單頻網絡發射系統中的可變時間偏移的製作方法

2023-05-30 15:15:31 3

本發明涉及被稱為單頻網絡(sfn)的「等頻」網絡中的發射機、發射系統、發射方法和移位(displace)單元。

根據權利要求1的前序部分的發射系統從de19644430已知。

背景技術：

單頻網絡(sfn)由多個發射機組成，這些發射機在空間上分布在相連區域上並且使用相同的發射頻率彼此同步地廣播同樣的信息。已知在sfn中，發射區域被提供相同的信息信號，並因此對許多用戶或接收機可用。在發射機的廣播區域中廣播的信息信號有益地相加起來，使得確保不中斷的接收。然而，在一些情況下，例如因為由發射機廣播的信息信號在建築物上的反射，在廣播區域或發射區域中可能發生破壞性的幹擾。

還已知的是，為了實現sfn，執行費勁和成本密集的計算來建立發射站的位置。在這方面再次不利的是，用於發射站的位置確定總是代表靜止的空間基本狀態，這在發射站的安裝之後不能再改變。因此，不能再抵抗差的接收。

技術實現要素：

本發明的目的在於提出發射系統、發射方法、發射機和移位單元以便改進接收。

本發明的目的通過獨立權利要求中規定的特徵來實現。

本發明的另外的有利實施例可以從具有相關聯特徵的從屬權利要求獲得。

權利要求是本說明書的組成部分。

本發明根據第一方面提出了提供一種在包括向至少一個接收機發射信息信號的多個發射機的單頻網絡(sfn)中發射該信息信號的發射系統，所述發射系統的特徵在於，所述發射系統的至少一個發射機適於以時間偏移發射信息信號，其中所述時間偏移隨時間變化。

因此，所述時間偏移經受連續的變化或改變，使得在由所述發射系統的發射機中的至少一個發射機發射信息信號期間的絕對時間偏移隨時間改變。不言而喻，術語「時間偏移」是與信息信號的另一個發射時間或計劃發射時間相比較而定義的。因此，當基於信息信號的第一實際或計劃發射時間以時間偏移(即，早於或晚於第一發射時間)發射信息信號時，時間偏移出現。此外，所述時間偏移要被理解為在時間軸上發射時間的正的或負的移位。時間偏移隨時間的變化意味著提供時間偏移隨時間的連續改變。在這方面，時間偏移基於某些時間間隔依賴於提供的時鐘或提供的採樣率而改變並採用不同的值，由此不排除具有相同值的時間偏移的間歇性重複。

本發明的目標在於提供以時間偏移接收信息信號。本發明提出實現連續變化的時間偏移，使得如果因為在給定的接收地點中的反射或破壞性幹擾而引起信號抵消(cancelation)，則信號抵消將由於連續變化的時間偏移而被消除或最小化。重要的是強調，根據本發明的隨時間變化的時間偏移的實現不旨在增加接收機側的接收點處的接收信息信號的同步性，而是相反在於提供接收點處的時間偏移，由此時間偏移隨時間變化。本發明提出，在發射系統中，至少一個發射機適於以隨時間變化的時間偏移發射信息信號，從而由所述至少一個發射機發射的所述信息信號被至少一個接收機以時間偏移接收，以便提高接收質量以及特別是使信號抵消最小化。

本發明的目的特別是在於改進單頻網絡sfn的發射區域中的接收。另外，儘管存在發射站的發射機側固定的本地安裝，但是根據本發明使得信息信號的接收的後續改進成為可能。

信息信號包括有用信號(其可以是例如音頻信息、視頻信息或語音)和信號分量(其用於信息信號中的構建、編碼或識別，並且有助於發射和接收機側處理)兩者。

幹擾信息信號源自不同的發射機，或者信息信號的幹擾由於反射而發生，使得信息信號在接收位置處幹擾反射的信息信號。前述問題通過本發明以有利的方式解決。另外，根據本發明，反射引起的幹擾(其可以通常歸因於特定接收位置處的不利地形條件)被最小化或防止。在破壞性幹擾的情況下，發出的信息信號彼此幹擾，使得信息信號被部分地或全部地抵消，從而接收機完全不接收或僅部分地接收信息信號，由此依賴於抵消率或信號接收百分比，部分接收的信息信號可以被證明是不可用的，因為信息信號不能被接收機重構，從而存在差的接收。前述問題也通過本發明以有利的方式解決或者至少部分地糾正。

