JP2005527154A - 信号およびエコーの受信時の同期のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、同一ソース信号（ＳＥ）に対応し且つ所定の持続時間（ＴＳ）のシンボル（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）と呼ばれるデータブロックを含む複数の伝送信号（ＳＴ１、ＳＴ２）の加算によって得られる受信信号（ＳＲ）の受信時の同期の方法に関する。本発明は、シンボル間干渉と呼ばれるシンボル（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）間の干渉を表す信号（ＩＩＳ）を求めるステップと、シンボルの開始、シンボルの持続時間（ＴＳ）、受信信号（ＳＲ）の受信のマーカに対応する最小干渉レベル（ＭＩＮ）の時間を求めるステップとを含む。本発明は、地上デジタルテレビジョンに適用できる。

Description

本発明は、信号およびエコーの受信時の同期のプロセスおよび装置に関する。

上述のような受信は、具体的にはデジタル・テレビジョン信号などのような無線信号の伝送の分野でしばしば直面する。
通常、送られる信号は別々のシーケンスまたはフレームを含み、信号の受信は同期ステージを必要とする。

デジタル・テレビジョン情報の伝送に関しては、ソース信号が、既知の持続時間の「シンボル」と呼ばれるデータの組に細分される。
例えば、無線手段による直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭまたはＣＯＦＤＭ）で変調された信号の伝送の応用例に関しては、１つのシンボルが、異なる振幅および周波数の搬送波上で無線手段によって並列に送信される１組のデジタル・データを示す。

通常、そのようなシンボルは８１９２個の異なる値を含み、１ミリ秒程度の持続時間を有する。
受信を同期し、送信されたシンボルを受信信号から抽出できるようにするために、シンボルの始めと終りで反復されるデータのサブブロックが各シンボルに導入され、同期が可能となる。

例えば、このサブブロックはシンボルの開始部分を含み、それはシンボルの終りで反復される。
このようなサブブロックは、現在、ガード・インターバルまたはサーキュラ・プレフィックスと呼ばれている。

更に、受信機では、無線手段による伝送が、各伝送信号（すべてが同一ソース信号に対応する）が通過する多数の伝送チャネルの存在により、反射される。
環境による複数の放射源および／または反射の存在により、様々な伝送チャネルで搬送されるエコー信号が引き起こされる。

従って、受信機は、すべて同一ソース信号に対応するが、時間的に互いに変更されオフセットされた数組の伝送信号を受信する。
従って、第１の伝送信号およびエコー信号を定義することができる。

或る伝送信号は使用できないほど減衰され、そのような信号を受信するには、使用可能な伝送信号間の時間的な理論的最大オフセットを定義する必要がある。
従って、受信した信号は、それら使用可能な伝送信号の和に対応する。

それでも、複数の信号の存在は、エコー間でのオーバラップの如何に関わらず、シンボルの始めを検出できるようにするために特定の同期プロセスを必要とする。
既存の同期のプロセスおよび装置は、伝送チャネルの変化が低速かつ連続的であるという仮定に基づいており、従って、受信した信号との同期は、非同期化が起きる場合にのみ、周期的に実施される。

しかし、こうした仮定は、伝送チャネルが高速および／または不連続に変化する場合には適用できない。
具体的には、移動受信の応用例の場合や、移動体が受信アンテナの近くに存在して様々な反射（人、車両）を引き起こす場合には、既存のプロセスの使用は、同期を多数回乱すものとして反映され、従って、有効な信号を損失する。

本発明の目的は、変動する伝送チャネルで送信される信号が存在するときに同期を可能にする同期方法および装置を定義することによってこの問題を改善することである。

本発明は、すべて同一ソース信号に対応するが様々な時間オフセットだけ互いにオフセットされた複数の伝送信号の加算によって得られる受信信号の受信時の同期のプロセスに関連するものであり、前記ソース信号は、所定の持続時間の「シンボル」と呼ばれるデータのブロックを含み、各シンボルは、始めと終りとに、所定の持続時間の「ガード・インターバル」と呼ばれる同一のデータのサブブロックを含み、この所定の持続時間は、前記伝送信号間の最大の理論的オフセット以上であり、このプロセスは、
−「シンボル間干渉」と呼ばれる、異なる伝送信号のシンボル間の干渉を表す信号を求めるステージと、
−前記シンボル時間と等しい持続時間の時間間隔について、最小干渉レベルの瞬間を周期的に求めるステージであって、それらの瞬間が、シンボルの始めに対する基準に対応するものである、ステージと、
−シンボルに対する前記開始基準と前記シンボル時間とに基づいて、前記受信信号の受信を同期するステージと
を含むことを特徴とする。

