JP6363673B2

JP6363673B2 - 複数のストリームを表すｏｆｄｍシンボルを転送する方法及びデバイス

Info

Publication number: JP6363673B2
Application number: JP2016197338A
Authority: JP
Inventors: キャステライン、ダミアン; チオキナ、クリスティーナ
Original assignee: Mitsubishi Electric R&D Centre Europe BV Netherlands
Current assignee: Mitsubishi Electric R&D Centre Europe BV Netherlands
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2018-07-25
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: JP6082022B2; CA2853725C; JP2015500610A; US9331755B2; JP2017041896A; EP2605465A1; US20150003552A1; WO2013087690A1; CA2853725A1

Description

本発明は、包括的には、少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数分割多重シンボルを転送する方法及びデバイスに関する。

複数のストリームを表す信号をブロードキャストする場合、ブロードキャストされた信号が受信されるエリアを広げるために、地上信号源、又は地上信号源と衛星信号源が用いられる場合がある。

一般的に、地上信号源のうちの幾つかは、ＭＩＭＯ（多入力多出力）技法を用いて異なるストリームを転送する。受信機は複数のアンテナを有し、これらのストリームを受信する。

ストリームのデータを復調できるようにするために、受信機は十分に良好な信号対雑音比を有する少なくとも２つのストリームを受信する必要がある。

受信機が良好な信号対雑音比を有するストリームのうちの１つしか受信しない場合には、その受信機はストリームのデータを復調することはできない。

地上信号源からの信号対雑音比が十分に良好でないとき、地上ネットワークのカバレッジエリアを広げるために衛星が用いられる。

問題は、一般的に、衛星では１つの送信アンテナしか利用できないので、衛星がＭＩＭＯ技法を実行できないことである。地上信号源によって転送された信号が全く受信されないか、又はほとんど受信されない状況において、衛星がストリームのうちの１つしか転送しない場合には、受信機は衛星から受信された信号からストリームを復号できないであろう。

例えばコストの理由から、地上信号源の中には、削減された数のアンテナ、例えば単一のアンテナしか有しないものもある。これらの地上信号源において１つの送信アンテナしか利用できない場合には、これらの地上信号源はＭＩＭＯ技法を実行することができない。ＭＩＭＯ技法を実行する地上信号源によって転送された信号が全く受信されないか、又はほとんど受信されない状況において、削減された数のアンテナを有する地上信号源がこれら全てのストリームを転送しない場合には、受信機は削減された数のアンテナを有する地上信号源から受信された信号からストリームを復号できないであろう。

本発明は、ＭＩＭＯ技法を実行する地上信号源によって転送された信号が良好な信号対雑音比を有しない場合であっても、受信機がストリームを受信できるようにする方法及びデバイスを提供することを目的とする。

したがって、本発明は、少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数分割多重シンボルを第１の数のアンテナを備える信号源から少なくとも１つの受信機に転送する方法に関する。この方法は、信号源によって実行されるステップであって、
− 少なくとも１つの第１のパイロット系列及び第１のデータを抽出するために、第１のストリームを逆多重化するステップと、
− 少なくとも１つの第２のパイロット系列及び第２のデータを抽出するために、第２のストリームを逆多重化するステップと、
− 少なくとも１つの第１のパイロット系列及び第１のデータに対して、第１の係数を乗算するステップと、
− 少なくとも１つの第２のパイロット系列及び第２のデータに対して、第１の係数とは異なる第２の係数を乗算するステップと、
− 第１の乗算されたデータと第２の乗算されたデータとを加算するステップと、
− 少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数分割多重シンボルを形成するために、第１の乗算されたデータと第２の乗算されたデータとの和と、少なくとも１つの第１の乗算されたパイロット系列と、少なくとも１つの第２の乗算されたパイロット系列とを多重化するステップと、
− 少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数分割多重シンボルを転送するステップと
を含むことを特徴とする。

また、本発明は、少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数分割多重シンボルを第１の数のアンテナを備える信号源から少なくとも１つの受信機に転送する装置に関する。この装置は、信号源に備えられることを特徴とし、
− 少なくとも１つの第１のパイロット系列及び第１のデータを抽出するために、第１のストリームを逆多重化する手段と、
− 少なくとも１つの第２のパイロット系列及び第２のデータを抽出するために、第２のストリームを逆多重化する手段と、
− 少なくとも１つの第１のパイロット系列及び第１のデータに対して、第１の係数を乗算する手段と、
− 少なくとも１つの第２のパイロット系列及び第２のデータに対して、第１の係数とは異なる第２の係数を乗算する手段と、
− 第１の乗算されたデータと第２の乗算されたデータとを加算する手段と、
− 少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数分割多重シンボルを形成するために、第１の乗算されたデータと第２の乗算されたデータとの和と、少なくとも１つの第１の乗算されたパイロット系列と、少なくとも１つの第２の乗算されたパイロット系列とを多重化する手段と、
− 少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数分割多重シンボルを転送する手段と
を含むことを特徴とする。

したがって、第２の数のアンテナを備える信号源によって転送された信号が良好な信号対雑音比を有しない場合であっても、また第１の数のアンテナを備える信号源がＭＩＭＯ能力を有しない場合であっても、受信機はストリームを受信することができる。

特定の特徴によれば、第１の数のアンテナを備える信号源は衛星に収容され、第１のストリーム及び第２のストリームは第１の数のアンテナを備える信号源と同一のチャネルリソース上で少なくとも１つの地上信号源によって転送され、当該地上信号源は第１の数のアンテナよりも多い第２の数のアンテナを備える。

