalissa olevan datan purkaminen tilaajapäätelaitteessa 200 nopeutuu, koska signaloinnin ohjaustietojen purkamista ei tarvitse tehdä tilaajapäätelaitteessa 200. Koska lähetin 100 järjestelee tehokkaasti datan, niin tilaajapäätelaite 200 10 voi nopeasti ja tehokkaasti poimia haluamansa tiedon suurestakin datamäärästä.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan 15 muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (12)

1. Signalointimenetelmä, jota käytetään digitaalisessa radiojärjestelmässä, jossa lähetettävät signaalit 5 käsittävät dataa ja signalointia, tunnettu siitä, että signalointi sijoitetaan lähetettävään signaaliin datasta erillään olevan ohjaustiedon perusteella, jolla ohjaustiedolla hallitaan signalointia.

2. Signalointimenetelmä, jota käytetään digitaali- 10 sessa radiojärjestelmässä, jossa lähetettävät signaalit käsittävät dataa ja signalointia, tunnettu siitä, että signalointi sijoitetaan lähetettävään signaaliin ohjaustiedon perusteella, jonka ohjaustiedon sijoittaminen lähetettävään signaaliin estetään.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen signaloinnin sijoittamista lähetettävään signaaliin signalointi koodataan ja koodattu signalointi järjestetään kolmiulotteiseen taulukkoon .

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että datan järjestystä lähetettävässä signaalissa muutetaan ohjaustietoja muuttamalla.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että signaloinnin hallittavuutta 25 parannetaan ohjaustiedon määrää kasvattamalla.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että digitaalinen radiojärjestelmä on DAB-radiojärjestelmä.

7. Lähetin (100), jota käytetään digitaalisessa ra- 30 diojärjestelmässä, jossa lähetetään signaaleja, jotka kä sittävät dataa ja signalointia, tunnettu siitä, että lähetin (100) käsittää ohjausvälineet (104) signaloinnin sijoittamiseksi lähetettävään signaaliin datasta erillään olevan ohjaustiedon perusteella ja ohjaustiedon 35 sijoittamisen estämiseksi lähetettävään signaaliin, jolla 101253 ohjaustiedolla hallitaan signalointia.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen lähetin (100), tunnettu siitä, että ohjausvälineet (104) erottavat signaloinnin ja signaloinnin ohjaustiedon toisistaan 5 signaloinnin hallittavuuden parantamiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen lähetin (100), tunnettu siitä, että ohjausvälineet (104) muuttavat ohjaustietojen perusteella datan järjestystä lähetettävässä signaalissa.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen lähetin (100), tunnettu siitä, että ohjausvälineet (104) kasvattavat ohjaustiedon määrää signaloinnin hallittavuuden parantamiseksi .

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen lähetin (100), 15 tunnettu siitä, että lähetin (100) käsittää välineet (103) signaloinnin koodaamiseksi ja järjestämiseksi kolmiulotteiseen taulukkoon.

12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen lähetin (100), tunnettu siitä, että lähetintä (100) käytetään 20 digitaalisessa DAB-radiojärjestelmässä. 101253