JP2010522455A - 既存の信号のｆｆｔに基づくパイロット検知 - Google Patents

Abstract

既存の信号の存在が検出されて、二次ユーザが、スペクトルホワイトスペースを、スペクトルに対するプリエンプティブアクセスを有する既存のユーザと共有することを可能にする。スペクトルは、任意の潜在的な有害な干渉を排除し、スペクトルシェアリングを可能にするために、既存のユーザに譲られる。既存の信号３９の存在は、複数の周波数ドメインコンポーネント５３を生成するために、受信信号５１に対して周波数ドメイン変換を実施することによって、検出される。最大周波数ドメインコンポーネントが、複数の周波数ドメインコンポーネント５３の中から識別される。識別された最大周波数ドメインコンポーネントは二乗され、結果が、検出閾値と比較されることにより、既存の信号が存在するかどうかを判定する。

Description

本願は、２００７年３月１９日出願の米国特許仮出願一連番号第６０／８９５，５６８号の利益を請求する。

本発明は、テレビジョン（ＴＶ）受信機のような既存のサービスに対する有害な干渉なしに、効率的であり信頼性が高いスペクトル使用を達成するために、コグニティブラジオ及び／又はソフトウェアによって規定されるラジオ（ＳＤＲ）を含む通信システムに関する。

許諾されてないユーザが、スペクトルの既存のユーザに対して有害な干渉を引き起こさない場合に、許諾されてない装置によるＴＶスペクトルの使用を可能にするために、多くの提案がなされている。これらの許諾されてない装置は、それらが有害な干渉を引き起こすことなく送信することができる許諾されたテレビジョン帯域内で自律的にチャネルを識別する能力を備えていると考えられる。

電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．２２地域無線ネットワーク（ＷＲＡＮ）ワーキンググループは、物理（ＰＨＹ）及びメディアアクセス制御（ＭＡＣ）層インタフェースに関する標準を準備している。インタフェースは、非許可システムが、コグニティブラジオ（ＣＲ）技術に基づいて、テレビジョン（ＴＶ）ブロードキャストサービスに割り当てられるスペクトルを利用することを可能にする。既存のシステムと共存し、例えばテレビジョン放送、ワイヤレスマイク等の現存するサービスに影響を及ぼしうる干渉を回避するために、ＩＥＥＥ８０２．２２のＭＡＣプロトコルは、既存のシステムによって使用されるスペクトルの使用が検出される場合、ＣＲ基地局が、現在使用中のチャネル又はＣＲ端末のパワーを動的に変えることを可能にする。

パイロット検出器が、アクティブなテレビチャネルの存在を判定するために提案されている。しかしながら、許諾されていない装置が、特定のテレビチャネルを共有することができるかどうかを判定する目的での、許諾されたデジタルテレビジョン（ＤＴＶ）送信の検出及び識別と関連する多くの問題がある。多くのパイロットエネルギー検出方法は、パイロット付近の領域をフィルタリングし、狭帯域信号のエネルギーを測定する。信号エネルギーが或る閾値を越える場合、信号は検出されたと宣言される。方法は、閾値に対して非常にセンシティブであり、雑音レベルのいかなる不確かさも、性能を低下させうる。更に、パイロットが、非常に一般的でありうるように深いフェードにある場合、検出の見込みは、非常に低くなりうる。パイロットエネルギー検出方法に関する他の問題は、パイロット位置の不確かさであり、これは１００ｋＨｚの帯域幅フィルタを必要としうる。しかしながら、フィルタが大きいほど、性能がより低下される。

本発明のさまざまな実施例によれば、ＦＦＴに基づくパイロット検出は、迅速に且つロバストに既存の信号の存在を検出し、既存のユーザにスペクトルを速やかに譲ることにより、いかなる潜在的な有害な干渉をも排除し、効率的であり信頼性が高いスペクトル共有を可能にする。

既存のユーザは、スペクトルに対するプリエンプティブなアクセスを授けられ、二次ユーザ（例えばコグニティブラジオユーザ及びソフトウェアラジオユーザ）は、既存のユーザと干渉しないことに基づいてスペクトルホワイトスペースの日和見的な使用のアクセス権をもつだけであることが理解される。ホワイトスペースは、通信技術においてよく知られており、ワイヤレススペクトルの割り当られているが実質的に不使用の部分として規定される。