したがって、衛星内に収容された信号源がＭＩＭＯ方式能力を有しない場合であっても、その信号源によって、カバレッジエリアが拡張される。

また、本発明は、少なくとも２つの信号源からの少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数多重シンボルを受信機によって受信する方法に関する。１つの信号源は第１の数のアンテナを備え、１つの信号源は第１の数のアンテナよりも多い第２の数のアンテナを備え、受信機は複数のアンテナを備える。この方法は、受信機によって実行されるステップであって、
− 第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出するステップと、
− 第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢である場合に、ストリームのチャネル推定及び／又は復号を最適化するステップと
を含むことを特徴とする。

また、本発明は、少なくとも２つの信号源からの少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数多重シンボルを受信機によって受信する装置に関する。１つの信号源は第１の数のアンテナを備え、１つの信号源は第１の数のアンテナよりも多い第２の数のアンテナを備え、受信機は複数のアンテナを備える。この装置は、受信機に収容され、
− 第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出する手段と、
− 第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢である場合に、ストリームのチャネル推定及び／又は復号を最適化する手段と
を含むことを特徴とする。

特定の特徴によれば、第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出することは、位置特定情報を用いて実行される。

したがって、チャネル推定及び／又はＭＩＭＯ復号を改善することができる。

特定の特徴によれば、第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出することは、衛星内に収容される信号源によってブロードキャストされたストリームのヘッダを用いて、又は地上信号源によってブロードキャストされたヘッダにおいて実行される。

特定の特徴によれば、第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出することは、第１のストリームの少なくとも１つのパイロット系列に対応するチャネル及び第２のストリームの少なくとも１つのパイロット系列に対応するチャネルを推定すること、及びチャネル推定値間の相関を解析することによって実行される。

特定の特徴によれば、第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出することは、第１のストリームの少なくとも１つのパイロット系列に対応するチャネル及び／又は第２のストリームの少なくとも１つのパイロット系列に対応するチャネルの周波数選択度を推定することによって実行される。

特定の特徴によれば、周波数選択度を推定することは、チャネルの最大振幅値及び最小振幅値を求めることによって実行される。

特定の特徴によれば、チャネル推定を最適化することは、チャネル推定値上の雑音を低減する平滑化フィルタのカットオフ周波数を下げることによって実行される。

したがって、チャネル推定に影響を及ぼす雑音が低減される。それゆえ、受信機性能が改善される。

特定の特徴によれば、ストリームの復号を最適化することは、１６直交振幅変調復号を実行することによって実行される。

したがって、最適なＭＩＭＯ復号は低い複雑度で実行される。受信機性能が改善され及び／又は受信機の複雑度が低減され、受信機の電力消費が低減される。

更に別の態様によれば、本発明は、プログラマブルデバイスの中に直接ロード可能なコンピュータプログラムであって、このコンピュータプログラムがプログラマブルデバイス上で実行されるときに、本発明による方法のステップを実施するための命令又はコード部分を含む、コンピュータプログラムに関する。

コンピュータプログラムに関する特徴及び利点は、本発明による方法及び装置に関連して上述したものと同じであるので、ここでは繰り返さないことにする。

本発明の特徴は、一例の実施形態の以下の説明を読むことによってより明らかになるであろう。この説明は添付図面に関して作成されたものである。

本発明が実施される、通信ネットワークを表す図である。本発明が実施される、第１の数のアンテナを備える信号源のアーキテクチャを表す図である。本発明が実施される、第２の数のアンテナを備える信号源のアーキテクチャを表す図である。第２の数のアンテナを備える信号源における無線インターフェースの構成要素のブロック図を開示する図である。本発明による、第１の数のアンテナを備える信号源における無線インターフェースの構成要素のブロック図を開示する図である。本発明が実施される受信機のアーキテクチャを表す図である。本発明による、第１の数のアンテナを備える信号源によって実行されるアルゴリズムの一例を開示する図である。本発明による受信機における無線インターフェースの構成要素のブロック図を開示する図である。本発明による受信機によって実行されるアルゴリズムの一例を開示する図である。

図１は、本発明が実施される通信ネットワークを表している。

通信ネットワークは、例えば、少なくとも１つの受信機Ｒｅｃが位置するエリア内において、異なる信号源Ｓｒｃｔ及びＳｒｃｓが信号をブロードキャストする通信ネットワークである。

信号源Ｓｒｃｔは例えば地上局である。信号源Ｓｒｃｔは、第１のストリームを表す信号をブロードキャストすると共に、第１のストリームとは異なる第２のストリームを表す信号をブロードキャストする。

信号源Ｓｒｃｓは限られた数のアンテナを有し、例えば地上局であるか、又は衛星内に収容される。信号源Ｓｒｃｓは、信号源Ｓｒｃｔより少ない数のアンテナを有する。

本発明によれば、信号源Ｓｒｃｓは、第１のストリーム及び第２のストリームを表す信号をブロードキャストする。

それらのストリームは、オーディオ番組及び／又はビデオ番組を含むことができる。

信号源Ｓｒｃｔは複数のアンテナを備え、マルチストリームＭＩＭＯ方式を実施する。

少なくとも２つのアンテナを備える受信機Ｒｅｃは、信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされた信号を受信しないときでも、信号源Ｓｒｃｔによってブロードキャストされた信号が十分に良好な信号対雑音比で受信される限り、２つのストリームを復調することができる。信号源Ｓｒｃｔによってブロードキャストされた信号が十分に良好でない信号対雑音比で受信されるとき、カバレッジエリアを拡張するために信号源Ｓｒｃｓが用いられる。

ここでは、信号源Ｓｒｃｔが２つのアンテナを有し、受信機Ｒｅｃが２つのアンテナを有し、信号源Ｓｒｃｓが１つのアンテナを有する例において、本発明が説明されることに留意されたい。

