JP2007533263A - 同一チャネル干渉を緩和するためのシフトチャネル特性 - Google Patents

Abstract

【解決手段】通信システム内における同一チャネル干渉を最小にする方法及び装置が開示される。本発明に従う方法は、第１の信号の特性を、第２の信号の同一の特性に関してシフトさせ、同一チャネル干渉を緩和することと、通信システムの異なるチャネルによって第１の信号と第２の信号とを送信することとを含む。
【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は、通信システムに関し、更に詳しくは、信号干渉を最小化するための方法および装置に関する。

図１Ａおよび図１Ｂは、典型的な、衛星ベースの放送システムを図示する。

図１Ａは通信システム、具体的には、衛星を介してオーディオ信号、ビデオ信号、及びデータ信号を送受信するテレビ放送システム２０を示す。本発明は、衛星ベースのテレビ放送システムに関連して説明されるが、本明細書中で説明される技術は、例えば、全地球無線システム、有線ベースのシステム、およびインターネットのようなプログラムコンテンツ配信の他の方法にも等しく適用可能である。更に、本発明は、主としてテレビ番組（すなわちオーディオおよびビデオコンテンツ）に関して説明されるが、ビデオコンテンツ、オーディオコンテンツ、オーディオ及びビデオ関連コンテンツ（例えば、テレビ視聴者チャネル）、或はデータコンテンツ含む広範囲の様々なプログラムコンテンツ材料とともに実施されることができる。

テレビ放送システム２０は、送信局２６、衛星向けパラボラアンテナ（uplink dish）３０、少なくとも１つの衛星３２、および受信局３４Ａ−３４Ｃ（集合的に受信局３４と呼ばれる）を含む。送信局２６は、例えば、アナログテレビ信号、デジタルテレビ信号、ビデオテープ信号、オリジナルプログラミング信号、及びＨＴＭＬコンテンツを含むコンピュータ生成信号のような様々な信号を受信するための複数の入力２２を含む。更に、入力２２はハードディスク或いは他のディジタル記憶媒体を有するディジタルビデオサーバからの信号を受信する。送信局２６はまた、複数のタイミング入力２４も含む。該入力は、例えば、新聞やテレビ案内に含まれるテレビ番組表に見られるような様々なテレビチャネルのタイミングおよび番組についての電子時間割情報（electronic schedule information）を供給する。送信局２６は、タイミング入力２４からの該データを番組ガイドデータに変換する。番組ガイドデータは、送信局２６の現場において手動入力することも可能である。該番組ガイドデータは、複数の“オブジェクト”からなる。番組ガイドデータオブジェクトは、最終的に利用者のテレビ上に表示される電子番組ガイドを構築するためのデータを含む。

送信局２６は、入力２２およびタイミング入力２４上で受信される様々な入力信号の受信及び処理を行い、この受信した信号を標準形に変換し、該標準信号を単一の出力データストリーム２８にまとめ、そして、出力データストリーム２８を衛星向けパラボラアンテナ３０へと連続的に送る。出力データストリーム２８は、一般的にはＭＰＥＧ２符号化を使用して圧縮されたディジタルデータストリームであるが、他の圧縮法が使われても良い。

出力データストリーム２８におけるディジタルデータは複数のパケットに分割され、それぞれのパケットは利用チャネル識別（service channel identification（ＳＣＩＤ））番号を用いて印を付けられる。ＳＣＩＤは後に受信機６４（図１Ｂに示される）によって使用され、それぞれのテレビチャネルに対応するパケットを識別する。誤り訂正データも出力データストリーム２８内に含まれる。

出力データストリーム２８は、標準的な周波数及び偏波変調技術を用いて、送信局２６によって変調される多重化された信号である。出力データストリーム２８は、好ましくは１６の周波数帯域を含み、各周波数帯域は左偏波あるいは右偏波の何れかである。或いは替わりに、垂直偏波および水平偏波が用いられても良い。

衛星向けパラボラアンテナ３０は、送信局２６からの出力データストリーム２８を連続的に受信し、この受信した信号を増幅し、そして該信号３１を少なくとも１つの衛星３２へ送信する。図１には単一の衛星向けパラボラアンテナおよび衛星が示されるが、追加の帯域幅を供給し、信号の連続的伝送を確実にするために、好ましくは多数のパラボラアンテナおよび衛星が使用されるのが良い。

衛星３２は、地球の周りの静止軌道上を周回する。それぞれの衛星３２は、衛星向けパラボラアンテナ３０により送信された信号３１を受信する複数のトランスポンダ含み、受信信号３１を増幅し、該受信信号をより低い周波数帯域に周波数シフトし、そして次に、該増幅され、周波数シフトされた信号３３を受信局３４へ返信する。

受信局３４は、衛星３２により送信された信号３３を受信しそして処理する。受信局３４は、図１Ｂに関して下記に更に詳細に説明される。

図１Ｂは、オーディオ信号、ビデオ信号、及びデータ信号を受信して復号する受信局３４のうちの１つのブロック図である。一般的に、受信局３４は“セットトップボックス”であり、又統合型受信機復号器（integrated Receiver Decoder（ＩＲＤ））として知られている。これは衛星放送テレビ信号の受信のため、通常、家庭あるいは集合住宅ユニット内に存在する。受信用パラボラアンテナ６０は、戸外ユニット（Outdoor Unit（ＯＤＵ））でありうるが、通常は、家庭あるいは集合住宅ユニットに取り付けられる小型のパラボラアンテナである。しかしながら、もし望まれるなら、受信用パラボラアンテナ６０は、より大きな地上取り付けアンテナでもよい。

受信局３４は、受信用パラボラアンテナ６０、代替コンテンツソース６２、受信機６４、モニタ６６、記録装置６８、遠隔制御器８６、及びアクセスカード８８を含む。受信機６４は、チューナ７０／復調器／順方向誤り訂正（Forward Error Collection（ＦＥＣ））復号器７１、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器７２、ＣＰＵ７４、クロック７６、メモリ７８、論理回路８０、インタフェース８２、赤外（ＩＲ）受信機８４、及びアクセスカードインタフェース９０を含む。受信用パラボラアンテナ６０は、衛星３２によって送られる信号３３を受信し、該信号３３を増幅し、そして該信号３３をチューナ７０に渡す。チューナ７０及び復調器／ＦＥＣ復号器７１は、ＣＰＵ７４の制御下で動作する。

ＣＰＵ７４は、メモリ７８内あるいはＣＰＵ７４内部の補助メモリ内に記憶されるオペレーティングシステムの制御下で動作する。ＣＰＵ７４により実行される機能は、メモリ７８に記憶されている１又は複数の制御プログラム或いはアプリケーションにより制御される。オペレーティングシステム及びアプリケーションは、ＣＰＵ７４により読み込まれ実行されるとき、一般的にはメモリ７８に記憶されたデータにアクセスしそれを操作することにより本発明を実施及び／又は使用するのに必要な機能およびステップを受信機６４に実施させる命令から構成される。このようなアプリケーションを実施させる命令は、例えば、メモリ７８或いはアクセスカード８８のようなコンピュータ読取可能媒体の中に明らかに収納される。ＣＰＵ７４はまた、インタフェース８２或いは受信用パラボラアンテナ６０を介して他の機器と通信し、メモリ７８に記憶されるべき命令あるいは指示を受け取る。それにより、本発明に従うコンピュータプログラム製品あるいは製造品（article of manufacture）を作成する。このように本明細書中で使用される用語“製造品”、“プログラム記憶装置”、および“コンピュータプログラム製品”は、任意のコンピュータ可読装置あるいは媒体から、ＣＰＵ７４によってアクセス可能な任意のアプリケーションを包含するように意図される。

メモリ７８及びアクセスカード８８は、受信機６４のために様々なパラメータを記憶する。例えば、受信機６４が表示を処理し生成することが許可されたチャネルリスト、受信機６４が使用される地域の郵便番号および市外局番、受信機６４の型名あるいは型番、受信機６４のシリアル番号、アクセスカード８８のシリアル番号、受信機６４の所有者の名前、住所および電話番号、及び受信機６４の製造社名等である。

