JP4575458B2 - 複合デジタル放送情報の伝送 - Google Patents

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Description

本発明は、複合デジタル放送情報、すなわち携帯装置に転送する音声、映像およびマルチメディア情報を運ぶデジタル放送情報の伝送に関する。
ジタル放送規格に基づく携帯装置向けのアプリケーションコンテンツの放送は、携帯電話機、PDA等のような携帯装置にサービスを配信する最新動向に関連する。デジタル放送に基づき、優れたパフォーマンスを実現し、信頼性の高い、高速、高データレート受信等のニーズが満足される。
デジタル放送規格の1つに、1997年に発行されたDVB−T放送規格があり、携帯ハンドヘルド装置向けに適合されたDVB−H規格を通じて、さらに高度化された(「"DVB-H outline", Henriksson J., December 9, 2003」を参照)。DVB−H規格は、電池寿命のような側面も考慮し、携帯ハンドヘルド受信機パフォーマンスを改善する。
さらに、新しいデジタルビデオ放送ハンドヘルドDVB−H規格の特徴には、特定のユーザ情報データストリームに属するデータのバースト期間であるタイムスライシングの拡張、OFDM4Kモード、および、オプションとしてロバスト性を高めるために追加可能な前方誤り訂正スキームがある。
それ故、DVB−Tおよび/またはDVB−Hのような規格のいずれかに基づく放送は、多くのユーザに広く到達することができる単一かつ設定可能なサービスである。DVB−H規格は、放送と、携帯装置が移動中に電池で動作できることを保証する一連の手段とを結び合わせ、マルチメディアサービスを提供する。
DVB−H規格は、主として、携帯装置向けのデジタル放送性能を向上するために、DVB−T規格を強化したものである。ここで、屋内でのカバレッジを含むDVB−H規格タイプの良好なカバレッジを得るには、標準的なDVB−Tのカバレッジの場合よりも送信機および/またはリピータの密度を高くする必要がある。
DVB−H情報をリピータに配信するコスト効率のよい解決策は、現地にコスト効率よく展開できる複数のリピータ向けに、主送信機からデジタル放送を行うことである。
しかしながら、デジタル放送情報の伝送に現在運用可能な規格を使用する場合、様々な規格の同時実行に問題が生じる。典型的な問題は、少ない周波数リソースの効率的使用、様々な規格に関する後方互換性、およびリピータ数の最少化である。
上記を考慮して、本発明の目的は、デジタル放送情報、特に携帯装置向けの複合デジタル放送情報の伝送を改善することである。
本発明によれば、この目的は、主送信機から少なくとも1台のリピータにデジタル放送情報を伝送する、請求項1の特徴を有する方法により達成される。本方法は、第1のデジタル放送規格または仕様に準拠する第1のデジタル放送情報を運ぶ、複合デジタル放送信号を生成するステップを備える。さらに、デジタル放送信号は、第2のデジタル放送規格または仕様に準拠する第2のデジタル放送情報も運ぶ。次いで、複合デジタル放送信号は少なくとも1台のリピータに放送され、したがって、第2のデジタル放送情報は、第1のデジタル放送情報の通常の伝送で使用される伝送モードで送信される。言い換えると、本発明では、第1のデジタル放送情報用に当初設定された伝送モードを使用して、リピータに第2のデジタル放送情報を供給することを提案する。
例えばDVB−TとDVB−Hに準拠するなどの、第1のデジタル放送規格と第2のデジタル放送仕様に準拠する複合信号を設定する重要な利点は、特定の伝送速度が第1のデジタル放送仕様のために確保されていると想定して、この確保された伝送速度を第1のデジタル放送情報と第2のデジタル放送情報とに柔軟に配分し、バランスを取ってもよいことである。
第1の伝送モードを追加の第2のデジタル放送情報にも使用する別の重要な利点は、第1のデジタル放送仕様だけに準拠して提供される伝送メカニズムを使用して、追加の伝送のオーバヘッドなしに、この第2のデジタル放送情報は、次に送信機からリピータに転送され得ることである。
主送信機からリピータに放送情報を送信する別の利点は、携帯装置が主送信機に加えリピータからも放送情報を受信してもよいことである。ここで、携帯装置は、主送信機からの信号とリピータからの信号のどちらかを復号してもよい。携帯装置のある場所で品質のよい方のどちらでもよい。
さらに、複合デジタル放送信号を処理するように構成されたリピータの配備は、第1および/または第2のデジタル放送仕様のどちらかに対するカバレッジを拡大する。
本発明によれば、階層変調を使用して複合デジタル放送信号を生成することを提案する。例えば第2の放送情報に対応する信号が、第1のデジタル放送情報を運ぶ伝送信号上にオーバーレイすなわちスーパーインポーズされる。
本発明のこの態様によれば、第2のデジタル放送情報導入後の第1のデジタル放送に対する残りの伝送容量は、時分割多重による方法より大きい。
本発明のこの好ましい実施形態のまた別の重要な利点は、現場で既に使用されている携帯装置が、第2のデジタル放送がスーパーインポーズされているか否かに無関係に、第1のデジタル情報を依然として受信できることである。言い換えると、このやり方で第2のデジタル放送情報をオーバーレイすることにより、レガシー受信機に問題を引き起こさないで済む。
さらに、第2のデジタル放送情報用のオーバーレイ信号の送信電力は、第1のデジタル放送情報を運ぶ信号との関連で自由に調整されてもよいので、電力比は、リピータでの第2の放送情報の受信のロバスト性と携帯装置での第1の放送情報受信のロバスト性との間のトレードオフで配分されてもよい。
上述の目的は、デジタル放送情報を配信するリピータを動作させる方法および関連装置によっても実現される。本発明の提案は、リピータが、第1のデジタル放送仕様または規格(例えばDVB−T)に準拠した第1のデジタル放送情報と、第2のデジタル放送仕様または規格(例えばDVB−H)に準拠した第2のデジタル放送情報とを運ぶ、複合デジタル放送信号を受信することである。
第1のオプションとして、リピータは、複合デジタル放送信号を直接転送してもよい。
複合デジタル放送信号をそのまま転送する利点は、第1のデジタル放送仕様と第2のデジタル放送仕様の両方のカバレッジの改善である。
第2のオプションとして、複合デジタル放送信号の第1のデジタル放送情報または第2のデジタル放送情報を反映する信号を転送するデジタルリピータが得られてもよい。
