Detección robusta de transmisiones DVB-T/H en presencia de desplazamientos de frecuencia.

Un método para detectar la presencia de una transmisión de difusión de video digital,

DVB-T, usando una detección basada en la correlación cruzada en el dominio del tiempo, en la que previamente a la detección de la correlación cruzada en el dominio del tiempo se realiza una corrección del desplazamiento de frecuencia de la portadora en base a una estimación del desplazamiento de frecuencia usando pilotos continuos reforzados que se transmiten en localizaciones fijas de subportadora en todos los símbolos de una transmisión DVB-T, comprendiendo el método:

la recepción de una señal de radiofrecuencia, RF, en un canal seleccionado (901);

la creación de muestras a partir la señal de RF recibida (902);

la estimación de un desplazamiento de frecuencia de las muestras (903);

la corrección de las muestras con el desplazamiento de frecuencia estimado (904);

la correlación de las muestras corregidas con una señal de referencia asociada con la transmisión DVB-T a detectar (905); y

la comparación del resultado de la etapa de correlación con un valor umbral (906).

Detección robusta de transmisiones DVB-T/H en presencia de desplazamientos de frecuencia La invención se refiere, en general, a dispositivos de una red de radio cognitiva (CR, del inglés “Cognitive Radio”) y, más particularmente, a un método y sistema que detecta transmisiones de difusión de video digital (DVB, del inglés “Digital Video Broadcasting”) .

Se han adoptado nuevas políticas sobre el espectro por algunas de las entidades reguladoras previendo el funcionamiento de dispositivos secundarios sin licencia en bandas de frecuencia designadas para operaciones con licencia. Los dispositivos secundarios pueden funcionar solamente cuando esa banda de frecuencia está vacante o no está siendo usada por un dispositivo primario. Esto implica que los dispositivos secundarios tienen que desocupar la banda cuando un dispositivo primario comienza la transmisión, para minimizar la cantidad de interferencia que los dispositivos secundarios causarían a los dispositivos primarios. Los dispositivos secundarios se denominan también radios cognitivas (CR) debido a su capacidad para detectar el entorno y adaptarse en consecuencia. La publicación de Patente Europea número EP 0895388 describe un método para sintonizar un receptor en un dispositivo.

La banda de UHF (Frecuencia Ultra Alta) asignada para la operación con licencia de la difusión de televisión es un candidato ideal para permitir la operación de dispositivos de CR. En los Estados Unidos, para evitar la interferencia hacia y desde emisiones desde áreas comerciales y/o transmisiones contiguas, sólo se pueden usar algunas de las bandas de TV en cualquier localización geográfica dada. Como resultado, las bandas de TV restantes quedan en gran medida sin usar y, por lo tanto, se pueden utilizar para otros propósitos (tales como redes locales, etc.) . Otras áreas reguladoras tienen también una asignación similar de canales de TV.

Para evitar las interferencias perjudiciales para la recepción de la televisión digital (DTV, del inglés “Digital Television”) , los dispositivos de CR deberían detectar transmisiones primarias en el canal antes de que los dispositivos de CR puedan usar ese canal particular. Las entidades reguladoras han estipulado una detección fiable de las señales de DTV a intensidades de señal tan bajas como -114 dBm. Este requisito exige que los dispositivos de CR implementen robustos algoritmos de detección para detectar la presencia de señales de DTV. Se han propuesto recientemente algoritmos de detección para la detección robusta de señales de DVB-T/H (Difusión de Video Digital - Terrestre/Portátil, en inglés “Digital Video Broadcasting - Terrestrial/Handheld”) . Los algoritmos de detección basados en la correlación cruzada en el dominio del tiempo proporcionan una detección fiable de las transmisiones de DVB-T y DVB-H en diversas condiciones del canal, asumiendo una sincronización perfecta de la portadora. Sin embargo, el rendimiento de los algoritmos se degrada significativamente en presencia de un desplazamiento de frecuencia de la portadora. La presente invención proporciona un algoritmo para estimar y corregir el desplazamiento de frecuencia para permitir una detección robusta en diferentes condiciones del canal y de operación. Los métodos propuestos se pueden configurar para su uso con diferentes modos de transmisión.

