PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA LA SUPERVISIÓN DE LA ESTABILIDAD DE LA FRECUENCIA PORTADORA DE EMISORES EN UNA RED DE FRECUENCIA COMÚN.

Procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora (ω

i) de señales de emisión (Si(t)) idénticas de varios emisores (S1,..,Si,..Sn) de una red de frecuencia común por valoración de la posición de fase de una señal de recepción (ei(t)) asociada a una señal de emisión (si(t)) de un emisor (Si) en referencia a una señal de recepción (e0(t)) de un emisor de referencia (S0), que se reciben las dos por un dispositivo receptor (E) dispuesto en la zona de emisión de la red de frecuencia común, caracterizado porque un cálculo (S70) de un desplazamiento de la frecuencia portadora (Δ ωi) de una frecuencia portadora (ωi) de un emisor (Si) respecto a una frecuencia portadora de referencia (ω0) del emisor de referencia (S0) se efectúa a partir de una diferencia de desplazamiento de fase (Δ ΔΘi(tB2- tB1)) provocada por el desplazamiento de la frecuencia portadora (Δ ωi) de este emisor entre un desplazamiento de fase (ΔΘi(tB2)) en al menos un segundo instante de observación (tB2) y un desplazamiento de fase (Δωi(tB1)) en un primer instante de observación (tB1) de una señal de recepción (ei(t)) de este emisor (Si) asociada a una señal de emisión (Si(t)) en referencia a una señal de recepción (e0(t)) de un emisor (So) asociada a una señal de emisión (S0(t)).

Procedimiento y dispositivo para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora de emisores en una red de frecuencia común.

La invención se refiere a un procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora de varios emisores en una red de frecuencia común.

La radiodifusión digital terrestre de audio y video (DAB y DVB-T) se transmite mediante procedimientos de multiportadoras digitales (por ejemplo, OFDM = multiplexación por división de frecuencias ortogonales) a través de una red de emisores que emiten de forma síncrona en fase y frecuencia a través de una red de frecuencia común en la zona de emisión.

Para el uso eficiente de las fuentes de frecuencia presentes, todos los emisores de una red de frecuencia común emiten al mismo tiempo una señal de emisión idéntica. Junto a la sincronicidad de fase, en una red de frecuencia común se debe garantizar por ello también la identidad de la frecuencia portadora a emitir en los emisores individuales.

En el documento DE 199 37 457 A1 se presenta un procedimiento para la supervisión de la sincronicidad de fase de los emisores individuales de una red de frecuencia común. Una sincronicidad de fase acaecida de dos emisores se detecta a través de una medición de la diferencia del tiempo de propagación por la determinación de las respuestas al impulso del canal de los dos emisores. Si existe en mayor alcance una desviación entre la diferencia del tiempo de propagación medida de los dos emisores y una diferencia del tiempo de propagación de referencia para el caso de funcionamiento síncrono de los dos emisores, entonces los dos emisores emiten de forma asíncrona. Esta desviación de la diferencia del tiempo de propagación se determina por una estación de recepción en la zona de emisión de la red de frecuencia común mediante la valoración de las respuestas al impulso del canal y se transmite a los dos emisores asíncronos en fase para una sincronización posterior. Del documento DE 199 37 457 A1 no se puede deducir un procedimiento para la supervisión de las frecuencias portadoras idénticas en dos emisores en una red de frecuencia común.

En el documento DE 43 41 211 C1 se describe la sincronización de los emisores en una red de frecuencia común respecto a la frecuencia portadora idéntica. En este caso una central les transmite a los emisores individuales de la red de frecuencia común, junto a los datos a transmitir, también un símbolo de referencia de la frecuencia. Este símbolo de referencia de la frecuencia se valora por cada emisor de la red de frecuencia común y se usa para una sincronización de la frecuencia portadora a la referencia de frecuencia.