第1のデジタル放送情報と第2のデジタル放送情報のどちらかを運ぶ信号を転送するデジタルリピータを作成する利点は、携帯装置の無線受信状態により適した特定の適切な送信モードを、リピータと携帯装置との間の関連情報の転送に使用してもよいことである。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、リピータと携帯装置との間のその伝送の調整は、受信端末において大きな節電を可能にするだろう伝送速度に修正のため、例えば、時間軸に沿ったデジタルビットストリームの再配列であってもよい。また、時間軸に沿ってデジタルビットストリームを再配列する別の理由は、同じユーザ情報データストリームに属する情報を長いバーストに結合することである。
さらに、伝送または例えばIPデータグラム・オーバ・MPEG2トランスポートストリーム用にDVB−Hで使用されるマルチプロトコルカプセル化(MPE)などの別のプロトコルカプセル化の安定性を向上するために、チャネル符号化の前に前方誤り訂正を適用できよう。
上記をさらに進めて、本発明の別の好ましい実施形態が、これまで説明した原理の組み合わせから引き出される。それは、主送信機が、リピータに伝送信号を供給するのに加えて、リピータが転送のために使用するのと同じまたは異なる周波数で、リピータと同じ伝送信号も放送することである。
ここで、主送信機とリピータからの放送に同じ周波数を使用するとき、受信端末は、主送信機とリピータの両方を合わせたカバレッジを持つ利点がある。
さらに、主送信機がカバレッジを提供してもよい地域では、リピータはまったく必要ない。
またさらに、受信携帯装置は、主送信機とリピータから受信した信号電力を実際に重ね合わせてもよく、主送信機とリピータからの信号電力がかなり低く且つ同じような大きさの地理的地域では特に好都合である。
本発明の別の好ましい実施形態では、デジタル放送情報送信部またはデジタル放送情報リピータ部のプロセッサで実行されるとき、本発明の放送送信プロセスおよび放送反復プロセスを実行するソフトウェアコード部分を備えるコンピュータプログラム製品で、デジタル放送情報送信部またはデジタル放送情報リピータ部の内部メモリに直接ロードできるコンピュータプログラム製品を提供する。
それ故、本発明は、コンピュータまたはプロセッサシステムに、本発明の方法のステップの実装も提供する。要するに、この実装は、コンピュータシステム、またはより具体的には、例えばデジタル放送情報送信部若しくはデジタル放送情報リピータ部が備えるプロセッサで使用する、コンピュータプログラム製品の提供に導く。
本発明の機能を規定する本プログラムは、多くの形態でコンピュータ/プロセッサに配達されてもよい。その形態には、例えばプロセッサまたはコンピュータ入出力機器で読み取り可能なROM若しくはCD−ROMのディスクなどの読み出し専用メモリ装置などの書き込みできない記憶媒体に永久的に格納される情報、書き込み可能な記憶媒体すなわちフロッピー(登録商標)ディスクおよびハードドライブに格納される情報、またはモデム若しくは他のインターフェース装置を通じてネットワークおよび/またはインターネットおよび/または電話網などの通信媒体を経由してコンピュータ/プロセッサに伝達される情報を含むがこれに限定されない。当然のことながら、そのような媒体は、発明概念を実行するプロセッサが読み取り可能な命令を運ぶとき、本発明の代替の実施形態に相当する。
以下では、図面を参照して本発明の最善の形態と好ましい実施形態を説明する。
以下では、本発明を最善の形態とその好ましい実施形態の観点から記述する。以下では、本発明の基礎をなす異なる原理を2つの異なるデジタル放送情報仕様に関して説明するが、基本的に同じ原理が2つを超える異なるデジタル放送情報仕様に適用されてもよいことは明確である。ここで、仕様は規格とも呼ばれる。
また、以下ではデジタル放送情報仕様の例として、DVB−T(Digital Video Broadcast-Terrestrial)とDVB−H(Digital Video Broadcasting-Handheld)の放送規格について述べるが、その言及のいずれも、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を限定すると解釈されてはならないことは明確である。
またさらに、本発明の様々な機能が説明される範囲内において、その機能はソフトウェアまたはハードウェアおよび/またはその組み合わせのいずれによっても実装され得ることは明確である。
図1は、本発明の基礎をなす原理を説明する概略図を示す。
図1に示すように、本発明によるデジタル放送システム10は、少なくとも1台の主送信機12と少なくとも1台のリピータ14とを備える。さらに、デジタル放送システム10内に、少なくともリピータ14からの信号を受信可能な受信装置16が動作している。受信装置16は、オプションで主送信機12からの信号も受信可能であってもよい。
留意すべきことは、本発明にとって、主送信機、リピータおよび受信装置の間の伝送の種類に制限はなく、有線、無線および/またはパケット交換、あるいはそのどの組み合わせでもよい。
図1に示すように、主送信機12は、放送信号生成部18と放送部20を備える。
動作に関して、放送信号生成部18は、第1のデジタル放送規格(例えばDVB−T)に従う第1のデジタル放送情報と、第2のデジタル放送規格(例えばDVB−H)に従う第2のデジタル放送情報とを運ぶ、複合デジタル放送信号を生成するように構成される。
動作に関して、放送部20は、第2のデジタル放送情報が第1のデジタル放送情報の伝送に使用される伝送モードで送信されるように、複合デジタル信号を放送するように構成される。
言い換えると、本発明によれば、主送信機は、1つのデジタル放送規格(例えばDVB−T)に従うモードの伝送を使用するが、2つの放送情報を運ぶ複合デジタル放送信号を設定するように構成される。このことの利点は、主送信機側における複合デジタル放送信号を処理および送信のオーバヘッドが最小限になることである。
図1に示すように、リピータ14は、主送信機12から転送された複合デジタル放送信号を受信するように構成された受信部22と、デジタル放送情報を受信装置16に転送するように構成された転送部24とを備える。
動作に関して、受信部22は、第1のデジタル放送規格(例えばDVB−T)に従う第1のデジタル放送情報と、第2のデジタル放送規格(例えばDVB−H)に従う第2のデジタル放送情報とを運ぶ、複合デジタル放送信号を受信するように構成される。
さらに動作に関して、転送部24は、複合デジタル放送信号を転送するように構成されるか、または第2の代替として、第1のデジタル放送情報だけ若しくは第2のデジタル放送情報だけを運ぶ信号を転送するデジタルリピータとして構成されてもよい。
図1に示すように、転送部24は、分割部26と転送信号生成部28を備え、デジタルリピータ転送信号が第1のデジタル放送情報と第2のデジタル放送情報とのどちらを運ぶかを決定するように構成される。
動作に関して、分割部26は、複合デジタル放送信号の例えばDVB−H規格に準拠した部分を転送部分に決定するように構成される。転送部分は、第1のデジタル放送情報と第2のデジタル放送情報とのどちらかを反映する。