根據本發明的另一有利方面，時間偏移根據周期函數或隨機圖樣(pattern)隨時間變化。在這方面，周期函數特別用於生成時間偏移。另外，用於生成時間偏移的隨機圖樣的利用也被有利地使用。合適的隨機生成器生成隨機圖樣。

根據本發明的另一有利方面，所述發射系統的特徵在於，所述發射機設置有生成控制信號的控制單元和依賴於所述控制信號使信息信號在時間上移位的移位單元，其中所述移位單元適於根據隨時間變化並且依賴於所述控制信號的時間偏移來使信息信號移位。所述發射機裝配有控制單元或控制信號生成單元，使得依賴於將隨時間變化的時間偏移，所述控制單元生成控制信號以使得發射機以適當的時間偏移發射信息信號。

根據本發明的另一有利方面，所述發射系統包括以隨時間變化的時間偏移發射信息信號的至少兩個發射機，其中變化的時間偏移中的至少兩個是不同的。在這種情況下，有利地提出使用隨時間變化的至少兩個不同的時間偏移。因此，在信息信號的發射中使用隨時間變化的多個時間偏移，使得每個信息信號由所述發射系統的一個發射機以隨時間變化的不同的時間偏移發射。

本發明的另一有利方面是所述發射系統適於根據正交頻分復用方法ofdm工作。

另外，本發明有利地提供了一種在單頻網絡(sfn)中發射信息信號的發射機，其具有輸出和接收信息信號的輸入，其中所述發射機的特徵在於，它適於以時間偏移發射所述信息信號，其中所述時間偏移隨時間變化。另外，本發明有利地提出所述時間偏移根據周期函數或隨機圖樣隨時間變化。

根據本發明的另一有利方面，本發明提供一種用於信息信號的時間移位的移位單元。根據本發明的移位單元的特徵在於，它設置有控制信號生成單元和可控制的延遲單元，其中所述控制信號生成單元適於依賴於信息信號的符號時鐘生成控制信號，並且所述延遲單元適於根據隨時間變化的時間偏移、依賴於所述控制信號與符號時鐘同步地延遲信息信號。所述移位單元包括延遲單元，其中術語「延遲單元」被認為意指用於信息信號在時間上在正方向或負方向上的移位的單元，使得暗含相對於另一信息信號的信息信號的延遲和信息信號的在先或提前發射兩者。優選地，本發明的移位單元適於考慮信息信號的符號時鐘來延遲所述信息信號。所述信息信號的同步延遲或移位被認為特別意味著時間偏移的變化考慮符號長度或符號時鐘的持續時間和/或符號長度的結束時間。優選地，時間偏移的改變根據在符號的開始處或結束處隨時間變化的時間偏移路線(course)發生，使得由於符號時鐘中的信息信號的時鐘延遲而出現同步。用於延遲的時鐘可以根據建立的任意數量的符號而發生。另外，根據本發明，也可以使用用於延遲信息信號的可變時鐘。

另外，本發明的移位單元優選地適於得到信息信號的符號時鐘，或者它使用已經提供並且對應於信息信號的符號時鐘的信息。

根據本發明的另一有利方面，所述移位單元適於作為一個模塊集中地集成，或者局部地分布到發射系統中。以這種方式，有利地，使得已經可用的用於以時間相關偏移發射信息信號的發射機的後續裝配成為可能。所述移位單元特別適於在中心位置處集成到發射系統或發射機中或作為單獨的元件。