また、本発明は、信号源Ｓｒｃｔが更に多くのアンテナを有し、ＭＩＭＯ方式を用いて３つ以上のストリームを転送するときにも適用可能である。その場合、信号源Ｓｒｃｓは信号源Ｓｒｃｔより少ないアンテナを有し、信号源Ｓｒｃｔより少ないＯＦＤＭ多重ストリームをＭＩＭＯ方式によって転送する。しかしながら、本発明によれば、これらの多重ストリームは信号源Ｓｒｃｔによって送信される全てのストリームを表す。受信機Ｒｅｃは、少なくとも信号源Ｓｒｃｔと同じ数のアンテナを有する。

簡単にするために、図１には１つの信号源Ｓｒｃｓしか示されていないが、ネットワークは更に多くの数の信号源Ｓｒｃｓを備えることができる。

簡単にするために、図１には１つの信号源Ｓｒｃｔしか示されていないが、ネットワークは更に多くの数の信号源Ｓｒｃｔを備えることができる。

簡単にするために、図１には１つの受信機Ｒｅｃしか示されていないが、更に多くの数の受信機Ｒｅｃに向けて信号をブロードキャストすることができる。

受信機Ｒｅｃは、ビデオ信号のようなデータがブロードキャストされるモバイル端末とすることができるか、又はモバイルフォンのような遠隔通信デバイスと通信するか、若しくはモバイル端末からの信号を受信するサーバ若しくは基地局若しくはホーム基地局と通信するモバイル端末とすることができる。

信号源Ｓｒｃｔは、検討中のＤＶＢ−ＮＧＨブロードキャスティング規格（ディジタルビデオブロードキャスティング−次世代ハンドヘルド）に適合することができるＯＦＤＭシンボルの形で、ストリームＳｔｒ１及びＳｔｒ２を転送する。

信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされる信号は、例えばＤＶＢ−ＮＧＨブロードキャスティング規格に適合するＯＦＤＭシンボルである。

本発明によれば、信号源Ｓｒｃｓは、
− 少なくとも１つの第１のパイロット系列及び第１のデータを抽出するために、第１のストリームを逆多重化し、
− 少なくとも１つの第２のパイロット系列及び第２のデータを抽出するために、第２のストリームを逆多重化し、
− 少なくとも１つの第１のパイロット系列及び第１のデータに対して、第１の係数を乗算し、
− 少なくとも１つの第２のパイロット系列及び第２のデータに対して、第１の係数とは異なる第２の係数を乗算し、
− 第１の乗算されたデータと第２の乗算されたデータとを加算し、
− 少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数分割多重シンボルを形成するために、第１の乗算されたデータと第２の乗算されたデータとの和と、少なくとも１つの第１の乗算されたパイロット系列と、少なくとも１つの第２の乗算されたパイロット系列とを多重化し、
− 少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数分割多重シンボルを転送する。

受信機Ｒｅｃは、
− 第１の数のアンテナを備える信号源によって転送された信号が、第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信された信号より優勢であるか否かを検出し、
− 第１の数のアンテナを備える信号源によって転送された信号が、第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信された信号より優勢である場合に、ストリームのチャネル推定及び／又は復号を最適化する。

図２は、本発明が実施される、第１の数のアンテナを備える信号源のアーキテクチャを表す図である。

信号源Ｓｒｃｓは、例えば、バス２０１によって互いに接続される構成要素と、図７において開示されるようなプログラムによって制御されるプロセッサ２００とに基づくアーキテクチャを有する。

ここで、信号源Ｓｒｃｓは、専用集積回路に基づくアーキテクチャを有することもできることに留意されたい。

バス２０１は、プロセッサ２００を、リードオンリーメモリＲＯＭ２０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ２０３、及び無線インターフェース２０５にリンクする。

メモリ２０３は、図７において開示されるようなアルゴリズムに関連するプログラムの変数及び命令を受信するように意図されたレジスタを含む。

プロセッサ２００は、無線インターフェース２０５の動作を制御する。

リードオンリーメモリ２０２は、信号源Ｓｒｃｓが起動された際にランダムアクセスメモリ２０３に転送される、図７において開示されるようなアルゴリズムに関連するプログラムの命令を含む。

無線インターフェース２０５は、本発明に従って多重化されたストリームを受信機Ｒｅｃに転送する手段を備える。

無線インターフェース２０５は、本発明による信号をブロードキャストするために用いられるアンテナＡｎｔｓに接続される。

無線インターフェース２０５は、図５において開示されるような構成要素を備える。

図３は、本発明が実施される、第２の数のアンテナを備える信号源のアーキテクチャを表す図である。

信号源Ｓｒｃｔは、例えば、バス３０１によって互いに接続される構成要素と、プロセッサ３００とに基づくアーキテクチャを有する。

ここで、信号源Ｓｒｃｔは、専用集積回路に基づくアーキテクチャを有することもできることに留意されたい。

バス３０１は、プロセッサ３００を、リードオンリーメモリＲＯＭ３０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ３０３、及び無線インターフェース３０５にリンクする。

メモリ３０３は、プログラムの変数及び命令を受信するように意図されたレジスタを含む。

プロセッサ３００は、無線インターフェース３０５の動作を制御する。

無線インターフェース２０５は、複数のストリームＳｔｒ１及びＳｔｒ２を、ＭＩＭＯ方式を用いて受信機Ｒｅｃに転送する手段を備える。

無線インターフェース２０５は、ストリームＳｔｒ１及びＳｔｒ２を表す信号をブロードキャストするためにそれぞれ用いられるアンテナＡｎｔｓｔ１及びＡｎｔｓｔ２に接続される。

