SEÑAL DIGITAL MULTIPORTADORA QUE LIMITA LAS INTERFERENCIAS COCANAL CON UNA SEÑAL DE TELEVISIÓN ANALÓGICA, Y RECEPTOR DE TAL SEÑAL.

LA INVENCION SE REFIERE A UNA SEÑAL DIGITAL FORMADA POR UNA PLURALIDAD DE SUBPORTADORAS,

Y DESTINADA A SER TRANSMITIDA HACIA AL MENOS UN RECEPTOR, EVENTUALMENTE SIMULTANEAMENTE A AL MENOS UNA SEÑAL ANALOGICA DE TELEVISION DE PORTADORA DE VIDEO PRINCIPAL EMITIDA A UNA FRECUENCIA PV Y QUE PRESENTA UNA SERIE DE LINEAS ANALOGICAS DE VIDEO QUE CORRESPONDEN A UNA FRECUENCIA DE LINEA FL, SIENDO LA SEPARACION FRECUENCIAL INTERPORTADORA {DF} ENTRE DOS SUBPORTADORAS VECINAS UN SUBMULTIPLE DE DICHA FRECUENCIA DE LINEA FL, SIENDO UNA DE DICHAS SUBPORTADORAS EMITIDA A UNA FRECUENCIA SENSIBLEMENTE IGUAL A PV + N.FL, SIENDO N UN NUMERO ENTERO, DE MANERA QUE UN SUBCONJUNTO DE DICHAS SUBPORTADORAS, LLAMADO SUBCONJUNTO DE COINCIDENCIA, COINCIDE SENSIBLEMENTE CON AL MENOS CIERTAS LINEAS ANALOGICAS DE VIDEO. ASI, LAS SUBPORTADORAS DIGITALES ESTAN COLOCADA, SEGUN EL EJE DE FRECUENCIAS, DE MANERA QUE UN NUMERO REDUCIDO DE SUBPORTADORAS (EL SUBCONJUNTO DE COINCIDENCIA), CLARAMENTE IDENTIFICADAS, ESTEN SUPERPUESTAS A LINEAS DE LA SEÑAL ANALOGICA Y QUE LAS OTRAS SUBPORTADORAS NO ESTAN PRACTICAMENTE PERTURBADAS POR ESTAS LINEAS ANALOGICAS. LA INVENCION SE REFIERE A LOS RECEPTORES DE TAL SEÑAL

El campo de la invención es el de la transmisión de señales digitales multiportadora, es decir, de señales que ponen en práctica una pluralidad de subportadoras emitidas simultáneamente y moduladas cada una de ellas mediante distintos elementos de datos. Más precisamente, la invención se refiere a una señal de este tipo, prevista para ser eventualmente transmitida simultáneamente a una (o varias) señal(es) analógica(s) de televisión.

Las señales multiportadora se designan generalmente por el término FDM (Frequency Division Multiplex (múltiplex de frecuencias)). Un ejemplo particular de estas señales, en el que la invención encuentra especial aplicación, son las señales OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex (multiplexación de frecuencias ortogonales)).

Una señal OFDM se utiliza, por ejemplo, en el sistema de radiodifusión digital descrito en particular en la patente francesa FR8609622, presentada el 2 de julio de 1986 y en el documento "Principes de modulation et de codage canal en radiodiffusion numérique vers les mobiles (M. Alard y R. Lassalle; Revista de la UER, n.° 224, agosto de 1987, pp. 168-190) y conocido como sistema COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex (multiplexación de frecuencias ortogonales codificadas)).

Este sistema COFDM ha sido desarrollado en particular en el contexto del proyecto europeo DAB (Digital Audio Broadcasting (radiodifusión de audio digital)). También es candidato a la normalización para la radiodifusión terrestre de la televisión digital. De manera más general, el sistema COFDM permite la transmisión de todo tipo de señales digitales (o analógicas muestreadas, pero no necesariamente cuantificadas).

Clásicamente, los planes de frecuencia de televisión trocean las bandas VHF y UHF en canales de 8 MHz de ancho (más raramente 7 MHz o 6 MHz) destinados inicialmente para ser asignados cada uno de ellos a un programa de televisión. Pero en una zona de servicio dada, no se pueden utilizar todos los canales a causa de interferencias mutuas. Por ejemplo, en difusión hertziana, generalmente no se utilizan los canales adyacentes a un canal ya utilizado. Igualmente, un canal atribuido en una zona de servicio dada es inutilizable en las zonas vecinas geográficamente, pues habría interferencia recíproca en las proximidades de la frontera entre las dos zonas. En adelante, se denomina "tabú" a todos los canales que resultan así impropios para la transmisión, en una zona geográfica dada, de señales de televisión analógicas convencionales PAL, SECAM o NTSC.