他の特徴によれば、
−シンボル間干渉を表す信号を求める前記ステージが、
−遅延した信号（遅延信号）を送達するために、前記シンボル時間から前記ガード・インターバルの持続時間を引いたものに等しい遅延を受信信号に適用するサブステージと、
−インターコリレーション信号を生成するために、前記受信した関数と前記遅延信号との間のインターコリレーション関数の値を計算するサブステージと、
−前記干渉信号を送達するためにこのインターコリレーション信号を反転するサブステージとを含み、
−受信信号と遅延信号との間のインターコリレーション関数の値を計算する前記サブステージが、所定の長さのスライディング・タイム・ウィンドウでこの関数の値を平均するサブステージを含み、
−前記受信信号が、「パイロット」と呼ばれる複数の既知の基準データを含み、シンボル間干渉を表す信号を求める前記ステージが、
−前記シンボル時間に等しい長さのタイム・ウィンドウで、前記受信信号を時間ベースから周波数ベースに変換するサブステージと、
−前記パイロットを抽出するサブステージと、
−パイロット自己相関信号を生成するために、パイロットに関する自己相関関数の値を計算するサブステージと、
−前記パイロット自己相関信号を周波数ベースから時間ベースに変換し、前記タイム・ウィンドウにおいて伝送信号の累積エネルギー分布に対応するエコー・プロファイルを表す信号を生成するサブステージと、
−シンボル間干渉を表す前記信号を直接に得るために、エコー・プロファイル信号と基準信号との間のたたみこみ関数の値を計算するサブステージと
を含み、
−最小干渉レベルの瞬間を周期的に求める前記ステージが、
−シンボル時間に等しい長さの第１時間間隔の間にシンボル間干渉が最小レベルに達する瞬間を求めるサブステージと、
−上記の最小干渉レベルの瞬間の後の所定の時間に開始する、シンボル時間に等しい持続時間の時間間隔の間に、シンボル間干渉信号が最小レベルに達する瞬間を、反復的に求めるサブステージと
を含み、
−前記所定の時間が、全ての数のシンボル時間に加えられる半シンボル時間に対応し、
−前記同期するステージが、前記シンボル開始基準に関連して開始の瞬間が固定される所定の長さの処理間隔の間に受信した信号からのデータの抽出に対応し、
−このプロセスは、最小干渉レベルの瞬間を求める前記ステージの後に、同期の変動の測量を得るために、２つの連続する最小干渉レベルの瞬間を分離する時間間隔と、前記シンボル時間との差を求めるステージを含み、
−同期の変動を求める前記ステージに続いて、このプロセスは、その変動を補償するステージを含み、
−前記同期のステージの後に、このプロセスは、同期後の受信信号を時間ベースから周波数ベースに変換するステージを含み、
−前記補償するステージが相回転ステージに対応し、それによって、各シンボル内の前記同期変動に対応するデータの量の巡回的置換を実施し、
−前記ソース信号が、直交周波数分割多重化で変調され無線手段によって送信されたマルチキャリア・デジタル・テレビジョン信号であり、
−このプロセスが不連続に適用され、
−このプロセスが連続的に適用され、最小干渉レベルの瞬間を求める前記ステージが、前記シンボル時間に等しい持続時間の各時間間隔について実施される。

本発明はまた、プログラムがコンピュータ上で実行されるときの、上述のプロセスのステージを実施するプログラム・コード命令を含むコンピュータ・プログラムに関する。
本発明はまた、専ら上述のプロセスのステージを実行する論理構成を含むプログラム・コンポーネントに関する。

本発明はまた、すべて同一のソース信号に対応するが、様々な時間スペースだけ互いにオフセットする複数の伝送信号を加算することによって得られる受信信号の受信時に同期する装置に関連し、前記ソース信号は、所定の持続時間の「シンボル」と呼ばれるデータのブロックを含み、各シンボルは、その始めおよび終りに「ガード・インターバル」と呼ばれる同じデータ・サブブロックを含み、それは前記伝送信号間の最大理論的オフセット以上である所定の長さを有し、この装置は、
−「シンボル間干渉」と呼ばれる、異なる伝送信号のシンボル間の干渉を表す信号を計算するモジュールと、
−同期を可能にする同期システムを生み出すために、シンボル間干渉信号が最小に達する瞬間に関連して、シンボル時間に等しい長さの各時間間隔についてシンボル開始基準を求めるモジュールと
を備えることを特徴とする。

本発明の装置の他の特徴によれば、
本発明の装置はまた、所定の長さの処理間隔の間に前記受信信号を変換するために、時間ベースを周波数ベースに変換し、前記受信信号および前記同期信号を入力として受信するモジュールを備え、前記処理間隔の開始の瞬間が、前記同期信号に含まれる前記シンボル開始基準に関連して決定されるものであり、
−装置はまた、同期信号における２つの連続するシンボル開始基準を分離する間隔の長さと前記シンボル時間との差に基づいて同期変動に関する値を求めるモジュールも備え、
−装置は、同期変動を求めるために前記モジュールへ入力として接続された相補償モジュールを含み、該モジュールは、相回転を通じて前記変換モジュールによって送達される信号の前記同期変動を補償するために、時間ベースから周波数ベースに変換するものであり、
−装置は、ガード・インターバルおよび／またはシンボル時間の持続時間をパラメータ化する手段と関連付けられ、
−装置は、不連続に使用するのに適しており、
−装置は、連続的な使用に適している。

本発明はまた、上述の同期装置を備える受信機ユニットに関する。
他の特徴によれば、
−この受信ユニットは、直交周波数分割多重化によって変調された、無線手段で送信されたデジタル・テレビジョン・マルチキャリア・ソースの、信号の復元に適している。

