单频网络发射系统中的可变时间偏移的制作方法

本发明涉及被称为单频网络(sfn)的“等频”网络中的发射机、发射系统、发射方法和移位(displace)单元。

根据权利要求1的前序部分的发射系统从de19644430已知。

背景技术：

单频网络(sfn)由多个发射机组成，这些发射机在空间上分布在相连区域上并且使用相同的发射频率彼此同步地广播同样的信息。已知在sfn中，发射区域被提供相同的信息信号，并因此对许多用户或接收机可用。在发射机的广播区域中广播的信息信号有益地相加起来，使得确保不中断的接收。然而，在一些情况下，例如因为由发射机广播的信息信号在建筑物上的反射，在广播区域或发射区域中可能发生破坏性的干扰。

还已知的是，为了实现sfn，执行费劲和成本密集的计算来建立发射站的位置。在这方面再次不利的是，用于发射站的位置确定总是代表静止的空间基本状态，这在发射站的安装之后不能再改变。因此，不能再抵抗差的接收。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出发射系统、发射方法、发射机和移位单元以便改进接收。

本发明的目的通过独立权利要求中规定的特征来实现。

本发明的另外的有利实施例可以从具有相关联特征的从属权利要求获得。

权利要求是本说明书的组成部分。

本发明根据第一方面提出了提供一种在包括向至少一个接收机发射信息信号的多个发射机的单频网络(sfn)中发射该信息信号的发射系统，所述发射系统的特征在于，所述发射系统的至少一个发射机适于以时间偏移发射信息信号，其中所述时间偏移随时间变化。

因此，所述时间偏移经受连续的变化或改变，使得在由所述发射系统的发射机中的至少一个发射机发射信息信号期间的绝对时间偏移随时间改变。不言而喻，术语“时间偏移”是与信息信号的另一个发射时间或计划发射时间相比较而定义的。因此，当基于信息信号的第一实际或计划发射时间以时间偏移(即，早于或晚于第一发射时间)发射信息信号时，时间偏移出现。此外，所述时间偏移要被理解为在时间轴上发射时间的正的或负的移位。时间偏移随时间的变化意味着提供时间偏移随时间的连续改变。在这方面，时间偏移基于某些时间间隔依赖于提供的时钟或提供的采样率而改变并采用不同的值，由此不排除具有相同值的时间偏移的间歇性重复。

本发明的目标在于提供以时间偏移接收信息信号。本发明提出实现连续变化的时间偏移，使得如果因为在给定的接收地点中的反射或破坏性干扰而引起信号抵消(cancelation)，则信号抵消将由于连续变化的时间偏移而被消除或最小化。重要的是强调，根据本发明的随时间变化的时间偏移的实现不旨在增加接收机侧的接收点处的接收信息信号的同步性，而是相反在于提供接收点处的时间偏移，由此时间偏移随时间变化。本发明提出，在发射系统中，至少一个发射机适于以随时间变化的时间偏移发射信息信号，从而由所述至少一个发射机发射的所述信息信号被至少一个接收机以时间偏移接收，以便提高接收质量以及特别是使信号抵消最小化。

本发明的目的特别是在于改进单频网络sfn的发射区域中的接收。另外，尽管存在发射站的发射机侧固定的本地安装，但是根据本发明使得信息信号的接收的后续改进成为可能。

信息信号包括有用信号(其可以是例如音频信息、视频信息或语音)和信号分量(其用于信息信号中的构建、编码或识别，并且有助于发射和接收机侧处理)两者。

干扰信息信号源自不同的发射机，或者信息信号的干扰由于反射而发生，使得信息信号在接收位置处干扰反射的信息信号。前述问题通过本发明以有利的方式解决。另外，根据本发明，反射引起的干扰(其可以通常归因于特定接收位置处的不利地形条件)被最小化或防止。在破坏性干扰的情况下，发出的信息信号彼此干扰，使得信息信号被部分地或全部地抵消，从而接收机完全不接收或仅部分地接收信息信号，由此依赖于抵消率或信号接收百分比，部分接收的信息信号可以被证明是不可用的，因为信息信号不能被接收机重构，从而存在差的接收。前述问题也通过本发明以有利的方式解决或者至少部分地纠正。

根据本发明的另一有利方面，时间偏移根据周期函数或随机图样(pattern)随时间变化。在这方面，周期函数特别用于生成时间偏移。另外，用于生成时间偏移的随机图样的利用也被有利地使用。合适的随机生成器生成随机图样。