A causa de la periodicidad del barrido de línea de las señales de vídeo analógicas de tipo PAL, SECAM o NTSC, el espectro de estas señales es aproximadamente un espectro de rayas espaciadas en la inversa de la duración de una línea, esto es, 15625 Hz en el ejemplo de los sistemas europeos PAL y SECAM. Entre estas rayas, la energía de la señal analógica es más débil.

Se hace claramente manifiesto que es deseable utilizar estos canales tabú para otras aplicaciones, con el fin de optimizar la utilización del recurso frecuencial. En concreto, el experto en la materia ha pensado en utilizarlos para la difusión de señales digitales.

Así, la patente francesa FR-8618163, a nombre de los mismos solicitantes, ya ha abordado el problema de la cohabitación de señales de televisión analógicas y de señales digitales multiportadora. De acuerdo con la técnica propuesta en esta patente, las rayas de la señal analógica de televisión y las subportadoras de la señal digital van entrecruzadas. Dicho de otro modo, las subportadoras se ubican entre las rayas de la señal analógica, en las zonas del espectro frecuencial menos perturbadas por esa señal analógica. Se pretende maximizar la distancia entre las rayas analógicas y las subportadoras digitales.

La patente FR8618163 propone, pues, solventar el problema de la interferencia recíproca entrecruzando frecuencialmente los espectros analógicos y digitales, es decir, haciendo lo más apartados posible los soportes espectrales de las señales analógica y digital.

Desgraciadamente, este criterio conduce a no emitir, por ejemplo, más que una de cada 8 subportadoras digitales, lo cual incide muy negativamente en la capacidad del sistema digital, siendo muy acusada la pérdida de velocidad de transmisión.

El documento EP-0571005 propone una mejora a esta técnica, consistente en ponderar la potencia asignada a las subportadoras en función de su posición respecto a la señal de televisión analógica (llevando asignada una potencia reducida las subportadoras cercanas a las rayas de la señal analógica). En recepción, se debe aplicar una ponderación inversa. El receptor resulta, pues, más complejo, sin que la ganancia de capacidad del sistema digital sea muy notoria.

El documento De Bot P. G. M. y col. "An overview of the modulation and channel coding schemes developed for digital terrestrial television broadcasting within the DTTB Project", Int. Broadcasting Convention, 16 de Sept. 1994, páginas 569-576, IEE, Londres, Reino Unido, divulga una emisión de una señal OFDM simultáneamente a una señal de televisión analógica.

La invención tiene como objetivo principal subsanar estos inconvenientes del estado de la técnica.

Más precisamente, es un objetivo de la invención proporcionar una señal multiportadora susceptible de ser transmitida simultáneamente a una o varias señales analógicas cocanal, minimizando las interferencias recíprocas.

Dicho de otro modo, la invención tiene como objetivo proporcionar una señal de este tipo, que pueda ser transmitida incluso en los canales tabú (es decir, impropios para la transmisión de señales de televisión convencionales).

La invención tiene pues como objetivo proporcionar una señal de este tipo, que minimice los efectos objetivos (interferencias) y/o subjetivos (aspectos psicovisuales o psicoacústicos) de la señal de la invención sobre las señales analógicas de televisión y recíprocamente.

La invención tiene asimismo como objetivo proporcionar una señal de este tipo, que no necesite, en algunas formas de realización, modificaciones de las técnicas de emisión de las señales de televisión analógica, ni de la planificación hertziana de estas señales (en concreto, en presencia de varias señales analógicas que cubran zonas geográficas vecinas).

La invención tiene todavía como objetivo proporcionar una señal de este tipo, que permita maximizar el caudal transmitido. Es también un objetivo particular de la invención permitir la optimización de este caudal con el tiempo, en función de la evolución de la puesta en práctica de las señales analógicas (destinadas a desaparecer en el futuro).