アクセスカード８８は（図１Ｂに示されるように）受信機６４から取り外し可能である。受信機６４に挿入されると、アクセスカード８８はアクセスカードインタフェース９０に結合され、該インタフェースは、インタフェース８２を介してカスタマサービスセンター（図示せず）に通信する。アクセスカード８８は、利用者の特別なアカウント情報に基づいてカスタマサービスセンターからアクセス許可情報を受信する。更に、アクセスカード８８及びカスタマサービスセンターは、サービスの請求書及び注文書の発行に関して通信を行う。

クロック７６はＣＰＵ７４に現在のローカル時間を与える。インタフェース８２は、好ましくは、受信局３４の所在地で電話ジャック８３に結合される。インタフェース８２は、受信機６４が、電話ジャック８３を介して、図１Ａに示すような送信局２６と通信することを可能にする。インタフェース８２はまた、インターネットのようなネットワークとのデータ伝送のためにも使用されうる。

受信用パラボラアンテナ６０からチューナ７０へ送られた信号は、複数の変調された無線周波数（Radio Frequency（ＲＦ））信号である。所望のＲＦ信号は次に、チューナ７０によってベースバンドにダウンコンバートされる。該チューナはまた同相（in-phase）及び直交（quadrature）（Ｉ及びＱ）信号を生成する。これら２つの信号は次に、復調器／ＦＥＣ特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ））７１へ渡される。復調器７１ ＡＳＩＣは次に、該Ｉ信号及びＱ信号を復調し、ＦＥＣ復号器が、それぞれの伝送されたシンボルを正確に識別する。４位相シフトキーイング（Quaternary Phase Shift Keying（ＱＰＳＫ））信号、或いは８ＰＳＫ信号に対して受信されるシンボルは、それぞれ、２或いは３データビットを搬送する。望まれれば、例えば１６振幅シフトキーキング（16 Amplitude Shift Keying：１６ＡＳＫのようなその他のシフトキースキーマも使用されうる。訂正されたシンボルは、データビットに翻訳され、該データビットは、ペイロードデータバイトにまとめられ、最終的にはデータパケットにまとめられる。このデータパケットは、１３０データバイトあるいは１８８バイト（１８７データバイト及び１同期バイト）を搬送することができる。

受信用パラボラアンテナ６０により受信されるディジタル衛星信号に加えて、好ましくは、テレビコンテンツの他のソースもまた使用される。例えば、代替コンテンツソース６２は、モニタ６６に追加のテレビコンテンツを提供する。代替コンテンツソース６２はチューナ７０に結合される。代替コンテンツソース６２は、無線信号を切り替えて全米テレビジョン標準化委員会（National Television Standards Committee（ＮＴＳＣ））信号を受信するためのアンテナ、アメリカテレビジョン標準化委員会（American Television Standards Committee（ＡＴＳＣ））信号を受信するためのケーブル、或いは他のコンテンツソースでありうる。ただ１つの代替コンテンツソース６２が示されるが、多数のソースが使用されうる。

先ず、データが受信機６４に入ると、ＣＰＵ７４は、業界で一般的にブートオブジェクトと称されている初期化データを探す。ブートオブジェクトは、他の全ての番組ガイドオブジェクトが見い出されるＳＣＩＤを識別する。ブートオブジェクトは常に同じＳＣＩＤと共に送信される。従って、ＣＰＵ７４は、そのＳＣＩＤで印を付されたパケットを探さなければならないことを知る。ブートオブジェクトからの情報はＣＰＵ７４により使用され、番組ガイドデータのパケットが識別され、該パケットをメモリ７８に転送する。

遠隔制御器８６は、受信機６４内の赤外受信機８４により受信される赤外（ＩＲ）信号８５を発する。一例であって、限定する訳ではないが、例えば、極超短波（ＵＨＦ）遠隔制御、受信機６４上のキーパッド、遠隔キーボードおよび遠隔マウスのようなその他のタイプのデータ入力装置が代わりに使用されても良い。利用者が、遠隔制御器８６上の“ガイド”ボタンを押すことによって番組ガイドの表示を要求する時、ガイド要求信号はＩＲ受信機８４によって受信され、論理回路８０に送信される。論理回路８０は、ＣＰＵ７４にこのガイド要求を通知する。このガイド要求に応じて、ＣＰＵ７４はメモリ７８に対して、番組ガイドディジタル画像をＤ／Ａ変換器７２に移動させる。Ｄ／Ａ変換器７２は番組ガイドディジタル画像を標準的なアナログテレビジョン信号に変換する。該信号は次にモニタ６６に送信される。次にモニタ６６はＴＶビデオ信号及びオーディオ信号を表示する。或いはそれに代わり、モニタ６６はデジタルテレビであってもよい。この場合、受信機６４内のディジタル／アナログ変換は必要ない。

利用者は、遠隔制御器８６を使用して電子番組ガイドとインタラクトする。インタラクトの例は、特別なチャネルを選択すること、および追加ガイド情報を要求することを含む。利用者が遠隔制御器８６を使用してチャネルを選択するとき、ＩＲ受信機８４は、利用者の選択を論理回路８０へ中継する。該論理回路は次に該選択をメモリ７８に渡し、そこで該選択はＣＰＵ７４によりアクセスされる。ＣＰＵ７４は、ＦＥＣ復号器７１から得たオーディオ、ビデオ、及び他のパケットにＭＰＥＧ２復号ステップを実行し、該選択されたチャネルに対するオーディオ信号及びビデオ信号をＤ／Ａ変換器７２に出力する。Ｄ／Ａ変換器７２は、ディジタル信号をアナログ信号に変換し、そして該アナログ信号をモニタ６６に出力する。

このような通信システム２０は、本明細書でテレビ放送システム２０に示される例によって、ディジタル技術により可能にされる高品質伝送に対する要求を受け入れてきた。パケット及び他のデータが、衛星向けパラボラアンテナ３０から受信機６４へ送信されると、他の受信局３４のために意図されるパケット内のシンボルやビットは、一般的には、衛星３２から受信機６４に同じ周波数で送信される。その理由は、送信周波数が、衛星３２の制限により制御され、利用可能な送信周波数が、周波数スペクトル内の特定の周波数での送信に対する政府の許可により制御されるからである。

更に、データフレームはそれらが互いに干渉できるように符号化される。そして、受信機６４は、該受信機６４が復号してモニタ６６から表示されると想定されているのは、どのデータパケットであるのかを知ることができない。このような干渉は“同一チャネル”干渉と呼ばれる、この干渉では、１つのチャネルのデータが別のチャネルのデータの受信および復調と干渉する。現実的な用途においては、同一チャネル干渉は、他のシステムオペレータの送信や、隣接する軌道スロットで動作する衛星３２、或いはスポットビーム衛星放送システム２０における他のスポット送信ビームからも起こり得る。

通信システム２０がより多くのデータを送信するに従い、モニタ６６で見ることができる衛星放送システム上での番組作製チャネルがより多くなり、データパケット間の干渉が増大し、かくして信号受信品質がより劣化する。

利用可能な周波数成分の最適利用を図るため、そして、極めて多くの異なる番組チャネルを届けるために、同一周波数を用いる無線伝送が、様々な異なる地理上の領域に向けられることができる。しかしながら、異なるサービス領域と境界を接する領域においては、受信局は所望の伝送を検出できるのみならず、他の同一周波数伝送も検出することができる。望まれない伝送は干渉であり、所望のチャネル受信機の全体的な性能をひどく劣化させることがある。

従来、同一チャネル干渉の負の効果は、様々なトランスポンダ或いは衛星３２へ割り当てられる周波数割当を再設計することにより最小限にされてきた。しかしこの方法は、ある点を越えた問題を緩和しない。

従って、当該技術分野では、放送システムにおける干渉を最小化する必要性があることがわかる。

本出願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づいて、“Co-channel Interference Mitigation for DVB-S2,”と題し、その全てが本明細書中に参照として組み込まれる、２００４年４月１２日先行出願の米国特許仮出願番号第６０／５６１，４１８号の優先権を主張する。

先行技術の制約を最小にするために、そして本明細書を読んで理解すれば明白になるその他の制約を最小にするために、本発明は、通信システムにおける同一チャネル干渉を最小化するための方法および装置を開示する。

本発明に従った方法は、前記第１の信号の特性を、前記第２の信号の同一の特性に関してシフトさせ、同一チャネル干渉を緩和することと、前記通信システムの異なるチャネルによって前記第１の信号と前記第２の信号とを送信することとを含む。