En una realización de ejemplo de la invención, se proporciona un método para detectar la presencia de una transmisión DVB con desplazamiento de frecuencia usando una detección basada en la correlación cruzada en el dominio del tiempo, en el que, previamente a la detección por correlación cruzada en el dominio del tiempo, se realiza una corrección del desplazamiento de frecuencia de la portadora en base a una estimación del desplazamiento de frecuencia usando pilotos continuos reforzados que se transmiten en localizaciones fijas de la subportadora en todos los símbolos de una transmisión DVB-T. El método incluye la recepción de una señal de RF

(radiofrecuencia) en un canal seleccionado; la creación de muestras a partir de la señal de RF recibida; la estimación del desplazamiento de frecuencia de las muestras; la corrección de las muestras con el desplazamiento de frecuencia estimado; la correlación de las muestras corregidas con una señal de referencia asociada con la transmisión DVB-T a detectar; y la comparación de la salida de la correlación con un valor umbral. La estimación del desplazamiento de frecuencia incluye la selección de un conjunto de tres o más pilotos asociados con la DVB-T que son pilotos continuos reforzados transmitidos en localizaciones fijas de la subportadora en todos los símbolos; la transformación de las muestras recibidas al dominio de la frecuencia; la determinación de las localizaciones de máximos en la muestra transformada, correspondiendo los máximos a los pilotos en el conjunto; y la comparación de las localizaciones determinadas con las localizaciones fijas de la subportadora en el conjunto seleccionado.

En otra realización de ejemplo de la invención, se proporciona un sistema para detectar la presencia de una transmisión DVB-T usando detección basada en la correlación cruzada en el dominio del tiempo, en el que, previamente a la correlación cruzada en el dominio del tiempo, se realiza una corrección del desplazamiento de frecuencia de la portadora en base a una estimación del desplazamiento de frecuencia usando pilotos continuos reforzados que se transmiten en localizaciones fijas de la subportadora en todos los símbolos de la transmisión DVB-T. El sistema incluye un módulo frontal para la recepción de la señal de RF; un módulo de muestreo para la creación de muestras a partir de la señal de RF recibida; un estimador del desplazamiento de frecuencia para la estimación del desplazamiento de frecuencia de la señal recibida; un módulo de corrección del desplazamiento de frecuencia para la corrección de la frecuencia de las muestras, un correlacionador para la correlación de las muestras corregidas con una señal de referencia asociada con la transmisión DVB-T a detectar y un módulo de 65 detección de umbral para la comparación de la salida del correlacionador con un valor umbral. El sistema puede incluir adicionalmente un módulo de acumulación y promedio para promediar los resultados a través de múltiples bloques de muestras a través de múltiples conjuntos de pilotos, y un módulo de memoria para almacenar muestras a partir de la señal de RF recibida.

La materia objeto que se considera como la invención se puntualiza particularmente y se reivindica inequívocamente 5 en las reivindicaciones 1-11. Las precedentes y otras características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la descripción detallada a continuación tomada junto con los dibujos adjuntos.

La FIG. 1 ilustra un símbolo OFDM con prefijo cíclico (CP, del inglés “Cyclic Prefix”) . La FIG. 2 ilustra la localización de subportadoras piloto dispersas en símbolos OFDM de DVB-T.

La FIG. 3 ilustra la correlación cruzada (sin suavizado de datos) sobre pilotos para modo 2K, 1/32 con una SNR de -5 dB con y sin un desplazamiento de frecuencia. La FIG. 4 ilustra un trazado de P (k) que muestra las tres localizaciones de pilotos continuos con y sin desplazamiento de frecuencia; modo 2K, 1/32, SNR = -10 dB y NFFo = 2K. La FIG. 5 ilustra un diagrama de bloques del estimador del desplazamiento de frecuencia.

La FIG. 6 ilustra una salida de un correlacionador cruzado en presencia de un desplazamiento de frecuencia en un canal AWGN con una SNR de -5 dB, sin (arriba) y con (abajo) una estimación de corrección del desplazamiento de frecuencia. La FIG. 7 ilustra el rendimiento de un algoritmo de detección de DVB-T en un canal de AWGN en presencia de un desplazamiento de frecuencia de 2, 1 kHz con un tiempo de detección de 60 ms y de 100 ms.

La FIG. 8 ilustra un diagrama de bloques de un detector de DVB-T que incluye una estimación y corrección del desplazamiento de frecuencia. La FIG. 9 ilustra un proceso para detectar la presencia de una señal de DVB. La FIG. 10 ilustra un proceso para estimar el desplazamiento de frecuencia.

Es importante observar que las realizaciones descritas en el presente documento son solamente ejemplos de los muchos usos ventajosos de las innovadoras enseñanzas del presente documento. La invención se define por el alcance de las reivindicaciones 1-11. En general, a menos que se indique lo contrario, los elementos singulares en los dibujos pueden ser plurales y viceversa sin pérdida de generalidad. En los dibujos, los números iguales se refieren a partes iguales a todo lo largo de las diversas vistas.

