JP2007104687A - 無線信号送信方法および無線信号送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、ＤＲＭコンソーシアムによるＤＲＭ＋の標準化を待たずに、ＤＲＭの使用領域を拡張する可能性を提供することである。
【解決手段】本発明は、ＤＲＭ信号を搬送するために使用されるＤＲＭ信号およびＦＭ多重信号が生成される放送信号の送信方法を開示している。本発明は、更に、対応する送信装置および対応する受信装置に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放送信号の送信方法、当該方法に対応する送信装置、および当該方法に対応する受信装置に関する。

乗り物に搭載されたラジオは、地上波のラジオ放送の振幅変調（ＡＭ）帯域および周波数変調（ＦＭ）帯域のみしか受信しなかった。ＤＡＢ（デジタルオーディオ放送）も更に知られている。ＦＭラジオ局は、比較的狭い地理的領域に限られる放送エリアを有する。ラジオ局の数が連続的に増加していたので、いくつかのＦＭ局では、ＦＭ副搬送波の使用を含むラジオデータシステム（ＲＤＳ）として知られている方法を使用して、局のプログラム上の他のデジタルデータと共に、ＦＭフォーマット情報が送信される。会社の財務情報および交通情報などのデータ放送は、複数のＦＭ副搬送波にわたる。ＡＭラジオ局のプログラム上にデータ放送をのせるためのＦＭ局の副搬送波と同等な副搬送波がＡＭ局には存在しない。日本では、付加情報がＤＡＲＣ（データラジオチャネル）システムにより放送され、ＲＤＳシステムとＤＡＲＣシステムとの基準周波数は異なる。

上記の問題のために、およびデジタルラジオに関してますます増えている需要のために、デジタル・ラジオ・モンディアル（ＤＲＭ）として知られるデジタルラジオシステムが、ラジオ局および電子機器製造業者に関する国際コンソーシアム（international consortium of radio stations and electronics manufacturers）により提案されて、２００３年に国際標準として認可された。デジタルラジオシステムＤＲＭは、短波、中波、および長波のデジタルシステムであり、世界中の既存の周波数および帯域幅を利用することができる。

今まで、短波、中波、および長波に関するレギュレーションパス（regulation path）は、その帯域で、ＤＲＭ信号の直接送信のみを行うことができるように（ＥＴＳＩ ＥＳ ２０１ ９８０）、緩やかにされてきている。極超短波（ＵＨＦ）帯ではそのような同意はなく、極超短波領域でのＤＲＭ信号の直接送信が現在許可されていないように、１２０ＭＨｚ（ＤＲＭ＋）までのＤＲＭの拡張に関する議論のみが行われている。

したがって、本発明の目的は、ＤＲＭコンソーシアムによるＤＲＭ＋の標準化を待たずに、ＤＲＭの使用領域を拡張する可能性を提供することである。

請求項１の特性を有する放送信号の送信方法により、および、請求項９および／または請求項１０の特徴を有する放送信号の送信装置により達成されるこの目的は、本発明にしたがって実現される。本発明の更に効果的な発展は従属請求項に記載されている。

本発明にかかる方法により、および、放送信号の送信に関して本発明にかかる送信および／または受信装置により、ＤＲＭ信号の直接送信は行われず、ＦＭ放送またはＵＨＦ放送は制限されないけれども、１つの周波数でＦＭ放送およびＤＲＭ信号の同時送信は行われている。

この目的のため、放送信号の送信に関して、本発明にかかるこの方法では、ＤＲＭ信号およびＦＭ多重信号が生成されて、次にこのＦＭ多重信号がＤＲＭ信号を搬送するために使用される。

この方法で、ＤＲＭ信号の直接送信の必要なしに、ＦＭ信号およびＤＲＭ信号を、１つの周波数上で同時送信できる。

したがって、本発明は、特に、従来のＦＭ放送からＤＲＭ＋への「流れるような移行」を可能にする。

本発明にかかる方法の更に好ましい発展にしたがって、ＤＲＭ信号は、付加的に、ＦＭ多重信号に加えられる。

本発明にかかる方法の好ましい実施の形態では、ＦＭ多重信号の中のＤＲＭ信号の中間周波数または中央周波数は、合計７６ｋＨｚになる。

ＤＲＭ信号の中間周波数または中央周波数は、ＦＭ多重信号のパイロット・トーンの周波数に同期されるのが有利である。

この意味では、好ましい実施の形態において、ＤＲＭ信号の中間周波数または中央周波数は、合計で、ＦＭ多重信号の４倍の周波数になる。

別の有利なさらなる発展型にしたがって、パイロット・トーンの周波数は合計１９ｋＨｚになる。

好ましくは、ＦＭ多重信号に付加的に加えられるＤＲＭ信号は、受信機側でＤＲＭ復調およびＤＲＭ復号される。

ＤＲＭ信号の中間周波数または中央周波数が、ＤＲＭ復調およびＤＲＭ復号の前に、混合されて周波数を下げられると有利である。現在市販されているＤＲＭ復号器は、例えば１２ｋＨｚの周波数用に設計されていて、復調に使用することができる。