本方法のオプションの追加要素では、前記特性は、前記第１の信号のフレーム開始（Ｓ０Ｆ：Start-Of-Frame）の開始時間であり、前記開始時間は、前記ＳＯＦ内のビットの少なくとも一部がシフトされており、前記特性は、送信符号スキーマであり、前記送信符号スキーマは、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、及び１６ＡＳＫから構成されるグループから選択され、前記特性は、前記第１の信号の同相（Ｉ）部及び前記第１の信号の４位相（Ｑ）部であり、前記第１の信号の同相（Ｉ）部及び４位相（Ｑ）部は、前記第２の信号の同相（Ｉ）部及び４位相（Ｑ）部と逆にされ、前記特性は、前記第１の信号の送信周波数であり、前記特性は、前記第１の信号のフレーム開始（ＳＯＦ）のコンテンツであり、前記コンテンツは、前記ＳＯＦについて予め選択されたコンテンツのセットから選択される。この方法は更に、前記シフトされた特性に関する情報を、前記通信システム内の受信機に送信することを含む。

本発明の更に他の態様、特徴および利点は、権利主張され開示されたシステム及び方法に本来備わっており、そして、次の詳細説明および添付図面から明らかである。詳細説明および添付図面は、単に本発明の特定の実施形態及び実装を説明するに過ぎない。しかしながら、本発明は他のそして異なる実施形態も可能である。そして本発明の幾つかの詳細は、本発明の精神及び範囲から全く逸脱することなく、様々な観点で変更されることが可能である。従って、図面および説明は、本来例示であると見なされるべきであり、本発明の限定と見なされるべきではない。本発明は添付図面において一例として図示されるのであって、限定されるものではない。そして図面において同じ参照番号は同様の要素を示している。

ディジタル放送および双方向システムにおける同一チャネル干渉を軽減するための装置、方法及びソフトウェアが説明される。以下の説明において、本明細書の一部をなし、そして、本発明の幾つかの実施形態を図示する添付図面が参照される。本発明の範囲を逸脱することなく他の実施形態が利用されることが可能なこと、および、構成変更が行われ得ることが理解される。

（概観）
本発明において、送信局２６から信号３１、衛星３２、及び信号３３を介して送信されるディジタルデータは３つの主要構成部分、すなわち、物理層ヘッダ或いはＰＬヘッダと呼ばれるデータフレームのヘッダ部分と、ペイロードデータと、パイロットシンボルと呼ばれ、オプションで追加挿入されるシンボルとを含んでいる。これらは、受信局３４における劣化、主に位相雑音の有害な効果を軽減するために受信機６４により使用される。ＰＬヘッダを使用することによって、復調器／ＦＥＣ−復号器７１は、全てのデータフレームの開始において正確な位相を迅速に獲得することができる。多くの８ＰＳＫ及びＱＰＳＫ伝送モードに関しては、位相雑音をより正確に追跡するためにパイロットシンボルも必要とされる。しかしながら、ある場合には、所望の信号および干渉する同一周波数信号に対するＰＬヘッダが時間的に整列する時、干渉が非常に大きくなり、復調器／ＦＥＣ−復号器７１が所望の信号に関連付けられる搬送周波数の位相を必要な精度で決定できない。これは、復調器７１が所望の信号上に位相同期保持を試みるのであるが、好ましくない信号が同じヘッダシンボル或いはパイロットシンボルを提示すると、復調器７１は好ましくない信号の提示により混乱させられる可能性があり、従って所望の信号の位相を追跡することが不可能になることを意味する。復調器７１におけるこのような混乱は当該技術では、復調器７１が所望の信号を“剥ぎ取られる（pulled off）”こととして知られている。もし復調器７１がＱＰＳＫ伝送に対する最適コンステレーション点から４５度だけ引っ張られるならば、該復号器はシンボルを正確には識別しない。これは誤りを招き、そしてもし直ちに正されなければ、データ誤りは同期の逸失と同定される。これは、マイクロプロセッサ７４が復調器７１に信号を再取得することを命じるように導く。そしてこれは所望の信号が再取得されるまでデータの逸失へと導く。このようなデータの逸失は、モニタ６６上に誤ったデータを表示し、そして恐らくは視聴者によって見られるようなサービス中断をモニタ６６上に表示する。与えられたモニタ６６上の動きと対話のある所望のテレビチャネルを見るのではなく、同一チャネル干渉は、視聴者に、モニタが暗いスクリーンにフェードするのを見させたり、歪んだ画像を見させたり、或いは歪んだ音声を聞かせたりする。同一チャネル干渉が、テレビ放送システム２０に有害な影響を引き起こすことがあり得ることは明らかである。

本発明は、このような同一チャネル干渉の影響を軽減する幾つかの因子を提供する。

第１のアプローチは、このような同一チャネル干渉により影響され得る複数のチャネルに、異なるフレーム開始（ＳＯＦ）系列及び／又は異なるスクランブル符合を与えることである。そうすれば復調器７１は、複数のデータフレームの一方か他方への同調を要求された場合、特定のＳＯＦを探すことができる。そして、それらの間の違いを見分けることができる。それに代わって、或いは連係して、そのような干渉信号をスクランブルするために使われる符号が十分に異なるようにできれば、２つのデータフレーム間の相互相関は、復調器７１が所望の伝送上に同期することができ、かつ干渉するチャネルの有害な影響を無視することができる点にまで軽減される。更に、異なるスクランブル技術が異なるチャネル上のＰＬヘッダに対して使用されることができ、及び／又は、ＰＬヘッダのスクランブル化と連係して或いはＰＬヘッダとは独立して、異なるスクランブル技術或いはスクランブル符号はペイロードデータに適用されることができる。これらは引き剥がし効果を低減あるいは除去する。

同一チャネル干渉の影響を低減するための別の方法は、復調器７１が所定の信号の特定位相の追跡から引き離される時を感知することである。このような位相追跡からの引き離し或いは“引き剥がし”は、干渉するデータフレームの存在を知らせる。そして、その時復調器７１はＰＬヘッダ或いはパイロットシンボルからの位相追跡を更新しないことを選択することができる。

本発明の別の方法は、変調された無線信号の伝送周波数に僅かな量だけ、例えば１ＭＨｚ、オフセットを与えることである。従って、復調器７１は、ある所定のデータフレームのための異なる周波数空間の中に、ＰＬヘッダのＳＯＦ部を探すことができる。オフセット信号の数、及びオフセットの方向、例えば周波数に関して上方あるいは下方の何れか、は同一チャネル干渉を同時に及び潜在的に惹き起こす存在である独立した無線伝送の数、或いは、衛星３２の下り回線ビームの数に基づきうる。更に、１信号内の複数のデータフレームも又時間に関してオフセットを与えられることができる。例えば、１つのデータフレームが最初に出発し、そして干渉するデータフレームがある一定シンボル数だけ遅延される。その結果、ＰＬヘッダのＳＯＦ部は、それぞれのデータフレームに対して異なる時間に生じる。これは、復調器７１が、どのデータフレームが受信されたのかをデータフレームに関する既知のオフセットに基づいて知ることを可能にし、適切な信号を復調できるようにする。

本発明の別の方法は、それぞれのデータフレーム内部で異なる偏移変調方式を使用することである。一般的には、ＱＰＳＫ伝送方式は、８ＰＳＫ伝送方式よりも同一チャネル干渉の影響に対してより抵抗力がある。

（システム図）
図２Ａは、本発明の一実施形態に従って、同一チャネル干渉を最小化することができるディジタル放送システム１００の略図である。ディジタル放送システム１００は、１或いは複数の受信機１０５に対し通信チャネル１０３を介して放送するための信号波形を生成するディジタル伝送設備１０１を含む。本発明の一実施形態によれば、該システム１００は、例えば双方向サービスと同様オーディオ放送サービスやビデオ放送サービスにも対応する衛星通信システムである。このような通信システムは図１Ａ及び図１Ｂに示され、そして上述されている。双方向サービスは、例えば、電子番組ガイド（ＥＰＧ）、高速インターネット接続、双方向広告、電話通信、及び電子メールサービスを含む。これらの双方向サービスは、例えば、ペイパービュー（Pay Per View）、ＴＶコマース（TV Commerce）、ビデオオンデマンド（Video On Demand）、擬似ビデオオンデマンド、及びオーディオオンデマンドのようなテレビサービスも含むことができる。この環境において、受信機１０５は衛星受信機である。一般的に、衛星受信機は、統合型受信機復号器（ＩＲＤ）としても知られている、“セットトップボックス”の中に存在する。