本発明は、添付の図面を参照しながら、純粋に例として提供した以下の説明を読むことによってより良く理解されよう。

図１Ａに、本発明によるプロセスのブロック図を示し、図１Ｂに、図１Ａに記載のプロセスのステージ中に現れる主信号のタイミング図を示す。
即ち、伝送ステージ２の間に、ソース信号ＳＥが無線手段によって放射される。

このソース信号は、シンボルＳ１およびＳ２などのような、「シンボル」と呼ばれるデータ・ブロックを含む。
各シンボルは、所定の固定のシンボル時間ＴＳを有し、各シンボルは、シンボルの始めおよびシンボルの終りでデータのサブブロックが反復されたものに対応するガード・インターバルＩＧを含む。

即ち、シンボル時間ＴＳは、有効データの時間ＴＵとガード・インターバルの時間ＴＧとに分けられる。
例えば、ガード・インターバルの時間ＴＧは、有効データＴＵの時間の１／４から１／３２に対応する。

放射された各信号シンボルＳＥは、同じシンボル時間ＴＳおよび同じガード・インターバル時間ＴＧを有し、従って、各シンボルは、有効データについても同じ時間ＴＵを有する。

受信ステージ４の間、信号ＳＴ１およびＳＴ２などのような複数の伝送信号が受信され、それらは受信信号ＳＲの成分を構成する。
前記ソース信号ＳＥに対応するすべての伝送信号は、異なる伝送チャネルを介して送信され、異なる及び可変の時間差だけ互いにオフセットされる。

理論的な最大オフセットは、或るオフセット、即ち、それを超えると信号を使用するには減衰が大きすぎるというオフセットに決定される。
この所定の理論的最大オフセットはシステム・パラメータと関連して固定され、ガード・インターバルの持続時間ＴＧは、この所定の理論的最大オフセット以上として固定される。

しかし、一部のケースでは、この所定の理論的最大オフセットより大きい時間オフセットを有する伝送信号は、その影響を無視できないレベルにある可能性がある。
有利なことには、受信時のフィルタリングが、所与の周波数帯内の伝送信号だけを考慮することを可能とする。このフィルタリングは、例えば、複数のアナログおよび／またはデジタル・フィルタによって達成される。

受信ステージ４の間に受信した信号ＳＲは、実際には、フィルタリング後のすべての伝送信号ＳＴ１、ＳＴ２の和に対応する。
一般に、時間オフセットが異なりかつ変動するために、受信信号ＳＲにおいて、得られた異なる伝送信号の成分間でガード・インターバルの部分的重なりが現れる。

オフセットが、受信信号ＳＲのガード・インターバルの持続時間ＴＧに等しい、２つの伝送信号ＳＴ１とＳＴ２との間の最大理論的オフセットに対応する場合、各シンボルのガード・インターバルが連続して２回反復される。

これが生じた場合、伝送信号ＳＴ１に関連する伝送チャネルが急激な変化を受け、受信中の時間ｅよりも通過時間を長くしてしまうと考えられる。
例えば、この変化は、移動受信機の受信アンテナが移動し、新しい反射エコーが現れる結果として起きる。

ステージ６では、「シンボル間干渉」と呼ばれる異なる伝送信号ＳＴ１、ＳＴ２のガード・インターバル間の干渉を表す信号ＩＩＳを生成するように、受信信号ＳＲが連続的に処理される。このシンボル間干渉信号ＩＩＳは、任意の１つのシンボルに隣接するシンボルの相対パワーの表現に対応する。

従って、各シンボルについて、前のシンボルと後のシンボルとの影響が最小となる固有の間隔が存在する。
従って、信号ＩＩＳは、示した伝送信号のガード・インターバル間のオーバラップの時間に対応するゼロに近い最小レベルのプラトー（安定状態）を有する。

伝送信号ＳＴ１とＳＴ２の間のオフセットがガード・インターバルの長さＴＧに対応する場合、こうしたプラトーはピークまで減少する。
更に、このオフセットがＴＧよりも大きい場合、ＩＩＳ信号もまたピークを有するが、それらのピークは、実質的にゼロに等しい最適値まで到達しない。

図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂを参照して、ＩＩＳ信号を求めるステージ６の２つの実施形態をより詳細に説明する。
最小干渉レベルの時間を連続的に求めるステージ１０の間、複数の最小干渉レベル時間がシンボル間干渉信号ＩＩＳから求められる。

この求めるステージは、シンボル時間ＴＳに等しい長さの第１時間間隔において干渉信号ＩＩＳが最小レベルに達するときの第１の瞬間ＭＩＮ１を求めるサブステージで始まる。

この最小干渉レベルの第１の瞬間ＭＩＮ１が得られた後、シンボル時間ＴＳに等しい持続時間のそれぞれの新しい時間間隔ごとに干渉信号ＩＩＳが最小レベルに達する瞬間を求める反復的サブステージであり、先行する最小干渉レベルの瞬間からシンボル時間ＴＳの半分だけ後に位置する瞬間に始まる反復的サブステージを開始する。