En este procedimiento es desventajoso el hecho de que la valoración de la sincronicidad de la frecuencia portadora se realiza de forma individual por cada emisor. Esta valoración específica del emisor de la sincronicidad de la frecuencia de la frecuencia portadora puede tener por consiguiente un error de medición y valoración consabido, específico del emisor, que pueda conducir a una supervisión irregular de la frecuencia portadora de todos los emisores involucrados en la red de frecuencia común. Se añade que la supervisión de la frecuencia portadora en cada emisor individual hace necesaria una sincronización de los emisores individuales mediante una referencia de tiempo, que se recibe por el emisor individual, por ejemplo por GPS. Finalmente la sincronización de la frecuencia en la disposición de conexión del documento DE 43 41 211 C1 tiene lugar por la modulación, de forma que no se excluye un desplazamiento de frecuencia posterior de la frecuencia portadora por unidades funcionales subsiguientes del emisor. Todos estos puntos débiles pueden provocar una recepción indeseada de diferentes frecuencias portadoras de los emisores individuales en un receptor dispuesto en un lugar cualquiera en la zona de emisión de la red de frecuencia común.

La invención tiene por ello el objetivo de especificar un procedimiento y un dispositivo para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora de los emisores en una red de frecuencia común, en el que la sincronicidad de las frecuencias portadoras de los emisores individuales se supervise de forma uniforme por una única disposición de medida, que puede estar dispuesta en cualquier lugar en la zona de emisión de la red de frecuencia común, sin sincronización de la disposición de medida mediante una referencia de tiempo.

El objetivo de la invención se resuelve por un procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora de los emisores en una red de frecuencia común con las características de la reivindicación 1 y un dispositivo con las características de las reivindicaciones 10 u 11. Configuraciones ventajosas de la invención se especifican en las reivindicaciones dependientes.

La supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora de los emisores asociados a una red de frecuencia común se realiza a través de un único dispositivo receptor que está dispuesto en cualquier lugar en la zona de emisión de la red de frecuencia común. El dispositivo receptor determina a partir de la función de transmisión del canal de transmisión, preferentemente mediante la transformada de Fourier inversa compleja, el desarrollo de la respuesta al impulso acumulada de todos los emisores en dos instantes diferentes. Las respuestas al impulso asociadas al emisor correspondiente se extraen de las dos respuestas al impulso de un emisor de referencia, después de que se haya establecido su posición de fase respecto a la posición de fase de las dos respuestas al impulso de un emisor de referencia de la red de frecuencia común. A continuación se determinan los desarrollos de fase de ambas respuestas al impulso asociadas al emisor correspondiente, de las que se deriva de nuevo para cada emisor la diferencia de desplazamiento de fase de la respuesta al impulso del emisor correspondiente respecto a la posición de fase de la respuesta al impulso del emisor de referencia entre dos instantes de observación. A partir del desarrollo de la diferencia de desplazamiento de fase se puede calcular, según se muestra aún más abajo en detalle, el desplazamiento de la frecuencia portadora de cada emisor respecto a la frecuencia portadora de un emisor de referencia de la red de frecuencia común.

Para la identificación inequívoca de un desplazamiento de la frecuencia portadora permanente en un emisor de la red de frecuencia común, las respuestas al impulso acumuladas de todos los emisores se realizan de forma repetida a partir de la función de transmisión del canal de transmisión por aplicación de la transformada de Fourier inversa compleja en varios instantes diferentes y de ello se calcula de forma repetida el desplazamiento de la frecuencia portadora de cada emisor respecto a la frecuencia portadora de un emisor de referencia de la red de frecuencia común y se suministra a una promediación subsiguiente.

Si la diferencia de desplazamiento de fase de un emisor entre dos instantes desciende en un valor menor de –n o la diferencia de desplazamiento de fase de un emisor entre dos instantes sobrepasa en un valor mayor del entonces+n, el valor de la diferencia de desplazamiento de fase de emisor correspondiente entre dos instantes se aumenta en este intervalo de tiempo en el valor +2*n o se reduce en 2*n. De esta manera se delimita la diferencia de desplazamiento de fase a valores entre –n y + n.