無線インターフェース２０５は、図４において開示されるような構成要素を備える。

図４は、第２の数のアンテナを備える信号源における無線インターフェースの構成要素のブロック図を開示している。

無線インターフェース３０５は、２つの多重化されたストリームが転送される例において開示される。３つ以上の多重ストリームが転送される必要がある場合、当業者であれば、図３において開示される無線インターフェースアーキテクチャを容易に置き換えるであろう。

無線インターフェース３０５は、ビットインターリービング、符号化、及び変調モジュール４００を備える。

無線インターフェース３０５は、ビットインターリービング、符号化、及び変調モジュール４００の出力に接続される、逆多重化器（デマルチプレクサ）４０１を備える。

逆多重化器４０１は、データを複数のストリームに分割する。

図４の例では、逆多重化器４０１は、データを２つのストリームに分割する。

無線インターフェース３０５は、両方のストリームをＭＩＭＯ方式に従って符号化するＭＩＭＯエンコーダ４０２を備える。

第１の符号化されたストリームは、ＭＩＭＯエンコーダ４０２によってフレームビルダ４０３に与えられる。フレームビルダは、データ、パイロット系列、ヘッダ、及びシグナリング情報を含むフレームを構築する。

無線インターフェース３０５は、ＩＦＦＴモジュール４０４を備える。ＩＦＦＴモジュールは、フレームビルダ４０３によって与えられたフレームの逆高速フーリエ変換を実行する。

無線インターフェース３０５は、ガード間隔挿入モジュール４０５を備える。ガード間隔挿入モジュールは、ＩＦＦＴモジュール４０４によって与えられたＯＦＤＭシンボルの間に、サイクリックプレフィックスのようなガード間隔を挿入する。ガード間隔挿入モジュール４０５の出力は、信号源ＳｒｃｔのアンテナＡｎｔｓｔ１に接続される。

説明を簡単にするために、かつ一般性を失うことなく、「アンテナ」という用語は、フィルタリング、ディジタル／アナログ変換、無線周波数変換（transposition)、増幅の通常の機能を含むものとする。

第２の符号化されたストリームは、ＭＩＭＯエンコーダ４０２によってフレームビルダ４０６に与えられる。フレームビルダは、データ、パイロット系列、ヘッダ、及びシグナリング情報を含むフレームを構築する。

無線インターフェース３０５は、ＩＦＦＴモジュール４０７を備える。ＩＦＦＴモジュールは、フレームビルダ４０６によって与えられたフレームの逆高速フーリエ変換を実行する。

無線インターフェース３０５は、ガード間隔挿入モジュール４０８を備える。ガード間隔挿入モジュールは、ＩＦＦＴモジュール４０７によって与えられたＯＦＤＭシンボルの間に、サイクリックプレフィックスのようなガード間隔を挿入する。ガード間隔挿入モジュール４０８の出力は、信号源ＳｒｃｔのアンテナＡｎｔｓｔ２に接続される。

図５は、本発明による信号源における無線インターフェースの構成要素のブロック図を開示している。

無線インターフェース２０５は、２つの多重化されたストリームが転送される例において開示される。３つ以上の多重ストリームが転送される必要がある場合、当業者であれば、図５において開示される無線インターフェースアーキテクチャを容易に置き換えるであろう。

無線インターフェース２０５は、信号源Ｓｒｃｔ１によってブロードキャストされたストリームＳｔｒ１を逆多重化する逆多重化器ＤＭ１を備える。

ストリームＳｔｒ１は、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ１と、データＤａ１と、ヘッダ、シグナリング、及び同期シンボルＨＳＳ１とから構成される。

無線インターフェース２０５は、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ１に対して係数ａ１を乗算する乗算器Ｍｕ３を備える。

例えば、係数ａ１は１に等しい。係数ａ１は複素数をとることもできることに留意されたい。

無線インターフェース２０５は、データＤａ１に対して係数ａ１を乗算する乗算器Ｍｕ１を備える。

無線インターフェース２０５は、信号源Ｓｒｃｔ２によってブロードキャストされたストリームＳｔｒ２を逆多重化する逆多重化器ＤＭ２を備える。

ストリームＳｔｒ２は、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ２と、データＤａ２と、ヘッダ、シグナリング、及び同期シンボルＨＳＳ２とから構成される。ＨＳＳ２は、ヘッダ、シグナリング、及び同期シンボルＨＳＳ１と同一であってもよい。

無線インターフェース２０５は、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ２に対して係数ａ２を乗算する乗算器Ｍｕ４を備える。

例えば、係数ａ２は２に等しい。係数ａ２は複素数値をとることもできることに留意されたい。

無線インターフェース２０５は、データＤａ２に対して係数ａ２を乗算する乗算器Ｍｕ２を備える。

無線インターフェース２０５は、データストリームａ１Ｄａ１＋ａ２Ｄａ２を形成するために、乗算されたデータＤａ１とＤａ２を加算する加算器Ａｄｄを備える。

乗算されたパイロット系列Ｐ１及びＰ２と、和ａ１Ｄａ１＋ａ２Ｄａ２と、ヘッダ、シグナリング、及び同期シンボルＨＳＳ１及びＨＳＳ２とは、信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされることになるストリームを形成するために、多重化器（マルチプレクサ）Ｍｕｘに送り込まれる。

多重化器Ｍｕｘは、少なくとも１つの乗算されたパイロット系列Ｐ１を時間／周波数リソース上にマッピングすると共に、少なくとも１つの乗算されたパイロット系列Ｐ２を、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ１がマッピングされる時間／周波数リソースとは異なることができる時間／周波数リソース上にマッピングする。

信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされることになるストリームは、ＯＦＤＭ無線信号の形でストリームをブロードキャストするために、当該ストリームを処理する送信モジュールＴｒａｎｓに転送される。

