JP3607589B2 - 直交周波数分割多重（ｏｆｄｍ）通信システムにおける、周波数に対して差動的変調を行うための方法および装置 - Google Patents
直交周波数分割多重（ｏｆｄｍ）通信システムにおける、周波数に対して差動的変調を行うための方法および装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して、衛星放送システムに関し、特に上記衛星放送システムの地上レピータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プログラム内容を放送するための衛星放送システムは、世界中の多くの場所でますます盛んに使用されるようになってきている。直接放送衛星（ＤＢＳ）システムは、例えば、プログラム内容を顧客に放送する静止衛星に、テレビのプログラム内容を放送する。このような無線放送環境においては、アンテナまたは衛星放送受信用アンテナのような適当な受信機を持っている人なら誰でも、放送されたプログラムを受信することができる。
【０００３】
さらに、静止衛星から米国のような広大な通達エリア内の顧客に、オーディオ・プログラム内容を放送するための、多数の衛星放送システムが今まで提案され、示唆されてきた。例えば、デジタル・オーディオ放送（ＤＡＢ）を供給するために提案されたシステムは、ＣＤに近い音質のオーディオ、データ・サービス、および現在のアナログＦＭ送信よりも、もっと広い通達エリアをカバーするものと期待されている。テレビおよびラジオ内容を放送するための衛星放送システムは、潜在的に国全体を通達エリアとし、ある地域しか通達エリアとしない従来の地上テレビ局およびＡＭ／ＦＭ無線局と比較した場合優れたものである。
【０００４】
衛星放送システムは、アップリンク局から一つまたはそれ以上の移動受信機に、デジタル音楽およびそのほかのオーディオ情報を送信する。衛星放送システムは、通常、放送モードで動作する複数の衛星および地上レピータを含む。衛星は、通常、静止衛星で、必要な地理的通達エリア上に位置する。地上レピータは、通常、仰角により、また高いビルの影になるために、衛星と移動受信機との間の直線距離（ＬＯＳ）が遮断される人工密度の高い都市の通達エリア内で使用される。
【０００５】
上記衛星放送システム、およびデジタル・オーディオ放送（ＤＡＢ）システムの通信チャネルは、通常、多くの場合、時間的な分散よりも周波数における分散の方が少ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、デジタル・オーディオ放送（ＤＡＢ）システムは、通常、時間の経過中に、送信信号を差動的にコード化する。例えば、「無線放送システム；移動受信機、携帯用受信機および固定受信機に対するデジタル・オーディオ放送（ＤＡＢ）」、欧州電気通信規格；ＥＴＳ ３００ ４０１（１９９７年５月）に記載されているヨーロッパ・デジタル・オーディオ放送（ＤＡＢ）規格は、時間の経過中に差動的変調を行う。それ故、周波数に対して差動的変調を行う地上レピータの開発が待望されている。さらに、周波数に対して差動的コード化を実行するための直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）スキームを使用する地上レピータの開発も待望されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
通常、開示されている地上レピータは、オーディオおよびビデオ情報のようなプログラム内容を放送する衛星送信システムで使用するためのものである。衛星送信システムは、また、複数の衛星を含むことができる。ある観点から見た場合、地上レピータは、多重経路伝播によるチャネル障害を最小限度に低減するために、ＯＦＤＭ送信機として実行される。他の観点から見た場合、ＯＦＤＭ地上レピータは、時間ではなく、周波数に対して送信信号を差動的にコード化する。それ故、差動的コード化は、チャネル位相の歪を避けるために、ＯＦＤＭシステムにおいて、連続しているビン（サブキャリヤ）に対して行われる。
【０００８】
ＯＦＤＭ受信機は、多数の変調していないサブキャリヤをパイロット・ビンとして割り当て、そうすることにより、上記の変調していないサブキャリヤを各ＯＦＤＭ記号の基準として供給する。ＯＦＤＭ受信機のところでは、変調していないパイロット・ビンは、位相情報を含んでいない。それ故、変調していないパイロット・ビンは、ＯＦＤＭ受信機が行った差動的復調に対して基準を供給する。
【０００９】
さらに他の観点から見た場合、ＯＦＤＭ送信機は、二つのモード、すなわち、通常モードおよび送信機識別子情報（ＴＩＩ）モードで動作する。ＴＩＩモードは、通常モードのすべての機能を含み、また、休止状態のＯＦＤＭサブキャリヤ（ビン）を使用して、顧客データを含むレピータ識別信号を送信する。それ故、ＯＦＤＭ送信機は、例えば、試験段階中に使用することができる識別信号を、連続的にまたは周期的に送信することができる。
【００１０】
通常モードの場合、ＯＦＤＭ送信機は、そうしたい場合には、未使用（休止状態）のサブキャリヤにゼロを書込み、ＴＩＩモードの場合には、ＯＦＤＭ送信機は、送信機識別子情報（ＴＩＩ）を送信するために、未使用（休止状態）のサブキャリヤの中の少なくともいくつかを使用する。ＴＩＩモードの場合、追加のサブキャリヤは、予め定めたＴＩＩ値に従って、オン／オフされる。ＴＩＩサブキャリヤが、変化しないＴＩ値を連続的に送信する場合には、そのような送信は、電力を低減した状態で行われる。予め定めたＴＩＩ値は、一組の複素数記号にマッピングされる。ＴＩＩ信号により、受信機試験装置は、受信した信号を、簡単に、ＴＩＩ信号を発生する地上レピータに関連させることができる。
【００１１】
以下の詳細な説明および図面を読めば、本発明、および本発明の機能および利点をもっと完全に理解することができるだろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の衛星送信システム１００である。衛星送信システム１００は、アップリンク局（図示せず）から移動受信機のような一つまたはそれ以上の移動局受信機１５０にデジタル音楽およびその他のオーディオ情報を送信する。図１に示すように、例示としての衛星送信システム１００は、放送モードで動作している二つの衛星１１０、１２０を含む。衛星１１０、１２０は、静止衛星として設計され、静止システムの要件に従って、適当な仰角で、米国東部および西部のような地理的通達エリア上に位置する。ある実施形態の場合には、衛星１１０、１２０は、従来の時分割多重（ＴＤＭ）送信機として実行される。
