Detección robusta de transmisiones de DVD-T/H.

Método para detectar la presencia de una transmisión de difusión de vídeo digital,

DVB-T, detectando la presencia de pilotos dispersos, o tanto pilotos dispersos como pilotos continuos, asociados con la transmisión de DVB-T usando una correlación cruzada de dominio de tiempo, que comprende:

recibir una señal de radiofrecuencia, RF, en un canal (1101) seleccionado;

crear muestras de señal a partir de la señal (1102) recibida; estando dicho método caracterizado por

crear muestras promediadas a partir de las muestras de señal, siendo cada una de las muestras promediadas un promedio de un número predeterminado de muestras de señal que se separan por un periodo de repetición de patrón piloto mínimo de una a la siguiente muestra (1103) de señal asociada con la transmisión de DVB-T que va a detectarse;

correlacionar las muestras promediadas con una secuencia (1104) de referencia, siendo la secuencia de referencia una secuencia de dominio de tiempo basada en los pilotos que van a detectarse; y

comparar el resultado de dicha etapa de correlación con un valor (1105) de correlación umbral.

Detección robusta de transmisiones de DVD-T/H

La invención se refiere en general a dispositivos en una red de radio cognitiva (CR) , y más particularmente, a un método y a un sistema que detecta transmisiones de difusión de vídeo digital (DVB) .

Las nuevas políticas de espectro que adoptan los organismos reguladores prevén la operación de dispositivos secundarios sin licencia en las bandas de frecuencia designadas para una operación con licencia. Los dispositivos secundarios pueden operar sólo cuando esa banda está libre o no está usándose por un dispositivo primario. Esto implica que los dispositivos secundarios tienen que desocupar la banda cuando un dispositivo primario inicia una transmisión con el fin de minimizar la cantidad de interferencia que los dispositivos secundarios provocarían en los dispositivos primarios. Los dispositivos secundarios también se denominan radios cognitivas (CR) debido a su capacidad para detectar el entorno y adaptarse de manera correspondiente. La banda de UHF (frecuencia ultra alta) asignada para una difusión de televisión es un candidato ideal para permitir la operación de dispositivos de CR.

En los Estado Unidos, con el fin de evitar una interferencia en o desde difusiones a partir de transmisiones y/o mercados vecinos, sólo pueden usarse algunas de las bandas de TV en cualquier ubicación geográfica dada. Como resultado, las bandas de TV restantes no se usan en gran parte y, por tanto, pueden utilizarse para otros fines (tal como redes domésticas, etc.) . Otros dominios reguladores también tienen una asignación similar de canales de TV.

Para evitar una interferencia dañina en la recepción de televisión digital (DTV) por, por ejemplo, dispositivos de CR, los organismos reguladores han estipulado una detección fiable de señales de DTV a intensidades de señal de tan solo -114 dBm. Por tanto, los dispositivos de CR deben detectar el canal para transmisiones primarias antes de que puedan usar ese canal particular. Este requisito exige que los dispositivos de CR implementen algoritmos de detección robusta para detectar la presencia de señales de DTV (DVB-T/H) (difusión de vídeo digital terrestre/portátil) .

Sin embargo, a diferencia de la señal de ATSC (Comité de Sistemas de Televisión Avanzados) de 8-VSB (banda lateral vestigial de 8 niveles) que tiene un único piloto en una ubicación conocida en el dominio de frecuencia, una señal de DVB-T tiene varios pilotos de potencia inferior distribuidos en el dominio de frecuencia. Por tanto, el enfoque de filtrado en el dominio de frecuencia con el fin de detectar los pilotos no es viable para DVB-T. En cambio, un mejor enfoque sería correlacionar en el dominio de tiempo con una señal de dominio de tiempo conocida que representa los pilotos de dominio de frecuencia. Los algoritmos de detección existentes para la detección de señales de DVB-T y DVB-H funcionan bien sólo con un subconjunto de modos de transmisión. Según las realizaciones en el presente documento, un algoritmo de detección mejora el rendimiento de detección y funciona igualmente bien para todos los modos de transmisión.