根據本發明的另一有利方面，所述移位單元至少部分地基於軟體實現。

根據另一有利方面，本發明提出了一種在單頻網絡(sfn)中發射信息信號的方法。根據該方法的發射系統包括向至少一個接收機發射該信息信號的多個發射機，其中所述方法的特徵在於，所述發射系統的至少一個發射機以時間偏移發射信息信號，其中，所述時間偏移隨時間變化。另外，本發明有利地提出本發明的方法的時間偏移根據周期函數或隨機圖樣隨時間變化。

優選地，時間偏移趨勢的最小值和最大值之間的值範圍是保護間隔或循環前綴的特定百分比。

優選地，所述值範圍特別是保護間隔或循環前綴的10％。

另外，優選地，所述值範圍特別是0.2至0.9微秒，其中根據lte(長期演進)在存在正常循環前綴的情況下的保護間隔或循環前綴特別是4.7微秒。

另外，優選地，所述值範圍特別是0.8至3微秒，其中根據lte(長期演進)在存在擴展循環前綴的情況下的保護間隔或循環前綴特別是16.7微秒。

另外，優選地，所述值範圍特別是10至50微秒，其中根據t-dab(地面數字音頻廣播)在存在模式iii的情況下的保護間隔或循環前綴特別是246微秒。

另外，優選地，所述值範圍特別是10至50微秒，其中根據dvb-t(數字視頻廣播-地面)在存在8mhz、8k-ifft以及保護間隔1/4的變體的情況下的保護間隔或循環前綴特別是224微秒。

另外，優選地，所述值範圍特別是10至50微秒，其中根據dvb-t2(數字視頻廣播-t2)在存在8mhz、8k-ifft以及保護間隔1/4的變體的情況下的保護間隔或循環前綴特別是224微秒。

另外，優選地，所述值範圍特別是10至50微秒，其中根據drm(數字無線電廣播)在存在模式e(也稱為drm+)的情況下的保護間隔或循環前綴特別是250微秒。

應當提到，de19644430公開了在不同時間在不同方向上發射單頻網絡的信息信號。然而，根據de19644430，在不同時間的信息信號的發出在時間上是固定(恆定)的。