La obtención de la respuesta al impulso de cada emisor de la red de frecuencia común se efectúa por la determinación de los coeficientes de la función de transmisión del canal de transmisión a partir de los coeficientes del ecualizador adaptado al canal de transmisión en el dispositivo receptor y calculo subsiguiente de la transformada de Fourier inversa. En la radiodifusión terrestre digital de video (DVB-T) se puede derivar la respuesta al impulso para cada emisor alternativamente a partir de la transformada de Fourier inversa de la función de transmisión del canal de transmisión por valoración de las señales de transmisión con modulación OFDM, asociadas a las portadoras piloto dispersas.

En el dibujo están representadas dos formas de realización de la invención y se describen por ello a continuación. Muestran:

Fig. 1 una representación funcional de un dispositivo según la invención para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia de los emisores en una red de frecuencia común;

Fig. 2 un ejemplo de una representación gráfica de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora (Wi) de señales de emisión (Si (t) ) idénticas de varios emisores (S1, .., Si, ..Sn) de una red de frecuencia común por valoración de la posición de fase de una señal de recepción (ei (t) ) asociada a una señal de emisión (si (t) ) de un emisor (Si) en referencia a una señal de recepción (e0 (t) ) de un emisor de referencia (S0) , que se reciben las dos por un dispositivo receptor (E) dispuesto en la zona de emisión de la red de frecuencia común, caracterizado porque un cálculo (S70) de un desplazamiento de la frecuencia portadora ( ºWi) de una frecuencia portadora (Wi) de un emisor (Si) respecto a una frecuencia portadora de referencia (W0) del emisor de referencia (S0) se efectúa a partir de una diferencia de desplazamiento de fase ( ºº8i (tB2tB1) ) provocada por el desplazamiento de la frecuencia portadora ( ºWi) de este emisor entre un desplazamiento de fase ( º8i (tB2) ) en al menos un segundo instante de observación (tB2) y un desplazamiento de fase ( º8i (tB1) ) en un primer instante de observación (tB1) de una señal de recepción (ei (t) ) de este emisor (Si) asociada a una señal de emisión (Si (t) ) en referencia a una señal de recepción (e0 (t) ) de un emisor (So) asociada a una señal de emisión (S0 (t) ) .

2. Procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora según la reivindicación 1, caracterizado porque las siguientes etapas del procedimiento preceden al cálculo (S70) del desplazamiento de la frecuencia portadora ( ºWi) de la frecuencia portadora (Wi) del emisor (Si) respecto a la frecuencia portadora (W0) del emisor de referencia (S0) a partir de la diferencia de desplazamiento de fase ( ºº8i (tB2-tB1) ) :

• Determinación (S10) de una función de transmisión (HSFN (f) ) del canal de transmisión de los emisores (S1, .., Si, ..Sn) hacia el dispositivo receptor (E) ,

• Cálculo (S20) de un desarrollo de una respuesta al impulso acumulada (hSFN1 (t) ) discreta en el tiempo, compleja en el primer instante de observación (tB1) y un desarrollo de una respuesta al impulso acumulada (hSFN2 (t) ) discreta en el tiempo, compleja en el segundo instante de observación (tB2) del canal de transmisión respectivamente a partir de la función de transmisión (HSFN (f) ) ,

• Filtrado (S30) de un desarrollo de una respuesta al impulso (hSFN1i (t) ) compleja en el primer instante de observación (tB1) y de un desarrollo de una respuesta al impulso (hSFN2i (t) ) compleja en el segundo instante de observación (tB2) para cada emisor (Si) de la red de frecuencia común respectivamente a partir del desarrollo de la respuesta al impulso acumulada (hSFN1 (t) ) compleja en el primer instante de observación (tB1) y a partir del desarrollo de la respuesta al impulso acumulada (hSFN2 (t) ) compleja en el segundo instante de observación (tB2) ,