本発明にかかる方法を実行するのに特に適したラジオ信号を送信する本発明にかかる送信装置は、ＤＲＭ信号を生成する装置およびＦＭ多重信号を生成する装置を有する。更に、ＤＲＭ信号をＦＭ多重信号に加えるために、装置が設けられる。

本発明にかかる方法を実行するのに特に適した本発明にかかる受信装置は、ＦＭ多重信号に付加的に加えられたＤＲＭ信号の復調用および復号用の装置を有する。

したがって、ＤＲＭ多重信号およびＦＭ多重信号は、本発明にかかる装置を用いて、単純な方法で、１つの周波数上で同時に送信することができる。

本発明にかかる装置の好ましいさらなる発展型において、ＤＲＭ信号の復調および復号のための装置の前に配置されたＤＲＭ信号の中間周波数または中央周波数を混合して周波数を下げるために付加的に装置が設けられる。通常、低い周波数用に設計されたＤＲＭ信号を復調する従来の装置を使用することができ、復調および復号用の新しい装置の費用が節約できる。

ＤＲＭ信号の中間周波数または中央周波数は、混合されて周波数が下げられた後で、好ましくは合計１２ｋＨｚになる。

本発明の実施の形態にしたがって、ＦＭ多重信号の中のＤＲＭ信号の中間周波数および中央周波数は合計７６Ｈｚになる。本発明にかかる装置の有利な形態によれば、ＤＲＭ信号の中間周波数または中央周波数は、好ましくはＦＭ多重信号の中で送信もされるパイロット・トーンの周波数に同期される。

ＤＲＭ信号の中間周波数または中央周波数は、好ましくは合計でＦＭ多重信号のパイロット・トーンの４倍の周波数になり、パイロット・トーンの周波数は、合計で、有利に１９ｋＨｚになる。この方法で、どの新しい同期化信号も、同期用に生成される必要がないけれども、副搬送波方式により使用される両側波帯変調の復調に必要な搬送波の生成のために前に使用された既に存在している資源が使用される。

本発明のこの及び別の目的、特徴、並びに、効果と別の効果は、各々の図に関連した好ましい実施の形態の以下の記述から明らかになる。

ＦＭ放送のステレオ多重信号の中のＲＤＳ信号の上をデータが送信されるデータ送信方法は、従来技術により知られている。この方法は、例えばＨＳＤＳおよびＤＡＲＣ（ＥＴＳＩ ＥＮ ３００７５１）である。ＤＡＲＣ方法では、例えば７６ｋＨｚの副搬送波が使用される。ＦＭ多重信号の中のＤＡＲＣ信号の出力帯域幅は、合計約３２ｋＨｚになる。

データ送信に関する上記の方法は、ＤＧＰＳ、トラフィック情報、およびラジオ番組関連データ（ＰＡＤ）等の付加的サービス用のデータの搬送のみに使用される。しかし、これらの方法は、７６ｋＨｚ付近のＦＭ多重信号の周波数レンジが、通常、まだ使用可能であるために、これらの方法は、ヨーロッパ内でのデータ送信にはほんのわずかに使用されているのみである。

特に短波周波数領域では、ＤＲＭに関する問題は、マルチパス受信、ドップラーシフト、および雑音による誤りが考慮されねばならず、利用可能な信号品質を得るために補正されねばならない。したがって、適切な変調方法および調和するチャネル暗号化が必要である。適切な変調方法は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式であり、それにより、周波数選択フェーディングを避けることができる。このチャネル暗号化は、チャネルの特徴的な時変的性質に対抗するために、コード化直交周波数分割多重（ＣＯＦＤＭ）を付加的に発生することのできる暗号化を用いた、単一キャリア方式と比較してデータ伝送レートの低いマルチキャリア方式である。次に、周波数選択フェーディングは、デジタルオーディオデータの受信に重大な影響を及ぼす。なぜなら、デジタルオーディオデータは、相互に影響しない多くの副搬送波の上に分散するからである。副搬送波は、互いに近接した異なる周波数上になる。発生する送信誤りの多くの部分はチャネル暗号化を使用して認識することができ、任意で修正することができる。