【００１３】
さらに、衛星送信システム１００は、仰角および高いビルの影になるために、衛星１１０、１２０と、移動受信機１５０との間の直線距離（ＬＯＳ）が遮断される人工密度が高い都市領域で動作する、以下に説明する地上レピータ１４０のような複数の地上レピータを含む。本発明のある機能により、地上レピータ１４０は、多重経路伝播によるチャネル障害を最小限度に低減するためのＯＦＤＭ送信機として実行される。さらに、ＯＦＤＭ地上レピータ１４０は、時間についてではなく、周波数について送信信号を差動的にコード化することができる。それ故、差動的コード化は、チャネル位相歪を避けるために、ＯＦＤＭシステム・ビン内で連続しているビン（サブキャリヤ）に対して行われる。
【００１４】
ＯＦＤＭ地上レピータ１４０は、通常、チャネルの位相がコヒーレントである場合（一つの差動的に変調された記号から次の差動的に変調された記号へのチャネル位相が、大きく変わらない場合）、周波数に対して送信信号を差動的にコード化する。例示としてのＤＱＰＳＫ実行の場合には、連続的にチャネル位相の変化は、４５／２度以下でなければならない。チャネル位相の変動が、時間に対してよりも、周波数に対して大きいようなチャネル環境の場合には、地上レピータ１４０は、時間に対して差動的にコード化する従来の機構を実行することができる。
【００１５】
本発明の他の機能によれば、ＯＦＤＭ送信機２００は、二つのモード、すなわち、通常モードおよびＴＩＩモードで動作する。以下に詳細に説明するように、ＴＩＩモードは、通常モードのすべての機能を含み、また、休止状態のＯＦＤＭサブキャリヤ（ビン）を使用して、顧客データを含むレピータ識別信号を送信する。
【００１６】
衛星１１０、１２０は、しっかりした無線周波数（ＲＦ）リンクを通して、スタジオから放送信号を受信し、衛星１１０、１２０は、上記信号をキャリ周波数にダウン変換した後で、上記信号を放送する。地上レピータ１４０は、有線リンクまたはマイクロウエーブ・リンクのような周知の技術的手段を使用して、アップリンク・スタジオ（図示せず）から、または専用衛星（図示せず）から直接情報を受信する。例示としての実施形態の場合には、地上レピータ１４０は、スタジオから直接情報を受信する。
【００１７】
＜ＯＦＤＭ信号＞
例示としての実施形態の場合には、持続時間Ｔｓの各ＯＦＤＭ記号は、４ｋＨｚ（Δｆ）のキャリヤ間隔と等しい間隔を持つ９７８の能動的ビン（サブキャリヤ）からなる。記号の持続時間Ｔｓは、２６６．１１マイクロ秒であり、この場合、ＴｓはＴｕにＴｇを加えたもの、すなわち、有用なＯＦＤＭ記号の持続時間に等しい。Ｔｕは、図に示すように、２５０マイクロ秒に等しく、ガード間隔持続時間または循環プリフィックス持続時間Ｔｇは、１６．１１マイクロ秒に等しい。４ｋＨｚのキャリヤ間の間隔Δｆは、有用な記号持続時間の逆数（１／Ｔｕ）に等しい。主信号は下記のように定義される。
【数１】
ここで、
ｚ（ｌ、ｋ）は、ｋ！＝０の場合は、ｌ番目のＯＦＤＭ記号内のｋ番目のサブキャリヤに対する差動的にコード化された複素数記号に等しく、ｋ＝０の場合は、０である。
ｍ（ｋ）は、（ＴＩＩモードの場合だけ送信され、通常モードの場合には０である）複合ＴＩＩ情報に等しい。
【００１８】
すべてのｌに対して、
ｇ（ｔ，ｌ，ｋ）＝ｅｘｐ（ｊ＊２＊π＊ｋ＊（ｔ−Ｔｇ）／Ｔｕ）＊ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔｓ）
０＜＝Ｘ＜１の場合、ｒｅｃｔ（ｘ）＝１、その他の場合にはゼロ。さらに、上記係数が２に等しい場合には、Ｔは（１／（２０４８＊４０００）（約１２２．０７ナノ秒）と定義される。Ｔｇは約１６．１１マイクロ秒（＝１３２Ｔ）と定義され、Ｔｕは２５０マイクロ秒＝２０４８Ｔと定義され、Ｔｓは約２６６．１１マイクロ秒（＝２１８０Ｔ）と定義される。
【００１９】
＜ＯＦＤＭ送信機＞
図２は、本発明のＯＦＤＭベースバンド送信機２００である。スタジオ・エンコーダ（図示せず）は、送信機２００に送信するためのビットを供給する。これらのビットは、ソースおよびチャネル・コード化され、インターリーブされ、ＯＦＤＭ送信機２００に送られる。
【００２０】
図２に示すように、ＯＦＤＭ送信機２００は、入力データ・ストリームを１９５２ビットのフレームに収集するブロック２１０を含む。ある実施形態の場合には、顧客データは、フレームの第一のビットが、同期ビットとして機能するように、２０００ビットのブロック内に配列される。それ故、ＯＦＤＭ送信機２００は、クラスタ同期ビットに第一のビットを適当に割り当てることにより、ＯＦＤＭフレームの枠組みを抽出しなければならない。クラスタ同期ビット値（１または０）の選択は、ＯＦＤＭ信号ゼネレータの機能ではない。これら１９５２のビットは、一つのＯＦＤＭ記号に属する１９５２ビットに対応する。例示としての実施形態の場合には、一つの１９５２ビットのフレームの持続時間は、２６６．１１マイクロ秒に等しく、その中の２５０マイクロ秒は、有用なＯＦＤＭ記号に割り当てられ、１６．１１マイクロ秒は、ガード間隔または循環プリフィックス（ＣＰ）に割り当てられる。
【００２１】
枠組みの後で、入力ビットが、ＱＰＳＫ変調装置２２０により、π／４だけシフトしたＱＰＳＫ立体配座にマッピングされる。すなわち、入力ビット・ストリームは、複素数ＱＰＳＫ立体配座のストリーム内にマッピングされ、その結果、出力は、複素数ユニット円内に位置し、点は、軸からπ／４だけシフトする。正確な動作は下記の通りである。
入力：ビット・ストリーム｛ｐ０，ｐ１，．．．ｐ１９５１｝
但し、ｐ（ｉ）＝０または１
出力：複合記号｛ｑ０，ｑ１，．．．ｑ１９５１｝
但し、ｑ（ｉ）＝複合フロート：π／４、３π／４、５π／４、７π／４のところでユニット円上に位置する。
ｑ（ｎ）＝（１／ｓｑｒｔ（２））＊［（１−２＊ｐ（２ｎ））＋ｊ＊（１−２＊ｐ（２ｎ＋１））］ （但し、ｎ＝０，１，．．．９７５）
【００２２】
ＱＰＳＫのマッピングしたストリームは、その後で、インターリーバ２３０により周波数インターリーブされる。ＯＦＤＭ信号は、時間領域および周波数領域両方の情報を含む。ＯＦＤＭ送信機２００は、９７６サブキャリヤに、それぞれが、サブキャリヤ間に４ｋＨｚの間隔を持つ二つの変調してないパイロットおよびゼロのサブキャリヤを加えたものを持つ。信号に歪を与えるチャネルは、時間および周波数の両方で変化する。送信機２００に対する受信機４００の移動による時間的変動は、エンコーダ・ブロックのインターリーバ（図示せず）が利用する。チャネルの遅延の延長による周波数の変動は、周波数インターリーバ２３０が利用する。チャネルは、近くのサブキャリヤに相互に関連するフェージングを与え、チャネルの遅延の延長のほぼ逆数に等しい周波数間隔のところで、それ自身から相互関係を除去する。以下にＯＦＤＭ周波数インターリーバをさらに詳細に説明する。
