JP2003511911A - マルチ−キャリア・システムにおける振幅インバランス及び直交エラーを受信端で決定するための方法 - Google Patents

マルチ−キャリア・システムにおける振幅インバランス及び直交エラーを受信端で決定するための方法

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JP2003511911A JP2001529157A JP2001529157A JP2003511911A JP 2003511911 A JP2003511911 A JP 2003511911A JP 2001529157 A JP2001529157 A JP 2001529157A JP 2001529157 A JP2001529157 A JP 2001529157A JP 2003511911 A JP2003511911 A JP 2003511911A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、受信端においてマルチ−キャリア信号のユーザ・データコンスタレーションを決定することを目的とする。 【解決手段】 前記信号は、ＤＶＢ−Ｔ標準による２ＫモードでＱＡＭ変調され、且つ、個別のキャリアの中心に位置する中心キャリアが与えられ、且つ、ユーザ・データを用いて一時的に変調され、且つ、一時的に、分布されるパイロットを表す。本発明の目的を解決するために、中心キャリアに属するユーザ・データの部分に関する全てのＩ／Ｑ値の発生頻度を決定し、その後、前記ユーザ・データのコンスタレーションの中心を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、特許請求の範囲の独立項における前提項による方法に関する。 いわゆるＤＶＢ−Ｔ標準には、例えば、ＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ変調、６４
ＱＡＭ変調等のように個別のキャリアが、ペイロードを用いてＱＡＭ変調される
マルチ−キャリア信号が記述されている。使用される個別キャリアの数、即ち、
ｋによって数えられる個別キャリアの数は、使用されるフーリエ変換（ＦＦＴ）
のモードに依存する。２Ｋモードにおいては、ｋ＝（０．．．１７０４）となる
。固定された時間レンジ内に送信される全ての個別のキャリアの全体は、図１に
示されるように、シンボルとして表示される。前記キャリア領域内においては、
キャリアの一部が、使用されるＦＦＴモード、ＱＡＭの次数等に関する情報の追
加アイテムを用いて２ＰＳＫ変調され、前記キャリアは、ＴＰＳ（送信パラメー
タ・シグナリング）キャリアとして表示される。更に、漸増する振幅を伴って送
信され、図２により０°若しくは１８０°の固定位相を有し、且つ、連続パイロ
ットとして表示される多数の個別のキャリアは変調されない。別のタイプのパイ
ロットは、分散パイロットとして表示され、同様に漸増する振幅及び０°又は１
８０°の固定位相を伴って送信され、キャリア領域にわたって均一に分布され、
且つ、１つのシンボルから次のシンボルまで、前記キャリア領域内の各種のポジ
ションにおいて現れる。擾乱されたＤＶＢ−Ｔ信号の受信端チャンネル修正は、
前記分散パイロットの助けをかりて、周波数軸及び時間軸に沿った補間によって
行われる。１又は複数のＱＡＭ変調された個別のキャリアのコンスタレーション
から、各種の送信パラメータを決定することができる。
【０００２】 断続的に分散パイロットを含む個別のキャリアは、確立された標準に基づいて
時間の７５％にわたって、ペイロードを用いて変調され、それらが、時間の残り
の２５％に関するパイロットを表す。チャンネル修正においては、Ｉ／Ｑ平面内
の理想的なポジションから変位している全ての受信されたパイロット信号は、Ｉ
／Ｑ平面内のパイロット信号のポジションが、その理想的なポジションに一致す
るように複素数ファクタによる乗算が行われる。同一キャリア上に位置するであ
ろう全てのペイロード信号が、同一のファクタによって乗算される。
【０００３】 図３は、ＤＶＢ−Ｔ標準による２Ｋモードで動作するディジタルビデオ放送（