還應當提到，us5,077,759公開了一種無線電系統，其中多個發射機由中心站控制，使得它們在不同時間發出無線電信號。這裡，不同時間在時間上也是固定(恆定)的。

附圖說明

從下面對本發明的實施例示例(和變體)的詳細描述並參考通過僅例示性的和非限制性的示例的方式給出的附圖，本發明的另外的目的和優點將變得完全清楚，其中：

圖1示出了根據現有技術的單頻率網絡中具有相關聯的發射區域和重疊區域的兩個發射站，以闡明破壞性幹擾問題。

圖2沿時間軸示出了第一發射機的信息信號的發出和第二發射機的具有信息信號的延遲或正的時間移位的信息信號的發出。

圖3沿時間軸示出了第一發射機的信息信號的發出和第二發射機的具有負的時間偏移的信息信號的發出。

圖4沿時間軸示出了第一發射機的信息信號的發出和第二發射機的具有延遲或正的時間偏移和負的時間偏移的信息信號的發出。

圖5示出了具有用於信息信號的時間相關移位的移位單元的發射機的框圖。

圖6示出了根據本發明的隨時間的不同偏移趨勢相對信息信號的時間相關移位的一些示例性實施例。

圖7示出了根據本發明的根據示例性隨機圖樣的偏移趨勢相對信息信號的時間相關移位的示例性實施例。

在附圖中相同的數字和字母指明相同或功能等同的部分。

具體實施方式

圖1示出了具有發射區域2.1的發射機1.1和具有發射區域2.2的另一發射機1.2。發射機1.1和1.2使用相同的頻率發射信息信號並從而形成單頻網絡(sfn)。發射機1.1和1.2以相關聯的發射區域2.1和2.2部分重疊並因此形成重疊區域2.3的方式布置。幹擾發生在重疊區域2.3中。重疊區域2.3中的幹擾本質上通常是有益的，因為存在sfn的事實。然而，它們也可以是破壞性的。如果在重疊區域2.3中存在破壞性幹擾，則信息信號被部分或全部抵消，因此將由接收機接收的信息信號不可用。在此還應當提到，如果信息信號破壞性地幹擾反射的信息信號和至少部分地被抵消並由此將被接收的信息信號不可用，則破壞性幹擾也可以發生在發射區域2.1和2.2的其它區域中。

圖2沿水平時間軸t示出了在由兩個發射機發射信息信號期間的時間序列。垂直軸s表徵利用第一發射機和利用第二發射機的發射。由第一發射機發送的信息信號由實垂直線表徵，並且由第二發射機發送的信息信號由虛垂直線表徵。虛垂直線表徵以時間偏移發送的信息信號。圖2中的時間偏移對於信息信號的所有部分是正的。這意味著，由第二發射機移位的具有虛垂直線的信息信號在由第一發射機發送的信息信號的對應部分之後發送。通過與時間軸t平行的對應箭頭來表徵信息信號的時間上為正的時間移位或移位的存在。各種箭頭的不同長度使得不同的偏移量清楚。圖2中的時間偏移量遵循周期性趨勢，使得在四步之後重複具有相同量的時間偏移。通過相應的箭頭長度或通過計數時間軸t上由第一發射機發送的信息信號與由第二發射機發送的信息信號之間的點來使得前述的周期性趨勢清楚。

如圖2那樣，圖3沿水平時間軸t示出了由兩個發射機發出信息信號的時間序列。在此參考圖2的描述，由此與圖2中的本發明的實施例變體相對照，圖3中示出的在信息信號的發送中的時間序列僅具有負的時間偏移。因此，由第二發射機比由第一發射機發送的信息信號早地發送信息信號。一方面，通過在實線之前的虛垂直線的放置，以及另一方面，通過平行於時間軸布置的箭頭的反向箭頭方向，使得第二發射機的較早發射清楚。

如圖2和圖3中那樣，圖4沿水平時間軸t示出了在由兩個發射機發射信息信號期間的時間序列。與圖2和3相對照，參考對圖2和3的附圖描述，圖4示出了在信息信號的發送中正的和負的偏移兩者。因此，第二發射機既在由第一發射機發送的信息信號之前也在其之後發送信息信號。為了闡明前述情形，虛垂直線在相應的實垂直線之前也在其之後被布置。另外，平行於時間軸t布置的箭頭的箭頭方向表徵時間上的正偏移還以及時間上的負偏移4.1、4.2、4.3、4.4、4.5和4.6。

圖5示出了設置有移位單元5的發射機的框圖，該移位單元5具有用於依賴於控制信號ss的信息信號is的時間相關移位的延遲單元5.1，其中控制信號ss由控制信號生成單元ssee生成。移位單元5將信息信號is與隨時間變化的時間相關偏移δt(t)相關聯。偏移δt(t)的時間相關性在延遲單元5.1中用代表時間的控制變量t示出。信息信號is的時間移位根據由控制信號生成單元ssee生成的控制信號ss發生。在信息信號is已被以時間偏移移位之後，移位的信息信號is±δt(t)在輸出側對移位單元5可用。