Breve visión general de... [Seguir leyendo]

1. Un método para detectar la presencia de una transmisión de difusión de video digital, DVB-T, usando una detección basada en la correlación cruzada en el dominio del tiempo, en la que previamente a la detección de la correlación cruzada en el dominio del tiempo se realiza una corrección del desplazamiento de frecuencia de la portadora en base a una estimación del desplazamiento de frecuencia usando pilotos continuos reforzados que se transmiten en localizaciones fijas de subportadora en todos los símbolos de una transmisión DVB-T, comprendiendo el método:

la recepción de una señal de radiofrecuencia, RF, en un canal seleccionado (901) ; la creación de muestras a partir la señal de RF recibida (902) ; la estimación de un desplazamiento de frecuencia de las muestras (903) ; la corrección de las muestras con el desplazamiento de frecuencia estimado (904) ; la correlación de las muestras corregidas con una señal de referencia asociada con la transmisión DVB-T a detectar (905) ; y la comparación del resultado de la etapa de correlación con un valor umbral (906) .

2. El método de la reivindicación 1, en el que la estimación del desplazamiento de frecuencia de las muestras comprende:

la selección de un conjunto de tres o más pilotos asociados con la transmisión DVB-T a detectar que son pilotos continuos reforzados transmitidos en localizaciones fijas de subportadora en todos los símbolos (1001) ; la transformación de las muestras recibidas al dominio de la frecuencia (1002) ; la determinación de las localizaciones de máximos en las muestras transformadas, correspondiendo los máximos a los pilotos en el conjunto (1003) ; y la comparación de las localizaciones determinadas con las localizaciones fijas de subportadora en el conjunto seleccionado (1004) .

3. El método de la reivindicación 2, en el que la creación de las muestras a partir de la señal de RF recibida 30 comprende:

desplazamiento descendente de la señal mediante un desplazamiento de frecuencia nominal; filtrado de la señal descendida a un ancho de banda alrededor de un intervalo de frecuencia de los pilotos en el conjunto; y

muestreo de la señal filtrada.

4. El método de la reivindicación 2, en el que la determinación de las localizaciones de máximos en las muestras transformadas comprende la identificación de los máximos a partir de una media a través de bloques múltiples de muestras.

5. El método de la reivindicación 2, que comprende adicionalmente la combinación de los resultados de estimación con otro conjunto de tres o más pilotos asociados con la señal de DVB-T a detectar.

6. El método de la reivindicación 1, en el que la señal de referencia se genera a partir de pilotos asociados con la 45 señal de DVB-T y se almacena en una memoria.

7. Un sistema para detectar la presencia de una transmisión de difusión de video digital, DVB-T, usando detección basada en la correlación cruzada en el dominio del tiempo, en el que, previamente a la correlación cruzada en el dominio del tiempo, se realiza una corrección del desplazamiento de frecuencia de la portadora en base a una 50 estimación del desplazamiento de frecuencia usando pilotos continuos reforzados que se transmiten en localizaciones fijas de subportadora en todos los símbolos de la transmisión DVB-T, comprendiendo el sistema:

un módulo frontal (801) de radiofrecuencia, RF, para la recepción de una señal de RF; un módulo de muestreo (802) para la creación de muestras a partir de la señal de RF recibida;

un estimador del desplazamiento de frecuencia (804) para la estimación del desplazamiento de frecuencia de las muestras; un módulo de corrección del desplazamiento de frecuencia (803) para la corrección de la frecuencia de las muestras; un correlacionador (808) para la correlación de las muestras corregidas con una señal de referencia asociada 60 con la transmisión DVB-T a detectar y un módulo de detección de umbral (809) para la comparación de la salida del correlacionador con un valor umbral.

8. El sistema de la reivindicación 7, en el que el estimador del desplazamiento de frecuencia se configura para:

seleccionar un conjunto de tres o más pilotos continuos reforzados que se transmiten en localizaciones fijas de subportadora en todos los símbolos de una transmisión DVB-T;

transformar las muestras recibidas al dominio de la frecuencia; determinar las localizaciones de máximos en las muestras transformadas, correspondiendo los máximos a los pilotos en el conjunto y comparar las localizaciones determinadas con las localizaciones fijas de subportadora en el conjunto seleccionado.

9. El sistema de la reivindicación 8, en el que el módulo de muestreo (802) se configura adicionalmente para:

desplazamiento descendente de la señal mediante un desplazamiento de frecuencia nominal (503) ; filtrado de la señal descendida a un ancho de banda alrededor de un intervalo de frecuencia de los pilotos en el 15 conjunto (504) ; y muestreo de la señal filtrada (505) .

10. El sistema de la reivindicación 8, que comprende adicionalmente un módulo de acumulación y promedio (806)

para promediar los resultados a través de múltiples bloques de muestras a través de múltiples conjuntos de pilotos 20 asociados con la transmisión DVB-T.

11. El sistema de la reivindicación 7, que comprende adicionalmente un módulo de memoria (807) para almacenamiento de una señal de referencia generada a partir de los pilotos asociados con la transmisión DVB-T.