入力：｛ｑ０，ｑ１，ｑ２，．．．ｑ９７５）
但し、ｑ（ｉ）＝複合ＱＰＳＫ記号
出力：｛ｙ０，ｙ１，．．．ｙ９７５｝
但し、ｙ（ｉ）＝複合ＱＰＳＫ記号
ｑ（ｉ）を、Ｉ（ｉ）＋ｊＱ（ｉ）と書き表せるとしよう。
複素数ストリーム｛ｑ０，ｑ１，．．．ｑ９７５｝を下記のように配列する。
１９５２のサンプル幅のバッファとして、Ｂ：Ｉ０ Ｉ１ Ｉ２．．．Ｉ９７５ Ｑ０ Ｑ１．．．Ｑ９７５
【００２３】
このストリームは、３２ブロックのインターリーバにより、６１を使用してインターリーブされる。その結果、バッファＢは、マトリックスの行毎に書き込まれ、出力Ｔは、マトリックスの各列から読み出される。図３は、完全に書き込まれた入力マトリックス３００である。
【００２４】
それ故、出力Ｔは、｛ｔ０，ｔ１，．．．ｔ１９５１｝に等しく、下記のように表示することができる。
｛Ｉ０，Ｉ３２，Ｉ６４，．．Ｉ９６０，Ｑ１６，．．．，Ｑ９１２，Ｑ９４４，Ｉ１，Ｉ３３，Ｉ６５，．．．，Ｉ９６１，Ｑ１７．．．Ｑ９１３，Ｑ９４６，．．．Ｉ３１，Ｉ６３，．．．Ｑ１５，Ｑ４７，．．．Ｑ９４３，Ｑ９７５｝ここで、ストリームの一番左の入力が、インターリーバ２３０からの最も古いサンプルである。
【００２５】
その後で、このストリームＴは下記のように、デマルチプレクスされる。
ｙ（０）＝ｔ０＋ｊ＊ｔ１
ｙ（１）＝ｔ２＋ｊ＊ｔ３
．．．
ｙ（９７５）＝ｔ１９５０＋ｊ＊ｔ１９５１
複素数サンプルのストリーム｛ｙ０，ｙ１，．．．ｙ９７５｝は、周波数インターリーバ２３０の出力を示す。
【００２６】
すでに説明したように、ＯＦＤＭ地上レピータ１４０は、時間に対してではなく、周波数に対して送信信号を差動的にコード化する。それ故、差動的変調装置２４０は、ＯＦＤＭシステムで、連続しているビン（サブキャリヤ）に対して、インターリーブされたデータを差動的コード化する。受信機４００のところで、４８９番目のサブキャリヤは、位相情報を含んでいない。以下に説明するＩＦＦＴバッファリングの構造体により、一番目のサブキャリヤも、位相情報を何も含んでいない。それ故、差動的変調装置２４０は、４８９番目に受信した各複素数サンプルを、位相π／４で、エンコーダ・メモリを始動する。変調していないパイロット・ビンが、差動的復調に基準を供給することに留意されたい。それ故、ＯＦＤＭ送信機２００は、例えば、各ＯＦＤＭ記号内で、基準として、二つのサブキャリヤを供給する。以下に、差動的変調装置２４０の動作を詳細に説明する。
入力＝｛ｙ０，ｙ１，．．．ｙ９７５｝ 但し、ｙ（ｉ）＝複素数
出力＝｛ｚ０，ｚ１，．．．ｚ１９５５｝ 但し、ｚ（ｉ）＝複素数
【００２７】
差動的変調装置２４０は、下記のように動作する。最初に、下記のように入力が配置される。
ｔ０＝（１／ｓｑｒｔ２，１／ｓｑｒｔ２）
ｔ１＝ｙ０
ｔ２＝ｙ１
．．．
ｔ４８８＝ｙ４８７
ｔ４８９＝（１／ｓｑｒｔ２，１／ｓｑｒｔ２）
ｔ４９０＝ｙ４８８
ｔ４９１＝ｙ４８９
．．．
ｔ９７７＝ｙ９７５
【００２８】
数値、１／ｓｑｒｔ（２）および１／ｓｑｒｔ（２）は、スペクトルの最初のｋ＝４８９および中央の（ｋ＝１）のところの、パイロット・トーンである。その後で、差動的変調装置２４０の出力値、ｚ（ｉ）が、複素数のかけ算により、下記のように発生する。
ｚ（０）＝ｔ（０）
ｚ（１）＝ｔ（１）＊ｚ（０）
ｚ（２）＝ｔ（２）＊ｚ（１）
．．．
ｚ（４８８）＝ｔ（４８８）＊ｚ（４８７）
ｚ（４８９）＝ｔ（４８９）
ｚ（４９０）＝ｔ（４９０）＊ｚ（４８９）
．．．
ｚ（９７７）＝ｔ（９７７）＊ｚ（９７６）
【００２９】
図２に示すように、ブロック２５０は、未使用（休止状態）のキャリヤに、（通常モードの場合には）ゼロを書込み、または（ＴＩＩモードの場合には）送信機識別子情報（ＴＩＩ）を書き込む。ＴＩＩモードの場合には、追加のサブキャリヤがオン／オフされる。このオン／オフは、レピータの識別番号、ｂ０，ｂ１，．．．ｂ４３により制御される。この識別番号は４４ビットである。上記レピータ識別子番号は、複素数記号、ｍ０，ｍ１，．．．ｍ４３上にマッピングされる。ＴＩＩにより、受信機の試験装置は、受信した信号を、簡単に、ＴＩＩ信号を発生する地上レピータに容易に関連させることができる。例示としてのＴＩＩは、２４４までのレピータを識別することができる。衛星１１０、１２０に関連するＴＤＭバンドへの干渉を制限するために、これら数字のサブセットを正しく選択することができる。
【００３０】
ＴＩＩ数はｂ０，ｂ１，．．．ｂ４３で指定される。この場合、ｂ（ｉ）は０または１であってもよい。ビットｍ（ｉ）へのビットｂ（ｉ）のマッピングは、下記のように行われる。
通常モードの場合、すべてのｍ（ｉ）はゼロである。
【００３１】
差動的にコード化されたデータは、ＯＦＤＭ信号を発生するＩＦＦＴブロック２６０に送られる。例示としての実施形態の場合には、係数２の過度サンプリングが使用され、ＩＦＦＴ２６０は、２０４８の長さを持つものでなければならない。通常、ある実施形態は、ある係数、Ｆａｃｔｏｒによる、もっと高度な過度サンプリングを必要とし、この係数の場合、１０２４＊ＦａｃｔｏｒのＩＦＦＴが必要になる。確実に、最も高い周波数のサブキャリヤを、偽信号を発生しないで再生するためには、ＩＦＦＴ２６０を、使用中のサブキャリヤの数の二倍になるようにしなければならない。Ｆａｃｔｏｒの数値は、少なくとも２でなければならないことに留意されたい。
【００３２】
１０２４ＸＦａｃｔｏｒの長さのバッファのバッファリングは、９７８のサブキャリヤ（ＴＩＩモードにおいて１０２２）を収容するように設計されている。その結果、バッファの０番目の位置は、（取得目的のために必要な）ゼロのサブキャリヤを含み、その後の４８９サンプルが、次の連続している位置を占める。バッファの最後の４８９番目の位置は、９７８の入力サンプルの後半が占める。バッファの残りの部分のブロック２５０にはゼロが入る。視覚的に説明すると、このＩＦＦＴ装置は、最初の４８９のサンプルが入力された時、（２．９ＧＨｚのキャリヤに対して）正の周波数成分を発生し、後半の４８９のサンプルが入力した時、負の周波数成分を発生し、中央のキャリヤ（２．９ＧＨｚのキャリヤ）はゼロになる。ＴＩＩモードの場合には、追加のサブキャリヤがオン／オフされる。
【００３３】