図６は、本発明が実施される受信機のアーキテクチャを表す図である。

受信機Ｒｅｃは、例えば、バス６０１によって互いに接続される構成要素と、図９において開示されるようなプログラムによって制御されるプロセッサ６００とに基づくアーキテクチャを有する。

ここで、受信機Ｒｅｃは、専用集積回路に基づくアーキテクチャを有することもできることに留意されたい。

バス６０１は、プロセッサ６００を、リードオンリーメモリＲＯＭ６０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ６０３、及び無線インターフェース６０５にリンクする。

メモリ６０３は、図９において開示されるようなアルゴリズムに関連するプログラムの変数及び命令を受信するように意図されたレジスタを含む。

プロセッサ６００は、無線インターフェース６０５の動作を制御する。

リードオンリーメモリ６０２は、受信機Ｒｅｃが起動される際にランダムアクセスメモリ６０３に転送される、図９において開示されるようなアルゴリズムに関連するプログラムの命令を含む。

無線インターフェース６０５は、信号源Ｓｒｃｔ及び／又はＳｒｃｓによってブロードキャストされた無線信号を受信する手段を備える。

無線インターフェース６０５は、ブロードキャストされた信号を受信するために用いられる少なくとも２つのアンテナＡｎｔｒ１及びＡｎｔｒ２に接続される。

図７は、本発明による、第１の数のアンテナを備える信号源によって実行されるアルゴリズムの一例を開示している。

より厳密には、本アルゴリズムは、信号源Ｓｒｃｓのプロセッサ２００によって実行される。

ステップＳ７００において、プロセッサ２００は、信号源ＳｒｃｔによってブロードキャストされたストリームＳｔｒ１及びＳｔｒ２を逆多重化する。ストリームＳｔｒ１及びＳｔｒ２は、従来の専用送信チャネル上で信号源Ｓｒｃｓによって受信される。

ストリームＳｔｒ１は、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ１と、データＤａ１とから構成され、ヘッダ、シグナリング、及び同期シンボルＨＳＳ１を含むことができる。

ストリームＳｔｒ２は、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ２と、データＤａ２とから構成され、ヘッダ、シグナリング、及び同期シンボルＨＳＳ２を含むことができる。

シグナリング及び同期シンボルＨＳＳ１及びＨＳＳ２は、同一であることが好ましい。

次のステップＳ７０１において、プロセッサ２００は、パイロット系列Ｐ１及びＰ２と、データＤａ１、Ｄａ２と、ヘッダ、シグナリング、及び同期シンボルＨＳＳ１及びＨＳＳ２とを抽出する。

次のステップＳ７０２において、プロセッサ２００は、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ１に対して係数ａ１を乗算する。

次のステップＳ７０３において、プロセッサ２００は、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ２に対して係数ａ２を乗算する。

例えば、係数ａ２は２に等しい。係数ａ２は複素数をとることもできることに留意されたい。

ここで、係数ａ１及び／又はａ２は、シグナリングにおいて受信機Ｒｅｃに転送することもできることに留意されたい。

次のステップＳ７０４において、プロセッサ２００は、データＤａ１に対して係数ａ１を乗算する。

次のステップＳ７０５において、プロセッサ２００は、データＤａ２に対して係数ａ２を乗算する。

次のステップＳ７０６において、プロセッサ２００は、データストリームａ１Ｄａ１＋ａ２Ｄａ２を形成するために、乗算されたデータＤａ１とＤａ２を加算する。

次のステップＳ７０７において、プロセッサ２００は、信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされることになるストリームを形成する。乗算されたパイロット系列ａ１Ｐ１及びａ２Ｐ２と、和ａ１Ｄａ１＋ａ２Ｄａ２と、ヘッダ、シグナリング、及び同期シンボルＨＳＳ１及びＨＳＳ２とが、時間／周波数リソース上にマッピングされる。

少なくとも１つの乗算されたパイロット系列ａ１Ｐ１が時間／周波数リソース上にマッピングされ、少なくとも１つの乗算されたパイロット系列ａ２Ｐ２が、少なくとも１つのパイロット系列ａ１Ｐ１がマッピングされる時間／周波数リソースとは異なることができる時間／周波数リソース上にマッピングされる。

ステップＳ７０８において、信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされることになるストリームは、無線信号の形でストリームをブロードキャストするために、当該ストリームを処理する送信モジュールに転送される。

図８は、本発明による、受信機における無線インターフェースの構成要素のブロック図を開示している。

無線インターフェース６０５は、２つの多重化されたストリームが転送される例において開示される。当業者であれば、図８において開示される無線インターフェースアーキテクチャを、３つ以上の多重ストリームが転送される必要がある事例に容易に置き換えるであろう。

無線インターフェース６０５は、Ａｎｔｒ１から受信された信号からガード間隔を除去するガード間隔除去モジュール８００を備える。

無線インターフェース６０５は、ガード間隔除去モジュール８００の出力にリンクされるＦＦＴ（高速フーリエ変換）モジュール８０３を備える。

無線インターフェース６０５は、ガード間隔除去モジュール８００の出力及びＦＦＴモジュール８０３の出力に接続される同期モジュール８０１を備える。

同期モジュール８０１は、ＦＦＴモジュール８０３に同期を提供する。

ＦＦＴモジュール８０３の出力は、フレーム逆多重化モジュール８０５及び同期モジュール８０１に接続される。

チャネル推定モジュール８０２は、本発明に従って、フレーム逆多重化モジュール８０５によって与えられたパイロットシンボルを用いて、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号に関する優勢検出モジュール８２０によって与えられる情報から、チャネルを推定する。チャネル推定は、ＭＩＭＯデコーダモジュール８１０に与えられる。