根据本发明的另一有利方面，所述发射系统的特征在于，所述发射机设置有生成控制信号的控制单元和依赖于所述控制信号使信息信号在时间上移位的移位单元，其中所述移位单元适于根据随时间变化并且依赖于所述控制信号的时间偏移来使信息信号移位。所述发射机装配有控制单元或控制信号生成单元，使得依赖于将随时间变化的时间偏移，所述控制单元生成控制信号以使得发射机以适当的时间偏移发射信息信号。

根据本发明的另一有利方面，所述发射系统包括以随时间变化的时间偏移发射信息信号的至少两个发射机，其中变化的时间偏移中的至少两个是不同的。在这种情况下，有利地提出使用随时间变化的至少两个不同的时间偏移。因此，在信息信号的发射中使用随时间变化的多个时间偏移，使得每个信息信号由所述发射系统的一个发射机以随时间变化的不同的时间偏移发射。

本发明的另一有利方面是所述发射系统适于根据正交频分复用方法ofdm工作。

另外，本发明有利地提供了一种在单频网络(sfn)中发射信息信号的发射机，其具有输出和接收信息信号的输入，其中所述发射机的特征在于，它适于以时间偏移发射所述信息信号，其中所述时间偏移随时间变化。另外，本发明有利地提出所述时间偏移根据周期函数或随机图样随时间变化。

根据本发明的另一有利方面，本发明提供一种用于信息信号的时间移位的移位单元。根据本发明的移位单元的特征在于，它设置有控制信号生成单元和可控制的延迟单元，其中所述控制信号生成单元适于依赖于信息信号的符号时钟生成控制信号，并且所述延迟单元适于根据随时间变化的时间偏移、依赖于所述控制信号与符号时钟同步地延迟信息信号。所述移位单元包括延迟单元，其中术语“延迟单元”被认为意指用于信息信号在时间上在正方向或负方向上的移位的单元，使得暗含相对于另一信息信号的信息信号的延迟和信息信号的在先或提前发射两者。优选地，本发明的移位单元适于考虑信息信号的符号时钟来延迟所述信息信号。所述信息信号的同步延迟或移位被认为特别意味着时间偏移的变化考虑符号长度或符号时钟的持续时间和/或符号长度的结束时间。优选地，时间偏移的改变根据在符号的开始处或结束处随时间变化的时间偏移路线(course)发生，使得由于符号时钟中的信息信号的时钟延迟而出现同步。用于延迟的时钟可以根据建立的任意数量的符号而发生。另外，根据本发明，也可以使用用于延迟信息信号的可变时钟。

另外，本发明的移位单元优选地适于得到信息信号的符号时钟，或者它使用已经提供并且对应于信息信号的符号时钟的信息。

根据本发明的另一有利方面，所述移位单元适于作为一个模块集中地集成，或者局部地分布到发射系统中。以这种方式，有利地，使得已经可用的用于以时间相关偏移发射信息信号的发射机的后续装配成为可能。所述移位单元特别适于在中心位置处集成到发射系统或发射机中或作为单独的元件。

根据本发明的另一有利方面，所述移位单元至少部分地基于软件实现。

根据另一有利方面，本发明提出了一种在单频网络(sfn)中发射信息信号的方法。根据该方法的发射系统包括向至少一个接收机发射该信息信号的多个发射机，其中所述方法的特征在于，所述发射系统的至少一个发射机以时间偏移发射信息信号，其中，所述时间偏移随时间变化。另外，本发明有利地提出本发明的方法的时间偏移根据周期函数或随机图样随时间变化。

优选地，时间偏移趋势的最小值和最大值之间的值范围是保护间隔或循环前缀的特定百分比。

优选地，所述值范围特别是保护间隔或循环前缀的10％。

另外，优选地，所述值范围特别是0.2至0.9微秒，其中根据lte(长期演进)在存在正常循环前缀的情况下的保护间隔或循环前缀特别是4.7微秒。

另外，优选地，所述值范围特别是0.8至3微秒，其中根据lte(长期演进)在存在扩展循环前缀的情况下的保护间隔或循环前缀特别是16.7微秒。

另外，优选地，所述值范围特别是10至50微秒，其中根据t-dab(地面数字音频广播)在存在模式iii的情况下的保护间隔或循环前缀特别是246微秒。

另外，优选地，所述值范围特别是10至50微秒，其中根据dvb-t(数字视频广播-地面)在存在8mhz、8k-ifft以及保护间隔1/4的变体的情况下的保护间隔或循环前缀特别是224微秒。

另外，优选地，所述值范围特别是10至50微秒，其中根据dvb-t2(数字视频广播-t2)在存在8mhz、8k-ifft以及保护间隔1/4的变体的情况下的保护间隔或循环前缀特别是224微秒。

