JP2004515114A - 送信条件に従って送信器を最適化する装置、基準受信器及び該装置に使用する送信器 - Google Patents

送信条件に従って送信器を最適化する装置、基準受信器及び該装置に使用する送信器 Download PDF

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JP2004515114A JP2002544893A JP2002544893A JP2004515114A JP 2004515114 A JP2004515114 A JP 2004515114A JP 2002544893 A JP2002544893 A JP 2002544893A JP 2002544893 A JP2002544893 A JP 2002544893A JP 2004515114 A JP2004515114 A JP 2004515114A
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Abstract

【課題】送信条件に従って送信システムを適応化させる。
【解決手段】送信器を最適化する装置は受信した品質表示に従って送信器の少なくともひとつのパラメータのために必要な最適化の評価に使用する少なくともひとつのエレメント、特にその送信システムの少なくともひとつのエレメントを有する。
さらに、放送システムは送信システムのエレメントのパラメータを調節するために使用される最適化パラメータを受信し、オーディオプログラムを含む信号と送信システムの構成を送信する送信器と;送信器により送信された信号を受信して品質表示を含む信号を供給する基準受信器と;品質表示を含む該信号を受信して送信器に調節パラメータを供給する最適化装置とを有する。
【選択図】図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は送信システムを伝送条件に従って適応化する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、AMバンド特に短波での無線放送の送信では信号伝搬条件は常に変動する。従って受信は妨害され不能になることさえもある。
【0003】
受信を最適化するために、放送者は、1年の中の時間、1月の中の時間、及び太陽の活動が予測できるときはその活動に従って異なる周波数を計画する。
【0004】
この現象はアナログ無線に存在するが、ディジタル無線の場合にはより大きな妨害となる。訂正符号(チャネル符号化)が多数の伝送誤りを訂正するが、実際には、誤りスレッシュホールドの上で復調が不動作となりオーディオ信号が消失する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれらの欠点を防止又は少なくとも減少させるために使用されるもので、送信システムの種々のエレメントを伝搬条件に対して最適化するもので、特に送信パワーとチャネル符号化パラメータを最適化する。これは、所定のエリアで所定の周波数に対し常に最良のサービス品質を保証する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は送信器を最適化するように設計された装置に関し、該装置は;
・送信器により送信される信号の受信品質をあらわす少なくともひとつのパラメータを受信する通信ネットワークに接続する少なくともひとつの入力と、
・受信した品質表示に従って、前記送信器、特にその送信システムの少なくともひとつのエレメントの少なくともひとつのパラメータのために必要な最適化を評価するために使用する少なくともひとつのエレメントと、
・最適化されたパラメータが出力される送信器に直接又は間接に接続される少なくともひとつの出力、とを有する。
【0007】
さらに、本発明は、少なくともひとつの送信器と、少なくともひとつの受信器と、通信ネットワークに接続され使用される受信器からの少なくともひとつの品質表示を受信して少なくともひとつの最適化パラメータを供給してそれを送信器に送る最適化装置とを有する送信システムに関する。
【0008】
本発明の変形例による送信システムは少なくとも;