放送用途においては、連続モード受信機１０５が広く使用される。低ＳＮ比（ＳＮＲ）環境において良好に機能する符号は、同期（例えば、搬送波の位相および搬送波の周波数）に関してはこれらの受信機１０５と相反する。物理層ヘッダ及び／又はパイロットシンボルはこのような同期化のために使用されることができる。従って、システム性能に関する重要な考慮すべき点は、物理層ヘッダ及び／又はパイロットシンボル上の同一チャネル干渉に対する考慮である。物理層ヘッダ及び／又はパイロットは、搬送波の位相および搬送波の周波数の捕捉及び／又は追跡のために使用されるので、このような干渉は、受信機性能を低下させうる。

多くのディジタル放送システム１００は、その同期化処理のためにフレーム構造の中に通常のオーバーヘッドビットを越えて、更に追加のトレーニングシンボルの使用を要求する。オーバーヘッドの増大はＳＮ比（ＳＮＲ）が低い場合特に要求される。このような環境は、高性能符号が高次変調と共に使用される場合一般的である。従来、連続モード受信機は、搬送波の周波数及び搬送波の位相を捕捉及び追跡するために帰還制御ループを利用する。純粋に、帰還制御ループに基づかれるこのようなアプローチは、強い無線周波数（ＲＦ）位相雑音および熱雑音に陥りやすい。これは、受信機全体の動作中に高サイクルのスリップ比とエラーフロアを惹き起こす。従って、これらのアプローチは、限定された捕捉領域と長い捕捉時間に加えて、ある性能目標のためのトレーニングシンボルに関して増大するオーバーヘッドにより重い負担を負わされる。更に、これらの従来の同期化技術は、特別な変調方式に依存しており、このことによって変調方式の利用における柔軟性を妨げている。

システム１００において、受信機１０５は、放送データフレーム構造（図４Ａに示される）の中に埋め込まれているプリアンブル、ヘッダ、及び／又は、固有のスクランブル符号或いはユニークワード（unique words（ＵＷ））を調べ、トレーニング目的で特別に指定される追加的オーバーヘッドの使用を低減することによって、搬送波の同期を達成する。受信機１０５は、図３に関して下記で更に詳しく説明される。

この離散的な通信システム１００において、伝送設備１０１は、媒体コンテンツ（例えば、オーディオ、ビデオ、テキスト情報、データなど）を表現する可能なメッセージの離散的な集合を供給する。それぞれの可能なメッセージは、対応する信号波形を有する。これらの信号波形は、通信チャネル１０３によって減衰されるか、或いは他の場合には変形される。放送チャネル１０３における雑音と戦うために、伝送設備１０１は、例えば、低密度パリティチェック（Low Density Parity Check（ＬＤＰＣ））符号、或いは異なるＦＥＣ符合の連結のような、順方向誤り訂正符号を利用する。

伝送設備１０１により生成されるＬＤＰＣ或いは他の１或いは複数のＦＥＣ符号は、如何なる性能低下を伴うことなく高速実現を容易にする。伝送設備１０１から出力されるこれらの構造化ＬＤＰＣ符号は、少数のチェックノードを、変調方式（例えば、８ＰＳＫ）に基づいて既にチャネル誤りの危機にあるビットノードに割り当てることを避ける。このようなＬＤＰＣ符号は、（ターボ符号と異なり）並列化可能な複号処理を有する。該処理は、例えば、和演算、比較、および表ルックアップのような、単純な処理を含み都合が良い。更に、注意深く設計されたＬＤＰＣ符号はエラーフロア、例えば、たとえＳＮ比が増大しても誤りの減少がないといった徴候を全く示さない。仮にエラーフロアが存在するとすれば、そのようなエラーフロアを顕著に抑制するために、例えば、ボース／チャウドハリ／ホッケンゲム（Bose/Chaudhuri/Hocquenghem（ＢＣＨ））符号あるいは他の符号のような、別の符号を使用することが可能である。

本発明の１つの実施形態によれば、伝送設備１０１は、以下図２に説明されるような比較的単純な符号化技術を使用して、パリティチェックマトリクスに基づくＬＤＰＣ符号（該符号は復号化の期間十分なメモリアクセスを容易にする）を生成し衛星受信機１０５と通信する。

（送信機の機能）
図２Ｂは図２Ａのシステム１００のディジタル伝送設備において採用される具体例の送信機の略図である。伝送設備１０１における送信機２００は、情報ソース２０１から入力を受け取り、そして、受信機１０５における誤り訂正処理のために好適なより高い冗長度からなる符号化されたストリームを出力するＬＤＰＣ／ＢＣＨ符号器２０３が装備されている。情報ソース２０１は、不連続なアルファベットＸからｋ個の信号を生成する。ＬＤＰＣ符号はパリティチェックマトリクスで指定される。ＬＤＰＣ符号をエンコードすることは、一般には、生成マトリクスを特定することを必要とする。ＢＣＨ符号はシステム２０のエラーフロアを低減するために含まれ、誤り訂正性能を改善する。

符号器２０３は、パリティチェックマトリクスに構造を課することによって唯一のパリティチェックマトリクスを利用する単純な符号化技術を使用して、変調器２０５に向けアルファベットＹから信号を生成する。特に、マトリクスのある部分が３角行列であることを強制することによって、パリティチェックマトリクスに制約が置かれる。このような制約は結果として無視できる程度の性能低下しかもたらさない。従って、魅力的なトレードオフとなる。

スクランブラ２０９は、下記に更に詳しく説明されるように、本発明に従いＦＥＣ符号化シンボルをスクランブルし同一チャネル干渉を最小にする。

変調器２０５は、スクランブラ２０９からのスクランブルされたメッセージを、送信アンテナ２０７に送信される信号波形に変換する。該アンテナは、これらの波形を、通信チャネル１０３を介して放射する。送信アンテナ２０７からの伝送は、下記に説明されるように、復調器へ伝播する。衛星通信システムの場合においては、アンテナ２０７から送信された信号は衛星を介して中継される。

（復調器）
図３は、図１のシステムにおける典型的な復調器／ＦＥＣ復号器７１の略図である。復調器／ＦＥＣ復号器７１は、復調器３０１、搬送波同期化モジュール／デスクランブラ３０２、およびＬＤＰＣ／ＢＣＨ復号器３０７を具備し、そしてアンテナ３０３を介する送信機２００からの信号の受信を支援する。本発明の一実施形態に従えば、復調器３０１は、アンテナ３０３から受信されたＬＤＰＣ符号化された信号のフィルタリング及びシンボルタイミングの同期化を与え、搬送波同期化モジュール３０２は、復調器３０１から出力された信号の、周波数および位相の捕捉と追跡、及びデスクランブルを与える。復調後、信号はＬＤＰＣ復号器３０７に転送される。該復号器は、メッセージＸ’を生成することにより本来のソースメッセージを再構築することを試みる。

受信側に関しては、もし所望の搬送波と干渉する搬送波双方が共に同じ変調および符号化構成（或いは方式）を使用するなら、（図４Ａに示される）フレームヘッダが時間的に正確に整列される一方、両者の相対的な周波数オフセットが小さい場合には、干渉は、復調器に対する位相推定の重大な誤りを惹き起こしうる。その結果、復調器は、周期的に誤りを流す。この状態は、問題となる両信号の周波数とシンボルクロックが十分に接近している場合に起こる。もっともそれらは互いに対して揺らぐ場合がある。

（フレーム構造）
図４Ａは、本発明のシステムにおいて使用される具体例のフレーム構造の略図である。例として、例えば衛星放送および双方向通信サービスに対応できるＬＤＰＣ符号化フレーム４００が示される。フレーム４００は物理層ヘッダ（“ＰＬヘッダ”と表示される）４０１を含み、そしてデータ或いは他のペイロードのための他の複数のスロット４０３と同様に、１つのスロットを占める。更に、フレーム４００は、本発明の一実施形態によれば、搬送波の位相と周波数の同期化を助けるために１６スロット毎にパイロットブロック４０５を利用する。パイロットブロックはオプションであることに留意されたい。１６スロット４０３後に示されているけれども、スクランブルブロックを代表しうるパイロットブロック（或いは、パイロット系列）４０５は、フレーム４００に沿って任意の箇所に挿入されることができる。