従って、

となる。
このようにして得られた最小干渉レベル時間が、ＳＴＡＲＴ（開始）信号を提供し、シンボル開始基準を定義することを可能にする。

従って、オフセットｅの存在とは無関係に時間ＭＩＮ２およびＭＩＮ３が最小干渉レベルの時間に対応することがわかる。
次いで、このプロセスは、こうしたシンボル開始基準およびシンボル時間ＴＳから始まる受信の間の連続的同期のステージを含む。

この同期ステージは、例えば、開始時間がシンボル開始基準に関連して固定される、所定の長さの処理間隔中の受信信号ＳＲに含まれるデータの抽出に対応する。
例えば、こうした処理間隔は、シンボル時間ＴＳに等しい長さであり、シンボル開始基準で開始する。

変形例として、処理間隔は有効データ時間ＴＵに等しい長さであり、ガード・インターバルＴＧの持続時間に等しい量だけシンボル開始基準に対してオフセットする時間に開始する。

即ち、本発明によるプロセスは、変動する伝送チャネルで伝送される信号の存在下での受信時に同期を実施することを可能にし、具体的には、チャネルの突然の変化を克服することを可能にする。

更に、記載のケースでは、伝送信号ＳＴ１に関する伝送チャネルの突然の変化により、最大相関時間ＭＩＮ２およびＭＩＮ３が、伝送チャネルの変化で発生する時間ｅが加えられるシンボル時間ＴＳに等しい時間だけ分離される。

このため、残りの処理が悪影響を受ける可能性がある。
具体的には、無線手段によるＯＦＤＭ変調信号の伝送の場合、伝送チャネルについての伝達関数全体の概算が、受信信号ＳＲから抽出されるシンボルに基づいて計算される。

２つのシンボル間のこのようなオフセットｅの存在の結果として、伝達関数全体の概算が不正確となり、その結果として補正に誤差が生じる。
このような誤差を克服するために、最小干渉レベルの時間が求められるステージ１０の後に、このプロセスは、オフセットｅに等しい同期の変動の測量（やはりｅと表す）を提供するために、２つの最小干渉レベル時間の間のオフセットを連続して計算するステージ１２を含む。

従って、この測量ｅは、２つの連続する最大相関時間を分ける時間間隔とシンボル時間ＴＳとの間のオフセットの測量と、次のように対応する。ｅ＝ａｂｓ［ＭＩＮｉ−ＭＩＮ（ｉ−１）−ＴＳ］。次いでこの値ｅは連続的補正ステージ１４で使用される。

例えば、変調された信号を複数の搬送波またはマルチキャリア信号で伝送する状況では、このような補正は、各シンボル内のすべての有効データを適切な順に再構成するためにシンボル内のデータの一部を移動させる相回転によって、得られる。

記載の例では、本発明によるプロセスは連続的に実施され、これは各シンボル時間についての動作に対応する。しかし、変形例として、不連続に動作することも可能である。
この場合、プロセスを所定の時間間隔で反復することができ、その結果、こうした時間間隔の間の伝送チャネルの変動は低速かつ連続的とみなすことができる。

次いで、最小干渉レベル時間を求めるステージ１０が不連続に実施される。具体的には、シンボル間干渉信号ＩＩＳが最小レベルに達する時間を反復的に求めるサブステージが、長さがシンボル時間ＴＳに等しく且つ先行する最小干渉レベルの時間の後の所定の時間に始まる時間間隔の間に、周期的に実施される。

例えば、この所定の時間は、全体のシンボル時間ＴＳの全体数に付加される半シンボル時間ＴＳに対応する。
この全体数がゼロである場合、これは各シンボルについて連続的に同期を実施することに等しく、そうでない場合、シンボル時間の数は同期期間に対応する。

図２Ａに、本発明の第１実施形態による一部のプロセス・ステージを詳細を示し、図２Ｂに、各ステージ中に発生する主な信号のタイミング図を示し、それぞれの主な信号を各ステージに関連して配してある。

前述のように、このプロセスは、伝送信号ＳＴ１およびＳＴ２を受信するステージ４を含み、これらの伝送信号は足し合わされて受信信号ＳＲが形成される。
第１実施形態では、シンボル間干渉を表す信号ＩＩＳを求めるステージ６は複数のサブステージを含み、サブステージ１６で始まり、その中では、受信信号ＳＲが、有効データ時間ＴＵに対応する時間だけ又はシンボル時間ＴＳからガード・インターバルに関する時間ＴＧを引いた差だけ、連続的に遅延される。

遅延を連続的に加えるこのサブステージ１６から出力として供給される信号をＳＤと呼ぶ。
計算サブステージ１８の間、受信信号ＳＲと遅延信号ＳＤとの間のインターコリレーション関数の値が連続的に計算され、それによってインターコリレーション信号ＣＯＲＲが生成される。

ＳＤ信号と受信信号ＳＲの間の遅延が有効データ時間ＴＵであるので、受信信号ＳＲおよび遅延信号ＳＤ中の各シンボルがそれ自体の上に、ガード・インターバル時間ＴＧ中に、重ね合わされることがわかる。

次いで、ＳＲ信号とＳＤ信号の間の時間間隔であって、その間にＳＲ信号とＳＤ信号が同じになる時間間隔、従って、時間間隔であって、その間にインターコリレーション信号ＣＯＲＲの値が実質的に１に等しい最大レベルに達する時間間隔が、生じる。