ＤＶＢ）システムの送信機／受信機パスの基本構造を示している。データ準備段
階１では、送信されるべきディジタルビデオ信号が、周波数領域において準備さ
れ、続いて逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）によって時間領域に変換される。Ｄ−Ａ
コンバータ３におけるディジタル化及び増幅器におけるゲイン・ファクタｖI及
びｖQによる増幅の後、Ｉ成分及びＱ成分が生成されて直交ミキサ６に供給され
、それにおいては、キャリア信号４の相互に９０°の位相シフトがなされた成分
を用いて、所望の出力周波数にアップ・コンバートされ、加算器５において再結
合された後に送出される。
【０００４】 受信機では、入力段１０において、受信された入力信号を時間領域から周波数
領域に再び戻す逆変換がＦＦＴを用いて行われ、その後、修正段１１において、
分散パイロットの助けをかりて前述のチャンネル修正が行われるが、換言すれば
、受信された分散パイロットが、図４に示されるように、受信端におけるＩ／Ｑ
平面内の理想的なポジションを推測するようにその修正が行われるということに
なる。その隣にある信号評価デバイス１２においては、受信されたビデオ信号が
更に処理される。
【０００５】 図３は、この種のＤＶＢ−Ｔ送信機において発生し得る振幅インバランス、直
交エラー及び残留キャリアに影響を及ぼす各種の可能性を示している。図３ａは
、個別のキャリア、例えば、中心キャリアの理想的なペイロードコンスタレーシ
ョンを示している。このペイロードの個別のＩ／Ｑ値は、それぞれ、図示の決定
フィールド１３内のそれぞれの指定ポジションに位置し、特に、Ｉ／Ｑ平面の中
心ポイント１４（座標中心ポイント）に関して対称になる。
【０００６】 ２つの増幅器ｖI及びｖQが、正確に等しいゲインを有していない場合には、振
幅インバランスが生じ、それが図３ｂにより決定フィールド内のペイロード・ポ
ジションのシフトとして明らかになる。
【０００７】 Ｉ−ブランチ及びＱ−ブランチにおいては、それに加えて、加算段７並びに電
圧ＵI,RT及びＵQ,RTによって図３に示されているように、直流電圧成分の擾乱が
生じることがある。その結果、残留キャリアの擾乱がもたらされ、それが図３ｃ
に示されるようにペイロードコンスタレーションにおいてシフトを生じさせる。
【０００８】 増幅器内における前述の振幅インバランス・エラー及び残留キャリアとして明
らかになる擾乱直流電圧成分が組み合わさった直交エラー（直交ミキサの、互い
に９０°に位相シフトされる２つのキャリアが、正確に９０°にシフトされてい
ない）は、図３ｄによるペイロードコンスタレーションをもたらし、それにおい
ては全体のペイロードコンスタレーションがシフト及びねじれを受けているだけ
でなく、分散パイロットもまた、その理想的なポジションから外れている。
【０００９】 図３ｄによる擾乱されたペイロードコンスタレーションが受信機に向けて送信
された場合、周知のチャンネル修正１１によって、まず、分散パイロットが、図
３ｅに示されるように、理想的なポジションに再び戻される。残りのペイロード
は、ねじれ及びシフトを受けたままとなる。
【００１０】 図３による、上記のペイロードコンスタレーションの障害は、周波数ｆ＝０に
おいてベース・バンドに位置する中心キャリアにも当てはまる。従って、送信端
における直流電圧成分に起因する残留キャリアが、特に、中心キャリアのコンス
タレーションにシフトをもたらす。前記中心キャリアがペイロードを用いて２Ｋ
モードで変調され、断続的に分散パイロットを表すことから（位相＝１８０°）
、中心キャリアについても、圧縮又は伸張され、且つ、シフト又は回転されたペ
イロードコンスタレーションが、チャンネル修正の後に現れる。この効果は、個
別のＩ／Ｑ値又は複数のＩ／Ｑ値が、それぞれの関連付けされた決定フィールド
を離れてしまうほど大きいものとなり得る。
【００１１】 本発明の目的は、第１に、受信端においてこの種の障害を受けたペイロードコ
ンスタレーションを決定することが可能であり、その結果、残留キャリア電力が
計算可能となり、そして／或いは、受信機の復調特性を向上できる方法を開示す
ることである。
【００１２】 この目的は、特許請求の範囲の独立項における前提項による方法に続いて、そ