典型的な実施形態において、パイロット挿入プロセスは、１４４０シンボル毎にパイロットブロックを挿入する。このシナリオの下では、パイロットブロックは３６のパイロットシンボルを含む。例えば、物理層フレーム４００において、最初のパイロットブロックは、ＰＬヘッダ４０１の１４４０のペイロードシンボル後に、２番目のパイロットブロックは、２８８０のペイロードシンボル後に、というように挿入される。もしもパイロットブロック位置が次のＰＬヘッダ４０１の開始と一致するなら、パイロットブロック４０５は挿入されない。

搬送波同期化モジュール３０２（図３）は、本発明の一実施形態に従えば、搬送波の周波数同期および位相同期のためにＰＬヘッダ４０１及び／又はパイロットブロック４０５を利用する。ＰＬヘッダ４０１及び／又はパイロットブロック４０５は、搬送波同期化のために、すなわち、周波数の捕捉と追跡、および位相追跡ループの動作を支援するために、使用することができる。このようにして、ＰＬヘッダ４０１及びパイロットブロック４０５は、“トレーニング”或いは“パイロット”シンボルと考えられ、個々に或いは集合的にトレーニングブロックを構成する。

それぞれのＰＬヘッダ４０１は一般的には２６シンボルを含むフレーム開始（ＳＯＦ）部、および、６４シンボルを含む物理層シグナリング符号（Physical Layer Signaling Code（ＰＬＳ ｃｏｄｅ）フィールドを備える。一般的には、ＳＯＦ部は、それ以上のスクランブルなしで送信される全ての信号のための全てのＰＬヘッダ４０１に対して同一である。

ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、および他の変調方式の場合、パイロット系列４０５は（各シンボルは（１＋ｊ）／√２である）３６−シンボル長のセグメント、すなわち３６シンボル（ＰＳＫ）である。フレーム４００において、パイロット系列４０５はデータの１４４０シンボル後に挿入されうる。このシナリオの下では、ＰＬヘッダ４０１は変調、符号化およびパイロットの構成に依存して６４の可能な書式を有することができる。

干渉する搬送波と所望の搬送波のＰＬヘッダ４０１（即ち複数の同一チャネル）が時間的に整列させられる場合、干渉するＰＬヘッダ４０１からのコヒーレントな寄与は、重大な位相誤りを招き、許容できない性能低下を惹き起こす。同様に、もし双方の同一チャネルがパイロットシンボルを使用する（パイロットブロック４０５に対して双方とも同じゴールド符号系列を使用する）ならば、パイロットブロック４０５は全く同じようにスクランブルされ、干渉する搬送波（或いは同一チャネル）におけるパイロットブロックのコヒーレントな寄与は依然問題をはらむ。

同一チャネル干渉の影響を軽減するために、フレーム４００は、パイロットモードにおいてスクランブルされる。一般的には、このモードにおいては、非ヘッダ部分４０７が、送信機に固有のゴールド符号系列でスクランブルされる。しかしながら、放送モードにおいては、パイロットブロック４０５を含むフレーム４００全体が、共通の符号でスクランブルされる。例えば、全ての受信機１０５には同じゴールド系列が与えられる。スクランブル処理は、図４Ｂ、図５，図６，図８及び図９に関連して更に説明される。本明細書中で使われるように、スクランブルされたパイロット系列は、フレーム４００の“パイロットセグメント”とも示される。

（ＩおよびＱの交換）
本発明に従って使用される別の方法は、同一チャネルの位相をそのままにしながら、１つの信号の同相（Ｉ）部分と直角位相（Ｑ）部分を入れ換える事である。このような位相交換は、同一チャネルデータフレーム４００における位相コヒーレンスを破壊する。これは、同一チャネル内の２つのデータフレーム４００の間の干渉を最小化又は阻止する。

（ＰＬヘッダに対する異なるスクランブル符合の適用）
図４Ｂに見られるように、同一チャネル干渉の影響を低減するために、ＰＬヘッダ４０１と同じ長さの幾つかの異なるユニークワード（ＵＷ）パターンが、それぞれの同一チャネルに対して利用され、ＰＬヘッダ４０１をスクランブルする。例えば、異なるＵＷパターン４１１、４１３のＰＬヘッダ４０１との（ＸＯＲ論理回路４０９を介する）排他的ＯＲが、所望の搬送波および干渉する搬送波（即ち、双方の同一チャネル）に対して実行されうる。このアプローチの下では、干渉する搬送波のＰＬヘッダ４０１に関連付けられる出力は、所望の搬送波のＰＬヘッダ４０１に対してもはやコヒーレントに加算されることはない。

フレーム４００は、衛星放送および双方向サービスをサポートする（及びディジタルビデオ放送（ＤＶＢ）−Ｓ２標準に応じる）構成に関して説明されるが、本発明の搬送波同期化技術は、その他のフレーム構造に対して適用されうることが認められる。

更に、個々のＰＬヘッダ４０１は、該ＰＬヘッダ４０１をフレーム４００に付加するのに先行してスクランブルされることができる。また、個々のＰＬヘッダ４０１は、他方のＰＬヘッダ４０１がスクランブルされることなく、スクランブルされることができる。本発明は、２つのデータフレームの間で予期される同一チャネル干渉に基づいて、スクランブル符号（又は、スクランブル符号を生成するためのシード）を選択すること、或いは、それに替わり、スクランブル符号を選択しないことを想定する。該ＰＬヘッダは、図５に示されるようにデータフレーム４００のスクランブルの一部として再びスクランブルされることができる。そうでなければ、暗号化スキーマを使用して暗号化される。

ＰＬヘッダ４０１をスクランブルするために使用される符号４１１及び符号４１３は、本発明の範囲から逸脱せずに、本明細書中で説明されたゴールド符号、他のシードから生成された符号、或いは符号化スキームでありうる。このような符号、或いはそのような符号のためのシードは、限定された数の符号あるいはシードから選択されることができる。このような符号あるいはシードは、フレーム４００を復調およびデスクランブルするために、データフレーム４００をデスクランブルする際の利用のために受信機６４へ送られうる。限定された数の符号或いはシードは、衛星３２の数、或いは、通信システム１００において懸念される同一チャネル干渉の数を含む多くの因子に基づいて選択されうる。

（同一チャネルスクランブル）
図５は、本発明の一実施形態に従う、同一チャネル干渉を分離するための系列スクランブラの略図である。スクランブル符号は、本発明の一実施形態に従えば、ゴールド符号から構成されうる複素数系列である。すなわち、スクランブラ２０９は、スクランブル系列Ｒｎ（ｉ）を生成する。表１は、図６のスクランブラ系列生成器に従い、スクランブル系列Ｒｎ（ｉ）がスクランブラ２０９を使用して如何にしてフレームをスクランブルするかを定義する。特に、表１は、スクランブラ２０９の出力に基づく、入力シンボルの出力シンボルへの変換を示す。

このような２つのｍ−系列の生成器のいずれかに対して異なるシードを使用することによって、異なるゴールド系列を生成することができる。異なるサービスに対して異なるシードを使用することにより、相互干渉は低減される。

放送モードにおいては、９０シンボルの物理層ヘッダ４０１は、特定の物理チャネルに対して一定のままでいることができる。ゴールド系列は、各フレームの始まりでリセットされ、そして従って、スクランブルされるパイロットもまた、フレーム長さに等しい周期を持って、周期的である。フレーム中にデータを搬送する情報は変化し、ランダムであるとの様相を示すので、同一チャネル干渉はランダムであり、動作ＳＮ比を低下させる。このスキームを使用しなければ、元の物理層ヘッダ４０１及びパイロットブロック４０５の時間不変的な性質のために、受信機のための搬送波および位相推定は、このような捕捉と追跡のためのこれらのパイロットおよび物理層ヘッダに依存して歪められる。これはランダムデータに関連付けられるＳＮ比の低下以上に性能を低下させる。