また動作に関して、転送信号生成部28は、複合デジタル放送信号から非転送部分(例えばDVB−Tに関連する部分)を差し引くように構成される。それ故、差し引き後に残るものは、リピータにより転送されるべき複合デジタル放送信号の実質部分である。
本発明による別の態様は、主送信機12とリピータ14との間の動作、主送信機12と受信装置16との間の通信、またはリピータ14と受信装置16との間の通信で使用される周波数に関する。
図1に示すように、第1のオプションでは、主送信機とリピータとの間の通信およびリピータと受信装置との間の通信では、異なる周波数/周波数帯を使用してもよい。
さらに、受信装置16は、主送信機12とリピータ14との間の通信でも使用される周波数を使用するか、リピータ14と受信装置16との間の通信で使用される周波数に一致する周波数を使用するかのどちらかで、主送信機12からも直接放送情報を受信してもよい。
リピータ14と受信装置16との間の通信の周波数仕様が、主送信機12と受信装置16との間の通信で使用される周波数仕様と異なるとき、受信装置は両方の周波数を受信できるべきである。
それ故、本発明の1つの態様によれば、主送信機は、リピータに信号を供給するだけでなく、リピータ14への放送で使用するのと同じ周波数を使用するか、または異なる周波数を使用するかのどちらかで、受信装置16への直接放送もする。後者のやり方は、受信装置16が主送信機12とリピータ14とを合わせたカバレッジを持つことを可能にする。
以下では、本発明による主送信機12の好ましい実施形態を、図2〜図6を参照して説明する。
図2および図5は、主送信機12の好ましい実施形態の概略図を示し、図3および図6は、それぞれの実施形態の動作フローチャートを示し、図4は、本発明による階層変調のコンステレーション図を示す。
図2に示すように、本発明の好ましい実施形態による主送信機12は、放送信号生成部18と放送部20を備える。放送信号生成部18は、多重化部30、チャネル符号化部32および変調部34を備える。オプションで、主送信機12は、リピータ14に多重化関連情報を転送するシグナリング部36を備えてもよく、それに関しては、以下で詳細に説明する。
図3は、図2の主送信機12の動作フローチャートを示す。
動作に関して、ステップS10では、多重化部30は、第1のデジタル放送情報と第2のデジタル放送情報とを、デジタル放送ビットストリーム上に時分割多重化を実施する。多重化部30は、第1のデジタル放送情報と第2のデジタル放送情報との多重伝送のために、第1のデジタル放送情報の伝送のために通常利用可能な伝送データを、例えば所定の多重化スキームやアプリケーション固有の要件に従って、分割してもよい。
図3に示すように、ステップS12では、チャネル符号化部32は、多重化部30から出力するデジタル放送ビットストリームに対して、チャネル符号化を実行する。
図3に示すように、ステップS14では、変調周波数シフト部34は、主送信機12のキャリア周波数にシフトされたベースバンド信号を生成するために、チャネル符号化されたデジタル放送ビットストリームの変調と周波数シフトを実行する。
さらに動作に関して、主送信機12のシグナリング部36は、主送信機における第1のデジタル放送情報と第2のデジタル放送情報との時分割多重で使用する多重化スキームの転送およびシグナリングに使用されてもよい。転送は、複合デジタル放送信号を処理するリピータ14に向けて実行される。
時分割多重化スキームのシグナリングにより、変化する仕様に応じて時分割多重化スキームを連続して適合させることが可能になる。さらに、複合デジタル放送信号を処理するリピータ14は、適切な多重化情報をいつも入手することが可能になる。
以下では、主送信機の動作に関連する本発明の別の態様を説明する。この態様は、上述の時分割多重化方法を適用する代わりに、複合デジタル放送信号の生成に階層変調スキームを適用することに関する。
階層変調は、例えばETSI−N300 744「デジタルビデオ放送(DVB):デジタル地上波テレビ用のフレーム構造、チャネル符号化および変調」V1.4.1、2001年(ETSI-N 300 744 digital video broadcasting DVB; framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television; V 1.4.1; 2001)などで以前から知られている。この文書に記載される階層変調スキームの問題点は、市販の受信装置16の中には、階層変調スキームのどの変調レイヤを復号化し以後の処理に使用するかを決定するのに問題を抱え得ることである。さらに、異なるデータストリームの送信電力は、互いに独立して規定することができない。
これらの問題は、図4に示す本発明の階層コンステレーション図を使用して解決される。
図4に示すコンステレーション図は、コンステレーション点の複数のクラスタが規則的にコンステレーション面に配列されている点で階層的である。各クラスタは、それ自体第1レベルの抽象化(abstruction)を規定する。第2レベルの抽象化は、コンステレーション面上の異なるコンステレーション点クラスタの拡がりによって達成される。
図4に示すように、第1レベルの抽象化について、例えば第1の行の最も右のクラスタにより運ばれる情報が、I=3およびQ=−3に関連すると見なしてもよい。第2レベルの抽象観念に関して、情報は、I=3およびQ=−3等に関するクラスタ内の各コンステレーション点の相対的位置と見なしてもよい。
図4に示すように、クラスタの配置を第2のデジタル放送情報で使用されるオーバーレイ信号と見なしてもよく、それに対して第1のデジタル放送情報は、コンステレーション面内の様々なクラスタの配列にマッピングされる。それ故、オーバーレイは、第1のデジタル放送情報信号に著しい干渉を起こさない。
さらに、本発明によれば、オーバーレイする信号電力は、第1のデジタル放送情報を構成する信号の信号電力より小さく決定される。さらに、リピータ14は、目標の品質でオーバーレイ信号を復号してもよい。主送信機12からリピータ14への無線リンク品質は、主送信機12から受信装置16への無線リンクの品質より一般にはるかによいからである。リピータ14の受信アンテナは、主送信機12を見通せる高い位置に設置されてもよい。さらに、リピータ14は、干渉を著しく減少するために、指向性アンテナを使用してもよい。
さらに、オーバーレイ信号は、オーバーレイされる信号よりロバストな伝送スキームを使用してもよい。例えば、第1のデジタル放送情報は符号化率2/3の16QAMを使用して転送されてもよく、第2のデジタル放送情報によるオーバーレイ信号は、符号化率2/3のQPSKを使用してもよい。