放送信号の送信に関する本発明にかかる方法において、ＦＭ多重信号は、ＤＲＭ（デジタル・ラジオ・モンディアル）信号を搬送するために使用される。

この目的のため、ＤＲＭ信号、すなわち、周波数範囲内の搬送波周波数の最大周波数が他の全ての搬送波周波数の０の位置に正確にあって、直交振幅変調（ＱＡＭ）が個々の副搬送波の変調方式として使用され、可能な限り堅固な誤り訂正がチャネル符号化により保証されるように、周波数スペクトルの中で互いに隣接して配置された多くの副搬送波までＤＲＭ情報が変調された信号が、７６ｋＨｚの中間周波数または中央周波数で取得可能であり、それに続いてＦＭ多重信号に付加的に加えられる。このために、ＦＭ多重信号の中の７６ｋＨｚの中間周波数または中央周波数付近に幅４．５ｋＨｚから２０ｋＨｚのスペクトルが発生する。ＣＯＦＤＭ方式は送信機と受信機の正確な同期を必要とするために、７６ｋＨｚの中間周波数または中央周波数は、ＦＭ多重信号のパイロット・トーンの１９ｋＨｚの周波数（４パイロット・トーン周波数）をもつこの方式に同期化される。パイロット・トーン周波数も、ＦＭ多重信号の中で送信され、現在までに、ステレオ送信の差分信号、番組に関連するデータ送信用のＲＤＳ信号等の副搬送波方式として使用される両側波帯変調の復調用に必要な搬送波の生成のために既に機能している。３つまでの別のデジタルオーディオチャネル、または、スライドショー、データサービス等の付加的サービスは、ＤＲＭ信号によるＦＭ放送信号に加えて送信することができ、すなわち、各々「ストリーム」としても知られる主データチャネルおよび３つまでの別の副データチャネルが存在する。

この方法で、ＦＭ放送と、ＤＲＭ信号の、１つの周波数上での同時放送が可能になる。

上記の変調された信号の復調のために、付加的に加えられたＤＲＭ信号を含むＦＭ多重信号が、ここでは７６ｋＨｚである使用されている中間周波数または中央周波数を処理することができるＤＲＭ復号器に供給され、元々のＤＲＭ情報が再び得られるようになっている。あるいは、７６ｋＨｚのＤＲＭ信号の中間周波数または中央周波数は、ＤＲＭ復調およびＤＲＭ復号の中の「標準的な」中間周波数または中央周波数を表す例えば１２ｋＨｚの低周波数へのＤＲＭ復号器に供給される前に、混合されて周波数を下げられることができ、したがって、既に市販されている多くのＤＲＭ復号器により処理されることができる。

放送信号を送信する本発明にかかるこの方法は、放送信号の送信を表す図を参照して以下に説明される装置により実施できる。

放送信号の送信を表す図に示された本発明にかかる送信装置１０は、７６ｋＨｚの中間周波数または中央周波数をもつＤＲＭ信号を生成する装置１を備える。ＤＲＭ信号は加算器３の入力に供給されて、加えられたＤＲＭ信号を含むＦＭ多重信号からなるベースバンド信号が生成されるように、装置２のＦＭ多重信号を更に加算器３に入力する加算器３の入力が、ＦＭ多重信号の生成に応用される。次に、ベースバンド信号は、変調装置４を用いてＦＭ搬送波まで変調されることができ、エンドステージ５を用いて増幅されることができ、それに続いて放送信号として送信されることができる。

同じ図に示された本発明にかかる受信装置１１は、本発明にかかる送信機により送信された放送信号を受信する。受信された放送信号は、始めに、例えばＲＦ／ＩＦチューナ６を用いて混合されて１０．７ＭＨｚの中間周波数に周波数を下げられる。それに続いて、混合されて周波数の下げられた放送信号は復調器７、例えばＦＭ弁別器またはＤＳＰを用いて復調され、元のベースバンド信号、すなわち、付加的に加えられたＤＲＭ信号を含むＦＭ多重信号が得られる。最後に、ベースバンド信号は、７６ｋＨｚのＤＲＭ信号の中間周波数または中央周波数に適したＤＲＭ復号器９に供給され、ＤＲＭ復号器９の出力信号として、元のＤＲＭ情報が再度得られる。