ブロック２５０の詳細は下記の通りである。
入力＝｛ｚ０，ｚ１，．．．ｚ９７７｝
但し、ｚ（ｉ）＝複素数
出力＝｛ｆ０，ｆ１，ｆ２，．．．ｆ（Ｆａｃｔｏｒ＊１０２４−１）｝
但し、ｆ（ｉ）＝複素数
（Ｆａｃｔｏｒの過度サンプリングを仮定する）
下記のように、ｚ（ｎ）｛ｎ＝０，．．．９７７｝を配置する。
中央のゼロは下記のように設定する。
ｆ（０）＝（０，０）；
サブキャリヤは下記のように設定する。
ＴＩＩ信号は下記のように設定する。
使用していないキャリヤは下記のようにゼロに設定する。
ｆ（５１２）＝（０，０）；
．．．．
ｆ（１０２４ＸＦａｃｔｏｒ−５１２）＝（０，０）
ＩＦＦＴのブロック２６０の動作は、下記のように表わすことができる。
入力＝｛ｆ０，ｆ１，．．．ｆ（１０２４ＸＦａｃｔｏｒ−１）｝
但し、ｆ（ｉ）＝複素数
出力＝｛ａ０，ａ１，ａ２，．．．ａ（１０２４ＸＦａｃｔｏｒ−１）｝
ここで、ａ（ｉ）は複素数であり、複素数面に属し、グリッド上には存在しない。ＩＦＦＴブロック２６０は、複素数−複素数倒置ＦＦＴを発生し、Ｉ／Ｑフォーマットで出力を発生する。ＩＦＦＴブロック２６０についてさらに詳細に知りたい場合には、例えば、（１９９１年）ケンブリッジ、ケンブリッジ大学出版部発行の、Ｗ．Ｈ．プレス他の、Ｃの数字レシペ−「科学的計算技術」を参照されたい。上記論文は、引用によって本明細書の記載に援用する。
【００３４】
チャネルおよびレピータ間の遅延の延長の影響を緩和するために、循環プリフィックスが、ブロック２７０のところで信号に追加される。ＣＰブロック２７０の動作は、下記のように表わすことができる。
入力＝｛ａ０，ａ１，ａ２，．．．ａ（ＦａｃｔｏｒＸ１０２４−１）｝
但し、ａ（ｉ）＝複素数
出力＝｛Ａ０，Ａ１，Ａ２，．．．Ａ（（１０２４＋ＧＩ）ＸＦａｃｔｏｒ−１）｝
但し、Ａ（ｉ）＝複素数
ＧＩは６６サンプルに設定されていて、ＯＦＤＭ信号発生に対しては、Ｆａｃｔｏｒの過度サンプリングを行うものと仮定する。Ｆａｃｔｏｒは少なくとも２でなければならない。これにより、設計より若干長い、１６．１１マイクロ秒の循環プリフィックスが発生する。循環プリフィックスの数は、ＧＩＸＦａｃｔｏｒである。
【００３５】
ＣＰブロック２７０は、単に、入力１０２４ＸＦａｃｔｏｒサンプルの最後のＧＩＸＦａｃｔｏｒサンプルを取り、（１０２４＋ＧＩ）ＸＦａｃｔｏｒバッファの初めのところで、これらサンプルを反復する。その後で、バッファの最後部分に、入力１０２４ＸＦａｃｔｏｒサンプルが入る。
すでに説明したように、例示としての実施形態の場合には、送信機２００は、ＩレールおよびＱレールの両方に、４．０９６＊ＦａｃｔｏｒＭサンプル／秒の速度で、送信機の出力２８０のところで、Ｉ／Ｑサンプル・ストリームを発生する、二度の過度サンプリングで動作する。
【００３６】
従来の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムの詳細な情報については、例えば、（１９９５年３月）ＩＥＥＥ講演放送４１巻、１号の１〜８ページ掲載の、Ｗ．Ｙ．ＺｏｕおよびＹ．Ｗｕの「ＣＯＦＤＭ−概観」、または（１９９０年５月）ＩＥＥＥ通信５〜１４ページ掲載の、Ｊ．Ａ．Ｃ．ビンガムの「データ送信のための多重キャリヤ変調：その時がきたアイデア」を参照されたい。
【００３７】
＜ＯＦＤＭ受信機＞
図４は、本発明の例示としてのＯＦＤＭ受信機４００である。ＯＦＤＭ受信機４００は、当業者であれば周知の方法で、ＯＦＤＭ送信機２００の対応する素子の逆の機能を行う、素子４７０、４６０、４５０、４４０および４３０を含む。ＯＦＤＭ受信機４００の素子４７０、４６０、４５０、４４０および４３０は、タイミングと周波数のズレを入手すると、当業者であれば周知の方法で動作する。
【００３８】
本発明のある機能により、ＯＦＤＭ受信機４００は、また、二つのモード、すなわち、通常モードと、送信機識別子情報（ＴＩＩ）モードで動作する。図４に示すように、ブロック４５０は、使用中のデータ移送ビンから、ＴＩＩ／未使用ビンを分離するために、サブキャリヤを多重化する。ＴＩＩ／未使用ビンは、ＴＩＩ情報を処理するために、または未使用のサブキャリヤを捨てるために、ＴＩＩ復調装置４３５により処理される。使用中のデータ移送ビンは、（周波数についての）差動的復調装置４４０、周波数デインターリーバ４３０、ＱＰＳＫ復調装置４２０およびビット・シンク４１０により処理される。
【００３９】
図に示し、本明細書で説明してきた実施形態および変化は、本発明の原理を説明するためのものであること、また当業者であれば、本発明の範囲および精神から逸脱することなしに種々の修正を行うことができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を使用することができる衛星送信システムである。
【図２】本発明の、図１のＯＦＤＭ送信機である。
【図３】図２の周波数インターリーバが使用する入力マトリックスからのサンプル記録を含むテーブルである。
【図４】図１のＯＦＤＭ受信機である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して、衛星放送システムに関し、特に上記衛星放送システムの地上レピータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プログラム内容を放送するための衛星放送システムは、世界中の多くの場所でますます盛んに使用されるようになってきている。直接放送衛星（ＤＢＳ）システムは、例えば、プログラム内容を顧客に放送する静止衛星に、テレビのプログラム内容を放送する。このような無線放送環境においては、アンテナまたは衛星放送受信用アンテナのような適当な受信機を持っている人なら誰でも、放送されたプログラムを受信することができる。
【０００３】
さらに、静止衛星から米国のような広大な通達エリア内の顧客に、オーディオ・プログラム内容を放送するための、多数の衛星放送システムが今まで提案され、示唆されてきた。例えば、デジタル・オーディオ放送（ＤＡＢ）を供給するために提案されたシステムは、ＣＤに近い音質のオーディオ、データ・サービス、および現在のアナログＦＭ送信よりも、もっと広い通達エリアをカバーするものと期待されている。テレビおよびラジオ内容を放送するための衛星放送システムは、潜在的に国全体を通達エリアとし、ある地域しか通達エリアとしない従来の地上テレビ局およびＡＭ／ＦＭ無線局と比較した場合優れたものである。
【０００４】