本発明の一実施例によると、ＦＦＴに基づくパイロット検出は、検出されたキャリア信号のパイロットのエネルギーに基づく。受信された信号は、知られている名目パイロット位置を使用して、ベースバンドに復調される。ベースバンド信号は、任意の未知の周波数オフセットに適応するように十分大きいローパスフィルタを用いて、フィルタリングされる。フィルタリングされた信号は、サブサンプル信号のＦＦＴをとって、ダウンサンプリングされる。ここで、ＦＦＴサイズは、検知ウィンドウのドエル時間に依存する。パイロットエネルギー検出は、単一のドエルウィンドウ内の二乗されるＦＦＴ出力の最大値を見つけ、それを予め決められた閾値と比較することによって、実施される。

本発明の他の実施例によれば、ＦＦＴに基づくパイロット検出は、検出されたキャリア信号内のパイロットの位置に基づく。受信信号は、知られている名目パイロット位置を使用して、ベースバンドに復調される。ベースバンド信号は、任意の未知の周波数オフセットに適応するように十分大きいローパスフィルタを用いてフィルタリングされる。フィルタリングされた信号は、サブサンプル信号のＦＦＴをとって、ダウンサンプリングされる。ここで、ＦＦＴサイズは、検知ウィンドウのドエル時間に依存する。パイロット位置検出は、二乗されるＦＦＴ出力の最大値の位置を見つけ、複数のドエルの間でそれを比較することによって実施される。

本発明のさまざまな実施例は、添付の図面に示されており、例示的であり、非制限的であることが意図される。図面において、同様の参照記号は、同様の又は対応する部分をさすことが意図される。

通常のＡＴＳＣ８−ＶＳＢ送信器のブロック図。 図１のＶＳＢ信号のフィールド同期信号の構造を示す図。 本発明の一実施例による検出器を示すブロック図。 既存の信号内のパイロットのエネルギーに基づいてＦＦＴに基づくパイロット検出を実施することによって、低い信号対雑音比を有する既存の信号の存在を検出する方法を示すフローチャート。 連続した間隔にわたって最大ＦＦＴ値の位置を観察することによりＦＦＴに基づくパイロット検出を実施することによって、低い信号対雑音比を有する既存の信号の存在を検出するための本発明の他の実施例を示すフローチャート。 １０のドエル、すなわちＮ＝１０の場合に強いパイロットを有する信号ｘ（ｔ）を検出する際の３２ポイントＦＦＴのシミュレーション結果を示し、前記検出は、検出された信号ｘ（ｔ）のパイロットのエネルギーに基づくものである図。 １０のドエル、すなわちＮ＝１０の場合に弱いパイロットを有する信号ｘ（ｔ）を検出する際の３２ポイントＦＦＴのシミュレーション結果を示し、前記検出は、検出された信号ｘ（ｔ）のパイロットのエネルギーに基づくものである図。 １０のドエル、すなわちＮ＝１０の場合に弱いパイロットを有する信号ｘ（ｔ）を検出する際の２５６ポイントＦＦＴのシミュレーション結果を示し、前記検出は、検出された信号ｘ（ｔ）のパイロットのエネルギーに基づくものである図。

本発明は、ＦＦＴに基づくパイロット検出を実施することによって、特に低い信号対雑音比を有する既存の信号の存在を迅速に且つロバストに検出するためのロバストであり効率的な解決策を提供する例示的なシステム、方法及び装置に関して更に詳しく説明される。スペクトル検知は、二次ネットワークが、一次ユーザへの有害な干渉を引き起こすことなくスペクトルを再利用することを可能にしうるので、ダイナミックスペクトルアクセスのための重要な実現要素である。従って、本発明は、ＦＦＴに基づくパイロット検出に基づくスペクトル検知技法として一つのやり方において特徴づけられることができる。

本発明は、規則的にスケジュールされる検知ウィンドウにかかわらず二次サービスのＱｏＳが維持されることを可能にすることによって、ＭＡＣ検知アーキテクチャに良好に適合する１又は複数の検知ドエル（ウィンドウ）との使用に関して適用可能である。