・送信システムの少なくともひとつのエレメントのパラメータを設定する最適化パラメータを受信し、少なくともひとつのプログラムと送信システムの構成を含む信号を送信する送信器と、
・前記送信器が送信した信号を受信しその受信信号に含まれる少なくともひとつのプログラムを再生する受信器、例えば汎用公衆受信器と、
・前記送信器が送信した信号を受信し少なくともひとつの品質表示を含む信号を供給する基準受信器と、
・品質表示を含む前記信号を受信して前記送信器を設定するパラメータを供給する最適化装置とを有し、
・受信したプログラムを再生するための受信器が、さらに、少なくともひとつの品質表示を供給することができるか、
・又は、前記受信器と前記基準受信器が2つの別の装置で、第1の受信器が受信したプログラムの再生に使用され、第2の受信器は少なくともひとつの品質表示を供給することができる信号センサである。
【0009】
【発明の実施の形態】
後述の記述で、本発明によるシステムはAMバンドの放送ラジオプログラムについて記述される。このシステムは使用される周波数バンドに関わりなくラジオ放送に対して適用することができる。
【0010】
図1において、放送はそのプログラムを放送する目標エリアを有する。放送の送信器Eは所定の目標エリアに向けて放送する。このエリア内の全ての受信器(R…R,Rf1…Rfn)は送信器により放送されたプログラムを多かれ少なかれ良好な品質で受けとる。「基準」受信器(Rf1…Rfn)がこのエリアに配備されている。それらは受信された信号とその内容の正確さを解析することができる。
【0011】
図2で、基準受信器(Rf1…Rfn)はこの予備解析を少なくともひとつの信号処理システムを含む最適化装置Aに送信する。この最適化装置Aは送信器Eに多かれ少なかれ近接して位置し、又は送信器Eの中に位置することが出来る。後者の構成は図示しない。最適化装置Aは受信器Rが発生した情報を収集する。次に、得られた測定の要約を作成する。インデックス値を適用することによりそれは送信器E特に送信システムの調節パラメータを遠隔制御する。基準受信器Rから最適化装置Aへの測定値の伝送、及び必要なときは、最適化装置Aから送信器Eへの最適化パラメータの伝送は、例えば、有線(電話,イーサネット(登録商標)等)、又は無線(電話,衛星等)ネットワークで行われる。
【0012】
図3は放送された信号を受信するための基準受信器Rの実施例を示し、放送信号で送信されたプログラムを取り出すために必要なエレメント(例えば復調器,及び/又は複合器,及び/又はインターレース複合器等)を少なくとも含む。従って基準受信器Rはマルチキャリア星座を復調し、チャネル復号を実行し、ビーム(例えばDRM(ディジタル無線マンディエル)型)を非多重化し、オーディオ及びデータビームを復号し、測定Mを供給する所定の手段C(図3で点線で示す)を用いて実時間解析を実行する。この解析の間に全受信システムにわたって種々の測定をとることができる。
【0013】
例えば、放送信号が、受信器Rの受信装置R1のアンテナR11で受信される。次に信号はRFフロントエンドと呼ばれるモジュールR12に印加される。このステージで、第1の測定M11を受信信号のレベルで取り出すことができる。次にこの信号はフィルタに入りベースバンドR13に戻される。このステージで第2の測定M12が周波数マスク又はスペクトル解析のために考慮することができる。
【0014】
次に、信号は受信システムR2で処理される。例えば、このシステムは直列に、復調器R21,デフレーマーR22,デインターレーサR23,チャネル復号器R24,デマルチプレクサR25,オーディオ復号器R26aを含むことができるソース復号器R26,及び1又は複数のプログラム複製装置(例えばオーディオ及び/又はデータプログラムのためのラウドスピーカR27,及び/又はデータを表示するスクリーン(図示なし)等)を含む。
【0015】
復調器R21及び/又はデフレーマーR22で、星座M21,信号対雑音比(SNR)M22,統計M23(例えば星座,SNR,パスの上での平均及び/又は分布),及び/又はパスM24(数,振幅,位置等)に関する測定が得られる。デインターレーサR23、チャネル復号器R24及び/又はデマルチプレクサR25で、MER(平均誤り率)及び/又はBER(ビット誤り率)のような誤り率M25が測定される。ソース復号器R26で、オーディオプログラムならばオーディオ品質又はより一般にはデータ品質の測定M27を供給することができる。