衛星放送システムは、アップリンク局から一つまたはそれ以上の移動受信機に、デジタル音楽およびそのほかのオーディオ情報を送信する。衛星放送システムは、通常、放送モードで動作する複数の衛星および地上レピータを含む。衛星は、通常、静止衛星で、必要な地理的通達エリア上に位置する。地上レピータは、通常、仰角により、また高いビルの影になるために、衛星と移動受信機との間の直線距離（ＬＯＳ）が遮断される人工密度の高い都市の通達エリア内で使用される。
【０００５】
上記衛星放送システム、およびデジタル・オーディオ放送（ＤＡＢ）システムの通信チャネルは、通常、多くの場合、時間的な分散よりも周波数における分散の方が少ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、デジタル・オーディオ放送（ＤＡＢ）システムは、通常、時間の経過中に、送信信号を差動的にコード化する。例えば、「無線放送システム；移動受信機、携帯用受信機および固定受信機に対するデジタル・オーディオ放送（ＤＡＢ）」、欧州電気通信規格；ＥＴＳ ３００ ４０１（１９９７年５月）に記載されているヨーロッパ・デジタル・オーディオ放送（ＤＡＢ）規格は、時間の経過中に差動的変調を行う。それ故、周波数に対して差動的変調を行う地上レピータの開発が待望されている。さらに、周波数に対して差動的コード化を実行するための直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）スキームを使用する地上レピータの開発も待望されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
通常、開示されている地上レピータは、オーディオおよびビデオ情報のようなプログラム内容を放送する衛星送信システムで使用するためのものである。衛星送信システムは、また、複数の衛星を含むことができる。ある観点から見た場合、地上レピータは、多重経路伝播によるチャネル障害を最小限度に低減するために、ＯＦＤＭ送信機として実行される。他の観点から見た場合、ＯＦＤＭ地上レピータは、時間ではなく、周波数に対して送信信号を差動的にコード化する。それ故、差動的コード化は、チャネル位相の歪を避けるために、ＯＦＤＭシステムにおいて、連続しているビン（サブキャリヤ）に対して行われる。
【０００８】
ＯＦＤＭ受信機は、多数の変調していないサブキャリヤをパイロット・ビンとして割り当て、そうすることにより、上記の変調していないサブキャリヤを各ＯＦＤＭ記号の基準として供給する。ＯＦＤＭ受信機のところでは、変調していないパイロット・ビンは、位相情報を含んでいない。それ故、変調していないパイロット・ビンは、ＯＦＤＭ受信機が行った差動的復調に対して基準を供給する。
【０００９】
さらに他の観点から見た場合、ＯＦＤＭ送信機は、二つのモード、すなわち、通常モードおよび送信機識別子情報（ＴＩＩ）モードで動作する。ＴＩＩモードは、通常モードのすべての機能を含み、また、休止状態のＯＦＤＭサブキャリヤ（ビン）を使用して、顧客データを含むレピータ識別信号を送信する。それ故、ＯＦＤＭ送信機は、例えば、試験段階中に使用することができる識別信号を、連続的にまたは周期的に送信することができる。
【００１０】
通常モードの場合、ＯＦＤＭ送信機は、そうしたい場合には、未使用（休止状態）のサブキャリヤにゼロを書込み、ＴＩＩモードの場合には、ＯＦＤＭ送信機は、送信機識別子情報（ＴＩＩ）を送信するために、未使用（休止状態）のサブキャリヤの中の少なくともいくつかを使用する。ＴＩＩモードの場合、追加のサブキャリヤは、予め定めたＴＩＩ値に従って、オン／オフされる。ＴＩＩサブキャリヤが、変化しないＴＩ値を連続的に送信する場合には、そのような送信は、電力を低減した状態で行われる。予め定めたＴＩＩ値は、一組の複素数記号にマッピングされる。ＴＩＩ信号により、受信機試験装置は、受信した信号を、簡単に、ＴＩＩ信号を発生する地上レピータに関連させることができる。
【００１１】
以下の詳細な説明および図面を読めば、本発明、および本発明の機能および利点をもっと完全に理解することができるだろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の衛星送信システム１００である。衛星送信システム１００は、アップリンク局（図示せず）から移動受信機のような一つまたはそれ以上の移動局受信機１５０にデジタル音楽およびその他のオーディオ情報を送信する。図１に示すように、例示としての衛星送信システム１００は、放送モードで動作している二つの衛星１１０、１２０を含む。衛星１１０、１２０は、静止衛星として設計され、静止システムの要件に従って、適当な仰角で、米国東部および西部のような地理的通達エリア上に位置する。ある実施形態の場合には、衛星１１０、１２０は、従来の時分割多重（ＴＤＭ）送信機として実行される。
【００１３】
さらに、衛星送信システム１００は、仰角および高いビルの影になるために、衛星１１０、１２０と、移動受信機１５０との間の直線距離（ＬＯＳ）が遮断される人工密度が高い都市領域で動作する、以下に説明する地上レピータ１４０のような複数の地上レピータを含む。本発明のある機能により、地上レピータ１４０は、多重経路伝播によるチャネル障害を最小限度に低減するためのＯＦＤＭ送信機として実行される。さらに、ＯＦＤＭ地上レピータ１４０は、時間についてではなく、周波数について送信信号を差動的にコード化することができる。それ故、差動的コード化は、チャネル位相歪を避けるために、ＯＦＤＭシステム・ビン内で連続しているビン（サブキャリヤ）に対して行われる。
【００１４】
ＯＦＤＭ地上レピータ１４０は、通常、チャネルの位相がコヒーレントである場合（一つの差動的に変調された記号から次の差動的に変調された記号へのチャネル位相が、大きく変わらない場合）、周波数に対して送信信号を差動的にコード化する。例示としてのＤＱＰＳＫ実行の場合には、連続的にチャネル位相の変化は、４５／２度以下でなければならない。チャネル位相の変動が、時間に対してよりも、周波数に対して大きいようなチャネル環境の場合には、地上レピータ１４０は、時間に対して差動的にコード化する従来の機構を実行することができる。
【００１５】
本発明の他の機能によれば、ＯＦＤＭ送信機２００は、二つのモード、すなわち、通常モードおよびＴＩＩモードで動作する。以下に詳細に説明するように、ＴＩＩモードは、通常モードのすべての機能を含み、また、休止状態のＯＦＤＭサブキャリヤ（ビン）を使用して、顧客データを含むレピータ識別信号を送信する。
【００１６】