ここに説明されるスペクトル検知は、排他的ではないが特に、高度にダイナミックで高密度のネットワークにおける動作のために設計され、ＩＥＥＥ８０２．２２標準の現在のドラフトに採用されている。ここに説明されるスペクトル検知は、既存のものの２つのタイプ、すなわちＴＶサービス及びワイヤレスマイクを主に保護するように設計されている。具体的には、ワイヤレスマイクは、スペクトルの許諾された二次ユーザであり、非干渉であることに基づいてＦＣＣによって空きのテレビジョンチャネル上で動作することが可能にされる。

図１は、知られているデータを規則的に挿入し送信するために使用される通常のデジタルブロードキャスト送信装置のブロック図を示す。装置は、標準８レベル残留側波帯（ＶＳＢ）送信装置であり、ランダマイザ１０、リードソロモン（ＲＳ）エンコーダ１２、インターリーバ１４、トレリス符号器１６、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１８、パイロット挿入器２０、ＶＳＢ変調器２２及びラジオ周波数（ＲＦ）変換器２４を含む。

パイロット挿入器２０は、マルチプレクサ１８からのシンボルストリームにパイロット信号を挿入する。パイロット信号は、これらの信号が有効であるために備える固定時間及び振幅関係を壊さないように、ランダム化及びエラーコーディング段の後に挿入される。データが変調される前に、小さいＤＣシフトが、８ＶＳＢベースバンド信号に適用される。これは、小さい残留キャリアが、結果として得られる変調スペクトルのゼロ周波数ポイントに現れるようにする。これは、パイロット挿入器２０によって供給されるパイロット信号である。これは、ＶＳＢ受信器内のＲＦフェーズロックループ（ＰＬＬ）回路に、送信されているデータから独立した捕らえるべきものを与える。パイロット信号がパイロット挿入器２０によって挿入されたあと、出力は、ＶＳＢ変調器２２に入れられる。ＶＳＢ変調器２２は、シンボルストリームを変調して、中間周波数帯の８つのＶＳＢ信号にする。ＶＳＢ変調器２２は、標準周波数（米国では４４ＭＨｚ）のフィルタリングされた（ルートレイズドコサイン）ＩＦ信号を供給し、一つの側波帯のほとんどが、除去される。

具体的には、８レベルベースバンド信号は、中間周波数（ＩＦ）キャリアに振幅変調される。変調は、キャリア周波数を中心に両側波帯ＩＦスペクトルを生成する。しかしながら、総スペクトルは、割り当てられた６ＭＨｚのチャネルで送信されるにはあまりに広い。変調によって生成されるサイドローブは、単に中心スペクトルのスケーリングされたコピーであり、下側波帯全体は、上側波帯の鏡像である。従って、フィルタを使用して、ＶＳＢ変調器は、下側波帯全体及び上側波帯のサイドローブの全てを捨てる。残りの信号―中心スペクトルの上半分―は、ナイキストフィルタを使用することによって１／２に更に除去される。ナイキストフィルタは、ナイキスト理論に基づくものであり、要約すると、所与のサンプリングレートでデジタル信号を送信するために１／２の周波数帯域幅だけが必要とされる。

更に、図１によれば、ＲＦ（ラジオ周波数）変換器２４は、ＶＳＢ変調器２２からの中間周波数帯域の信号を、ＲＦ帯域信号の信号に変換し、アンテナ２６を通じて受信システムに信号を送信する。

８ＶＳＢ信号の各データフレームは、２つのフィールド、すなわち奇数フィールド及び偶数フィールド、を有する。２つのフィールドの各々は、３１３のセグメントを有し、第１のセグメントが、フィールド同期（ｓｙｎｃ）信号に対応する。図２は、図１の８ＶＳＢ信号のフィールド同期信号の構造を示す図である。図２に示されるように、奇数及び偶数フィールドのセグメントの各々は、８３２シンボルを有する。奇数及び偶数フィールドの各セグメントの最初の４シンボルは、セグメント同期信号（４シンボルデータセグメント同期（ＤＳＳ））シーケンスを含む。