【0016】
要約すると、基準受信器Rは次の機能のうち1又は複数をもつ。
−受信信号レベルの表示
−BER測定値
−ベースバンド入力信号I及びQ(IQレベル)
−入力スペクトル
−チャネルパルス応答及び周波数上のチャネルゲイン
−シンボル信号対雑音比に関する復調星座
−オーディオ出力
−基準周波数での信号対雑音比
−受信システムの種々の点でのデータの保存及びくり返しの確率
−蓄積ファイルくり返し関数
−全自動ログブック機能
−保存された主要技術パラメータのヒストグラム関数
−伝送パラメータの可視分析のためのグラフツール
−主パラメータの統計解析
−オンライン又は内部プログラムプランによる自動再構成基準受信器Rの可能な使用は例えば次を含む。
−受信信号のローカル又はリモートモニタ及び/又は表示、
−受信信号の技術パラメータのオンラインの実時間の表示、測定及び解析、
−後に例えば最適化装置Aでより詳細に解析するための情報の例えばハードディスクへの保存、
−アナログからディジタルへの切換を準備する人のための訓練ツールとしての使用。
【0017】
最適化装置Aは関連する送信器Eの目標エリア内の種々の基準受信器で得られる測定値Mを受けとる。そしてその結果を、例えば、必要な最小受信品質に応じて、放送者により設定される最小及び/又は最大のスレッシュホールドと受信した値とを比較することにより、要約する。例えば、最小スレッシュホールドを越えたときは最適化装置Aはチャネル符号化を増加させることにより反応することができる。従って、1又は複数の最小スレッシュホールドが交叉するときは、チャネル符号化は減少する。複数のスレッシュホールド(インデックス値)を予め定義し、又は送信ネットワークの運用者により設定することができる。
【0018】
受信される測定値は例えば書きの1又は複数を含む。
−オーディオ品質(スケール等)
−受信電界レベル(分布,平均,等)
−受信システムの複数点での信号対雑音比(平均,分布,等)
−チャネルパルス応答(振幅,位置,パスの数,ドップラ効果等)
【0019】
図4は最適化装置Aによる最適化方法を実現するためのフローチャートの例を示す。この場合、最適化装置が受けとったひとつの測定値、この場合はオーディオ品質がはじめに検査される。
【0020】
放送者が設定したスレッシュホールドより大のときは「優」とする。この場合全てのパラメータがデフォルト値に対応するかどうかをチェックする。さもなくば;
−フローチャートのようにひとつずつ又は全部デフォルト値に直接変化するか、
−又は、可能ならば、ひとつずつ又は全部中間値を与える。
【0021】
例えば、送信パワーがデフォルト値より大きいときは、使用されるチャネル符号化は非常に強力である。オーディオ品質が優のときは最適化装置は、例えば、
−送信パワーをデフォルト値に設定し、オーディオ品質の変化を待ちそして観測する、
−又は、送信パワーをデフォルト値の方向に固定された1区分だけ減少し、オーディオ品質の変化を待ちそして観測する、
−又は、デフォルトチャネル符号化の使用をコマンドし、オーディオ品質の変化を待ちそして観測する、
−又は、チャネル符号化を弱くするがなおデフォルトチャネル符号化より強いようにコマンドし、オーディオ品質の変化を待ちそして観測する。
−又は、送信パワーとチャネル符号化の両方に作用する。
【0022】
図4に示すように、パラメーラを別々に最適化すると、種々のパラメータが異なる重みをもち、最適化装置は重みの順に検査をすることができる。例えば、送信パワーパラメータP1の重みがチャネル符号化P2の重みより大きいときは、最適化装置ははじめに送信パワーP1がデフォルト値かどうかをチェックする。そうでないときは、送信パワーパラメータP1を変更する。送信パワーがデフォルト値のときは、次のパラメータP2を検査する。同じ重みをもつ複数のパラメータを検査することが可能である。
【0023】