Estos y otros objetivos que se harán manifiestos más adelante se alcanzan de acuerdo con la invención mediante una señal digital formada por una pluralidad de subportadoras y destinada a ser transmitida hacia al menos un receptor, eventualmente simultáneamente a al menos una señal analógica de televisión de portadora de vídeo principal emitida a una frecuencia pv y que presenta una serie de rayas analógicas de vídeo correspondientes a una frecuencia de línea fl, señal cuya separación en frecuencia entre portadoras Δf entre dos subportadoras vecinas es un submúltiplo de dicha frecuencia de línea fl,

y una de cuyas dichas portadoras es emitida a una frecuencia sensiblemente igual a la frecuencia de una de dichas rayas analógicas (por ejemplo, dicha frecuencia pv de la portadora de vídeo principal o, de manera más general, una frecuencia pv + n.fl, n entero),

de manera que un subconjunto de dichas subportadoras, llamado subconjunto de coincidencia, coincida sensiblemente con al menos algunas de dichas rayas analógicas de vídeo.

Así, de acuerdo con la invención, las subportadoras digitales se ubican, según el eje de frecuencias, de manera que:

- un reducido número de subportadoras (el subconjunto de coincidencia), claramente identificadas, se superponen a unas rayas de la señal analógica;

- las demás subportadoras prácticamente no se ven perturbadas por estas rayas analógicas.

Se definen, por tanto, relaciones precisas entre las frecuencias propias de las dos señales, pese a su naturaleza a priori muy diferente.

En la presente invención, y a diferencia de los documentos FR8618163 y EP0 571005, se utilizan... [Seguir leyendo]

1. Señal digital (11) que, formada por una pluralidad de subportadoras (1111, 1112, 1113), presenta una separación en frecuencia entre portadoras Δf entre dos subportadoras vecinas,

caracterizada porque dicha separación en frecuencia entre portadoras Δf es un submúltiplo entero de una frecuencia de línea fl de al menos una señal de televisión analógica (12) predeterminada.

2. Señal según la reivindicación 1, caracterizada porque una de dichas subportadoras (1111, 1112, 1113) es emitida a una frecuencia sensiblemente igual a pv + n.fl, siendo pv la portadora de vídeo principal de dicha señal de televisión analógica (12) y siendo n un número entero,

de manera que un subconjunto de dichas subportadoras, llamado subconjunto de coincidencia, coincida sensiblemente con al menos algunas de las rayas analógicas de vídeo.

3. Señal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la potencia y/o la elección de una constelación de modulación y/o la elección de una robustez de codificación asignadas a cada una de dichas subportadoras (1111, 1112, 1113) tienen en cuenta la posición en frecuencia de dicha subportadora con relación a dichas rayas analógicas de vídeo (1211, 1212, 1213).

4. Señal según la reivindicación 3, caracterizada porque las subportadoras (1111, 1112, 1113) de dicho subconjunto de coincidencia son emitidas con una potencia inferior a la potencia asignada a las demás subportadoras, o no son emitidas.

5. Señal según una cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, caracterizada porque la asignación de la potencia y/o la elección de una constelación de modulación y/o la elección de una robustez de codificación fuente tienen en cuenta al menos uno de los criterios pertenecientes al grupo que comprende:

- compensación al menos parcial de la diferencia de perceptibilidad subjetiva de cada una de dichas subportadoras (1111, 1112, 1113) sobre la imagen portada por dicha señal analógica (12);

- compensación al menos parcial de las diferencias de sensibilidad de las subportadoras (1111, 1112, 1113) frente a la interferencia inducida por dicha señal analógica (12), y recíprocamente.

6. Señal según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en la que algunas de dichas subportadoras (1111, 1112, 1113) son, al menos en algunos instantes de transmisión, subportadoras piloto que portan una información de referencia conocida por los receptores,

caracterizada porque dichas subportadoras piloto no pertenecen a dicho subconjunto de coincidencia.

7. Señal según la reivindicación 6, caracterizada porque la potencia asignada a dichas subportadoras piloto es superior a la potencia de las demás subportadoras.

8. Señal según una cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizada porque dichas subportadoras piloto se distribuyen en todos dichos símbolos, a excepción, en su caso, de símbolos especiales de sincronización en tiempo y/o en frecuencia.

9. Señal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la separación en frecuencia entre portadoras Δf entre dos subportadoras vecinas se elige al objeto de limitar asimismo las perturbaciones inducidas por las rayas de audio de dicha señal de televisión analógica.

10. Señal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, emitida simultáneamente a al menos dos señales de televisión analógicas emitidas en posición de offset de campo y/o de línea, caracterizada porque tiene en cuenta el valor de dichos offsets de campo y/o de línea.

11. Señal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque comprende 8192 subportadoras y porque la separación en frecuencia entre portadoras Δf vale (1/p).fl, con p elegido del grupo que comprende los valores 12, 14, 15 y 16.