ＶＳＢ信号をより受信可能なものにするために、トレーニングシーケンスが、ＶＳＢ信号の各奇数及び偶数フィールドの第１のセグメント（フィールド同期信号を含む）に埋め込まれる。フィールド同期信号は、チャネルイコライザのための４つの疑似ランダムトレーニングシーケンス、すなわち、５１１シンボルを含む疑似乱数（ＰＮ）５１１シーケンスと、各々が６３シンボルを含む３つのＰＮ６３シーケンスとを含む。フィールドが変化するたびに、３つのＰＮ６３シーケンスのうち第２のＰＮ６３シーケンスの符号が変化し、それによって、フィールドがデータフレームの第１の（奇数）又は第２の（偶数）フィールドであるかどうかを示す。同期信号検出回路は、ＰＮ５１１シーケンスを使用して、受信されたマルチパス信号の振幅及び位置（位相）のプロファイルを決定し、例えば復号処理のようなさまざまなＤＴＶ受信処理のために必要な複数の同期信号を生成する。

図３を参照して、検出器５００の例示の実施例が示されている。検出器５００のパラメータが、所望の検知時間、複雑さ、見逃した検出の見込み及び誤警報の見込みに依存して、選択されることができることが理解されるべきである。図３によれば、検出器５００は、アンテナ３１１、チューナ３１３、Ａ／Ｄ変換器３１５、複素ミキサ３１７、狭帯域フィルタ３１９、サブサンプルユニット３２１、ＦＦＴユニット３２３及びエネルギー／位置検出器３２５を有する。

チューナ３１３は、既存の信号３９を受信し、低ＩＦ（ＬＩＦ）信号４３を供給するために使用される。アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器３１５は、最大周波数の少なくとも２倍のサンプルレートで低ＩＦ（ＬＩＦ）信号４３をサンプリングし、低ＩＦ（ＬＩＦ）信号４３をデジタルＬＩＦ信号４５に変換するために、使用される。デジタルＬＩＦ信号４５は、複素ミキサ３１７への第１の入力として供給され、複素ミキサ３１７において、オシレータ（図示せず）から出力された、キャリア周波数に等しい特性周波数ｆｃを有する基準信号５５と組み合わせられる。複素ミキサ３１７は、複素復調されたベースバンド信号４７を出力する。複素復調されたベースバンド信号４７は、狭帯域フィルタ３１９への入力として供給される。狭帯域フィルタ３１９は、ローパスフィルタリングを実施して、複素復調されフィルタリングされたベースバンド信号４９を生成するために、使用される。サブサンプルユニット３２１は、複素復調されフィルタリングされたベースバンド信号４９をダウンサンプリングし、複素復調されフィルタリングされダウンサンプリングされたベースバンド信号５１を出力する。ＦＦＴユニット３２３は、複素復調されフィルタリングされダウンサンプリングされたベースバンド信号５１を受信し、ＦＦＴウィンドウを生成し、複素復調されフィルタリングされダウンサンプリングされたベースバンド信号５１に対してＦＦＴ処理を実施する。ＦＦＴユニット３２３は、複数の周波数ドメインコンポーネント信号５３を出力する。エネルギー／位置検出器３２５は、複数の周波数ドメインコンポーネント信号５３を受信し、既存の信号３９の有無に関して単一の判定を出力する。

ここに説明される実施例の各々において、閾値の選択は、誤警報Ｐ_ＦＡの所望の見込みによって決定される。

図４は、既存の信号内のパイロットのエネルギーに基づいて、ＦＦＴに基づくパイロット検出を実施することによって、低い信号対雑音比を有する既存の信号の存在を検出するための本発明の他の実施例を示すフローチャートである。例えば、検出されるべきキャリア信号ｘ（ｔ）は、２．６９ＭＨｚの名目パイロット位置を有する、低ＩＦの５．３８ＭＨｚのバンドパス信号であるものとする。更に、信号が、２１．５２ＭＨｚでサンプリングされるものとする。

しかしながら、図４に関して記述される動作は、パイロットを含む任意の信号を検出するために適切な修正によって実現されることができることが理解されるべきである。前記信号は、任意のＩＦ又はＲＦ周波数で送信され、任意の適切なサンプリングレートでサンプリングされる。