オーディオ品質が不可のときは最適化装置はオーディオ品質の低下の理由について種々の仮定を考える。例えば、測定値の性質について独立に又は非独立に検査する。測定値を検査する順序は、各測定値に再度重みを与えることにより決定される。図4のフローチャートの場合には第1の測定値の性質を放送者により設定されるスレッシュホールドに関して検査する。例えば、最小スレッシュホールドに対する受信レベルM11。場合1では、レベルがスレッシュホールドより低ければ、送信パワーに関するパラメータが増やされ、及び/又は、送信方向(アジマス、送信アンテナの方向)が修正される。場合2では、受信レベルがスレッシュホールドより大ならば、チャネル符号化に関するパラメータP2を修正してより強力なチャネル符号化を使用する。パラメータをひとつずつ変更する代わりに、スレッシュホールドに関して得られる1又は複数の測定値の比較に従って1又は複数のパラメータを大きく又は小さく(測定値に従った設定の重み)変更することが可能である。
【0024】
最適化装置Aが実行する最適化の構成は例えば次のとおりである。
【0025】
−オーディオ品質が低下したときは、チャネル符号化の変更、変調の変更、及び/又は、有用なスピードによりソース符号化との会話に使用されるマルチプレックスの変更(例えばあるプログラムの削除)を行う。
【0026】
−パルス応答又は信号対雑音比が低下したときは、チャネル符号化の変更、有用なスピードによりソース符号化との会話に使用されるモード(グラウンド,スカイウェーブ,ロバスト)の変更を行う、
送信器Eの送信システムE1へのこれらの変更に加えて、送信装置E2にも変更をすることができる。特に、最適化装置は、送信パワー、送信周波数、及び送信アンテナの方向等のパラメータの調節を最適化することができる。
【0027】
最適化装置に伝送される測定値の量を減らすために、測定値を周期的にのみ解析することが可能である。最適化装置Aは種々の基準受信器Rから受信する全ての測定値を同期化する手段を少なくとも含む。
【0028】
パラメータを修正した後、送信器Eの別のパラメータを適応化することが必要である。例えば、パラメータの修正が有用なスピードの変化を起こさせたときは、信号が高レベルの保護を有すれば、送信器Eを従える最適化装置Aはオーディオ符号化の調節に作用して、有用なスピードに供給されるスピードをこのとき利用可能なものに適応化させる。
【0029】
例として、HFチャネルで無線周波数パスバンドが9kHzで条件が「理想」のとき、有用なスピードは64QAMで25kbit/sである。伝搬条件が劣化して、信号対雑音比が低下し及び/又はビット誤り率が増加したときは、送信モードを変更して有用な内容のよりよい保護を行う。例えばグラウンドモードからスカイウェーブモードへの変更(これらのモードはOFDM(直交周波数分割多重)構造でDRMに特有)。従って有用なスピードは19kbit/sに低下する。ソース符号化は再構成されて、スピードを25から19kbit/sに変更する。最適化装置Aは最適化されたパラメータを送信システムに送り、該送信システムは該パラメータをソース符号化、チャネル符号化及び変調器に適用する。
【0030】
条件が劣化すると、最適化装置はリードソロモン(RS)符号化なしの16QAMへの切換を指令する。従って有用なスピードは約18kbit/sで、ソース符号化はそのように最適化される。
【0031】
最適化装置Aは又有用なスピード16kbit/sのロバストモード等への切換を指令することができる。
【0032】
次の表は、例として、9kHzチャネルの保護レベルに従った有用なスピードbit/sを示す。
【0033】
【表1】
Figure 2004515114
【0034】
ソース符号化は再構成されて、送信システムパラメータの最適化により得られる保護に適応した有用なスピードを最適化装置Aを介して供給する。
【0035】
最適化されたパラメータは送信器Eに送信されて種々の調節パラメータ、特に送信システムパラメータ、及び必要なら図5の送信装置パラメータを調整する。
【0036】