衛星１１０、１２０は、しっかりした無線周波数（ＲＦ）リンクを通して、スタジオから放送信号を受信し、衛星１１０、１２０は、上記信号をキャリ周波数にダウン変換した後で、上記信号を放送する。地上レピータ１４０は、有線リンクまたはマイクロウエーブ・リンクのような周知の技術的手段を使用して、アップリンク・スタジオ（図示せず）から、または専用衛星（図示せず）から直接情報を受信する。例示としての実施形態の場合には、地上レピータ１４０は、スタジオから直接情報を受信する。
【００１７】
＜ＯＦＤＭ信号＞
例示としての実施形態の場合には、持続時間Ｔｓの各ＯＦＤＭ記号は、４ｋＨｚ（Δｆ）のキャリヤ間隔と等しい間隔を持つ９７８の能動的ビン（サブキャリヤ）からなる。記号の持続時間Ｔｓは、２６６．１１マイクロ秒であり、この場合、ＴｓはＴｕにＴｇを加えたもの、すなわち、有用なＯＦＤＭ記号の持続時間に等しい。Ｔｕは、図に示すように、２５０マイクロ秒に等しく、ガード間隔持続時間または循環プリフィックス持続時間Ｔｇは、１６．１１マイクロ秒に等しい。４ｋＨｚのキャリヤ間の間隔Δｆは、有用な記号持続時間の逆数（１／Ｔｕ）に等しい。主信号は下記のように定義される。
【数１】
ｚ（ｌ、ｋ）は、ｋ！＝０の場合は、ｌ番目のＯＦＤＭ記号内のｋ番目のサブキャリヤに対する差動的にコード化された複素数記号に等しく、ｋ＝０の場合は、０である。
ｍ（ｋ）は、（ＴＩＩモードの場合だけ送信され、通常モードの場合には０である）複合ＴＩＩ情報に等しい。
【００１８】
すべてのｌに対して、
ｇ（ｔ，ｌ，ｋ）＝ｅｘｐ（ｊ＊２＊π＊ｋ＊（ｔ−Ｔｇ）／Ｔｕ）＊ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔｓ）
０＜＝Ｘ＜１の場合、ｒｅｃｔ（ｘ）＝１、その他の場合にはゼロ。さらに、上記係数が２に等しい場合には、Ｔは（１／（２０４８＊４０００）（約１２２．０７ナノ秒）と定義される。Ｔｇは約１６．１１マイクロ秒（＝１３２Ｔ）と定義され、Ｔｕは２５０マイクロ秒＝２０４８Ｔと定義され、Ｔｓは約２６６．１１マイクロ秒（＝２１８０Ｔ）と定義される。
【００１９】
＜ＯＦＤＭ送信機＞
図２は、本発明のＯＦＤＭベースバンド送信機２００である。スタジオ・エンコーダ（図示せず）は、送信機２００に送信するためのビットを供給する。これらのビットは、ソースおよびチャネル・コード化され、インターリーブされ、ＯＦＤＭ送信機２００に送られる。
【００２０】
図２に示すように、ＯＦＤＭ送信機２００は、入力データ・ストリームを１９５２ビットのフレームに収集するブロック２１０を含む。ある実施形態の場合には、顧客データは、フレームの第一のビットが、同期ビットとして機能するように、２０００ビットのブロック内に配列される。それ故、ＯＦＤＭ送信機２００は、クラスタ同期ビットに第一のビットを適当に割り当てることにより、ＯＦＤＭフレームの枠組みを抽出しなければならない。クラスタ同期ビット値（１または０）の選択は、ＯＦＤＭ信号ゼネレータの機能ではない。これら１９５２のビットは、一つのＯＦＤＭ記号に属する１９５２ビットに対応する。例示としての実施形態の場合には、一つの１９５２ビットのフレームの持続時間は、２６６．１１マイクロ秒に等しく、その中の２５０マイクロ秒は、有用なＯＦＤＭ記号に割り当てられ、１６．１１マイクロ秒は、ガード間隔または循環プリフィックス（ＣＰ）に割り当てられる。
【００２１】
枠組みの後で、入力ビットが、ＱＰＳＫ変調装置２２０により、π／４だけシフトしたＱＰＳＫ立体配座にマッピングされる。すなわち、入力ビット・ストリームは、複素数ＱＰＳＫ立体配座のストリーム内にマッピングされ、その結果、出力は、複素数ユニット円内に位置し、点は、軸からπ／４だけシフトする。正確な動作は下記の通りである。
入力：ビット・ストリーム｛ｐ０，ｐ１，．．．ｐ１９５１｝
但し、ｐ（ｉ）＝０または１
出力：複合記号｛ｑ０，ｑ１，．．．ｑ１９５１｝
但し、ｑ（ｉ）＝複合フロート：π／４、３π／４、５π／４、７π／４のところでユニット円上に位置する。
ｑ（ｎ）＝（１／ｓｑｒｔ（２））＊［（１−２＊ｐ（２ｎ））＋ｊ＊（１−２＊ｐ（２ｎ＋１））］ （但し、ｎ＝０，１，．．．９７５）
【００２２】
ＱＰＳＫのマッピングしたストリームは、その後で、インターリーバ２３０により周波数インターリーブされる。ＯＦＤＭ信号は、時間領域および周波数領域両方の情報を含む。ＯＦＤＭ送信機２００は、９７６サブキャリヤに、それぞれが、サブキャリヤ間に４ｋＨｚの間隔を持つ二つの変調してないパイロットおよびゼロのサブキャリヤを加えたものを持つ。信号に歪を与えるチャネルは、時間および周波数の両方で変化する。送信機２００に対する受信機４００の移動による時間的変動は、エンコーダ・ブロックのインターリーバ（図示せず）が利用する。チャネルの遅延の延長による周波数の変動は、周波数インターリーバ２３０が利用する。チャネルは、近くのサブキャリヤに相互に関連するフェージングを与え、チャネルの遅延の延長のほぼ逆数に等しい周波数間隔のところで、それ自身から相互関係を除去する。以下にＯＦＤＭ周波数インターリーバをさらに詳細に説明する。
入力：｛ｑ０，ｑ１，ｑ２，．．．ｑ９７５）
但し、ｑ（ｉ）＝複合ＱＰＳＫ記号
出力：｛ｙ０，ｙ１，．．．ｙ９７５｝
但し、ｙ（ｉ）＝複合ＱＰＳＫ記号
ｑ（ｉ）を、Ｉ（ｉ）＋ｊＱ（ｉ）と書き表せるとしよう。
複素数ストリーム｛ｑ０，ｑ１，．．．ｑ９７５｝を下記のように配列する。
１９５２のサンプル幅のバッファとして、Ｂ：Ｉ０ Ｉ１ Ｉ２．．．Ｉ９７５ Ｑ０ Ｑ１．．．Ｑ９７５
【００２３】
このストリームは、３２ブロックのインターリーバにより、６１を使用してインターリーブされる。その結果、バッファＢは、マトリックスの行毎に書き込まれ、出力Ｔは、マトリックスの各列から読み出される。図３は、完全に書き込まれた入力マトリックス３００である。
【００２４】
それ故、出力Ｔは、｛ｔ０，ｔ１，．．．ｔ１９５１｝に等しく、下記のように表示することができる。
｛Ｉ０，Ｉ３２，Ｉ６４，．．Ｉ９６０，Ｑ１６，．．．，Ｑ９１２，Ｑ９４４，Ｉ１，Ｉ３３，Ｉ６５，．．．，Ｉ９６１，Ｑ１７．．．Ｑ９１３，Ｑ９４６，．．．Ｉ３１，Ｉ６３，．．．Ｑ１５，Ｑ４７，．．．Ｑ９４３，Ｑ９７５｝ここで、ストリームの一番左の入力が、インターリーバ２３０からの最も古いサンプルである。
【００２５】
その後で、このストリームＴは下記のように、デマルチプレクスされる。
ｙ（０）＝ｔ０＋ｊ＊ｔ１
ｙ（１）＝ｔ２＋ｊ＊ｔ３
．．．
ｙ（９７５）＝ｔ１９５０＋ｊ＊ｔ１９５１
複素数サンプルのストリーム｛ｙ０，ｙ１，．．．ｙ９７５｝は、周波数インターリーバ２３０の出力を示す。