スクランブラ２０９は、同一チャネル干渉を更に分離するために、様々な異なるスクランブル系列（図６においてはｎ個）を利用する。１つのスクランブル系列が、物理層ヘッダのために供給され、１つがパイロットのために供給される。異なるパイロットは、ゴールド系列のｎ値からの異なるシードに関して特定される。

このように、本発明は、同一チャネル干渉軽減のために、ＰＬヘッダ４０１、パイロットブロック４０５、およびペイロード４０３の幾つかの組合せの個別のスクランブリングを考える。システムの複雑さに依存して、所定のチャネルに対するＰＬヘッダ４０１およびパイロットブロック４０５（もしあれば）は、ペイロード４０３をスクランブルすることなく、同一チャネルとは異なる符号を用いてスクランブルされる。本質的に、１つのチャネル４００に存在する全ての非ペイロード４０３シンボルは、１つの符号を使用してスクランブルされ、別のチャネル４００にある全ての非ペイロード４０３シンボルは、異なる符号を使用してスクランブルされる。

更に、２つの異なるチャネルに対するＰＬヘッダ４０１およびパイロットブロック４０５（もしあれば）は、異なるスクランブル符号を用いてスクランブルされる。そして、それらのチャネルに対するペイロード４０３は、他の符号を使用してスクランブルされる。例えば、第１のスクランブル系列を第１のＰＬヘッダ４０１に適用し、第２のスクランブル系列を第２のＰＬヘッダ４０１に適用することが可能である。この第１のペイロード４０３は、第３のスクランブル符号が適用され（一般的にはゴールド符号）、そして第２のペイロードは、第４のスクランブル符号が適用される（一般的にはゴールド符号）。

ＰＬヘッダ４０１とペイロード４０３に対して結合される対の符号を使用するシステムが存在しうることも本発明内であると考えられる。従って、あるＰＬヘッダ４０１上で使用される所定のスクランブル符号は、常に、該ＰＬヘッダ４０１に対するペイロード４０３をスクランブルするために使用されるスクランブル符号と共に使用される。これらの符号対は、任意の信号４００に適用されることができ、１つの信号４００から別の信号４００へと望みのままに再割り当てされることができる。

システム２０内の各ペイロード４０３信号が固有のスクランブル符号を受け取ることも本発明の範囲内であると考えられる。更に、各ＰＬヘッダ４０１は、ペイロード４０３に対するスクランブル符号と結合されることができる固有のスクランブル符号を受け取ることができる。

所定のチャネル４００に対する単一のスクランブル系列として説明されたけれども、スクランブル系列は、所定数のフレームが送信された後、変更或いは交替されうることも本発明は考慮している。ＰＬヘッダ４０１、ペイロード４０３、或いは両者に対するスクランブル系列は、本発明の範囲から逸脱することなく、ランダムベース或いは周期ベースで、望みのままに交替される。

（ゴールド系列生成器の図）
図６は、図５のスクランブラにおいて使用される典型的なスクランブル系列生成器の略図である。図６にはゴールド系列生成器が示されているが、他の系列生成器が本発明の範囲から逸脱することなく本発明の中で使用されることができる。複数の同一チャネルに対して異なる系列、すなわち、それぞれの同一チャネルに対して異なる初期化シードを使用することによって、干渉を軽減することができる。本例においては、ゴールド系列生成器７００は、好ましい多項式１＋Ｘ^７＋Ｘ^１８及び１＋Ｙ^５＋Ｙ^７＋Ｙ^１０＋Ｙ^１８を採用する。例えば、ｎ個の同一チャネルを支えるために、本発明の典型的な実施形態においては、複数のシードがｍ系列生成器７０１中にプログラムされることができる。同一チャネルに対する所定のシードに基づいて多項式が初期化される。該シードは、本発明の１つの実施形態によれば、同一チャネルのパイロットセグメントのあらゆる対の間の相互相関を最小にする探索アルゴリズムを使用して生成される。

（異なるＰＬ系列の生成）
図８は、本発明の一実施形態に従い、異なる物理層系列を生成する処理のフローチャートである。ステップ８０１において、それぞれの同一チャネルに異なる初期化シードが割り当てられる。次に、ステップ８０３では、該シードに基づいてゴールド系列が生成される。次に、ステップ８０５にあるように、スクランブル系列が、それぞれ異なるサービスのためのゴールド系列から構成される。ステップ８０７において、物理層系列がスクランブラ２０９によって出力される。

本発明はそれぞれのチャネルに対して異なる初期化シードを使用することができる。従って、それぞれの信号における任意のパイロット信号４０５は、異なるシンボルを含む。このことは、２つの干渉する同一チャネルの間の相互相関を大いに低減する。一旦パイロット信号４０５が識別可能になれば、復調器７１は、パイロット信号４０５に殆ど完全に基づいてデータフレーム４００を追跡できる。このことはデータフレーム４００の間の干渉を最小化する。

図９は、本発明の一実施形態に従い、スクランブルされた物理ヘッダを生成するための処理のフローチャートである。送信機２００（図２Ａの）は、ステップ９０１におけるように、物理ヘッダあるいはパイロット系列に関連付けられる入力シンボルを受信する。ステップ９０３において、送信機は、スクランブラ２０９により生成されるスクランブル系列に従い、該入力シンボルを変換する。次に、ステップ９０５では、出力シンボルが生成される。その後、送信機は、スクランブルされた物理系列及び／又はスクランブルされたパイロット系列と共にフレームを出力する（ステップ９０７）。

図１０は、本発明の一実施形態に従い、スクランブルパラメータを送信する処理のフローチャートである。上記で説明したように、パイロットモードに関しては、同一チャネル干渉を低減するために、異なるサービスに対して異なるゴールド系列が採用される。更に、ヘッダ４０１と同じ長さの異なるＵＷパターンを使用することによって、ヘッダ４０１のコヒーレントな加算を最小にすることができる。結果として、受信機は、ペイロードデータおよびパイロットブロックを解読するために適切なゴールド系列を必要とするのと同様に、ＰＬヘッダ４０１を解読するために適切なＵＷを必要とする。

ステップ１００１において、送信機（例えば、送信機２００）は、受信機６４に向けそれぞれサポートされる搬送波（同一チャネル）のためのスクランブルパラメータを送る。これは一般的には、ペイロード４０３の改良型番組表（Advanced Program Guide（ＡＰＧ））部分の中へスクランブルパラメータを埋め込むことにより行われる。該番組表は、衛星３２からの少なくとも１つのトランスポンダ上で利用可能である。一般に、ペイロード４０３のＡＰＧ部分は、衛星３２からの全てのトランスポンダ上で利用可能であり、そして、もし受信機６４へのそのような指示が必要であるなら、受信機６４は、始動時に特定のトランスポンダ上でＡＰＧを受信するように指示されうる。更に、送信機２００は、スクランブル符号を送信するために、例えば、インタフェース８２を介して受信機６４と相互作用する電話線を介するような他の方法を使用することができる。本発明の一実施形態によれば、スクランブルパラメータは、スクランブル符号の指標、および各搬送波或いはチャネルに対するスクランブル系列番号を含む。デフォルトの搬送波は、ＰＬヘッダ４０１がスクランブルされず、ペイロードデータ４０３（及びもしあればパイロットブロック４０５）がデフォルトのゴールド系列、例えば系列番号０、によってスクランブルされるフレームに対応する。受信機６５は、ステップ１００３におけるように、先ずこの搬送波に同調してスクランブルパラメータを獲得する。そして（ステップ１００５に示すように）、受信されるべき全ての搬送波に対するスクランブルパラメータのセットを記憶する。ステップ１００７のように、受信機が別の搬送波に切り替える時、ステップ１００９に示すように、該搬送波に対する特定のスクランブルパラメータが検索される。特に、記憶されたゴールド系列番号のみならず、正しいＵＷを見出すために、記憶された指標が検索される。ステップ１０１１では、この特定の搬送波を介して受信されたフレームが、適切にデスクランブルされる。

図１１は、スクランブルパラメータを管理するための本発明の様々な実施形態を示す略図である。本例においては、衛星システム２０は、このシステム２０において利用される全ての搬送波のために、外部メモリ、すなわちデータベース１１０２中に、スクランブルパラメータ１１００を記憶する送信局２６を含む。スクランブルパラメータは、衛星３２を介し２つのアプローチを使用して受信局３４Ａ−３４Ｃに送られる。