ブロック６０２において、受信信号は、ｆｃ＝２．６９ＭＨｚの名目周波数オフセットを使用して、ベースバンドに復調される。名目周波数オフセットは、ＤＣの近くにパイロット信号をおくために適用される。
ｘ（ｔ）＝低ＩＦ（例えば５．３８ＭＨｚ）での実バンドパス信号
ｙ（ｔ）＝ｘ（ｔ）ｅ^{−ｊ２πｆｃｔ}＝ベースバンドでの複素復調信号

ブロック６０４において、複素復調ベースバンド信号ｙ（ｔ）は、帯域幅をもつローパスフィルタによりフィルタリングされる。概して、フィルタ帯域幅は、信号内の任意の未知の周波数オフセットに適応するように十分大きい。ある実施例において、パイロットエネルギー検出は、大きい周波数オフセットを有する信号の検出可能性を損なうことなく、フィルタ帯域幅を狭くすることによって、よりロバストにされることができる。ブロック６０６において、フィルタリングされた信号ｙ（ｔ）は、２１．５２ＭＨｚから５３．８ｋＨｚにダウンサンプリングされる。ブロック６０８において、ダウンサンプリングされた信号のＦＦＴが、複数の周波数ドメインコンポーネント信号を生成するために取られる。ドエル時間に依存して、ＦＦＴの長さは、変わりうる。例えば、１ｍｓのドエルは、３２ポイントＦＦＴを与え、５ｍｓのドエルは、５１２ポイントＦＦＴを与える。ドエル時間を増加させることが性能を高めることに注意されたい。ブロック６１０において、単一のドエル内の二乗されるＦＦＴ出力の最大値及びその位置が識別される。ブロック６１２において、この値は、信号存在を検出するために、エネルギー閾値と比較される。

上記の動作は、例えばマイクロプロセッサ、ＤＳＰ等の処理ユニットによってソフトウェア又はファームウェアにおいて実施されることができることが理解される。

別の実施例において、本発明のパイロットエネルギー検出は、位置に基づいて既存の信号の有無を決定するために、複数のドエルを組み入れる。例えば、Ｎ個のドエルが考えられることができ、ここで、Ｎは、１より大きい正の整数である。

図５は、連続する間隔にわたって最大ＦＦＴ値の位置を観察することにより、ＦＦＴに基づくパイロット検出を実施することによって、低い信号対雑音比を有する既存の信号の存在を検出するための本発明の他の実施例を示すフローチャートである。ブロック７０２において、受信信号は、ｆｃ＝２．６９ＭＨｚの例示の名目周波数オフセットを使用して、ベースバンドに復調される。名目周波数オフセットは、ＤＣの近くにパイロット信号をおくために適用される。
ｘ（ｔ）＝低ＩＦ（例えば５．３８ＭＨｚ）での実バンドパス信号
ｙ（ｔ）＝ｘ（ｔ）ｅ^{−ｊ２πｆｃｔ}＝ベースバンドでの複素復調信号

ブロック７０４において、複素復調ベースバンド信号ｙ（ｔ）は、ローパスフィルタによりフィルタリングされる。概して、フィルタ帯域幅は、信号内の任意の未知の周波数オフセットに適応するように十分大きなものであるべきである。ブロック７０６において、フィルタリングされた信号ｙ（ｔ）は、例示の２１．５２ＭＨｚから５３．８ｋＨｚにダウンサンプリングされる。ブロック７０８において、ダウンサンプリングされた信号のｘポイントＦＦＴが、Ｎ個の連続するドエルにおいて独立して実施され、その結果、Ｖ_１乃至Ｖ_ＮのＮ個の独立した５１２×１ベクトルが、それぞれ出力される。ｘポイントＦＦＴのサイズは、好適には２の累乗である。例えば、ａ｛３２ｘ１｝，｛６４ｘ１｝，｛１２８ｘ１｝又は｛５１２ｘ１｝ＦＦＴである。
Ｖ_１＝［（ＦＦＴ_{ｏｕｔ−１}），（ＦＦＴ_{ｏｕｔ−２}），...（ＦＦＴ_{ｏｕｔ−５１２}）］
：
：
Ｖ_Ｎ＝［（ＦＦＴ_{ｏｕｔ−１}），（ＦＦＴ_{ｏｕｔ−２}），...（ＦＦＴ_{ｏｕｔ−５１２}）］