図4は、I/Q平面内の複合信号コンステレーションの例を示し、第1のデジタル放送情報を運ぶ16QAM信号と第2のデジタル放送情報を運ぶQPSK信号との間に25dBの電力比がある。この場合、QPSKに準拠するオーバーレイ信号による16QAMに準拠する信号への干渉により、第1のデジタル放送情報の伝送に対するいわゆる準エラーフリー受信要件を維持するためには、16QAM信号は1dB大きい信号対雑音比を必要とするであろう。
例えば、オーバーレイ用に符号化率2/3を使用するQPSK信号の場合、5.7dBの信号対雑音比がライスチャネル(Rice channel)に必要とされるであろう。これについては、ETSI−N300 744「デジタルビデオ放送(DVB):デジタル地上波テレビ用のフレーム構造、チャネル符号化および変調」V1.4.1、2001年を参照のこと。それ故、オーバーレイ信号用のリンクバジェットは、第1のデジタル放送情報を運ぶ主信号のリンクバジェットより25dB−5.7dB=19.3dB小さいであろう。リンクバジェットが小さいのは、リピータの受信アンテナ利得および主送信機12からリピータ14までのラインオブサイト伝播により補償されることが期待され得る。
さらに上記について留意すべきことは、オーバーレイ信号は、QPSK、16QAMまたは64QAMによる規格に準拠する信号でもよいことである。すなわち、すべて非階層的に変調されており、この場合、複合デジタル放送信号から分離された後、リピータ14は、新しい周波数でこの信号を単に送信してもよい。
代わりに、オーバーレイ信号は、例えばDVB−H物理レイヤ規格など、第2のデジタル放送情報を変換する規格に準拠しない、どの任意の信号構造を使用してもよい。この場合、複合デジタル放送信号から分離後、リピータは、受信オーバーレイ信号から物理レイヤ伝送規格に準拠した新しい信号を作成する必要がある。
さらに、本発明によれば、第1のデジタル放送情報を運ぶ信号がよりロバストな信号形態に、この信号のデータレートを減少する犠牲を払って変更されるとき、オーバーレイ信号の電力は増加されてもよい。
図5は、上記の意味で階層変調を使用する、本発明の実施形態による主送信機12の概略図を示す。
図5に示すように、主送信機12は、放送信号生成部18と放送部20を備える。第2の実施形態では、放送信号生成部18の構造が前述の実施形態とは異なる。
図5の放送信号生成部18は、第1のチャネル符号化部38、第2のチャネル符号化部40、第1のコンステレーションマッピング部42、第2のコンステレーションマッピング部44、および信号オーバーレイ部46を備える。
図6は、図5の主送信機12の動作フローチャートを示す。
図6に示すように、ステップS16で、第1のチャネル符号化部38が、第1のデジタル放送ビットストリームのチャネル符号化を実行する。さらに、ステップS18では、第2チャネル符号化部40が、第2のデジタル放送ビットストリームの第2のチャネル符号化を実行する。ステップS20では、第1のコンステレーションマッピング部42が、チャネル符号化された第1の放送ビットストリームの関連するコンステレーション点へのマッピングを実行する。ステップS22では、第2のコンステレーションマッピング部44が、チャネル符号化された第2の放送ビットストリームの関連するコンステレーション点へのマッピングを実行する。
ここで図4を考慮して、ステップS20の結果は、コンステレーション面の原点から様々なクラスタの中心を指すベクトルと理解されてもよい。ステップS22の結果は、各クラスタ内のコンステレーション点の1つを指すベクトルと見なされてもよい。
当然のことながら、チャネル符号化された第1と第2のデジタル放送ビットストリームのコンステレーション点へのマッピング後、ステップS24で信号オーバーレイ部が、上述の階層変調スキームを使用して、第1と第2のマッピング結果のオーバーレイを実行する。また、放送部20は、オーバーレイ結果の主送信機12で使用されるキャリア周波数へのシフトを実現する。第1のデジタル放送情報の信号電力との関連による、第2のデジタル放送情報の信号電力の調整は、放送部20が実現する。
本発明の代替実施形態として、オーバーレイと変調のプロセスは、逆でもよい。つまり、チャネル符号化されマッピングされた第1および第2のデジタル放送ビットストリームの各々は、それに続くオーバーレイの前に変調される。
オーバーレイが変調の後になされると想定すると、第1のデジタル放送情報は、チャネル符号化された第1の放送ビットストリームを、階層の第1レベルの第1のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の1つのコンステレーション点へのマッピングを通じてコンステレーションマッピングされる。また、第2のデジタル放送情報は、第2のチャネル符号化放送ビットストリームを、階層の第2レベルによる第2のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の第2のコンステレーション点へのマッピングを通じてコンステレーションマッピングされる。複合マッピングの結果は、第1のコンステレーション点と第2のコンステレーション点のベクトルオーバーレイにより生成される。
上記では、本発明による主送信機12の異なる実施形態を説明したが、以下では、リピータ14の動作および関連実施形態を、図7〜図10を参照して説明する。
注目すべきは、リピータ14の動作は、主送信機が多重化を使用するか、それとも階層変調を使用するか、ならびに、リピータ14は受信した複合デジタル放送信号を転送だけするか、それともこの複合デジタル放送信号をデジタルリピータ転送信号の生成のために処理するかどうかに応じて、4つのカテゴリーに分割されうることである。
第1部類の動作は、時分割多重化により生成される複合デジタル放送信号の直接転送に関連する。ここで、直接転送は、主送信機が使用するのと同じリピータ送信機周波数を使用して実現されるか、または主送信機12が使用するキャリア周波数からリピータ14の動作用の所定のキャリア周波数にキャリア周波数を変換することにより実現される。
第2部類の動作は、リピータ14での複合デジタル放送信号の処理に関連する。ここで、動作に関して分割部26は、複合デジタル放送信号から第1のデジタル放送情報または第2のデジタル放送情報を反映する転送部分を決定するように構成される。さらに、転送信号生成部28は、複合デジタル放送信号から非転送部分を差し引き、リピートされるデジタル転送信号を生成するように構成される。
図7は、時分割多重された複合デジタル放送信号を処理し、そこから新しいリピータ転送信号を生成するように構成されたリピータ14の概略図を示す。
図7に示すように、リピータ14の受信部22は、復調部48、チャネル復号化部50、および逆多重化部52を備える。
図7の転送信号生成部28は、変調部54、チャネル符号化部56、伝送速度調整部58、プロトコルカプセル化部60、および前方誤り訂正部62を備える。