【００２６】
すでに説明したように、ＯＦＤＭ地上レピータ１４０は、時間に対してではなく、周波数に対して送信信号を差動的にコード化する。それ故、差動的変調装置２４０は、ＯＦＤＭシステムで、連続しているビン（サブキャリヤ）に対して、インターリーブされたデータを差動的コード化する。受信機４００のところで、４８９番目のサブキャリヤは、位相情報を含んでいない。以下に説明するＩＦＦＴバッファリングの構造体により、一番目のサブキャリヤも、位相情報を何も含んでいない。それ故、差動的変調装置２４０は、４８９番目に受信した各複素数サンプルを、位相π／４で、エンコーダ・メモリを始動する。変調していないパイロット・ビンが、差動的復調に基準を供給することに留意されたい。それ故、ＯＦＤＭ送信機２００は、例えば、各ＯＦＤＭ記号内で、基準として、二つのサブキャリヤを供給する。以下に、差動的変調装置２４０の動作を詳細に説明する。
入力＝｛ｙ０，ｙ１，．．．ｙ９７５｝ 但し、ｙ（ｉ）＝複素数
出力＝｛ｚ０，ｚ１，．．．ｚ１９５５｝ 但し、ｚ（ｉ）＝複素数
【００２７】
差動的変調装置２４０は、下記のように動作する。最初に、下記のように入力が配置される。
ｔ０＝（１／ｓｑｒｔ２，１／ｓｑｒｔ２）
ｔ１＝ｙ０
ｔ２＝ｙ１
．．．
ｔ４８８＝ｙ４８７
ｔ４８９＝（１／ｓｑｒｔ２，１／ｓｑｒｔ２）
ｔ４９０＝ｙ４８８
ｔ４９１＝ｙ４８９
．．．
ｔ９７７＝ｙ９７５
【００２８】
数値、１／ｓｑｒｔ（２）および１／ｓｑｒｔ（２）は、スペクトルの最初のｋ＝４８９および中央の（ｋ＝１）のところの、パイロット・トーンである。その後で、差動的変調装置２４０の出力値、ｚ（ｉ）が、複素数のかけ算により、下記のように発生する。
ｚ（０）＝ｔ（０）
ｚ（１）＝ｔ（１）＊ｚ（０）
ｚ（２）＝ｔ（２）＊ｚ（１）
．．．
ｚ（４８８）＝ｔ（４８８）＊ｚ（４８７）
ｚ（４８９）＝ｔ（４８９）
ｚ（４９０）＝ｔ（４９０）＊ｚ（４８９）
．．．
ｚ（９７７）＝ｔ（９７７）＊ｚ（９７６）
【００２９】
図２に示すように、ブロック２５０は、未使用（休止状態）のキャリヤに、（通常モードの場合には）ゼロを書込み、または（ＴＩＩモードの場合には）送信機識別子情報（ＴＩＩ）を書き込む。ＴＩＩモードの場合には、追加のサブキャリヤがオン／オフされる。このオン／オフは、レピータの識別番号、ｂ０，ｂ１，．．．ｂ４３により制御される。この識別番号は４４ビットである。上記レピータ識別子番号は、複素数記号、ｍ０，ｍ１，．．．ｍ４３上にマッピングされる。ＴＩＩにより、受信機の試験装置は、受信した信号を、簡単に、ＴＩＩ信号を発生する地上レピータに容易に関連させることができる。例示としてのＴＩＩは、２４４までのレピータを識別することができる。衛星１１０、１２０に関連するＴＤＭバンドへの干渉を制限するために、これら数字のサブセットを正しく選択することができる。
【００３０】
ＴＩＩ数はｂ０，ｂ１，．．．ｂ４３で指定される。この場合、ｂ（ｉ）は０または１であってもよい。ビットｍ（ｉ）へのビットｂ（ｉ）のマッピングは、下記のように行われる。
【００３１】
差動的にコード化されたデータは、ＯＦＤＭ信号を発生するＩＦＦＴブロック２６０に送られる。例示としての実施形態の場合には、係数２の過度サンプリングが使用され、ＩＦＦＴ２６０は、２０４８の長さを持つものでなければならない。通常、ある実施形態は、ある係数、Ｆａｃｔｏｒによる、もっと高度な過度サンプリングを必要とし、この係数の場合、１０２４＊ＦａｃｔｏｒのＩＦＦＴが必要になる。確実に、最も高い周波数のサブキャリヤを、偽信号を発生しないで再生するためには、ＩＦＦＴ２６０を、使用中のサブキャリヤの数の二倍になるようにしなければならない。Ｆａｃｔｏｒの数値は、少なくとも２でなければならないことに留意されたい。
【００３２】
１０２４ＸＦａｃｔｏｒの長さのバッファのバッファリングは、９７８のサブキャリヤ（ＴＩＩモードにおいて１０２２）を収容するように設計されている。その結果、バッファの０番目の位置は、（取得目的のために必要な）ゼロのサブキャリヤを含み、その後の４８９サンプルが、次の連続している位置を占める。バッファの最後の４８９番目の位置は、９７８の入力サンプルの後半が占める。バッファの残りの部分のブロック２５０にはゼロが入る。視覚的に説明すると、このＩＦＦＴ装置は、最初の４８９のサンプルが入力された時、（２．９ＧＨｚのキャリヤに対して）正の周波数成分を発生し、後半の４８９のサンプルが入力した時、負の周波数成分を発生し、中央のキャリヤ（２．９ＧＨｚのキャリヤ）はゼロになる。ＴＩＩモードの場合には、追加のサブキャリヤがオン／オフされる。
【００３３】
ブロック２５０の詳細は下記の通りである。
入力＝｛ｚ０，ｚ１，．．．ｚ９７７｝
但し、ｚ（ｉ）＝複素数
出力＝｛ｆ０，ｆ１，ｆ２，．．．ｆ（Ｆａｃｔｏｒ＊１０２４−１）｝
但し、ｆ（ｉ）＝複素数
（Ｆａｃｔｏｒの過度サンプリングを仮定する）
下記のように、ｚ（ｎ）｛ｎ＝０，．．．９７７｝を配置する。
中央のゼロは下記のように設定する。
ｆ（０）＝（０，０）；
サブキャリヤは下記のように設定する。
ｆ（５１２）＝（０，０）；
．．．．
ｆ（１０２４ＸＦａｃｔｏｒ−５１２）＝（０，０）
ＩＦＦＴのブロック２６０の動作は、下記のように表わすことができる。
入力＝｛ｆ０，ｆ１，．．．ｆ（１０２４ＸＦａｃｔｏｒ−１）｝
但し、ｆ（ｉ）＝複素数
出力＝｛ａ０，ａ１，ａ２，．．．ａ（１０２４ＸＦａｃｔｏｒ−１）｝
ここで、ａ（ｉ）は複素数であり、複素数面に属し、グリッド上には存在しない。ＩＦＦＴブロック２６０は、複素数−複素数倒置ＦＦＴを発生し、Ｉ／Ｑフォーマットで出力を発生する。ＩＦＦＴブロック２６０についてさらに詳細に知りたい場合には、例えば、（１９９１年）ケンブリッジ、ケンブリッジ大学出版部発行の、Ｗ．Ｈ．プレス他の、Ｃの数字レシペ−「科学的計算技術」を参照されたい。上記論文は、引用によって本明細書の記載に援用する。
【００３４】
チャネルおよびレピータ間の遅延の延長の影響を緩和するために、循環プリフィックスが、ブロック２７０のところで信号に追加される。ＣＰブロック２７０の動作は、下記のように表わすことができる。
入力＝｛ａ０，ａ１，ａ２，．．．ａ（ＦａｃｔｏｒＸ１０２４−１）｝
但し、ａ（ｉ）＝複素数
出力＝｛Ａ０，Ａ１，Ａ２，．．．Ａ（（１０２４＋ＧＩ）ＸＦａｃｔｏｒ−１）｝
但し、Ａ（ｉ）＝複素数
ＧＩは６６サンプルに設定されていて、ＯＦＤＭ信号発生に対しては、Ｆａｃｔｏｒの過度サンプリングを行うものと仮定する。Ｆａｃｔｏｒは少なくとも２でなければならない。これにより、設計より若干長い、１６．１１マイクロ秒の循環プリフィックスが発生する。循環プリフィックスの数は、ＧＩＸＦａｃｔｏｒである。