使用されることができるドエルの数に対する制約又は制限がないことが理解される。言い換えると、ドエルの数Ｎは、１以上の正の整数でありうる。使用されるＦＦＴの長さは、各ドエル内のドエル時間に関連する。例えば、１ｍｓのドエルは、３２ポイントＦＦＴを与え、５ｍｓのドエルは、５１２ポイントＦＦＴを与える。

ブロック７１０において、Ｖ_１乃至Ｖ_Ｎのベクトル組は、複数のグループＭに分けられる。本発明の一実施例において、Ｖ_１乃至Ｖ_Ｎのベクトル組は、２つのグループに分けられ、従ってＭ＝２である。好適には、各グループは、同じ数のベクトルを含む。例えば、２つのグループ（Ｍ＝２）の場合、各グループは、Ｎ／２のベクトルを有する。すなわち、第１のグループは、ベクトル｛Ｖ_１乃至Ｖ_Ｎ／２｝を含み、第２のグループは、ベクトル｛Ｖ_Ｎ／２乃至Ｖ_Ｎ｝を含む。

最初のベクトル組Ｎから生成されうるグループの数Ｍに対する制約又は制限はないことが理解される。例えば、一実施例において、ベクトルＶ_１乃至Ｖ_Ｎを含むうるベクトル組Ｎを、４つのグループ（Ｍ＝４）に分け、各グループが、Ｎ／４のベクトルを含むことが企図される。同様に、別の実施例において、ベクトルＶ_１乃至Ｖ_Ｎを含むベクトル組Ｎを８つのグループ（Ｍ＝８）に分け、各グループが、Ｎ／８のベクトルを含むことが企図される。

ブロック７１２において、個々のグループのベクトルの各々が、平均される。例えば、Ｎ＝１０、Ｍ＝２及びＦＦＴ＝５１２の場合、個々の２つのグループの各々の中の５つのベクトルが、平均される。ブロック７１４において、単一の最大ベクトル値ｆ_ｍａｘが、ベクトルグループの各々において識別される。ブロック７１６において、Ｎ＝１０及びＭ＝２の例において、差値Ｄが、最大ベクトル値ｆ_{ｍａｘ−ｇｒｏｕｐ１}とｆ_{ｍａｘ−ｇｒｏｕｐ２}との間の差として計算される。多数のグループがある場合、差値は、各グループの間で計算される。例えば、４つのグループの場合、８つの差値が計算される。ブロック７１８において、既存の信号の有無を判定するために、最大（又は唯一）の差値Ｄ_ｍａｘが、閾値と比較される。

図６は、単一のドエルすなわちＮ＝１の場合に、強いパイロットを含む信号ｘ（ｔ）を検出する際に３２ポイントＦＦＴに関して得られたシミュレーション結果を示し、前記検出は、検出された信号ｘ（ｔ）のパイロットのエネルギーに基づく。図７は、弱いパイロット信号を検出しようとする際に３２ポイントＦＦＴを使用する欠点を示す。この場合、高次のＦＦＴが、弱いパイロット信号を取り出すためには好ましい。図８は、高次のＦＦＴを使用した場合の、改善された分解能を有するより良好な性能結果を示す。図８に示されるように、２５６ポイントＦＦＴは、図７の３２ポイントＦＦＴを使用して達成できなかったフェードしたパイロット信号を容易に検出する。

他のアルゴリズムが、ＦＦＴと置き変えられることができることが分かるであろう。平均間隔の長さの制約又は制限がないことも分かるであろう。例えば、１０ｍｓの単一の長いドエルが、より良好な検出性能を得るために、５１２ポイントＦＦＴ（又は別のアルゴリズム）と共に使用されることができる。