図8は、図7のリピータ14の動作フローチャートを示す。
図8に示すように、ステップS26で復調部48が、受信した複合デジタル放送信号の周波数ダウンコンバージョンと、ベースバンド信号生成のための復調とを実行する。
図8に示すように、ステップS28でチャネル復号化部50が、ベースバンド信号のチャネル復号化を実行する。次いで、ステップS30で逆多重化部52が、分割部26に転送するために、第1と第2のデジタル放送ビットストリームの逆多重化を実行する。
図8で示すように、ステップS32で分割部26は、転送信号生成部28の動作の基礎として、およびリピータ転送信号決定の基礎として、第1または第2のデジタル放送ビットストリームのどちらかの選択を実行する。
リピータ14が、例えばQPSK、1/2レート、DVB−Hの4Kモードなどの異なる物理レイヤモードによる新しい信号を生成すると想定して、転送信号生成部28は、少なくともチャネル符号化を実行するように構成されるべきである。
図8のステップS34でチャネル符号化部56は、分割部26が出力するデジタルリピータビットストリームのチャネル符号化を実行する。チャネル符号化部56は、チャネル符号化されたデジタルリピータ転送ビットストリームの生成のために、リピータチャネル符号化スキームを使用する。
図8のステップS36で変調部54は、チャネル符号化されたデジタルリピータビットストリームの変調を実行する。ステップS36で変調部54は、デジタルリピータ転送信号を受信装置16向けて送信する前に、その生成のために、所定のリピータ転送キャリア周波数への周波数シフトも実行する。
さらに、図7に示す伝送速度調整部58、プロトコルカプセル化部60および前方誤り訂正部62は、リピータ14のオプションとして使用されてもよい。
図8のステップS38で伝送速度調整部58は、伝送速度の修正のために、時間軸に沿ってデジタルリピータビットストリーム情報の再配列を実行する。また、時間軸に沿ったデジタルビットストリームの再配列の別の理由は、同じユーザ情報データストリームに属する情報が長いバーストに結合されることである。
図8のステップS40でプロトコルカプセル化部60は、デジタルリピータビットストリーム内の放送データグラムを特定し、一般符号化の前に特定した放送データグラムにプロトコルカプセル化を適用する。そのカプセル化の一例は、MPEG2トランスポートストリーム上でIPデータグラムを送信するために、DVB−Hで使用されるマルチプロトコルカプセル化(MPE)である。
図8のステップS42で前方誤り訂正部62は、そのチャネル符号化の前に、追加でデジタルリピートされるビットストリームの前方誤り訂正を実行する。
上記ではリピータ14の動作を、異なる放送情報の時分割多重信号からデジタル放送信号の設定に関して説明したが、以下では、リピータ14の動作を、複合デジタル放送信号のオーバーレイ変調に関して説明する。
図9は、オーバーレイ変調されたデジタルプロトコル信号を処理するように構成されたリピータ14の実施形態の概略図を示す。
図9に示すように、リピータ14は、復調部66と分離部64を有する受信部22を備える。さらに、リピータ14は、逆マッピング部68、チャネル復号化部70、前方誤り訂正部72、チャネル再符号化部74および変調部76を有する転送信号生成部28を備える。転送信号生成部28の要素は、デジタルリピータ転送信号の物理レイヤモードを変更するように動作する。
図10は、図9のリピータ14の動作フローチャートを示す。
図10に示すように、ステップS44で復調部66は、第1のリピータベースバンド信号の生成のために、複合デジタル放送信号の周波数シフトと復調を実行する。
図10のステップS46で転送部24のコントローラ(図9に示されていない)は、選択されたデジタル放送ビットストリームがリピータ14から直接転送されるかどうか、新しいデジタルリピータ転送信号が、リピータ14と受信装置16との伝送の基礎として新しい物理レイヤモードへ適合するように設定されるかどうかを決定するために、問合せを実行する。
図10のステップS46の問合せに対する答えが肯定であると、受信した複合デジタル放送信号を直接転送すると決定し、ステップS48で転送部28が、変調および関連デジタル放送ビットストリームのリピータ転送キャリア周波数への周波数シフトを実行し、次に受信装置16向けの送信を実行する。
図10のステップS46の問合せの結果としてデジタルリピータ転送信号の設定を仮定すると、ステップS50で分離部64は、逆ベクトルオーバーレイステップにより、第1のベースバンド信号を、第1のデジタル放送情報を反映する第1のコンステレーションマッピング放送ビットストリームと、第2の放送情報を反映する第2のコンステレーション放送ビットストリームとに分離する。
逆ベクトルオーバーレイは、図4に示すように、第1のデジタル放送情報は、第1のチャネル符号化放送ビットストリームを第1のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の第1のコンステレーション点にマッピング後、送信されたと想定して実行される。
さらに、逆ベクトルオーバーレイは、図4に示すように、第2のデジタル放送情報は、第2のチャネル符号化放送ビットストリームを第2のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の第2のコンステレーション点にマッピング後、送信されたと想定して実行される。さらに、送信機側のベースバンド信号は、第1のコンステレーション点と第2のコンステレーション点のベクトルオーバーレイにより生成されたと想定している。
図10のステップS52で分割部26は、デジタルリピータ転送信号を設定するために、第1のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームと第2のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームのどちらかの選択を実行する。
図10のステップS54で逆マッピング部68は、逆マッピングされたデジタルリピータビットストリームの生成のために、分離された第1のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームまたは第2のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームの逆マッピングを実行する。次いで、ステップS56でチャネル復号化部70は、チャネル復号化されたデジタルリピータビットストリームの生成のために、逆マッピングされたリピータビットストリームのチャネル復号化を実行する。
図10のステップS58でチャネル再符号化部74は、第2のすなわち新しいデジタルリピータビットストリームの生成のために、チャネル復号化されたデジタルリピータビットビットストリームのチャネル再符号化を実行する。オプションで、ステップS60で前方誤り訂正部72は、チャネル復号化されたリピータ転送ビットストリームのチャネル再符号化の前に、追加の前方誤り訂正を実行する。