オーディオ及び/又はデータプログラムのソース符号化E11はディジタル信号の圧縮E11bを少なくとも含んで実行される。E11に使用されるソース符号化は最適化装置Aにより送られるパラメータで決定される。次に、最適化装置Aにより決定される多重化パラメータに従って種々のプログラムが多重化E12される。得られた信号はチャネル符号化E13,インターレースE14,パケットとしてのフォーマッティングE15,及び変調E16を実行する。これらの各機能は最適化装置Aにより供給される最適化されたパラメータにより構成される。送信装置E2のパラメータも又最適化装置Aで最適化されたパラメータにより調節される。これは、実行されるシンセサイザE21(送信周波数)、装置E22による送信パワー及び/又は送信アンテナの方向E23を変更するために使用される。
【0037】
可能な変調は、例えば、8,16,64状態のQAM(直交振幅変調)、又は、QPSK(直交位相シフトキイイング)を含む。可能なチャネル符号化は、例えば、MLC(マルチレベル符号化)、及び/又は、RS(リードソロモン)符号化を含む。可能なオーディオソース符号化は、例えば、MPEG−4 AAC(アドバンストオーディオ符号化)、又はMPEG−4 AAC及びSBR(スペクトラムバンドレプリカ)、又はMPEG−4 AAC及びPAT(パーセプチュアルオーディオトランスポジション)、又はG729(CCETT)、又はCELP、又はMPEG2レイア3でありうる。
【0038】
この方法はほぼ実時間で動作可能で常に最適の品質を保証する。受信器Rは受信した放送信号の中の送信器を調節するための情報を受けとり、自動的に適応化する。
【0039】
前述の実施例では、信号は1又はそれ以上のオーディオプログラム、及び1又はそれ以上のデータプログラムを含む。信号は又、1又はそれ以上の先行のプログラム、1又はそれ以上の固定イメージを含むプログラムを含むことができる。このシステムはDRM標準による放送、より一般的には標準UIT217−1/10/Unionインターナショナル デ テレコムニケーションズに従った放送に使用することができる。
【0040】
さらに、この放送システム又はその少なくともひとつの構成装置の使用はAMバンドに限定されず、例えばFMバンド等でも使用することができる。
【0041】
一般に、最適化装置Aは1又はそれ以上の信号を受けとり、各々の信号は、放送システム又は1又はそれ以上の受信器Rから受信する信号の品質を表示する1又はそれ以上の測定値を含む。これらの受信器は基準受信器Rと呼ばれる特別の受信器である。測定値又は品質表示を含む信号は、有線ネットワーク(電話ネットワーク又はイーサネット(登録商標)等)、又は無線ネットワーク(移動電話ネットワーク,衛星,等)を介して伝送される。これらの信号は、例えば、最適化装置Aからの要求により、又は周期的に各基準受信器Rに対して定められるときに送信される。
【0042】
最適化装置Aは1又は複数の測定値を考慮して1又は複数のパラメータを変更する。従って伝送条件が劣化したときに固定した受信品質を維持する手段を提供し、伝送条件が満足できるときには送信器Eが強力でない装置(低い送信パワー,強力でないチャネル符号化等)を使用することを可能とする。最適化装置Aにより最適化された送信器Eのパラメータは送信器E、特に送信システムの各エレメントを調節するために使用され、伝送条件に適応化される。
【0043】
装置Aは基準受信器が発生するイベントに従って、又は、頻度が予め定められる又はオペレータにより設定される循環解析に従って解析を実行する。
【0044】
従って、装置Aは、送信システムE1のみ、又は送信装置E2のみ、又は送信システムE1と送信装置E2のエレメントの調節を指令するために使用することができる。
【0045】
送信器Eの構成は信号放送でプログラムと共に送信される。従って受信器は受信器を再構成する(OFDMモード,復調器,デマルチプレクサ,チャネル復号器,ソース復号器,等)。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明による放送システムの実施例である。
【図2】
本発明による送信最適化をもつ放送システムの実施例である。
【図3】
本発明による基準受信器の実施例である。
【図4】
本発明による最適化装置の実施例である。
【図5】
本発明による最適化送信器の実施例である。
【符号の説明】
E 送信器
N 通信ネットワーク
 基準受信器
A 最適化装置

Claims (16)

  1. 通信ネットワーク(N)に接続され、送信器(E)により送信された信号の受信品質を表示する少なくともひとつのパラメータ(P)を含む信号を受けとる少なくともひとつの入力と、