• Determinación (S40) de un desarrollo de fase (arg (hSFN1i (t) ) ) de la respuesta al impulso (hSFN1i (t) ) compleja en el primer instante de observación (tB1) y de un desarrollo de fase (arg (hSFN2i (t) ) ) de la respuesta al impulso (hSFN2 (t) ) compleja en el segundo instante de observación (tB2) para cada emisor (Si) de la red de frecuencia común,

• Cálculo (S50) de la diferencia de desplazamiento de fase ( ºº8i (tB2-tB1) ) entre un desplazamiento de fase ( º8i (tB2) ) en el segundo instante de observación (tB2) y un desplazamiento de fase ( º8i (tB1) ) en el primer instante de observación (tB1) por sustracción de un desarrollo de fase (arg (hSFN1i (t) ) ) de la respuesta al impulso (hSFN1i (t) ) compleja en el primer instante de observación (tB1) de un desarrollo de fase (arg (hSFN2i (t) ) ) de la respuesta al impulso (hSFN2 (t) ) compleja en el segundo instante de observación (tB2) del emisor (Si) correspondiente.

3. Procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora según la reivindicación 2, caracterizado por

• Aumento (S60) de la diferencia de desplazamiento de fase ( ºº8i (tB2-tB1) ) en el factor 2*n en el caso de una disminución de la diferencia de desplazamiento de fase ( ºº8i (tB2-tB1) ) en o por debajo el valor –n y

• Reducción (S65) de la diferencia de desplazamiento de fase ( ºº8i (tB2-tB1) ) en el factor -2*n en el caso de un aumento de la diferencia de desplazamiento de fase ( ºº8i (tB2-tB1) ) sobre el valor n.

4. Procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque en la radiodifusión terrestre digital de video, la función de transmisión del canal de transmisión de los emisores (S1, .., Si, ..Sn) hacia el dispositivo receptor (E) se determina a partir de los símbolos DVB-T de las portadoras piloto dispersas de las señales de recepción (ei (t) ) de los emisores (S1, .., Si, ..Sn) moduladas según el procedimiento de multiplexación por división de frecuencias ortogonales (OFDM) .

5. Procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora según la reivindicación 2, caracterizado porque el cálculo (S20) de un desarrollo de una respuesta al impulso acumulada hSFN1/2 (t) discreta en el tiempo, compleja en el primer instante de observación tB1 discreto del canal de transmisión se efectúa a partir de la función de transmisión HSFN (f) del canal de transmisión con la ayuda de la transformada de Fourier conforme a la fórmula:

siendo HSFN (f) la función de transmisión o la característica de frecuencia del canal de transmisión, NF el número de los valores de exploración para la transformada de Fourier discreta, k los valores de frecuencia discretos t los instantes de exploración de la respuesta al impulso acumulada discreta en el tiempo del canal de transmisión, y 1/2 el índice para el instante de observación tB1 o tB2

6. Procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora según la reivindicación 5, caracterizado porque el cálculo (S50) de la diferencia de desplazamiento de fase ( ºº8i (tB2-tB1) ) para cada emisor Si de la red de frecuencia común se efectúa conforme a la formula siendo i el índice para el emisor Si arg (hSFN2i (t) ) el desarrollo de fase de la respuesta al impulso hSFN2i (t) compleja en el instante de observación tB2 del emisor Si, y arg (hSFN1i (t) ) el desarrollo de fase de la respuesta al impulso hSFN1i (t) compleja en el instante de observación tB1 del emisor Si.

7. Procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora según la reivindicación 6, caracterizado porque el cálculo (S70) del desplazamiento de la frecuencia portadora ºWi de emisor Si respecto a la frecuencia portadora W0 del emisor de referencia de la red de frecuencia común se efectúa conforme a la fórmula:

siendo i el índice para el emisor Si ºº8i (tB2-tB1) la diferencia de la posición de fase ºº8i (tB2-tB1) para el emisor Si de la red de frecuencia común, y tB1, tB2 los instantes de observación.

8. Procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora según la reivindicación 7, caracterizado porque para la identificación unívoca del desplazamiento de la frecuencia portadora ºWi permanente del emisor Si en la red de frecuencia común respecto a la frecuencia portadora W0 del emisor de referencia S0 en varios instantes de observación tBj se realizan de forma repetida las siguientes etapas del procedimiento • Cálculo (S20) del desarrollo de la respuesta al impulso acumulada hSFNj (t) y hSFN (j+1) (t) discreta en el tiempo, compleja en los instantes de observación tBj y tB (j+1) , • Filtrado (S30) del desarrollo de la respuesta al impulso hSFNji (t) y hSFN (j+1) i (t) compleja en los instantes de observación tBj y tB (j+1) para cada emisor Si de la red de frecuencia común, • Determinación (S40) de los desarrollos de fase arg (hSFNji (t) ) y arg (hSFN (j+1) i (t) ) de las respuestas al impulso hSFNji (t) y hSFN (j+1) i (t) complejas en los instantes de observación tBj y tB (j+1) ,

• Cálculo (S50) de la diferencia de desplazamiento de fase ºº8i (tB (j+1) -tBj) entre el desplazamiento de fase

º8i (tB (j+1) ) en el instante de observación tBj+1) y el desplazamiento de fase º8i (tBj) en el instante de observación tBj para cada emisor (Si) de la red de frecuencia común,

• Aumento (S60) de la diferencia de desplazamiento de fase ºº8i (tB (j+1) -tBj) en el factor 2*n en el caso de una disminución de la diferencia de desplazamiento de fase ºº8i (tB (j+1) -tBj) en o por debajo al valor –n,

• Reducción (S65) de la diferencia de desplazamiento de fase ºº8i (tB (j+1) -tBj) en el factor -2*n en el caso de un aumento de la diferencia de desplazamiento de fase ºº8i (tB (j+1) -tBj) sobre el valor n, y

• Cálculo (S70) del desplazamiento de la frecuencia portadora ºWij del emisor Si respecto a la frecuencia portadora W0 del emisor de referencia de la red de frecuencia común en varios puntos de observación tBj,

y a continuación se realiza un promediación (S80) de todos los desplazamiento de la frecuencia portadora ºWij de cada emisor Si calculados respectivamente en la etapa del procedimiento (S70) respecto a la frecuencia portadora W0 del emisor de referencia S0 de la red de frecuencia común en los instantes de observación tBj.

9. Procedimiento para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora según la reivindicación 8, caracterizado porque la promediación (S80) de todos los desplazamiento de la frecuencia portadora ºWij de cada emisor Si calculados en la etapa del procedimiento (S70) respecto a la frecuencia portadora W0 de un emisor de referencia S0 de la red de frecuencia común se efectúa con la ayuda de un procedimiento recursivo.

10. Dispositivo para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora (Wi) de señales de emisión si (t) idénticas de varios emisores (S1, .., Si, ..Sn) de una red de frecuencia común con:

• un dispositivo receptor (E) ,

• una unidad (11) para la determinación de una función de transmisión (HSFN (f) ) de un canal de transmisión de varios (S1, .., Si, ..Sn) de la red de frecuencia común hacia el dispositivo receptor (E) situado dentro de la zona de emisión de la red de frecuencia común a partir de los coeficientes de un ecualizador integrado en el dispositivo receptor (E) y adaptado al canal de transmisión,

• una unidad (12) para la realización de una transformada de Fourier inversa sobre la función de transmisión (HSFN (t) ) para la determinación de una respuesta al impulso acumulada (hSFN (t) ) ,