デジタルＡＴＳＣ標準のように、アナログＮＴＳＣ（National Television System Committee）ブロードキャスト信号もまた、パイロット信号、及び受信機の位置標定のために使用されることができる他の知られている同期信号コンポーネントを有する。本発明は、アナログＮＴＳＣブロードキャスト信号に適用される。例えば、水平走査同期信号は、６３．６マイクロ秒の各水平走査時間に生じる。この６３．６マイクロ秒は、上述されたセグメント時間間隔に等しく、この水平走査同期信号は、デジタルＡＴＳＣ標準のセグメント同期ビット波形と同じ役割を果たす。これらのアナログＴＶブロードキャスト信号の場合、周期的に発生する知られているゴーストキャンセル基準（ＧＣＲ）信号もあり、この信号は、送信機から受信機までの信号伝播中のマルチパスと戦うためにＴＶ受信機によって使用される。このＧＣＲ信号は、デジタルＡＴＳＣブロードキャスト信号のフィールド同期セグメント信号に類似している。本発明は、他のタイプのアナログＴＶブロードキャスト信号にも及ぶ。

欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）信号の使用に基づくデジタルビデオブロードキャスト地上波（ＤＶＢ−Ｔ）標準を確立した。本発明は、ＤＶＢ−Ｔ及び密接に関連した日本の統合サービスデジタル放送地上波（ＩＳＤＢ−Ｔ）システムに適用可能である。ＤＶＢ−Ｔシステムの８Ｋモードは、例えば６，８１６のＯＦＤＭキャリアを含み、各キャリアは、８９６マイクロ秒の持続時間の符号化されたデータシンボルによってＱＡＭ変調される（ＱＰＳＫは特別な場合である）。６，８１６データシンボルの組の全体は、このＤＶＢ−Ｔブロードキャスト信号の１シンボルとして言及される。８９６マイクロ秒の持続時間のキャリアを有する個別のＱＡＭ変調シンボルは、セルと呼ばれることもある。これらのセルの多くは、固定であり、ＴＶ受信機で同期の目的で使用される。パイロットキャリア又はセルと呼ばれるこれらの知られている同期セルは、本発明に基づいて受信機の位置標定を決定するために使用されることができる。

本発明は、例えばＥＴＳＩデジタルオーディオブロードキャスト（ＤＡＢ）及び米国インバンドオンチャネル（ＩＢＯＣ）デジタルオーディオブロードキャストシステムのような、他のＯＦＤＭブロードキャスト信号に適用可能である。ＯＦＤＭオーディオブロードキャスト信号は更に、Ｓｉｒｉｕｓ及びＸＭＲａｄｉｏの衛星デジタルオーディオラジオサービス（ＳＤＡＲＳ）システムの地上波中継によって使用される。

ここに説明される実施例において、既存のユーザの存在を迅速に且つロバストに検出するために、ＦＦＴに基づくパイロット検出方法は、その存在を検出するために既存の信号内のパイロットの知られている位置を活用する二次ユーザのコグニティブラジオ又はソフトウェアラジオ装置において使用される。このように、本発明は、少なくとも１つのパイロット信号を組み込むいかなる既存の信号に対しても一般的な適用可能性を有する。更に、本発明は、排他的ではないが特に、低い信号対雑音比を有するキャリア信号に適している。

本発明の異なる実施例により、本発明のＦＦＴに基づくパイロット検出は、検出された信号内のパイロットの位置又は検出された信号内のパイロットのエネルギーを非限定的に含むさまざまな異なる基準に基づくことができる。他の実施例において、パイロット検出のために位置及びエネルギーのようなこれらの基準を組み合わせるさまざまな組み合わせスキームが企図される。

本発明の好適な実施例の前述の記述は、例示及び説明の目的で提示された。網羅的であり又は本発明を開示された精確な形態に制限することは意図されない。上述の教示の観点から多くの変形及び変更が実現可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明によって制限されるのではなく、ここに添付される請求項及び請求項に等価なものによって制限されることが意図される。

Claims (14)