図10のステップS48で変調部76は、デジタルリピータ転送信号の設定のために、チャネル再符号化の結果の変調およびリピータキャリア周波数への周波数変換を実行する。
上記のように、本発明の提案は、主送信機12と少なくとも1台のリピータ14との間での放送情報の交換と、それに続く少なくとも1つの受信部への転送とに関して、効率的なやり方で異なるデジタル放送規格の適用を統合することである。主送信機12は、時分割多重化とオーバーレイ変調のどちらを適用してもよい。
さらに、リピータ14は、主送信機側での時分割多重化若しくはオーバーレイ変調の適用に応じて、および、リピータ14から受信装置16へのデータ送信の前にリピータ転送信号を直接送信するかそれとも再構成するかに応じて、4つの動作カテゴリーで動作してもよい。
本発明の基礎をなす原理を説明する概略図である。 本発明の第1の実施形態による主送信機の概略図である。 図2の主送信機の動作フローチャートである。 本発明の第2の実施形態による主送信機の概略図である。 図4の主送信機の動作フローチャートである。 本発明による階層変調のコンステレーション図である。 本発明の第3の実施形態によるリピータの概略図である。 図7のリピータの動作フローチャートである。 本発明の第4の実施形態によるリピータの概略図である。 図9のリピータの動作フローチャートである。

Claims (30)

  1. 主送信機から少なくとも1台のリピータにデジタル放送情報を送信する方法であって、
    第1のデジタル放送仕様に準拠する第1のデジタル放送情報と第2のデジタル放送仕様に準拠する第2のデジタル放送情報との両方を運ぶ複合デジタル放送信号を、前記第2のデジタル放送情報がマッピングされる第2のコンスレーション図が前記第1のデジタル放送情報がマッピングされる第1のコンスレーション図内のコンスレーション点からの変位として表現されるように、前記第2のコンスレーション図を前記第1のコンスレーション図にオーバーレイする階層化変調を使用して生成するステップと、
    前記複合デジタル放送信号を前記第1のデジタル放送仕様で規定される送信モードで送信するステップと、
    を備え、
    前記第1のデジタル放送情報と前記第2のデジタル放送情報とは同一ではないことを特徴とする方法。
  2. 生成する前記ステップは、
    第1のデジタル放送ビットストリームをチャネル符号化する第1のチャネル符号化ステップと、
    第2のデジタル放送ビットストリームをチャネル符号化する第2のチャネル符号化ステップと、
    チャネル符号化された前記第1の放送ビットストリームを前記第1のコンスレーション図上にマッピングする第1のコンステレーションマッピングステップと、
    チャネル符号化された前記第2の放送ビットストリームを前記第2のコンスレーション図上にマッピングする第2のコンステレーションマッピングステップと、
    前記複合デジタル放送信号に対応する複合コンステレーションマッピング結果の生成のために、前記第1のコンステレーションマッピング結果と前記第2のコンステレーションマッピング結果とのオーバーレイを生成するステップと、
    変調および送信機キャリア周波数への周波数シフトを実行するステップと、
    を備え、前記第2のデジタル放送情報の信号電力は、前記第1のデジタル放送情報の信号電力より小さくなるように調整されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記複合コンステレーションマッピング結果は、
    チャネル符号化された前記第1の放送ビットストリームを、前記第1のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の1つの第1のコンステレーション点にマッピングするステップと、
    チャネル符号化された前記第2の放送ビットストリームを、前記第2のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の1つの第2のコンステレーション点にマッピングするステップと、
    前記第1のコンステレーション点と前記第2のコンステレーション点とのベクトルオーバーレイにより、前記複合コンステレーションマッピング結果を生成するステップと、
    による階層変調を使用して生成されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 第2のコンステレーション図内の前記複数のコンステレーション点は、前記第1のコンステレーション図内のコンステレーション点の周りのクラスタとして表現されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 前記実行するステップは、前記デジタル放送情報を前記少なくとも1台のリピータに送信するために、前記ベースバンド信号を第1のキャリア周波数にシフトすることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  6. 前記実行するステップは、さらに、前記デジタル放送情報を少なくとも1台の携帯装置に直接送信するために、前記ベースバンド信号を第2のキャリア周波数にシフトすることを特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 前記第2のキャリア周波数は、前記ベースバンド信号を前記少なくとも1台の携帯装置に送信するために、前記少なくとも1台のリピータが使用するキャリア周波数と同一であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. デジタル放送情報の配信のためにリピータを動作する方法であって、
    第1のデジタル放送仕様に準拠する第1のデジタル放送情報と第2のデジタル放送仕様に準拠する第2のデジタル放送情報との両方を運ぶ複合デジタル放送信号を受信するステップであって、該複合デジタル放送信号は、前記第2のデジタル放送情報がマッピングされる第2のコンスレーション図が前記第1のデジタル放送情報がマッピングされる第1のコンスレーション図内のコンスレーション点からの変位として表現されるように、前記第2のコンスレーション図を前記第1のコンスレーション図にオーバーレイする階層化変調を使用して生成されている、受信するステップと、
    前記第1のデジタル放送情報または前記第2のデジタル放送情報を運ぶデジタルリピータ転送信号を送信するステップと、
    を備え、
    前記第1のデジタル放送情報と前記第2のデジタル放送情報とは同一ではないことを特徴とする方法。