    受信した品質表示に従って、前記送信器(E)、特にその送信システム(E1)の少なくともひとつのエレメントの少なくともひとつのパラメータのために必要な最適化に対応する最適化パラメータを評価するために使用する少なくともひとつのエレメントと、
    前記最適化パラメータが供給される前記送信器(E)に直接又は間接に結合する少なくともひとつの出力とを有する、送信器(E)の動作を最適化する装置。
  2. 品質表示が基準受信器(R)と呼ばれる少なくともいくつかの受信器からネットワーク(N)を介して来る、最適化装置。
  3. 前記品質表示が、下記のパラメータ
    ・星座の平均の信号対雑音比、
    ・星座の信号対雑音比の分布、
    ・受信電界の振幅、
    ・オーディオ品質、
    ・パスの数、
    ・1,数個又は全てのパスの振幅と位置、
    ・ドップラー効果、
    の1又は複数である、請求項1又は2に記載の最適化装置。
  4. 前記最適化パラメータは次のパラメータ、
    ・変調タイプ、
    ・OFDM構成、
    ・DRMモード、
    ・誤り検出及び/又は訂正符号器のタイプ、
    ・送信パワー、
    ・送信方向、
    の1又は複数である、請求項1−3のひとつに記載の最適化装置。
  5. ・−オーディオプログラム又はデータプログラムを少なくとも受信するソース符号化(E11)と
    −変調器(E16)を少なくとも含む数個の素子を有する送信システム(E1)と、
    ・少なくともひとつのアンテナ(E23)を有する送信装置(E2)とを有し、調節パラメータと呼ばれるされる少なくともひとつのパラメータが修飾されることができる送信器。
  6. 修正されるパラメータは送信システム(E1)の少なくともひとつのエレメントの少なくともひとつのパラメータである請求項5記載の送信器。
  7. 前記調節パラメータを修正するために使用される最適化パラメータを供給する最適化装置(A)に接続される通信ネットワーク(N)に接続される請求項5又は6に記載の送信器。
  8. 前記最適化装置(A)が請求項1又は2の最適化装置である請求項7記載の送信器。
  9. 前記調節パラメータを調節するために使用される最適化パラメータを供給する、請求項1又は2の最適化装置(A)を少なくともひとつ有する、請求項5又は6に記載の送信器。
  10. 請求項5−9のひとつに記載の送信器(E)により送信される信号を受信する受信器。
  11. 1又は複数の品質表示を供給する受信信号品質を解析する手段(C)を少なくとも有する請求項10記載の受信器。
  12. 少なくともひとつの送信器(E)と少なくともひとつの受信器(R)とを有し、通信ネットワーク(N)に接続され、少なくともひとつの最適化パラメータを供給して送信器(E)に送信する受信器(R)からの少なくともひとつの品質表示を受信する最適化装置(A)を有する送信システム。
  13. ・送信システム(E1)の少なくともひとつのエレメントのパラメータを調節するために使用される最適化パラメータを受信し、少なくともひとつのプログラムとその送信システムの構成をもつ信号を送信する請求項5−9のひとつに記載のひとつの送信器(E)と、
    ・前記送信器(E)により送信された信号を受信し、少なくともひとつの品質表示をふくむ信号を供給するひとつの基準受信器(R)と、
    ・品質表示をもつ前記信号を受信して前記送信器(E)に調節パラメータを供給する請求項1−4のひとつに記載のひとつの最適化装置(A)と、
    を有する送信システム。
  14. 前記送信器(E)により送信される信号を受信し、該受信信号に含まれる少なくともひとつのプログラムを再生する、請求項10記載の受信器を少なくともひとつ有する請求項13記載の送信システム。
  15. 請求項12又は14に記載の送信システムのAM放送への使用。
  16. 請求項12又は16に記載の送信システムのDRM標準による放送又は標準UIT217−1/10による放送への使用。
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