従ってインターコリレーション信号ＣＯＲＲは、シンボル間干渉に対応する期間の間に最大レベルのプラトーを有する。
従って、受信信号ＳＲが、ガード・インターバル時間ＴＧに対応する最大オフセットだけオフセットした２つの伝送信号を加算したものに対応する場合、シンボル間干渉中に達する相関最大値は、点最大値に対応する。

同様に、伝送信号間のオフセットが時間ＴＧよりも大きい場合、得られる相関最大値はやはり点最大値であるが、実質的に１に等しい最適値よりも小さい値に達する。
有利なことには、遅延信号ＳＤと受信信号ＳＲの間のインターコリレーション関数に関する値を連続的に計算し、こうした値を例えばガード・インターバル時間ＴＧの２倍に等しい持続時間などの所定の持続時間のスライディング・ウィンドウにおいて平均することによって、インターコリレーション信号ＣＯＲＲが計算される。

最後に、ステージ６は、シンボル間干渉を表す信号ＩＩＳを生成するためにインターコリレーション信号ＣＯＲＲを反転するサブステージ２０を含み、そこから、前述のように、最小干渉レベルの時間を求めるステージ１０が実施される。

図３Ａに、第２実施形態によるこのプロセス中の特定のステージを示し、図３Ｂに、各ステージ中に発生する主な信号のタイミング図を示す。それぞれの主な信号は各ステージに関連して配してある。

この実施形態では、ソース信号ＳＥが複数の既知の基準情報を含む。
通常、無線手段による直交周波数分割多重化信号の伝送の応用では、各シンボルＳが複数の搬送波を含み、その一部は「パイロット」と呼ばれる既知の基準搬送波である。

典型的には、１２の搬送波のうち１つがパイロット搬送波である。
伝送信号ＳＴ１およびＳＴ２の加算したものに対応する受信信号ＳＲを受信するステージ４が、図３Ａおよび３Ｂに示される。

この第２実施形態では、シンボル間干渉を表す信号ＩＩＳを求めるステージ６が、有効時間ＴＵ、即ち、シンボル時間ＴＳからガード・インターバル時間ＴＧを引いたものと等しい持続時間のスライディング・タイム・ウィンドウにおいて受信信号ＳＲを時間ベースから周波数ベースに変換するサブステージ２２で始まる。

典型的には、この変換は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算を使用して実施される。
次いで、ステージ６は、受信信号ＳＲの周波数表現からパイロットを抽出するサブステージ２４を含み、これは従来の方式で実施される。

その後、ステージ６は、パイロット自己相関信号を求めるために、抽出したパイロットに関する自己相関関数についての値を計算するサブステージ２６を含む。
その後、このパイロット自己相関信号は、エコー・プロファイルを表すものであり且つ変換タイム・ウィンドウ内の伝送信号ＳＴ１、ＳＴ２の累積エネルギーの分布に対応するものである信号ＰＥを求めるために、周波数ベースから時間ベースに変換するサブステージ２８で使用される。

次いで、サブステージ２８で求めた信号ＰＥが、シンボル間干渉を表す信号ＩＩＳを直接求めるために、エコー・プロファイル信号と基準信号ＲＥＦとの間のたたみこみ関数の値を計算するサブステージ３０で使用される。

記載した例では、基準信号ＲＥＦは、シンボル間干渉のレベルの理論的表現である、概して台形状の信号である。
ＲＥＦ信号は、ガード・インターバル時間ＴＧに等しい持続時間のゼロ・プラトーを有し、このプラトーの前で勾配−１、このプラトーの後で勾配＋１を有する。

もちろん、シンボル間干渉を表すＩＩＳ信号を求めるために、記載したプロセス以外のプロセスも使用することができる。
従って、本発明によるプロセスは、変動する伝送チャネルを介して受信される信号の受信を同期することを可能にし、また、伝送チャネルの突然の変化を補正することも可能にする。

本発明によるプロセスは、例えば、コンピュータ・メモリなどの不揮発性メモリやスマート・カードなどの移送可能な媒体メモリに格納された専用プログラムを介して実施することができる。

このプロセスは、例えば、その実行専用の論理構成を定義するように接続が特別に変更されるＦＰＧＡコンポーネントなどのような、プログラム可能なコンポーネントを支援するように使用することもできる。

図４に、直交周波数分割多重化、ＯＦＤＭまたはＣＯＦＤＭ変調で送信されたデジタル・テレビジョン信号の受信について、図２Ａおよび２Ｂを参照して説明した本発明によるプロセスを実施する同期装置を示す。

この図は、同じソース信号ＳＥを受信機ユニット４４へ放射する２つの電波放射源４０、４２を示す。
この受信機ユニット４４は、アンテナ４６、前処理モジュール４８、および本発明による同期装置５０を備える。

一般に、装置５０は、シンボル間干渉を表すＩＩＳ信号を求めるモジュール５１を備える。
記載した例では、この同期装置５０は、本発明によるプロセスの第１実施形態を使用するように設計され、このために、入力が前処理モジュール４８の出力に接続され、出力が相関計算モジュール５３に接続された遅延アプリケーション・モジュール５２を備える。