の特性を表している特徴によって達成される。一方、従属項からは、それぞれ残
留キャリア電力の計算又は復調の向上に関する有利な発展が明らかになってくる
。
【００１３】 残留キャリア電力は、本発明による方法を使用し、単純に中心キャリアのペイ
ロードを評価することによって、また、特に、振幅インバランス及び直交エラー
に起因する効果を考慮することによって、計算が可能である。それに加えて、送
信端のエラーによって生じる変化を、これも単に、決定されたペイロードコンス
タレーションのねじり及び圧縮又は伸張を行うことによって補償することが可能
であり、従って、復調特性を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、例示の実施態様を基礎とした図面を参照し、本発明について更に詳細に
説明する。 図４は、２ＫモードにおいてＱＰＳＫ変調された中心キャリアの理想的なペイ
ロードコンスタレーション及び１８０°の位相シフトを伴う分散パイロットＳＰ
の理想的なポジションを示している。図５は、例えば、Ｉブランチ内において１
つの増幅器がｖI＝０．９のゲインを有し、Ｑブランチ内においてはｖQ＝１．２
である場合に、振幅インバランスの影響の下に生じた前記理想的なコンスタレー
ション及びポジションの変化を示している。図５においては、理想的なポジショ
ンがＩSPによって示されている。
【００１５】 同相成分ＩRT及び直交位相成分ＱRTを有する残留キャリアの追加もある場合に
は、図６による追加のシフトももたらされる。
【００１６】 最後に、図７は振幅インバランス（↓ｖI＝０．９、↓ｖQ＝１．２）の影響が
あり、且つ、追加の直交エラーＱＥ＝２０°並びにＩRT＝０．３ｄ及びＱRT＝０
．４ｄを伴う残留キャリアを有する場合の分散パイロットＳＰのポジション及び
コンスタレーションを示すもので、これにおいてｄは、決定フィールドの中心ポ
イントからその周縁までの距離を表す。前記エラーの相互作用の結果、図７によ
るペイロードコンスタレーション及び分散パイロットのポジションがシフトし、
且つ、ねじれ、ペイロードコンスタレーションの中心ポイントもまた、それに応
じてシフトする。
【００１７】 これらのシフトは、本発明による受信端において決定される。そのため、第１
の方法のステップにおいては、中心キャリアのペイロードの全てのＩ／Ｑ値の発
生頻度をまず決定し、信号評価デバイス１２内に２次元配列としてストアする。
次に、図７に示されるように、それらからペイロードコンスタレーションの中心
ポイントＭを決定する。このため、それぞれの場合において瞬時的なＩ値を用い
て重み付けを行って発生頻度を加算し、続いて配列内にストアされている全ての
発生頻度の合計を用いて除算を行うことによって中心ポイントのＩ成分を計算す
る。中心ポイントのＱ成分についても同様に計算される。このため、多数の測定
済みのＩ／Ｑ値が必要になる。
【００１８】 チャンネル修正１１の結果、それ自体は周知であるが、受信器において分散パ
イロットが既に理想的なポジションを有している。従って、第２の方法のステッ
プにおいては、結果として新しく生成されるペイロードコンスタレーションの中
心ポイントがＩ／Ｑ平面の座標原点に位置するように、中心キャリアのペイロー
ドの全体のコンスタレーションを回転し及び伸張し又は圧縮することができる。
これらの状況の下においては、伸張及び回転の中心が、前もって既に修正されて
いる分散パイロットの理想的なポジションとなる。
【００１９】 この第２の方法のステップは、可能である場合には、全てのＩ／Ｑ値が、それ
ぞれの決定フィールド１３内に再度配置されることを保証する。このようにして
、受信端において復調が向上され、それが、より信頼性の高い送信となって現れ
る。
【００２０】 振幅インバランス・エラーもまた容易に計算される。このため、決定フィール
ド内のＩ／Ｑ値の発生頻度の助けをかりて、各決定フィールドに関して、それぞ
れの場合に決定フィールド内の中心ポイントが計算される。水平ライン及び垂直
ライン上にそれぞれ位置する全ての隣接決定フィールドの前記中心ポイントを通
るラインを描き、回帰線を求めることができる。送信機に起因する振幅インバラ