第１のアプローチの下では、受信機３４は、受信機３４に割り当てられる搬送波に対応するスクランブルパラメータの全てのセットを保持する。この方式において、送信局２６は、受信機３４が特定の搬送波に対して使用するためのスクランブルパラメータの適切なセットに関連付けられる特定のエントリーを示すことのみが必要である。更新命令は、受信機３４のデータベース１１０２におけるこれらのＵＷおよびゴールド系列番号に対する指標のみを指示する。

第２のアプローチは、図１２に説明されるように、予め選択された或いは予め指定されたスクランブルパラメータのエントリーのためのキャッシング機構を採用する。このように、受信機３４は、予め指定されたパラメータのセットを記憶するためのメモリ７８を含む。

図１２は、本発明の一実施形態に従い、スクランブルパラメータの予め指定されたセットに基づき、受信されたフレームをデスクランブルするためのフローチャートである。このアプローチを用いて、受信機３４により使用される搬送波に対応するｋセットのスクランブルパラメータが、ステップ１２０１において、予め選択されるか、予め指定される。換言すれば、ｋ個の予め選択されたＵＷおよびｋ個のゴールド系列番号のみが表中に記憶される。ｋの値は、メモリ７８の容量に従って設定されうる。結果として、送信局２６は、各搬送波に対して２ｌｏｇ_２ｋビットのみを送信すればよい。更に、もしもＵＷとゴールド系列番号との間の固定された関連付けが保持されるなら、送信されるビット数は、各搬送波に対しｌｏｇ_２ｋビット更に低減されることができる。かくして、受信機３４は、ステップ１２０３において、メモリ７８内にｋセットのみのスクランブルパラメータを記憶すればよい。

この“キャッシュ”の概念を用いれば、受信機３４は、スクランブルパラメータの特定のセットに関して送信局２６によって指示される必要がない。この点において、ステップ１２０５において、もし送信機２６がこのような指示を示してきたと受信機３４が判断するなら、ステップ１２０７において、受信機３４は、メモリ７８から適切なスクランブルパラメータを検索し、特定の搬送波を介して受信されたフレームをデスクランブルする。

そうでない場合には、ステップ１２０９において、ｋが十分小さいため受信機３４の処理能力を過負荷にしないことを前提に、受信機３４自身が、メモリ７８内部のスクランブルパラメータ表中の妥当なエントリーを決定することができる。受信機３４が特定の搬送波に最初に同調する時、受信機３４は、メモリ７８内に記憶されたあらゆる可能な予め選択されたｋセットのＵＷおよびゴールド系列番号にわたった探索処理を、デフォルト搬送波を介して、これらのパラメータを受信することなく実行することができる。一旦、特定の搬送波に対するＵＷおよびゴールド系列番号の妥当な或いは正しいセットが探索の後に見つけられると、該情報は、ステップ１２１１において、この搬送波のためのメモリ７８内に記憶される。次に、この情報はフレームをデスクランブルするために利用される（ステップ１２１３）。その結果、スクランブルパラメータのこの妥当なセットは将来、必要とされる場合には、更なる探索をせずに使用される。

上述のアプローチの下で、スクランブルパラメータが如何に受信機３４に伝達されるかということに大きな柔軟性が与えられる。送信局２６は、限定されたｋ個のＵＷおよびゴールド系列番号のセットを、無線プログラミングを介して更新することができる。受信機３４のメモリ７８内に記憶されたＵＷおよびゴールド系列番号のｋ個の内部セットがある間は、それぞれのセットは、送信局２６による遠隔命令により新しいＵＷおよびゴールド系列番号と入れ替えられることができる。例えば、キャッシュ無線更新においては、ＵＷの全長およびゴールド系列番号（例えば、１８ビット）が指標と共に送信される。

図８〜図１０および図１２の処理は、低減された同一チャネル干渉を与えることは有益である。これによって、受信機の性能が向上する。これらの処理は、図１３に説明されるように、ソフトウェア及び／又はハードウェアとして実現できる。

（交互偏移変調方式）
本発明の別の方法は、それぞれのデータフレーム４００内で、異なる偏移変調方式を使用することである。一般的には、ＱＰＳＫ伝送方式は、８ＰＳＫ伝送方式よりもＰＬヘッダ４０１干渉効果に対してより抵抗力がある。これにより、あるデータフレーム４００は第１のＰＳＫモードで送信され、他のデータフレーム４００は第２のＰＳＫモードで送信される。このことは、建設的に干渉するデータフレーム４００内部のビット／シンボルの数を低減する。更に、それぞれのスロット４０３、パイロットブロック４０５、或いはＰＬヘッダ４０１は、建設的干渉を更に低減するために、またこれによって同一チャネル干渉を低減或いは除去するために、異なるＰＳＫ或いはＡＳＫモードで送信されることができる。

（位相追跡引き剥がしの検出）
同一チャネル干渉の影響を低減するために本発明に従う別の方法は、復調器７１、あるいは一般的には復調器７１内部の搬送波同期化モジュール３０２が、所定の符号化されたフレーム４００の特定の位相を追跡することから急に或いは異常に引き離されている時を検出することである。位相追跡のこのような引き離し、或いは“引き剥がし”は、干渉しているデータフレームの存在を示し、搬送波同期化モジュール３０２は、ＰＬヘッダ４０１或いはパイロットシンボル４０５からの位相追跡を更新しないことを選択することができる。所定の信号あるいは符号化されたフレーム４００の位相はゆっくりと変化することができるが、望まれるならば、所定の信号の位相追跡を維持するために、基準位相追跡が、搬送波同期化モジュール３０２によって用いられる。

このように、本発明は、干渉する符号化されたフレーム４００の存在を決定するために搬送波同期化モジュール３０２を使用することができる。そして、搬送波同期化モジュール３０２に所定の符号化されたフレーム４００に対して、既に捕捉された搬送波周波数を追跡させることができるようにするために、搬送波同期化モジュール３０２の位相追跡情報を更新するか、或いは、該位相追跡情報を無視するか、何れにするかを選択することができる。搬送波同期化モジュール３０２は、望ましくないそして干渉する符号化されたフレーム４００の存在により惹き起こされる位相追跡情報を追うのではなく、所望の符号化されたフレーム４００の位相を如何に追跡するかを決定するために、統計モデル或いは他の方法を使用することができる。

（ＳＯＦ系列の変更）
本発明はまた、干渉する符号化されたフレーム４００は、このような同一チャネル干渉により影響を受ける可能性のある符号化されたフレーム４００のものとは異なるフレーム開始（ＳＯＦ）系列及び／又はスクランブル符号を有することができることも想定している。一般に、ＳＯＦは、９０ビットのＰＬヘッダ４０１の最初の２６ビットであるが、ＳＯＦは、より大きな或いは小さなビット量でもよい。更に、ＳＯＦ系列の変更が説明されるが、これらの技術は、もし望まれるなら、ＰＬヘッダの任意の部分に適用されることができる。その後、復調器７１は、１つの或いは他の符号化されたフレーム４００に同調すること、そして、所望の信号の上に拘束された状態を維持でき、そして同一チャネル干渉により引き剥がされないことを要求される場合、ＰＬヘッダ４０１内の異なるＳＯＦを探すことができる。

更に、異なるＳＯＦ系列は、限定された数のＳＯＦ系列のグループから選択され、この限定された数のＳＯＦ系列は、受信機６４内に記憶されることができる。これによって、受信機６４は、要求されたときに、ＰＬヘッダ４０１の中に特定のＳＯＦ系列を検出する或いは探索することができる。

（送信フレームタイミングオフセット）
図７に示されるように、２つのフレーム６０１、６０５を時間的にオフセットさせることができる。データフレーム４００は、図７に示されるように、例えば、１つのデータフレーム４００が最初に開始し、干渉するデータフレーム４００がシンボルの一定部分或いは全数だけ遅延されるように、時間に関してオフセットされることができる。その結果、ＰＬヘッダ４０１のＳＯＦ部は、それぞれのデータフレームに対して異なる時間に生じ、互いと建設的に干渉することはない。これによって、チューナ７０或いは復調器７１は、データフレームに対する既知の時間及び／又は周波数オフセットに基づいて、あるいは所望の信号であると推定できる最も強い信号を処理することにより、どちらのデータフレーム４００が受信されたのかを知り、適切なデータフレーム４００を復調することができる。データフレーム４００は、１シンボル時間より長い任意の長さだけオフセットされることができる。