フレーム逆多重化モジュール８０５は、少なくとも１つのパイロット系列ａ１Ｐ１及び少なくとも１つのパイロット系列ａ２Ｐ２を抽出し、それらのパイロット系列をチャネル推定モジュール８０２に与える。

フレーム逆多重化モジュール８０５は、データを抽出し、それらのデータをＭＩＭＯデコーダモジュール８１０に与える。

無線インターフェース６０５は、Ａｎｔｒ２から受信された信号からガード間隔を除去するガード間隔除去モジュール８０５を備える。

無線インターフェース８０５は、ガード間隔除去モジュール８０５の出力にリンクされるＦＦＴモジュール８０６を備える。

無線インターフェース６０５は、ガード間隔除去モジュール８０５の出力及びＦＦＴモジュール８０６の出力に接続される同期モジュール８０８を備える。

同期モジュール８０８は、ＦＦＴモジュール８０６に同期を提供する。

ＦＦＴモジュール８０６の出力は、フレーム逆多重化モジュール８０７及び同期モジュール８０８に接続される。

チャネル推定モジュール８０９は、本発明に従って、フレーム逆多重化モジュール８０７によって与えられたパイロットシンボルを用いて、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号に関する優勢検出モジュール８２０によって与えられる情報から、チャネルを推定する。チャネル推定は、ＭＩＭＯデコーダモジュール８１０に与えられる。

フレーム逆多重化モジュール８０７は、少なくとも１つのパイロット系列ａ１Ｐ１及び少なくとも１つのパイロット系列ａ２Ｐ２を抽出し、それらのパイロット系列をチャネル推定モジュール８０９に与える。

フレーム逆多重化モジュール８０７は、データを抽出し、それらのデータをＭＩＭＯデコーダモジュール８１０に与える。

図８は、ＭＩＭＯ受信機の一例を示しており、２つの受信機アンテナＡｎｔｒ１及びＡｎｔｒ２を備えている。

受信機Ｒｅｃは、更に多くの数の受信アンテナＡｎｔｒを有することもできる。

アンテナにおいて受信された各信号は、最初にＳＩＳＯ（単入力単出力）信号として取り扱われる。ここで、更に最適化するために、種々の受信アンテナのための同期機能及びチャネル推定機能を組み合わせることができることに留意されたい。その後、ＭＩＭＯデコーダが実行される。ＭＩＭＯデコーダは、最適なＭＬ（最大尤度）デコーダ、球面デコーダ、ＭＬに等価又は僅かに準最適若しくは準最適なＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差）デコーダからなることができる。その後、ＭＩＭＯデコーダの出力は、図４の逆多重化器４０１とは逆の方法で多重化される。その後、その信号は、デインターリーブされ、チャネル復号される。

信号源Ｓｒｃｓから受信された信号の優勢検出モジュール８２０は、幾つかの可能な方法によって、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号が優勢であるか否かを検出する。

モジュール８２０は、位置特定情報（例えばＧＰＳ）と、信号源Ｓｒｃｔ及びＳｒｃｓによって送信されたサービス情報とを用いて、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号が優勢であるか否かを検出する。

モジュール８２０は、各アンテナＡｎｔｒ１及びＡｎｔｒ２から受信された信号、又は１つのアンテナＡｎｔｒ１若しくはＡｎｔｒ２から受信された信号を用いると共に、信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされたヘッダ内又はシグナリング内の特定の信号系列を用いて、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号が優勢であるか否かを検出する。例えば、特定の系列が信号源Ｓｒｃｓによって送信され、別の特定の系列が信号源Ｓｒｃｔによって送信される。受信機Ｒｅｃは、例えば送出された特定の系列との相関を実行することによって、受信された対応するシンボルを評価する。

モジュール８２０は、各アンテナＡｎｔｒ１及びＡｎｔｒ２から受信された信号、又は１つのアンテナＡｎｔｒ１若しくはＡｎｔｒ２から受信された信号を用いて、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ１に対応するチャネルｈ１及び少なくとも１つのパイロット系列Ｐ２に対応するチャネルｈ２を推定することによって、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号が優勢であるか否かを検出する。信号源Ｓｒｃｓが優勢であるときには、ｈ１とｈ２の相関が高い。信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされた信号のみが受信されるときには、ｈ１とｈ２は等しい。

ここで、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ１に対応するチャネルｈ１は、アンテナＡｎｔｒ１と信号源ＳｒｃｓのアンテナＡｎｔｓとの間の等価チャネル、及びアンテナＡｎｔｒ１とＡｎｔｒ２との間の等価チャネルであることに留意されたい。少なくとも１つのパイロット系列Ｐ２に対応するチャネルｈ２は、アンテナＡｎｔｒ２と信号源ＳｒｃｓのアンテナＡｎｔｓとの間の等価チャネル、及びアンテナＡｎｔｒ１とＡｎｔｒ２との間の等価チャネルである。受信機Ｒｅｃは、ｈ１とｈ２の間の相関を解析して閾値と比較することによって、信号源Ｓｒｃｓ信号の優勢について判断することができる。

モジュール８２０は、各アンテナＡｎｔｒ１及びＡｎｔｒ２から受信された信号、又は１つのアンテナＡｎｔｒ１若しくはＡｎｔｒ２から受信された信号を用いて、ｈ１及びｈ２の周波数選択度を評価することによって、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号が優勢であるか否かを検出する。一般的に、信号源Ｓｒｃｔによって転送された信号が受信される場合には、ｈ１及び／又はｈ２は周波数が変化する。信号源Ｓｒｃｓによって転送された信号が極めて優勢である場合には、それは当てはまらない。

例えば、ｈ１信号又はｈ２信号の選択度を解析するために、最大振幅値及び最小振幅値が取り込まれ、その差が閾値と比較される。この差を閾値と比較する前に平均振幅値で割ってもよい。差を用いる代わりに比を用いてもよい。