同様に、相関計算モジュール５３の入力が、前処理モジュール４８からの出力に接続され、相関計算モジュール５３の出力が、シンボル開始基準を求めるモジュール５４に接続される。

モジュール５４の出力が、同期変動値を求めるモジュール５５に接続される。
装置５０はまた、時間ベースを周波数ベースに変換するモジュール５６も備え、その入力は、前処理モジュール４８の出力と、シンボル開始基準を求めるモジュール５４の出力とに接続される。

この変換モジュール５６からの出力が、位相補償モジュール５７に接続され、位相補償モジュール５７の入力が、同期変動を求めるモジュール５５に接続される。
モジュール５７からの出力が処理モジュール６０に接続され、処理モジュール６０は、受信信号に対して実施しなければならない従来の処理のすべてを表す。

即ち、動作の際には、無線放射源４０および４２は、異なる伝送チャネルによってアンテナ４６へ向けて送られる同じソース信号ＳＥを放出する。伝送チャネルは、具体的には参照数字７０で象徴的に示される環境に依存するものであり、受信機ユニット４４のアンテナ４６による信号ＳＴ１およびＳＴ２の受信で反映される。

次いで、こうした信号が前処理モジュール４８へ供給され、前処理モジュール４８は、アナログ／デジタル変換、ベースバンド転位、フィルタリング、増幅などの複数の処理操作を実施することによってこうした信号を適切な形にし、受信信号ＳＲを生成する。

次いで、この信号が、有効データ時間ＴＵに等しい持続時間の遅延信号ＳＤを生成するために、遅延モジュール５２へ供給される。
次いで、モジュール５３は、受信信号ＳＲおよび遅延信号ＳＤを受信し、これらの信号間のインターコリレーション関数についての値を計算し、インターコリレーション信号ＣＯＲＲを出力として生成する。

モジュール５４はＣＯＲＲ信号を受け取り、シンボル時間ＴＳに等しい長さの時間間隔ごとに、インターコリレーション信号ＣＯＲＲがその最大レベルに達する時間を求める。
こうした最大相関レベルの時間が、シンボル開始基準ＭＩＮを求めることを可能にし、それらシンボル開始基準ＭＩＮは同期信号ＳＴＡＲＴ（開始）の形で生成される。

次いで、モジュール５６が、時間ベースから周波数ベースへの受信信号ＳＲの変換を実施する。この変換は、持続時間が有効データ時間ＴＵに等しく且つＳＴＡＲＴ信号によって送られる各シンボル開始基準ＭＩＮで開始するタイム・ウィンドウにおけるフーリエ変換や高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などである。

同時に、ＳＴＡＲＴ信号を使用して、同期の変動を求めるモジュール５５が、２つのシンボル開始基準の間の同期の変動の測量を求め、それを表す信号ｅを生成する。
次いで、モジュール５７が、信号ｅと、モジュール５６によって供給される信号とを入力として受け取り、相回転を介して同期の変動を補償し、受信信号中に存在するシンボルを生成する。

次いで、デジタル・テレビジョン信号の受信については、こうしたシンボルがモジュール６０で使用され、伝送チャネルに関する伝達関数の全体を概算する計算と、次いで、伝送を通じて誘発された変動の補償と、そして最後に、送信された情報の復号化および復元とが実施される。

記載した例では、同期装置５０は連続的に動作するが、不連続に動作することもできる。
この場合、最適に機能するには、伝送チャネルの変動が低速かつ連続的であるとみなせる期間を定義することが必要となる。

有利なことには、受信機ユニット４４は、ユーザが具体的にはシンボル時間ＴＳおよびガード・インターバル時間ＴＧをパラメータ化することが可能となるように、同期装置５０に関連して、同期装置５０のためのパラメータ化モジュールを備える。

記載した装置に類似の装置を使用して、記載した本発明のプロセスの第２実施形態を実施することができる。
しかし、この場合、フーリエ変換を実施するモジュール５６とＩＩＳ信号を求めるモジュール５０との間にフィードバック・ループが導入される。

更に、この場合、モジュール５０は、図３Ａおよび３Ｂを参照して説明したプロセスの知識を通じて定義することができる、記載のエレメント以外のエレメントを含む。
従って、本発明による装置は、変動する伝送チャネルで送信された信号の受信時に同期することを可能にする。

具体的には、この種の装置は移動する受信機ユニットに特に適している。
例えば、この受信機ユニットは、移動する地上デジタル・テレビジョン受信機の組合せに組み込まれ、更にはマルチキャリア信号で搬送されるデジタル無線信号または媒体に対処する。

図１Ａは、伝送チャネルが突然変化した場合の本発明によるプロセスのブロック図である。 図１Ｂは、図１Ａを参照して説明するプロセス中のステージが行われるときに発生する信号のタイミング図である。 図２Ａは、本発明によるプロセスの第１実施形態のブロック図である。 図２Ｂは、図２Ａを参照して説明するプロセスのステージが進行中のときに発生する信号のタイミング図である。 図３Ａは、本発明によるプロセスの第２実施形態のブロック図である。 図３Ｂは、図３Ａを参照して説明するプロセスの動作中に発生する信号のタイミング図である。 図４は、本発明による同期装置を備える受信ユニットの機能図である。