（送信周波数オフセット）
本発明の別の方法は、データフレーム６０１、６０６の伝送周波数を僅かな量だけ、例えば１ＭＨｚオフセットすることである。従って、復調器７１は、ある所定のデータフレーム４００のための異なる周波数空間の中にＰＬヘッダ４０１のＳＯＦ部を探索することができる。オフセット信号の数、及びオフセットの方向、例えば周波数に関して上方あるいは下方の何れかは、同一チャネル干渉を同時に及び潜在的に惹き起こす存在である衛星３２ダウンリンクビーム又はデータフレーム４００の数に基づきうる。

（フローチャート）
図１３は、本発明の各ステップを示すフローチャートである。

ボックス１３００は、第１の信号の少なくとも１つの特性を、第２の信号の同一の特性に関してシフトさせ、同一チャネル干渉を緩和することを示す。

ボックス１３０２は、通信システムの異なるチャネルによって第１の信号及び第２の信号を送信することを示す。

（結論）
要約すると、本発明は、通信システムにおける同一チャネル干渉を最小化するための方法および装置を具備する。

本発明に従った方法は、前記第１の信号の特性を、前記第２の信号の同一の特性に関してシフトさせ、同一チャネル干渉を緩和することと、前記通信システムの異なるチャネルによって前記第１の信号と前記第２の信号とを送信することとを含む。

本方法のオプションの追加要素では、前記特性は、前記第１の信号のフレーム開始（Ｓ０Ｆ：Start-Of-Frame）の開始時間であり、前記開始時間は、前記ＳＯＦ内のビットの少なくとも一部がシフトされており、前記特性は、送信符号スキーマであり、前記送信符号スキーマは、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、及び１６ＡＳＫから構成されるグループから選択され、前記特性は、前記第１の信号の同相（Ｉ）部及び前記第１の信号の４位相（Ｑ）部であり、前記第１の信号の同相（Ｉ）部及び４位相（Ｑ）部は、前記第２の信号の同相（Ｉ）部及び４位相（Ｑ）部と逆にされ、前記特性は、前記第１の信号の送信周波数であり、前記特性は、前記第１の信号のフレーム開始（ＳＯＦ）のコンテンツであり、前記コンテンツは、前記ＳＯＦについて予め選択されたコンテンツのセットから選択される。この方法は更に、前記シフトされた特性に関する情報を、前記通信システム内の受信機に送信することを含む。

本発明の範囲はこの詳細な説明によって限定されず、むしろ、特許請求の範囲およびその均等物によって限定されることが意図される。上述の仕様、例、およびデータは、本発明の構成の製造および利用についての完全な説明を提供する。本発明の多くの実施形態が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく実施されることが可能であるので、本発明は特許請求の範囲およびその均等物の中に存在する。

図１Ａは、関連技術分野における典型的な衛星ベースの放送システムを図示する。 図１Ｂは、関連技術分野における典型的な衛星ベースの放送システムを図示する。 図２Ａは、本発明の一実施形態に従って、同一チャネル干渉を最小化することができるディジタル放送システムの略図である。 図２Ｂは、図２Ａのシステムのディジタル伝送設備において採用される典型的な送信機の略図である。 図３は、図２Ａのシステムにおける典型的な復調器の略図である。 図４Ａは、本発明の一実施形態に従い、図２Ａのシステムにおいて使用されるフレーム構造の略図である。 図４Ｂは、本発明の一実施形態に従い、隣接する同一チャネルを介して送信されるそれぞれのフレームに対して異なるユニークワード（Unique Words（ＵＷｓ））を用いてフレームヘッダをスクランブルするための論理を示す図である。 図５は、本発明の様々な実施形態に従い同一チャネル干渉を分離するスクランブラの略図である。 図６は、図５のスクランブラにおいて使用される典型的なスクランブル系列生成器の略図である。 図７は、本発明の一実施形態に従い、同一チャネルフレーム間の相互相関の周期的性質を示す略図である。 図８は、本発明の一実施形態に従い、異なる物理層系列を生成する処理のフローチャートである。 図９は、本発明の一実施形態に従い、スクランブルされた物理ヘッダを生成する処理のフローチャートである。 図１０は、本発明の一実施形態に従い、スクランブルパラメータを送信する処理のフローチャートである。 図１１は、スクランブルパラメータを管理するための本発明の様々な実施形態を示す略図である。 図１２は、本発明の一実施形態に従い、スクランブルパラメータの予め指定されたセットに基づき、受信されたフレームをデスクランブルするフローチャートである。 図１３は、本発明の実施ステップを示すフローチャートである。

Claims (20)

1. 少なくとも第１の信号と第２の信号とを有する通信システムにおける同一チャネル干渉を最小にする方法であって、各信号は、前記通信システム内の異なるチャネル上で送信され、
   前記第１の信号の特性を、前記第２の信号の同一の特性に関してシフトさせ、同一チャネル干渉を緩和することと、
   前記通信システムの異なるチャネルによって前記第１の信号と前記第２の信号とを送信することと
   を含む方法。
2. 前記特性は、前記第１の信号のフレーム開始（Start-Of-Frame（ＳＯＦ））の開始時間である請求項１に記載の方法。
3. 前記開始時間は、前記ＳＯＦにおけるビットの少なくとも一部がシフトされている請求項２に記載の方法。
4. 前記特性は送信符号スキーマである請求項１に記載の方法。
5. 前記送信符号スキーマは、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、及び１６ＡＳＫで構成されるグループから選択される請求項４に記載の方法。
6. 前記特性は、前記第１の信号の同相（Ｉ）部であり、前記第１の信号の４位相（Ｑ）部である請求項１に記載の方法。
7. 前記第１の信号の同相（Ｉ）部及び４位相（Ｑ）部が、前記第２の信号の同相（Ｉ）部及び４位相（Ｑ）部と逆にされる請求項６に記載の方法。
8. 前記特性は、前記第１の信号の送信周波数である請求項１に記載の方法。
9. 請求項１に記載の方法において、
   前記シフトされた特性に関する情報を、前記通信システム内の受信機に送信するステップを更に含む方法。
10. 前記特性は、前記第１の信号の前記ＳＯＦのコンテンツである請求項１に記載の方法。
11. 前記コンテンツは、前記ＳＯＦについて予め選択されたコンテンツのセットから選択される請求項１０に記載の方法。
12. 少なくとも第１の信号と第２の信号とを有する衛星ベースの通信システムにおける同一チャネル干渉を最小にする方法であって、各信号は、少なくともヘッダとペイロードとを含み、各信号は、前記通信システム内の異なるチャネル上で送信され、
    前記第１の信号の少なくとも１つの特性を、前記第２の信号の対応する特性に関してシフトさせ、前記第１の信号と前記第２の信号との間の同一チャネル干渉を緩和することと、
    前記通信システムの異なるチャネルによって前記第１の信号と前記第２の信号とを送信することと
    を含む方法。
13. 前記特性は、送信符号スキーマである請求項１２に記載の方法。
14. 前記送信符号スキーマは、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、及び１６ＡＳＫで構成されるグループから選択される請求項１３に記載の方法。
15. 前記特性は更に、前記第１の信号のフレーム開始（Start-Of-Frame（ＳＯＦ））の開始時間を含む請求項１４に記載の方法。
16. 前記開始時間は、ビットの少なくとも一部がシフトされている請求項１５に記載の方法。
17. 前記特性は更に、前記第１の信号の同相（Ｉ）部と、前記第１の信号の４位相（Ｑ）部とを含む請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１の信号の同相（Ｉ）部及び４位相（Ｑ）部が、前記第２の信号の同相（Ｉ）部及び４位相（Ｑ）部と逆にされる請求項１７に記載の方法。
19. 前記特性は、前記第１の信号の送信周波数である請求項１８に記載の方法。
20. 請求項１９に記載の方法において、
    前記シフトされた特性に関する情報を、前記通信システム内の受信機に送信するステップを更に含む方法。

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