另外，优选地，所述值范围特别是10至50微秒，其中根据drm(数字无线电广播)在存在模式e(也称为drm+)的情况下的保护间隔或循环前缀特别是250微秒。

应当提到，de19644430公开了在不同时间在不同方向上发射单频网络的信息信号。然而，根据de19644430，在不同时间的信息信号的发出在时间上是固定(恒定)的。

还应当提到，us5,077,759公开了一种无线电系统，其中多个发射机由中心站控制，使得它们在不同时间发出无线电信号。这里，不同时间在时间上也是固定(恒定)的。

附图说明

从下面对本发明的实施例示例(和变体)的详细描述并参考通过仅例示性的和非限制性的示例的方式给出的附图，本发明的另外的目的和优点将变得完全清楚，其中：

图1示出了根据现有技术的单频率网络中具有相关联的发射区域和重叠区域的两个发射站，以阐明破坏性干扰问题。

图2沿时间轴示出了第一发射机的信息信号的发出和第二发射机的具有信息信号的延迟或正的时间移位的信息信号的发出。

图3沿时间轴示出了第一发射机的信息信号的发出和第二发射机的具有负的时间偏移的信息信号的发出。

图4沿时间轴示出了第一发射机的信息信号的发出和第二发射机的具有延迟或正的时间偏移和负的时间偏移的信息信号的发出。

图5示出了具有用于信息信号的时间相关移位的移位单元的发射机的框图。

图6示出了根据本发明的随时间的不同偏移趋势相对信息信号的时间相关移位的一些示例性实施例。

图7示出了根据本发明的根据示例性随机图样的偏移趋势相对信息信号的时间相关移位的示例性实施例。

在附图中相同的数字和字母指明相同或功能等同的部分。

具体实施方式

图1示出了具有发射区域2.1的发射机1.1和具有发射区域2.2的另一发射机1.2。发射机1.1和1.2使用相同的频率发射信息信号并从而形成单频网络(sfn)。发射机1.1和1.2以相关联的发射区域2.1和2.2部分重叠并因此形成重叠区域2.3的方式布置。干扰发生在重叠区域2.3中。重叠区域2.3中的干扰本质上通常是有益的，因为存在sfn的事实。然而，它们也可以是破坏性的。如果在重叠区域2.3中存在破坏性干扰，则信息信号被部分或全部抵消，因此将由接收机接收的信息信号不可用。在此还应当提到，如果信息信号破坏性地干扰反射的信息信号和至少部分地被抵消并由此将被接收的信息信号不可用，则破坏性干扰也可以发生在发射区域2.1和2.2的其它区域中。

图2沿水平时间轴t示出了在由两个发射机发射信息信号期间的时间序列。垂直轴s表征利用第一发射机和利用第二发射机的发射。由第一发射机发送的信息信号由实垂直线表征，并且由第二发射机发送的信息信号由虚垂直线表征。虚垂直线表征以时间偏移发送的信息信号。图2中的时间偏移对于信息信号的所有部分是正的。这意味着，由第二发射机移位的具有虚垂直线的信息信号在由第一发射机发送的信息信号的对应部分之后发送。通过与时间轴t平行的对应箭头来表征信息信号的时间上为正的时间移位或移位的存在。各种箭头的不同长度使得不同的偏移量清楚。图2中的时间偏移量遵循周期性趋势，使得在四步之后重复具有相同量的时间偏移。通过相应的箭头长度或通过计数时间轴t上由第一发射机发送的信息信号与由第二发射机发送的信息信号之间的点来使得前述的周期性趋势清楚。

如图2那样，图3沿水平时间轴t示出了由两个发射机发出信息信号的时间序列。在此参考图2的描述，由此与图2中的本发明的实施例变体相对照，图3中示出的在信息信号的发送中的时间序列仅具有负的时间偏移。因此，由第二发射机比由第一发射机发送的信息信号早地发送信息信号。一方面，通过在实线之前的虚垂直线的放置，以及另一方面，通过平行于时间轴布置的箭头的反向箭头方向，使得第二发射机的较早发射清楚。

如图2和图3中那样，图4沿水平时间轴t示出了在由两个发射机发射信息信号期间的时间序列。与图2和3相对照，参考对图2和3的附图描述，图4示出了在信息信号的发送中正的和负的偏移两者。因此，第二发射机既在由第一发射机发送的信息信号之前也在其之后发送信息信号。为了阐明前述情形，虚垂直线在相应的实垂直线之前也在其之后被布置。另外，平行于时间轴t布置的箭头的箭头方向表征时间上的正偏移还以及时间上的负偏移4.1、4.2、4.3、4.4、4.5和4.6。