例えば、ｈ１又はｈ２の振幅の二乗の標準偏差が計算される。二乗ノルムが求められ、閾値と比較する前に正規化される。

例えば、選択度の正規化、換言すると解析は、ｈ１又はｈ２の尖度を計算することによって実行される。

確率理論及び統計において、尖度（膨らみを意味するギリシャ語κυρτοζ、ｋｙｒｔｏｓ又はｋｕｒｔｏｓに由来する）は、実数値確率変数の確率分布の「とがり」の任意の指標である。歪度の概念と同じように、尖度は確率分布の形状の記述子であり、歪度の場合と同様に、理論的な分布に対して尖度を定量化する種々の方法があり、母集団のサンプルから尖度を推定する対応する方法がある。

尖度の１つの一般的な指標は、データ又は母集団の４次モーメントのスケーリングされたバージョンに基づくが、この指標は実際には重いすそ部分を評価し、とがりを評価しないと議論されてきた。

信号の尖度は

である。ただし、κ_４は４次のキュムラントであり、κ_２は２次のキュムラントであり、μ_４は４次のモーメントであり、σは標準偏差である。

信号源Ｓｒｃｓから受信された信号の優勢検出モジュール８２０は、情報をチャネル推定モジュール８０２、８０９及びＭＩＭＯデコーダ８１０に転送する。

信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされた信号が優勢である場合には、チャネル推定方式を最適化することができる。

例えば、周波数選択度が低いことにより、チャネル推定時の雑音を低減する平滑化フィルタは、より低いカットオフ周波数を用いることができ、それゆえ、推定雑音を更に効率的に低減する。

例えば、チャネルｈ_１とｈ_２の間の相関が高いことにより、ｈ_１及びｈ_２の平滑化フィルタは、この相関を用いてその効率を改善することができる。
ｈ_１に関する平滑化された推定値、すなわち

及び、ｈ_２に関する平滑化された推定値、すなわち

は、ｈ_１及びｈ_２の両方に関して概算の推定値、すなわち

及び

を用いることになる。ここで、信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされた信号が極めて優勢である場合には、ｈ_１及びｈ_２の平滑化された推定値は等しく設定されることに留意されたい。

信号源Ｓｒｃｓから受信された信号の優勢検出モジュール８２０は、情報をＭＩＭＯデコーダ８１０に転送する。

ＭＩＭＯ復号モジュール８１０は、ｈ_１及びｈ_２に関する推定値が等しいときには、最適でありながら非常に簡単にすることができる。例えば、ａ１係数及びａ２係数が１及び２に等しく、信号源ＳｒｃｔにおいてアンテナＡｎｔｓｔ１及びＡｎｔｓｔ２についてＱＰＳＫ（４相位相変調）変調が用いられる場合には、信号源Ｓｒｃｓによって１６ＱＡＭ（直交振幅変調）が用いられ、ＭＩＭＯ復号は従来の１６ＱＡＭデマッパである。

図９は、本発明による、受信機によって実行されるアルゴリズムの一例を開示している。

より厳密には、本アルゴリズムは、受信機Ｒｅｃのプロセッサ６００によって実行される。

ステップＳ９００において、プロセッサ９００は、幾つかの可能な方法によって、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号が、第２の数のアンテナを備える信号源Ｓｒｃｔから受信された信号よりも優勢であるか否かを検出する。

プロセッサ６００は、位置特定情報と、信号源Ｓｒｃｔ１、Ｓｒｃｔ２、及びＳｒｃｓによって送信されたサービス情報とを用いて、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号が優勢であるか否かを検出する。

プロセッサ６００は、各アンテナＡｎｔｒ１及びＡｎｔｒ２から受信された信号、又は１つのアンテナＡｎｔｒ１若しくはＡｎｔｒ２から受信された信号を用いると共に、信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされたヘッダ内又はシグナリング内の特定の信号系列を用いて、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号が優勢であるか否かを検出する。例えば、特定の系列が信号源Ｓｒｃｓによって送信され、別の特定の系列が信号源Ｓｒｃｔによって送信される。プロセッサ６００は、例えば相関を実行することによって、受信された対応するシンボルを評価する。

プロセッサ６００は、各アンテナＡｎｔｒ１及びＡｎｔｒ２から受信された信号、又は１つのアンテナＡｎｔｒ１若しくはＡｎｔｒ２から受信された信号を用いて、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ１に対応するチャネルｈ１及び少なくとも１つのパイロット系列Ｐ２に対応するチャネルｈ２を推定することによって、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号が優勢であるか否かを検出する。信号源Ｓｒｃｓが優勢であるとき、ｈ１とｈ２は相関が高い。（信号源Ｓｒｃｓによってブロードキャストされた信号のみが受信されるとき、ｈ１とｈ２は等しい）。プロセッサ６００は、ｈ１とｈ２の間の相関を解析して閾値と比較することによって、信号源Ｓｒｃｓ信号の優勢について判断することができる。

ここで、少なくとも１つのパイロット系列Ｐ１に対応するチャネルｈ１は、アンテナＡｎｔｒ１と信号源ＳｒｃｓのアンテナＡｎｔｓとの間の等価チャネル、及びアンテナＡｎｔｒ１とＡｎｔｒ２との間の等価チャネルであることに留意されたい。少なくとも１つのパイロット系列Ｐ２に対応するチャネルｈ２は、アンテナＡｎｔｒ２と信号源ＳｒｃｓのアンテナＡｎｔｓとの間の等価チャネル、及びアンテナＡｎｔｒ１とＡｎｔｒ２との間の等価チャネルである。