圖6在包括時間偏移δt和時間t的軸的坐標系中示出了根據本發明的偏移趨勢6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7和6.8(其在每種情況下採用時間偏移δt隨時間t的不同值)的一些示例性實施例。圖6示出了具有不同頻率、幅度和周期長度的多個三角函數偏移趨勢6.1、6.2、6.3和6.4。另外，圖6示出了其它鋸齒狀偏移趨勢6.5、6.6和6.7。此外，由鋸齒狀和三角函數偏移趨勢組成的複合偏移趨勢6.8在圖6中示出。如圖6所示的偏移趨勢6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7和6.8用作示例並不限制本發明的主題。偏移趨勢6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7和6.8的頻率、幅度和作為頻率的倒數的周期長度變化，並且如通過關於偏移趨勢6.1的示例的方式所示，偏移趨勢採用最小值t1和最大值t2之間的值，使得產生作為差值td的值範圍。另外，如偏移趨勢6.3和6.7所示，在偏移趨勢中可以存在偏移值的暫時的增加或向上移動以及減小或向下移動。然而，在這種情況下，對稱的減小或向下移動或者增加或向上移動不是強制性的，並且可以任意地提供或生成。此外，應當指出，偏移趨勢6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7和6.8可以沿δt軸垂直移位，使得時間軸t將不被理解為絕對零點。因此，偏移趨勢也屬於本發明的實施例變體，即使偏移趨勢部分地或完全地位於δt的負區域中，並且因此意圖不是與另一個信息信號相比信息信號的延遲而是提前發射。然而，如果偏移趨勢僅部分地位於δt的負區域中，則由此意圖是相對於另一個信息信號的發射執行信息信號的延遲和提前發射兩者的偏移趨勢。另外，如可以通過偏移趨勢6.8的示例的方式展示的，用於移位單個信息信號的不同的偏移路線可以彼此組合。

圖7在具有時間偏移δt和時間t的軸的坐標系中示出了根據本發明的根據隨機圖樣生成的偏移趨勢7.1的另一實施例。根據隨機圖樣生成的隨機值由具有值範圍td的最小值t1和最大值t2之間的十字x表徵。隨機值的生成也可以根據不同的指示來發生。這些指示可以覆蓋不同的最小值、最大值、值範圍、頻率和/或時間偏移值或某些值的概率的權重或者其它典型的數學特徵，使得真隨機值和偽隨機值兩者都用於時間偏移值。在這點上，也可以生成周期性地生成的隨機值。另外，對圖6描述的變化選項的描述也適用於圖7。

用於時間偏移的值範圍可以如下從以下的表得到。

在表中給出了不同的、重要的和/或示例性的ofdm系統或系統變體的列表：

優選地，值範圍特別是前述系統的保護間隔或循環前綴的10％。

另外，優選地，值範圍特別是0.2至0.9微秒，其中根據lte(長期演進)在正常循環前綴中的保護間隔或循環前綴特別是4.7微秒。

另外，優選地，值範圍特別是0.8至3微秒，其中根據lte(長期演進)在擴展循環前綴中的保護間隔或循環前綴特別是16.7微秒。

另外，優選地，值範圍特別是10至50微秒，其中根據t-dab(地面數字音頻廣播)在模式iii中的保護間隔或循環前綴特別是246微秒。

另外，優選地，值範圍特別是10至50微秒，其中根據dvb-t(數字視頻廣播-地面)在8mhz、8k-ifft和保護間隔1/4的變體中的保護間隔或循環前綴特別是224微秒。

另外，優選地，值範圍特別是10至50微秒，其中根據dvb-t2(數字視頻廣播-t2)在8mhz、8k-ifft和保護間隔1/4的變體中的保護間隔或循環前綴特別是224微秒。

另外，優選地，值範圍特別是10至50微秒，其中根據drm(數字無線電廣播)在模式e(也稱為drm+)中的保護間隔或循環前綴特別是250微秒。

在不脫離包括對於本領域技術人員的所有等同實施例的本發明的範圍的情況下，除了上述非限制性示例之外，另外的實施例變體是可能的。

在不脫離本發明的範圍的情況下，在各種形式的優選實施例中描述的要素和特性可以相互組合。

另外的實現細節將不被描述，因為本領域技術人員能夠從以上描述的教導出發實施本發明。