ンス・エラーは、水平方向及び垂直方向に位置する直線の平均間隔の比から計算
することができる。直交エラーも同様に計算可能であり、より具体的には、水平
方向及び垂直方向に位置する直線の平均の傾きにおける差から計算することがで
きる。
【００２１】 それに加えて、受信端における残留キャリア振幅を、振幅インバランス・エラ
ー及び直交エラーを考慮し、中心キャリアのペイロードコンスタレーションの中
心ポイントの決定から容易に計算することができる。
【００２２】 送信されたコンスタレーション、即ち、振幅インバランス（ｖI及びｖQ）、残
留キャリアＩRT＋ｊ・ＱRT及び直交エラーＱＥによって影響を受けたコンスタレ
ーションの中心ポイントＩMP,S＋ｊ・ＱMP,Sの同相成分及び直交位相成分は、次
の式（Ａ．１）のように決定することができる。
【００２３】
【数１】
【００２４】 振幅インバランスが、コンスタレーションの中心ポイントのポジションに影響
を与えることはなく、その理由から、この式内にファクタｖI及びｖQが現れない
。対応して、送信された分散パイロットＩSP,S＋ｊ・ＱSP,S（ＩSP：分散パイロ
ットの理想的な同相の値）が、これらの影響の下に次の式（Ａ．２）によって与
えられる。
【００２５】
【数２】
【００２６】 式（Ａ．１）及び（Ａ．２）の関係から次の式（Ａ．３）が明らかになる。
【００２７】
【数３】
【００２８】 チャンネル修正においては、次の値を乗ずることによって、ＩSP,S＋ｊ・ＱSP ,S が、理想的なポジションＩSP上に写像される。
【００２９】
【数４】
【００３０】 厳密に言えば、ペイロードコンスタレーション内の全てのポイントに対して同
一の手順を採用する。その結果、次式によってコンスタレーションの中心ポイン
トＭＰ＝ＩMP＋ｊ・ＱMPもまた与えられる。
【００３１】
【数５】
【００３２】 実数部と虚数部の再配列及び分離から、次の等式系（１）、（２）が得られる
。
【００３３】
【数６】
【００３４】 式（Ａ．１）に、これら２つの関係を代入することによって次式（１）、（２
）が得られる。
【００３５】
【数７】
【００３６】 ＱRTに関して式（２）を解くと次の式（Ａ．４）が得られる。
【００３７】
【数８】
【００３８】 式（１）に式（Ａ．４）を代入し、それをＩRTに関して解くと次の式（Ａ．５
）が得られる。
【００３９】
【数９】
【００４０】 この結果を、式（Ａ．４）の関係に代入して整理し、次の式（Ａ．６）を得る
。
【００４１】
【数１０】
【００４２】 これにおいて、 ＩRT：残留キャリア振幅の同相成分、 ＱRT：残留キャリア振幅の直交位相成分、 ｖI：送信機における同相成分のゲイン（振幅インバランス）、 ＱＥ：直交エラー（符号を含む）、 ＩSP：理想的な分散パイロットの同相成分、 ＩMP：チャンネル修正後のコンスタレーションの中心ポイントの同相成分、 ＱMP：チャンネル修正後のコンスタレーションの中心ポイントの直交位相成分
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 固定された時間レンジ内に送信される全ての個別のキャリアの全体
を示した説明図である。
【図２】 ０°又は１８０°の固定位相を有する個別のキャリアを示した説明
図である。
【図３】 ＤＶＢ−Ｔ標準に従って２Ｋモードで動作するディジタル・ビデオ
放送（ＤＶＢ）システムの送信機／受信機パスの基本構造を示したブロック図で
ある。
【図４】 ２ＫモードにおいてＱＰＳＫ変調された中心キャリアの理想的なペ
イロードコンスタレーション及び１８０°の位相シフトを伴う分散パイロットＳ
Ｐの理想的なポジションを示した説明図である。
【図５】 振幅インバランスの影響によって生じたコンスタレーション及びポ
ジションの変化を示した説明図である。
【図６】 残留キャリアの追加がある場合の追加のシフトを示した説明図であ
る。
【図７】 振幅インバランス及び直交エラー等の相互作用の結果を示した説明
図である。
【符号の簡単な説明】