あるいは、１２ｋＨｚのＤＲＭ復号器にとっては現在普通の中間周波数または中央周波数に７６ｋＨｚのＤＲ信号を混合して周波数を下げる混合装置８にベースバンド信号を供給することもでき、その信号を出力することもできる。次に、この混合されて周波数の下げられたＤＲＭ信号は、１２ｋＨｚの中間周波数または中央周波数に合わせて設計されて、現在市販されているＤＲＭ復号器９に供給され、混合されて周波数の下げられたＤＲＭ信号を復調および復号し、次に、元のＤＲＭ情報を出力する。

この方法で、ＦＭ多重信号およびＤＲＭ信号は、本発明にかかる方法を使用して、および、直接送信の必要なしに、又は、ＤＲＭ信号送信のための別々の固定された周波数範囲をもたずに、放送信号を送信する本発明にかかる装置を使用して、同時に送信できる。したがって、ＦＭ多重信号の中の以前使用されておらずかつ、機能していない周波数範囲が、デジタル放送データおよび／または付加的なデジタルサービスの送信に使用できる。

本発明にかかる送信装置のブロック図 本発明にかかる受信装置のブロック図

符号の説明

１ ＤＲＭ信号を生成する装置
２ ＦＭ多重信号を生成する装置
３ 上記ＦＭ多重信号に上記ＤＲＭ信号を加える装置
４ 変調装置
５ エンドステージ
６ ＲＦ／ＩＦチューナ
７ 復調器
８ 混合装置
９ ＤＲＭ復号器
１０ 送信装置
１１ 受信装置

Claims (15)

1. 放送信号の送信方法であって、
   ＤＲＭ信号を生成するステップ；
   ＦＭ多重信号を生成するステップ；および
   上記ＤＲＭ信号の搬送に上記ＦＭ多重信号を利用するステップ
   を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、上記ＤＲＭ信号が上記ＦＭ多重信号に付加的に加えられることを特徴とする方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の方法であって、上記ＤＲＭ信号の中間周波数または中央周波数が、上記ＦＭ多重信号のパイロット・トーンの周波数に同期化されることを特徴とする方法。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか１つに記載の方法であって、上記ＤＲＭ信号の上記中間周波数または中央周波数が、合計で、上記ＦＭ多重信号の上記パイロット・トーンの４倍の周波数になることを特徴とする方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の方法であって、上記ＦＭ多重信号の中の上記ＤＲＭ信号の上記中間周波数または中央周波数が、合計７６ｋＨｚになることを特徴とする方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の方法であって、上記ＦＭ多重信号に付加的に加えられた上記ＤＲＭ信号が、受信機側でＤＲＭ復調およびＤＲＭ復号されることを特徴とする方法。
7. 請求項６に記載の方法であって、上記ＤＲＭ信号の上記中間周波数または中央周波数が、ＤＲＭ復調およびＤＲＭ復号の前に、混合されて周波数を下げられる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、上記ＤＲＭ信号の、上記混合されて周波数の下げられた中間周波数または中央周波数が、合計１２ｋＨｚになることを特徴とする方法。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の方法を実施する放送信号を送信する送信装置であって、
   ＤＲＭ信号を生成する装置（１）；
   ＦＭ多重信号を生成する装置（２）；および
   上記ＦＭ多重信号に上記ＤＲＭ信号を加える装置（３）；
   を備える送信装置。
10. 請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の方法を実施する放送信号を送信する受信装置であって、
    ＦＭ多重信号に付加的に加えられたＤＲＭ信号を復調および復号する装置（９）；
    を備える受信装置。
11. 請求項１０に記載の受信装置であって、
    上記ＤＲＭ信号を上記復調および上記復号する装置（９）の前に配置される上記ＤＲＭ信号の上記中間周波数または中央周波数を混合して周波数を下げるための装置（８）が設けられることを特徴とする受信装置。
12. 請求項１１に記載の受信装置であって、
    上記ＤＲＭ信号の、上記混合されて周波数の下げられた中間周波数または中央周波数が、合計１２ｋＨｚになることを特徴とする受信装置。
13. 請求項９から請求項１２のいずれか１つに記載の装置であって、
    上記ＤＲＭ信号の上記中間周波数または中央周波数が上記ＦＭ多重信号の上記パイロット・トーンの周波数に同期されることを特徴とする装置。
14. 請求項９から請求項１３のいずれか１つに記載の装置であって、
    上記ＤＲＭ信号の上記中間周波数または中央周波数が、合計で、上記ＦＭ多重信号の上記パイロット・トーンの４倍の周波数になることを特徴とする装置。
15. 請求項９から請求項１４のいずれか１つに記載の装置であって、
    上記ＦＭ多重信号の中の上記ＤＲＭ信号の上記中間周波数または中央周波数が、合計７６ｋＨｚになることを特徴とする装置。

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