• una unidad (13) para el filtrado de una respuesta al impulso (hSFNi (t) ) para cada emisor (Si) a partir de la respuesta al impulso acumulada (hSFN (t) ) , formándose la respuesta al impulso acumulada (hSFN (t) ) según la ecuación

siendo Vi la amplitud de la señal de recepción ei (t) asociada al emisor Si, º8i el desplazamiento de fase entre la señal de recepción ei (t) asociada al emisor Si y la señal de recepción e0 (t) asociada al emisor de referencia S0, y Ti la diferencia del tiempo de propagación entre el emisor Si y el emisor de referencia S0.

• una unidad (14) para la determinación del desarrollo de fase (arg (hSFNi (t) ) ) de la respuesta al impulso (hSFNi (t) ) para cada emisor (Si) ,

• una unidad (15) para el cálculo de la diferencia de desplazamiento de fase ( ºº8i (tB (j+1) -tBj) ) de la fase de desplazamiento ( º8i) de un emisor (Si) respecto a un emisor de referencia (S0) en al menos dos instantes ( (tBj, tB (j+1) ) ) diferentes y del desplazamiento de la frecuencia portadora ( ºWi) de cada emisor (Si) respecto a la frecuencia portadora (W0) del emisor de referencia (So) , y

• una unidad (2) para la representación del desplazamiento de la frecuencia portadora ( ºWi) calculado de cada emisor (Si) respecto a la frecuencia portadora (W0) del emisor de referencia (S0) de la red de frecuencia común.

11. Dispositivo para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora (Wi) de señales de emisión si (t) idénticas de varios emisores (S1, .., Si, ..Sn) de red de frecuencia común con:

• un dispositivo receptor (E) ,

• una unidad (16) para la determinación de una función de transmisión (HSFN (f) ) a partir de portadoras piloto de las señales de recepción (ei (t) ) ,

• una unidad (12) para la realización de una transformada de Fourier inversa sobre la función de transmisión (HSFN (t) ) para la determinación de una respuesta al impulso acumulada (hSFN (t) ) ,

• una unidad (13) para el filtrado de una respuesta al impulso (hSFNi (t) ) para cada emisor (Si) a partir de la respuesta al impulso acumulada (hSFN (t) ) , formándose la respuesta al impulso acumulada (hSFN (t) ) según la ecuación

siendo Vi la amplitud de la señal de recepción ei (t) asociada al emisor Si, º8i el desplazamiento de fase entre la señal de recepción ei (t) asociada al emisor Si y la señal de recepción e0 (t) asociada al emisor de referencia S0, y Tj la diferencia del tiempo de propagación entre el emisor Si y el emisor de referencia S0.

• una unidad (14) para la determinación del desarrollo de fase (arg (hSFNi (t) ) ) de la respuesta al impulso (hSFNi (t) ) para cada emisor (Si) , • una unidad (15) para el cálculo de la diferencia de desplazamiento de fase ( ºº8i (tB (j+1) -tBj) ) de la fase de desplazamiento ( º8i) de un emisor (Si) respecto a un emisor de referencia (S0) en al menos dos instantes ( (tBj, tB (j+1) ) ) diferentes y del desplazamiento de la frecuencia portadora ( ºWi) de cada emisor (Si) respecto a la frecuencia portadora (W0) del emisor de referencia (So) , y • una unidad (2) para la representación del desplazamiento de la frecuencia portadora ( ºWi) calculada de cada emisor (Si) respecto a la frecuencia portadora (W0) del emisor de referencia (S0) de la red de frecuencia común.

12. Dispositivo para la supervisión de la estabilidad de la frecuencia portadora según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la unidad (2) para la representación del desplazamiento de la frecuencia portadora ( ºWi) calculada de cada emisor (Si) respecto a la frecuencia portadora (W0) del emisor de referencia (S0) presenta un dispositivo de representación gráfica y/o tabulada.