Claims (23)

1. すべて同じソース信号（ＳＥ）に対応するが様々な時間オフセットだけ互いにオフセットする複数の伝送信号（ＳＴ１、ＳＴ２）の加算により得られる受信信号（ＳＲ）を受信した時に同期を行う方法であって、前記前記ソース信号（ＳＥ）が、所定の持続時間（ＴＳ）の「シンボル」と呼ばれるデータのブロック（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を含み、各シンボル（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）が、その始めおよび終りに、前記伝送信号（ＳＴ１、ＳＴ２）間の最大理論的オフセット以上である所定の持続時間（ＴＧ）の「ガード・インターバル」（ＩＧ）と呼ばれる同じデータ・サブブロックを含み、
   −「シンボル間干渉」と呼ばれる、異なる前記伝送信号（ＳＴ１、ＳＴ２）の前記シンボル（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）間の干渉を表す信号（ＩＩＳ）を求めるステージ（６）と、
   −前記シンボル時間（ＴＳ）に等しい長さの時間間隔について、最小干渉レベル（ＭＩＮ）の時間を周期的に求めるステージであって、それらの時間（ＭＩＮ）がシンボル開始基準に対応する、ステージ（１０）と、
   −最小干渉レベルの前記時間に対応する前記シンボル開始基準（ＭＩＮ）および前記シンボル時間（ＴＳ）から、前記受信信号（ＳＲ）の受信を同期するステージと
   を備えることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、シンボル間の干渉を表す信号（ＩＩＳ）を求める前記ステージ（６）が、
   −遅延信号（ＳＤ）を生成するために、前記シンボル時間（ＴＳ）から前記ガード・インターバル時間（ＴＧ）を引いたものに等しい遅延を、受信信号（ＳＲ）に適用するサブステージ（１６）と、
   −前記受信信号（ＳＲ）と前記遅延信号（ＳＤ）との間のインターコリレーション関数（ＣＯＲＲ）の値を求めるサブステージ（１８）であって、インターコリレーション信号（ＣＯＲＲ）を使用するように、所定の長さのスライディング・タイム・ウィンドウにわたって前記関数の値を平均するサブステージを含む、サブステージ（１８）と、
   −前記干渉信号（ＩＩＳ）を生成するために前記インターコリレーション信号（ＣＯＲＲ）を反転するサブステージ（２０）と
   を含む、ことを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記受信信号が、「パイロット」と呼ばれる複数の既知の基準情報を含み、シンボル間の干渉を表す信号（ＩＩＳ）を求める前記ステージ（６）が、
   −前記シンボル時間（ＴＳ）から前記ガード・インターバル時間（ＴＧ）を引いたものに等しい持続時間のタイム・ウィンドウにわたって、前記受信信号（ＳＲ）を時間ベースから周波数ベースに変換するサブステージ（２２）と、
   −前記パイロットを抽出するサブステージ（２４）と、
   −パイロット自己相関信号を生成するために、前記パイロットに関する自己相関関数の値を計算するサブステージ（２６）と、
   −前記パイロット自己相関信号を周波数ベースから時間ベースに変換して、前記タイム・ウィンドウ内の前記伝送信号（ＳＴ１、ＳＴ２）の累積エネルギーの分布に対応し且つエコー・プロファイルを表す信号（ＰＥ）を生成するサブステージ（２８）と、
   −シンボル間の干渉を表す前記信号（ＩＩＳ）を直接に得るために、エコー・プロファイル信号（ＰＥ）と基準信号（ＲＥＦ）との間のたたみこみ関数の値を計算するサブステージ（３０）と
   を含む、ことを特徴とする方法。
4. 請求項１ないし３の何れかに記載の方法であって、最小干渉レベルの時間（ＭＩＮ１、ＭＩＮ２、ＭＩＮ３、ＭＩＮ４）を周期的に求める前記ステージ（１０）が、
   −前記シンボル時間（ＴＳ）に等しい長さの第１時間間隔において前記シンボル間干渉信号（ＩＩＳ）が最小レベル（ＭＩＮ１）に達する時の時間を求めるサブステージと、
   −先行する最小干渉レベルの時間（ＭＩＮ）の後の所定の時間に開始する前記シンボル時間（ＴＳ）に等しい長さの時間間隔の間に前記シンボル間干渉信号（ＩＩＳ）が最小レベルに達する時の時間を反復的に求めるサブステージと
   を含む、ことを特徴とする方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、前記所定の時間が、シンボル時間（ＴＳ）の全体数に加えられる半シンボル時間（ＴＳ）に対応する、ことを特徴とする方法。
6. 請求項１ないし５の何れかに記載の方法であって、前記同期するステージが、前記シンボル開始基準（ＭＩＮ）に関連して開始時間が固定される所定の長さの処理時間中における前記受信信号（ＳＲ）からの前記データの抽出に対応する、ことを特徴とする方法。
7. 請求項１ないし６の何れかに記載の方法であって、同期の変動（ｅ）の量を生成するために、最小干渉レベル時間（ＭＩＮ）を求める前記ステージ（１０）の後に、２つの連続する最小干渉レベル時間を分離するインターバル時間と、前記シンボル時間（ＴＳ）との間のオフセットを求めるステージ（１２）を含む、ことを特徴とする方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、同期の変動（ｅ）を求める前記ステージ（１２）の後に、この変動を補償するステージ（１４）を含むことを特徴とする方法。