1. 既存の信号の存在を検出する方法であって、
   複数の周波数ドメインコンポーネントを生成するために、受信信号に対し周波数ドメイン変換を実施するステップと、
   複数の周波数ドメインコンポーネントの中から最大周波数ドメインコンポーネントを識別するステップと、
   前記識別された最大周波数ドメインコンポーネントを二乗するステップと、
   前記二乗された最大周波数ドメインコンポーネントを検出閾値と比較して、既存の信号が存在するかどうか判定するステップと、
   を含む方法。
2. 前記周波数ドメイン変換は、ｘポイントＦＦＴ変換である、請求項１に記載の方法。
3. 前記ｘポイントＦＦＴ変換は、単一のドエル内で実施される、請求項２に記載の方法。
4. 前記ｘポイントＦＦＴ変換は、複数のドエル内で実施される、請求項２に記載の方法。
5. 前記周波数変換は、パワースペクトル密度変換である、請求項１に記載の方法。
6. 前記既存の信号の知られている位置の前記パイロット付近の領域の前記受信信号をローパスフィルタリングするステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
7. 既存の信号の存在を検出する方法であって、
   既存の信号を復調して、複素復調されたベースバンド信号を生成するステップと、
   前記複素変調されたベースバンド信号をローパスフィルタリングして、複素復調されフィルタリングされたベースバンド信号を生成するステップと、
   前記複素復調されフィルタリングされたベースバンド信号をダウンサンプリングして、複素復調されフィルタリングされダウンサンプリングされたベースバンド信号を生成するステップと、
   前記複素復調されフィルタリングされダウンサンプリングされたベースバンド信号に対して周波数ドメイン変換を実施して、前記周波数ドメイン変換から出力される平均された独立したベクトルの最大の差値を識別するステップと、
   前記最大の差値を閾値と比較して、前記既存の信号が存在するかどうか判定するステップと、
   を含む方法。
8. Ｎの連続するドエル内の前記複素復調されフィルタリングされダウンサンプリングされたベースバンド信号に対してＦＦＴ処理を実施するステップと、
   前記実施されたＦＦＴ処理から、Ｎの独立したベクトルを生成するステップと、
   前記Ｎの独立したベクトルを、Ｍのサブグループに分けるステップと、
   前記Ｍのサブグループの各々の中の前記独立したベクトルを平均し、前記Ｍのサブグループの各々において、単一の平均された独立したベクトルを生成するステップと、
   各サブグループ内の前記単一の平均された独立したベクトルの各々の間の差値を計算するステップと、
   前記計算された差値の中から前記最大の差値を識別するステップと、
   を更に含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記周波数ドメイン変換は、ｘポイントＦＦＴ変換である、請求項７に記載の方法。
10. 前記ｘポイントＦＦＴ変換は、単一のドエル内で実施される、請求項９に記載の方法。
11. 前記ＦＦＴ処理は、複数のドエル内で実施される、請求項９に記載の方法。
12. 前記周波数ドメイン変換は、パワースペクトル密度変換である、請求項７に記載の方法。
13. 既存の信号の存在を検出するシステムであって、
    受信信号に対して周波数ドメイン変換を実施して、複数の周波数ドメインコンポーネントを生成するユニットであって、前記複数の周波数ドメインコンポーネントの中から最大周波数ドメインコンポーネントを識別し、前記識別された最大周波数ドメインコンポーネントが二乗される、ユニットと、
    前記二乗された最大周波数ドメインコンポーネントを検出閾値と比較して、前記既存の信号が存在するかどうか判定する検出器と、
    を有するシステム。
14. 既存の信号の存在を検出するシステムであって、
    既存の信号を復調して、複素復調されたベースバンド信号を生成するユニットであって、前記複素復調されたベースバンド信号をローパスフィルタリングして、複素復調されフィルタリングされたベースバンド信号を生成し、前記複素復調されフィルタリングされたベースバンド信号をダウンサンプリングして、複素復調されフィルタリングされダウンサンプリングされたベースバンド信号を生成するユニットと、
    前記複素復調されフィルタリングされダウンサンプリングされたベースバンド信号に対して周波数ドメイン変換を実施して、前記周波数ドメイン変換から出力される平均された独立したベクトルの最大の差値を識別するＦＦＴユニットと、
    前記最大の差値を閾値と比較して、前記既存の信号が存在するかどうか判定する検出器と、
    を有するシステム。

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