  9. 前記デジタルリピータ転送信号を送信するステップは、
    前記複合デジタル放送信号から、第1のデジタル放送情報または第2のデジタル放送情報を反映する転送部分を決定するステップと、
    前記デジタルリピータ転送信号の生成のために、前記複合デジタル放送信号から非転送部分を差し引くステップと、
    を備えることを特徴とする請求項8に記載の方法。
  10. 前記転送部分を決定するステップは、
    前記複合デジタル放送信号を第1のリピータベースバンド信号に周波数シフトし復調するステップと、
    第1のデジタル放送情報は、チャネル符号化された前記第1の放送ビットストリームから始まり、前記第1のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の1つの第1のコンステレーション点にマッピングされており、第2のデジタル放送情報は、チャネル符号化された前記第2の放送ビットストリームから始まり、前記第2のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の1つの第2のコンステレーション点にマッピングされており、前記第1のリピータベースバンド信号は、前記第1のコンステレーション点と前記第2のコンステレーション点とのベクトルオーバーレイにより生成されていると仮定し、送信機側で実行されたベクトルオーバーレイステップを逆にすることにより、前記第1のリピータベースバンド信号を、前記第1のデジタル放送情報を反映する逆マッピングされた第1の放送ビットストリームと前記第2のデジタル放送情報を反映する逆マッピングされた第2の放送ビットストリームとに分離するステップと、
    前記リピータから転送するために、コンステレーションマッピングされた前記第1の放送ビットストリームまたはコンステレーションマッピングされた前記第2の放送ビットストリームを選択するステップと、
    を備えることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  11. 前記デジタルリピータ転送信号を送信するステップは、選択された第1のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームまたは第2のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームを変調しリピータ転送キャリア周波数に周波数シフトするステップを備えることを特徴とする請求項10に記載の方法。
  12. 前記デジタルリピータ転送信号を送信するステップは、
    分離された第1のコンステレーション逆マッピングされた放送ビットストリームまたは第2のコンステレーション逆マッピングされた放送ビットストリームから第2のリピータベースバンド信号を生成するステップと、
    前記デジタルリピータ転送信号の生成のために、前記第2のリピータベースバンド信号を変調し周波数シフトするステップと、
    を備えることを特徴とする請求項10に記載の方法。
  13. 分離された第1のコンステレーション逆マッピングされた放送ビットストリームまたは第2のコンステレーション逆マッピングされた放送ビットストリームから第2のリピータベースバンド信号を生成する前記ステップは、
    チャネル復号化されたデジタルリピータビットストリームを生成するために、前記逆マッピングされたデジタルリピータビットストリームをチャネル復号化するステップと、
    前記第2のリピータベースバンド信号の生成のために、前記チャネル復号化されたデジタルリピータビットストリームをチャネル再符号化するステップと、
    を備えることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  14. 前記チャネル復号化されたリピータ転送ビットストリームのチャネル符号化の前に、前方誤り訂正する追加的なステップを備えることを特徴とする請求項13に記載の方法。
  15. デジタル放送情報を送信する送信機であって、
    第1のデジタル放送仕様に準拠する第1のデジタル放送情報と第2のデジタル放送仕様に準拠する第2のデジタル放送情報との両方を運ぶ複合デジタル放送信号を、前記第2のデジタル放送情報がマッピングされる第2のコンスレーション図が前記第1のデジタル放送情報がマッピングされる第1のコンスレーション図内のコンスレーション点からの変位として表現されるように、前記第2のコンスレーション図を前記第1のコンスレーション図にオーバーレイする階層化変調を使用して生成するように構成された放送信号生成部と、
    前記第1のデジタル放送仕様で規定される送信モードで、前記複合デジタル放送信号を少なくとも1台のリピータに送信するように構成された送信部と、
    を備え、
    前記第1のデジタル放送情報と前記第2のデジタル放送情報とは同一ではないことを特徴とする送信機。
  16. 前記放送信号生成部は、
    第1のデジタル放送ビットストリームをチャネル符号化するように構成された第1のチャネル符号化部と、
    第2のデジタル放送ビットストリームをチャネル符号化するように構成された第2のチャネル符号化部と、
    チャネル符号化された前記第1の放送ビットストリームを前記第1のコンスレーション図上にマッピングするように構成された第1のコンステレーションマッピング部と、
    チャネル符号化された前記第2の放送ビットストリームを前記第2のコンスレーション図上にマッピングするように構成された第2のコンステレーションマッピング部と、
    前記複合デジタル放送信号に対応する複合コンステレーションマッピング結果の生成のために、前記第1のコンステレーションマッピング結果と前記第2のコンステレーションマッピング結果とをオーバーレイするように構成されたオーバーレイ部と、
    を備え、前記送信部は、送信機キャリア周波数で前記複合コンステレーションマッピング結果を送信するように構成され、前記第2のデジタル放送情報の信号電力を前記第1のデジタル放送情報の信号電力より小さくなるように調整することを特徴とする請求項15に記載の送信機。
  17. 前記第1のコンステレーションマッピング部は、チャネル符号化された前記第1の放送ビットストリームを、前記第1のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の1つの第1のコンステレーション点にマッピングするように構成され、
    前記第2のコンステレーションマッピング部は、チャネル符号化された前記第2の放送ビットストリームを、前記第2のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の1つの第2のコンステレーション点にマッピングするように構成され、