プロセッサ６００は、各アンテナＡｎｔｒ１及びＡｎｔｒ２から受信された信号、又は１つのアンテナＡｎｔｒ１若しくはＡｎｔｒ２から受信された信号を用いて、ｈ１及びｈ２の周波数選択度を評価することによって、信号源Ｓｒｃｓから受信された信号が優勢であるか否かを検出する。一般的に、信号源Ｓｒｃｔによって転送された信号が受信される場合には、ｈ１及び／又はｈ２は周波数が変化し、信号源Ｓｒｃｓによって転送された信号が極めて優勢である場合には、それは当てはまらない。

例えば、ｈ１信号又はｈ２信号の選択度を解析するために、最大振幅値及び最小振幅値が取り込まれ、その差が閾値と比較される。この差を閾値値と比較する前に平均振幅値で割ってもよい。差を用いる代わりに比を用いてもよい。

例えば、選択度の正規化、換言すると解析は、既に開示したようにｈ１又はｈ２の尖度を計算することによって実行される。

次のステップＳ９０１において、プロセッサ６００はチャネル推定を実行する。

例えば、チャネルｈ_１とｈ_２の間の相関が高いことにより、ｈ_１及びｈ_２の平滑化フィルタは、この相関を用いて効率を改善することができる。
ｈ_１に関する平滑化された推定値、すなわち

及び、ｈ_２に関する平滑化された推定値、すなわち

及び

次のステップＳ９０２において、プロセッサ６００はＭＩＭＯ復号を実行する。

ＭＩＭＯ復号は、ｈ_１及びｈ_２に関する推定値が等しいとき、最適でありながら非常に簡単にすることができる。例えば、ａ１係数及びａ２係数が１及び２に等しく、信号源ＳｒｃｔにおいてアンテナＡｎｔｓｔ１及びＡｎｔｓｔ２についてＱＰＳＫ変調が用いられる場合には、信号源Ｓｒｃｓによって１６ＱＡＭが用いられ、ＭＩＭＯ復号は従来の１６ＱＡＭデマッパである。

ここで、ステップＳ９０１及びＳ９０２は、双方が実行されるに際して開示されることに留意されたい。本発明は、ステップＳ９００及びＳ９０１だけ、又はステップＳ９００及びＳ９０２だけが実行されるときにも適用可能である。

当然のことながら、本発明の範囲から逸脱することなく、上述した本発明の実施形態に対して多くの変更を行うことができる。

Claims

少なくとも２つの信号源からの少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数多重シンボルを受信機によって受信する方法であって、１つの信号源は第１の数のアンテナを備え、１つの信号源は前記第１の数のアンテナよりも多い第２の数のアンテナを備え、前記受信機は複数のアンテナを備え、該方法は、前記受信機によって実行されるステップであって、
− 前記第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、前記第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出するステップと、
− 前記第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、前記第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢である場合に、前記ストリームのチャネル推定及び／又は復号を最適化するステップと
を含み、
前記第１の数のアンテナを備える信号源は衛星に収容され、前記第１のストリーム及び前記第２のストリームは前記第１の数のアンテナを備える信号源と同一のチャネルリソース上で少なくとも１つの地上信号源によって転送され、該地上信号源は前記第１の数のアンテナよりも多い第２の数のアンテナを備えることを特徴とする、少なくとも２つの信号源からの少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数多重シンボルを受信機によって受信する方法。
前記第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、前記第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出することは、位置特定情報を用いて実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、前記第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出することは、前記衛星内に収容される信号源によってブロードキャストされたストリームのヘッダを用いて、又は前記地上信号源によってブロードキャストされたヘッダにおいて実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、前記第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出することは、前記第１のストリームの少なくとも１つのパイロット系列に対応するチャネル及び前記第２のストリームの少なくとも１つのパイロット系列に対応するチャネルを推定すること、及びチャネル推定値間の相関を解析することによって実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、前記第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出することは、前記第１のストリームの少なくとも１つのパイロット系列に対応するチャネル及び／又は前記第２のストリームの少なくとも１つのパイロット系列に対応するチャネルの周波数選択度を推定することによって実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記周波数選択度を推定することは、前記チャネルの最大振幅値及び最小振幅値を求めることによって実行されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
前記チャネル推定を最適化することは、前記チャネル推定値上の雑音を低減する平滑化フィルタのカットオフ周波数を下げることによって実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記ストリームの復号を最適化することは、１６直交振幅変調復号を実行することによって実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
少なくとも２つの信号源からの少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数多重シンボルを受信機によって受信するデバイスであって、１つの信号源は第１の数のアンテナを備え、１つの信号源は前記第１の数のアンテナよりも多い第２の数のアンテナを備え、前記受信機は複数のアンテナを備え、該デバイスは、前記受信機に収容され、
− 前記第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、前記第２の数のアンテナを備える信号源から前記受信機によって受信される信号よりも優勢であるか否かを検出する手段と、
− 前記第１の数のアンテナを備える信号源によって転送される信号が、前記第２の数のアンテナを備える信号源から受信機によって受信される信号よりも優勢である場合に、前記ストリームのチャネル推定及び／又は復号を最適化する手段と
を備え、
前記第１の数のアンテナを備える信号源は衛星に収容され、前記第１のストリーム及び前記第２のストリームは前記第１の数のアンテナを備える信号源と同一のチャネルリソース上で少なくとも１つの地上信号源によって転送され、該地上信号源は前記第１の数のアンテナよりも多い第２の数のアンテナを備えることを特徴とする、少なくとも２つの信号源からの少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを表す直交周波数多重シンボルを受信機によって受信するデバイス。
プログラマブルデバイスの中に直接ロード可能なコンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムがプログラマブルデバイス上で実行されるときに、請求項１〜８に記載の方法のステップを実施するための命令又はコード部分を含む、コンピュータプログラム。