【００３５】
ＣＰブロック２７０は、単に、入力１０２４ＸＦａｃｔｏｒサンプルの最後のＧＩＸＦａｃｔｏｒサンプルを取り、（１０２４＋ＧＩ）ＸＦａｃｔｏｒバッファの初めのところで、これらサンプルを反復する。その後で、バッファの最後部分に、入力１０２４ＸＦａｃｔｏｒサンプルが入る。
すでに説明したように、例示としての実施形態の場合には、送信機２００は、ＩレールおよびＱレールの両方に、４．０９６＊ＦａｃｔｏｒＭサンプル／秒の速度で、送信機の出力２８０のところで、Ｉ／Ｑサンプル・ストリームを発生する、二度の過度サンプリングで動作する。
【００３６】
従来の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムの詳細な情報については、例えば、（１９９５年３月）ＩＥＥＥ講演放送４１巻、１号の１〜８ページ掲載の、Ｗ．Ｙ．ＺｏｕおよびＹ．Ｗｕの「ＣＯＦＤＭ−概観」、または（１９９０年５月）ＩＥＥＥ通信５〜１４ページ掲載の、Ｊ．Ａ．Ｃ．ビンガムの「データ送信のための多重キャリヤ変調：その時がきたアイデア」を参照されたい。
【００３７】
＜ＯＦＤＭ受信機＞
図４は、本発明の例示としてのＯＦＤＭ受信機４００である。ＯＦＤＭ受信機４００は、当業者であれば周知の方法で、ＯＦＤＭ送信機２００の対応する素子の逆の機能を行う、素子４７０、４６０、４５０、４４０および４３０を含む。ＯＦＤＭ受信機４００の素子４７０、４６０、４５０、４４０および４３０は、タイミングと周波数のズレを入手すると、当業者であれば周知の方法で動作する。
【００３８】
本発明のある機能により、ＯＦＤＭ受信機４００は、また、二つのモード、すなわち、通常モードと、送信機識別子情報（ＴＩＩ）モードで動作する。図４に示すように、ブロック４５０は、使用中のデータ移送ビンから、ＴＩＩ／未使用ビンを分離するために、サブキャリヤを多重化する。ＴＩＩ／未使用ビンは、ＴＩＩ情報を処理するために、または未使用のサブキャリヤを捨てるために、ＴＩＩ復調装置４３５により処理される。使用中のデータ移送ビンは、（周波数についての）差動的復調装置４４０、周波数デインターリーバ４３０、ＱＰＳＫ復調装置４２０およびビット・シンク４１０により処理される。
【００３９】
図に示し、本明細書で説明してきた実施形態および変化は、本発明の原理を説明するためのものであること、また当業者であれば、本発明の範囲および精神から逸脱することなしに種々の修正を行うことができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を使用することができる衛星送信システムである。
【図２】本発明の、図１のＯＦＤＭ送信機である。
【図３】図２の周波数インターリーバが使用する入力マトリックスからのサンプル記録を含むテーブルである。
【図４】図１のＯＦＤＭ受信機である。
Claims (9)
- 複数のサブキャリアを有する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムで信号を送信する方法であって、
差動的にコード化されたシンボルを生成するために隣接するサブキャリアを用いて周波数領域内で該信号を差動的にコード化する段階、
所望のキャリア周波数を中心に持つアナログ信号を生成するために前記差動的にコード化されたシンボル及び１以上のパイロットトーンをＩＦＦＴバッファに格納する段階、及び
該ＯＦＤＭ信号を発生するために前記アナログ信号を変換する段階
からなることを特徴とする方法。 - 請求項１に記載の方法において、該変換段階は高速フーリエ逆変換を行うことを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法において、該変換段階は直交変換を行うことを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法において、該変換段階は、データを伝達する複数のサブキャリヤを有する該ＯＦＤＭ信号を発生することを特徴とする方法。
- 請求項４に記載の方法において、該変換段階で発生した未変調のサブキャリヤのうちの少なくとも一つが、該ＯＦＤＭ記号の各々に基準を提供するためにパイロット・ビンとして割り当てられることを特徴とする方法。
- 請求項４に記載の方法において、該差動的コード化が、該ＯＦＤＭシステムにおける連続するサブキャリヤに対して行われることを特徴とする方法。
- 複数のサブキャリアを有し直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を送信するＯＦＤＭ送信機であって、
差動的にコード化されたシンボルを生成するために隣接するサブキャリアを用いて周波数領域内で該ＯＦＤＭ信号を変調する差動的エンコーダ、
所望のキャリア周波数を中心に持つアナログ信号を生成するために前記差動的にコード化されたシンボル及び１以上のパイロットトーンを格納するＩＦＦＴバッファ、及び
該ＯＦＤＭ信号を発生するための変調装置
からなることを特徴とする送信機。 - 複数のサブキャリアを有する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムで信号を受信する方法であって、
複数のサブキャリアを持つ周波数領域において、ＯＦＤＭ信号を復元するために該受信信号を変換する段階であって、前記変換された信号が差動的にコード化されたシンボル及び１以上のパイロットトーンを含み、前記変換された信号が所望のキャリア周波数に中心を持つ段階、及び
該周波数領域において該ＯＦＤＭ信号を差動的にデコードする段階であって、前記差動的デコードが隣接するサブキャリアを用いて行われる段階
からなることを特徴とする方法。 - 複数のサブキャリアを有し直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を受信するＯＦＤＭ受信機であって、
前記複数のサブキャリアを有するＯＦＤＭ信号を復元する変換装置であって、前記復元された信号は差動的にコード化されたシンボル及び１以上のパイロットトーンを含み、前記復元された信号は所望のキャリア周波数に中心を持つ変換装置、及び
隣接するサブキャリアを用いた差動的デコードにより周波数領域において該ＯＦＤＭ信号を復調する差動的デコーダ
を備える受信機。
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