    前記オーバーレイ部は、前記第1のコンステレーションマッピング部の出力と前記第2のコンステレーションマッピング部の出力とのベクトルオーバーレイにより、前記複合コンステレーション結果を生成するように構成される
    ことを特徴とする請求項16に記載の送信機。
  18. 前記第2の変調部は、前記第1の変調部により操作される前記第1のコンステレーション図内のコンステレーション点の周りのクラスタとして表現される、第2のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点を操作することを特徴とする請求項17に記載の送信機。
  19. 前記送信部は、少なくとも1台のリピータに前記デジタル放送情報を送信するために、ベースバンド信号を第1のキャリア周波数にシフトするように構成されることを特徴とする、請求項15に記載の送信機。
  20. 前記送信部は、少なくとも1台の携帯装置に前記デジタル放送情報を直接送信するために、前記ベースバンド信号を第2のキャリア周波数にシフトするように構成されることを特徴とする請求項19に記載の送信機。
  21. 前記第2のキャリア周波数は、前記ベースバンド信号を前記少なくとも1台の携帯装置に送信するために、前記少なくとも1台のリピータが使用するキャリア周波数と同一であることを特徴とする請求項20に記載の送信機。
  22. 少なくとも1台の携帯装置にデジタル放送情報を配信するリピータであって、
    第1のデジタル放送仕様に準拠する第1のデジタル放送情報と第2のデジタル放送仕様に準拠する第2のデジタル放送情報との両方を運ぶ複合デジタル放送信号を受信するように構成された受信部であって、該複合デジタル放送信号は、前記第2のデジタル放送情報がマッピングされる第2のコンスレーション図が前記第1のデジタル放送情報がマッピングされる第1のコンスレーション図内のコンスレーション点からの変位として表現されるように、前記第2のコンスレーション図を前記第1のコンスレーション図にオーバーレイする階層化変調を使用して生成されている、受信部と、
    前記第1のデジタル放送情報または前記第2のデジタル放送情報を運ぶデジタルリピータ転送信号を送信するように構成された送信部と、
    を備え、
    前記第1のデジタル放送情報と前記第2のデジタル放送情報とは同一ではないことを特徴とするリピータ。
  23. 前記送信部は、
    前記複合デジタル放送信号から、第1のデジタル放送情報または第2のデジタル放送情報を反映する転送部分を決定するように構成された分割部と、
    前記デジタルリピータ転送信号の生成のために、前記複合デジタル放送信号から非転送部分を差し引くように構成された転送信号生成部と、
    を備えることを特徴とする請求項22に記載のリピータ。
  24. 前記分割部は、
    前記複合デジタル放送信号を第1のリピータベースバンド信号に周波数シフトし復調するように構成された復調部と、
    第1のデジタル放送情報は、チャネル符号化された前記第1の放送ビットストリームから始まり、前記第1のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の1つの第1のコンステレーション点にマッピングされており、第2のデジタル放送情報は、チャネル符号化された前記第2の放送ビットストリームから始まり、前記第2のコンステレーション図内の複数のコンステレーション点の1つの第2のコンステレーション点にマッピングされており、前記第1のリピータベースバンド信号は、前記第1のコンステレーション点と前記第2のコンステレーション点とのベクトルオーバーレイにより生成されていると仮定し、送信機側で実行されたベクトルオーバーレイを逆にすることにより、前記第1のリピータベースバンド信号を、前記第1のデジタル放送情報を反映する第1のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームと前記第2のデジタル放送情報を反映する第2のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームとに分離するように構成された分離部と、
    前記リピータから転送するために、前記第1のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームまたは前記第2のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームを選択するように構成された選択部と、
    を備えることを特徴とする請求項23に記載のリピータ。
  25. 前記送信部は、選択した第1のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームまたは第2のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームを、リピータ転送キャリア周波数に周波数シフトするように構成されることを特徴とする請求項24に記載のリピータ。
  26. 前記転送信号生成部は、
    分離された第1のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームまたは第2のコンステレーションマッピングされた放送ビットストリームから、第2のリピータベースバンド信号を生成するように構成されたベースバンド信号再構成部と、
    前記デジタルリピータ転送信号の生成のために、前記第2のリピータベースバンド信号を変調し周波数シフトするように構成された変調部と、
    を備えることを特徴とする請求項24に記載のリピータ。
  27. 前記ベースバンド信号再構成部は、
    チャネル復号化されたデジタルリピータビットストリームを生成するために、前記逆マッピングされたデジタルリピータビットストリームをチャネル復号化するように構成されたチャネル復号化部と、
    前記第2のリピータベースバンド信号の生成のために、前記チャネル復号化されたデジタルリピータビットストリームをチャネル符号化するように構成されたチャネル符号化部と、
    を備えることを特徴とする請求項26に記載のリピータ。
  28. 前記チャネル復号化されたリピータ転送ビットストリームのチャネル符号化の前に、追加的に前方誤り訂正を実行するように構成された前方誤り訂正部を備えることを特徴とする請求項26に記載のリピータ。
  29. デジタル放送情報を送信する送信機のプロセッサに請求項1乃至7の何れか1項に記載の方法の各ステップを実行させるためのコンピュータプログラム。
  30. リピータのプロセッサに請求項8乃至14の何れか1項に記載の方法の各ステップを実行させるためのコンピュータプログラム。
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