图5示出了设置有移位单元5的发射机的框图，该移位单元5具有用于依赖于控制信号ss的信息信号is的时间相关移位的延迟单元5.1，其中控制信号ss由控制信号生成单元ssee生成。移位单元5将信息信号is与随时间变化的时间相关偏移δt(t)相关联。偏移δt(t)的时间相关性在延迟单元5.1中用代表时间的控制变量t示出。信息信号is的时间移位根据由控制信号生成单元ssee生成的控制信号ss发生。在信息信号is已被以时间偏移移位之后，移位的信息信号is±δt(t)在输出侧对移位单元5可用。

图6在包括时间偏移δt和时间t的轴的坐标系中示出了根据本发明的偏移趋势6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7和6.8(其在每种情况下采用时间偏移δt随时间t的不同值)的一些示例性实施例。图6示出了具有不同频率、幅度和周期长度的多个三角函数偏移趋势6.1、6.2、6.3和6.4。另外，图6示出了其它锯齿状偏移趋势6.5、6.6和6.7。此外，由锯齿状和三角函数偏移趋势组成的复合偏移趋势6.8在图6中示出。如图6所示的偏移趋势6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7和6.8用作示例并不限制本发明的主题。偏移趋势6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7和6.8的频率、幅度和作为频率的倒数的周期长度变化，并且如通过关于偏移趋势6.1的示例的方式所示，偏移趋势采用最小值t1和最大值t2之间的值，使得产生作为差值td的值范围。另外，如偏移趋势6.3和6.7所示，在偏移趋势中可以存在偏移值的暂时的增加或向上移动以及减小或向下移动。然而，在这种情况下，对称的减小或向下移动或者增加或向上移动不是强制性的，并且可以任意地提供或生成。此外，应当指出，偏移趋势6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7和6.8可以沿δt轴垂直移位，使得时间轴t将不被理解为绝对零点。因此，偏移趋势也属于本发明的实施例变体，即使偏移趋势部分地或完全地位于δt的负区域中，并且因此意图不是与另一个信息信号相比信息信号的延迟而是提前发射。然而，如果偏移趋势仅部分地位于δt的负区域中，则由此意图是相对于另一个信息信号的发射执行信息信号的延迟和提前发射两者的偏移趋势。另外，如可以通过偏移趋势6.8的示例的方式展示的，用于移位单个信息信号的不同的偏移路线可以彼此组合。

图7在具有时间偏移δt和时间t的轴的坐标系中示出了根据本发明的根据随机图样生成的偏移趋势7.1的另一实施例。根据随机图样生成的随机值由具有值范围td的最小值t1和最大值t2之间的十字x表征。随机值的生成也可以根据不同的指示来发生。这些指示可以覆盖不同的最小值、最大值、值范围、频率和/或时间偏移值或某些值的概率的权重或者其它典型的数学特征，使得真随机值和伪随机值两者都用于时间偏移值。在这点上，也可以生成周期性地生成的随机值。另外，对图6描述的变化选项的描述也适用于图7。

用于时间偏移的值范围可以如下从以下的表得到。

在表中给出了不同的、重要的和/或示例性的ofdm系统或系统变体的列表：

优选地，值范围特别是前述系统的保护间隔或循环前缀的10％。

另外，优选地，值范围特别是0.2至0.9微秒，其中根据lte(长期演进)在正常循环前缀中的保护间隔或循环前缀特别是4.7微秒。

另外，优选地，值范围特别是0.8至3微秒，其中根据lte(长期演进)在扩展循环前缀中的保护间隔或循环前缀特别是16.7微秒。

另外，优选地，值范围特别是10至50微秒，其中根据t-dab(地面数字音频广播)在模式iii中的保护间隔或循环前缀特别是246微秒。

另外，优选地，值范围特别是10至50微秒，其中根据dvb-t(数字视频广播-地面)在8mhz、8k-ifft和保护间隔1/4的变体中的保护间隔或循环前缀特别是224微秒。

另外，优选地，值范围特别是10至50微秒，其中根据dvb-t2(数字视频广播-t2)在8mhz、8k-ifft和保护间隔1/4的变体中的保护间隔或循环前缀特别是224微秒。

另外，优选地，值范围特别是10至50微秒，其中根据drm(数字无线电广播)在模式e(也称为drm+)中的保护间隔或循环前缀特别是250微秒。

在不脱离包括对于本领域技术人员的所有等同实施例的本发明的范围的情况下，除了上述非限制性示例之外，另外的实施例变体是可能的。

在不脱离本发明的范围的情况下，在各种形式的优选实施例中描述的要素和特性可以相互组合。

另外的实现细节将不被描述，因为本领域技术人员能够从以上描述的教导出发实施本发明。