9. 請求項１ないし８の何れかに記載の方法であって、前記同期するステージの後に、前記受信信号（ＳＲ）を時間ベースから周波数ベースに変換するステージを含むことを特徴とする方法。
10. 請求項８および９に記載の方法をひとまとめに考慮した方法であって、前記補償するステージ（１４）が相回転ステージに対応し、それによって、各シンボル（Ｓ）内の前記同期の変動（ｅ）に対応するデータ量の巡回的置換を実施することを特徴とする方法。
11. 請求項１ないし１０の何れかに記載の方法であって、前記前記ソース信号（ＳＥ）が、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）で変調され無線手段によって送信されたデジタル・テレビジョン・マルチキャリア信号である、ことを特徴とする方法。
12. 請求項１ないし１１の何れかに記載の方法であって、不連続に動作することを特徴とする方法。
13. 請求項１ないし１１の何れかに記載の方法であって、連続的に動作すること、および最小干渉レベル時間（ＭＩＮ）を求める前記ステージが、前記シンボル時間（ＴＳ）に等しい長さの時間間隔のそれぞれについて実施される、ことを特徴とする方法。
14. コンピュータ・プログラムであって、該コンピュータ・プログラムがコンピュータ上で実行されるときに、請求項１ないし１３の何れかに記載の方法のステージを実施するプログラム・コード命令を含むことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
15. プログラム・コンポーネントであって、請求項１ないし１３の何れかに記載のステージおよび方法を専ら実施する論理コンフィギュレーションを含むことを特徴とするプログラム・コンポーネント。
16. すべて同じソース信号（ＳＥ）に対応するが様々な時間オフセットだけ互いにオフセットする複数の伝送信号（ＳＴ１、ＳＴ２）を加算することによって得られる受信信号（ＳＲ）の受信のときに同期を行う装置であって、前記ソース信号（ＳＥ）が、所定の持続時間（ＴＳ）の「シンボル」（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）と呼ばれるデータ・ブロックを含み、各シンボル（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）が、その始めおよび終りに、前記伝送信号（ＳＴ１、ＳＴ２）間の最大理論的オフセット以上である所定の持続時間（ＴＧ）の「ガード・インターバル」（ＩＧ）と呼ばれる同じデータ・サブブロックを含むものであり、
    −「シンボル間干渉」と呼ばれる、異なる前記伝送信号（ＳＴ１、ＳＴ２）のシンボル（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）間の干渉を表す信号（ＩＩＳ）を計算するモジュール（５１）と、
    −同期を可能にする同期信号（ＳＴＡＲＴ）を生成するために、前記シンボル間干渉信号（ＩＩＳ）が最小に達し且つ前記最小干渉レベルの時間に対応する時間に関連して、前記シンボル時間（ＴＳ）に等しい長さの時間間隔についてシンボル開始基準（ＭＩＮ）を周期的に求めるモジュール（５４）と
    を備えることを特徴とする装置。
17. 請求項１６に記載の装置であって、時間ベースから周波数ベースに変換するモジュール（５６）を備え、該モジュールは、前記受信信号（ＳＲ）および前記同期信号（ＳＴＡＲＴ）を入力として受信し、前記同期信号（ＳＴＡＲＴ）に含まれる前記シンボル開始基準（ＭＩＮ）に関連して開始時間が決定される所定の長さの処理間隔の間に前記受信信号（ＳＲ）を変換することを特徴とする装置。
18. 請求項１６または１７に記載の装置であって、２つの連続するシンボル開始基準または前記同期信号（ＳＴＡＲＴ）および前記シンボル時間（ＴＳ）の間のオフセットから同期変動値（ｅ）を求めるモジュール（５４）を備えることを特徴とする装置。
19. 請求項１７および１８に記載の装置をひとまとめに考慮した装置であって、相回転を通じて、前記変換モジュール（５６）によって送達される信号中の前記同期変動（ｅ）を補償するために、同期変動を求める前記モジュール（５４）と、時間ベースを周波数ベースに変換する前記モジュール（５６）とに入力が接続された相補償モジュール（５７）を備えることを特徴とする装置。
20. 請求項１６ないし１９の何れかに記載の装置であって、ガード・インターバル時間（ＴＧ）および／または前記シンボル時間（ＴＳ）をパラメータ化する手段と関連付けられることを特徴とする装置。
21. 請求項１６ないし２０の何れかに記載の装置であって、不連続に動作するように設計されることを特徴とする装置。
22. 請求項１６ないし２０の何れかに記載の装置であって、連続的に動作するように設計されることを特徴とする装置。
23. 無線信号を受信するユニットであって、請求項１６ないし２２の何れかに記載の同期装置を備えること、および直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）で変調され、無線手段によって送信されるデジタル・テレビジョン・マルチキャリア・ソース信号（ＳＥ）を受信するように設計されることを特徴とするユニット。
    
    
    

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