１ データの準備 ３ Ｄ−Ａコンバータ ４ キャリア信号 ５ 加算器 ６ 直交ミキサ ７ 加算段 １０ 入力段 １１ チャンネル修正段 １２ 信号評価 １３ 決定フィールド １４ 中心ポイント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホーフマイスター マルティン ドイツ ミュンヘン Ｄ−80797 シュラ イスシェイマーシュトラーセ 118 Ｆターム(参考） 5K004 AA05 AA08 FA05 FD06 FH03 FH10 JA02 JD06 JH02 JH06 5K022 DD01 DD13 DD19 DD33 DD34

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 個別のキャリアの中心に位置し、ペイロードを用いて断続的に
    変調され、断続的に分散パイロットを表す中心キャリアを有し、ＤＶＢ−Ｔ標準
    による２ＫモードでＱＡＭ変調されるマルチ−キャリア信号のペイロードコンス
    タレーションを受信端で決定する方法において、前記中心キャリアのペイロード
    成分の全てのＩ／Ｑ値の発生頻度を決定し、その後、前記ペイロードコンスタレ
    ーションの中心ポイントを決定することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記中心キャリアのペイロードコンスタレーションの中心ポイ
    ントの決定を行うため、前記発生頻度を用いて重み付けされたそれぞれの瞬時的
    なＩ値又はＱ値を合計し、その後それを、前記発生頻度の全ての合計によって除
    することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記送信機によって送信される前記残留キャリアの電力を、計
    算による前記ペイロードコンスタレーションの中心ポイント及び前記Ｉ／Ｑ平面
    の座標原点から計算することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 中心ポイントとともに決定された前記ペイロードコンスタレー
    ションに対して、結果として得られる新しいペイロードコンスタレーションの中
    心ポイントが、前記Ｉ／Ｑ平面の座標原点に一致するように、分散パイロットの
    理想的なポジションに関する回転及び圧縮又は伸張を行うことを特徴とする請求
    項１又は２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 決定フィールド内の中心ポイントが、決定フィールド内におけ
    る前記Ｉ／Ｑ値の発生頻度の助けをかりて、それぞれの場合において、中心キャ
    リアのペイロードのＩ／Ｑ値の各決定フィールドに関して計算され、それぞれ水
    平ライン又は垂直ライン上に配置される隣接した決定フィールドの前記中心ポイ
    ントを通る直線を描き、送信機に起因するそれぞれの振幅インバランス・エラー
    を、前記水平の直線の平均間隔と垂直の直線の平均間隔の比から計算することを
    特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 送信端において生成された直交エラーを、前記水平の直線の平
    均の傾きと前記垂直の直線の平均の傾きにおける差から計算することを特徴とす
    る請求項５に記載の方法。
JP2001529157A 1999-10-07 2000-09-04 マルチ−キャリア・システムにおける振幅インバランス及び直交エラーを受信端で決定するための方法 Pending JP2003511911A (ja)

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DE19948383.3 1999-10-07
PCT/EP2000/008623 WO2001026317A1 (de) 1999-10-07 2000-09-04 Verfahren zum empfangsseitigen bestimmen der amplituden-imbalanz und quadraturfehlers in einem multiträgersystem

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