La mayoría de las señales de OFDM (multiplexación por división de frecuencia ortogonal) , tales como las usadas para transmitir televisión digital usando DVB-T, tienen pilotos en el dominio de frecuencia para una estimación y sincronización de canales. Por ejemplo, la solicitud de patente del Reino Unido n.º GB2447972 describe un método para sincronizar símbolos de OFDM. Hay dos tipos de señales piloto incorporadas en el flujo de datos: (1) pilotos fijos, cuyos valores y ubicaciones son fijos y (2) pilotos variables, cuyos valores son fijos pero las ubicaciones cambian de un símbolo a otro, repitiéndose a veces en un patrón conocido. Ambos tipos pueden usarse para la detección, dependiendo del grado de complejidad deseada. El enfoque fundamental tomado en este caso es visualizar estos pilotos en el dominio de tiempo como una secuencia conocida continua que está incorporada en la secuencia de datos y correlacionar la señal recibida con esta secuencia conocida. Puesto que DVB-T tiene un número de diferentes tamaños de FFT (transformada rápida de Fourier) y prefijos cíclicos, se genera una señal de referencia diferente para cada modo y se correlaciona para determinar el tipo de señal presente.

En una realización de ejemplo de la invención, se proporciona un método según la reivindicación 1.

En otra realización de ejemplo de la invención, se proporciona un sistema según la reivindicación 7.

La materia considerada como la invención se indica particularmente y se reivindica con claridad en las reivindicaciones 1-12. Las anteriores y otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos adjuntos.

La figura 1 ilustra un símbolo de OFDM con prefijo cíclico (CP) .

La figura 2 ilustra la ubicación de subportadoras de piloto dispersas en símbolos de OFDM de DVB-T.

La figura 3 ilustra la correlación en CP para un modo 2K, 1/32 con SNR de 5 dB y -5 dB.

La figura 4 ilustra la correlación en pilotos para un modo 2K, 1/32 con SNR de-5 dB y -10 dB.

La figura 5 ilustra un diagrama de bloques de un detector de DVB-T que usa suavizado de datos en una realización de la invención.

La figura 6 ilustra un diagrama de bloques de un detector de DVB-T que usa suavizado de datos en otra realización 5 de la invención.

La figura 7 ilustra una comparación de representación gráfica de correlación sin suavizado de datos (superior) y con suavizado de datos (inferior) para un modo 2K, 1/32 con una SNR de -15 dB y L = 8.

La figura 8 ilustra el rendimiento del detector mejorado en un canal con desvanecimiento de Rayleigh y AWGN para el modo 2K, 1/32.

La figura 9 ilustra una comparación del rendimiento de uno convencional (sin suavizado de datos) y uno robusto (con suavizado de datos) en un canal con desvanecimiento de Rayleigh y AWGN para el modo 2K, 1/32. 15 La figura 10 ilustra el rendimiento del detector de DVB-T usando el correlador cruzado simplificado.

La figura 11 ilustra un proceso para detectar la presencia de una señal de DVB.

La invención se define por el alcance de las reivindicaciones 1-12. En general, a menos que se indique de otro modo, los elementos en singular en los dibujos pueden estar en plural y viceversa sin ninguna pérdida de generalidad. En los dibujos, los números de referencia similares se refieren a partes similares en varias vistas.

Breve descripción de la especificación de transmisión de DVB-T

La difusión de vídeo digital terrestre (DVB-T) se ha normalizado por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) para la difusión terrestre de TV digital. La norma de DVB-T usa un esquema de modulación de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) y proporciona opciones para adaptar los parámetros de codificación y modulación según los requisitos del difusor. La especificación de DVB-T proporciona dos modos de operaciones: concretamente, el “modo 2K” y el “modo 8K”. Además, la mejora de DVB-H proporciona el “modo 4K”. Los modos se definen basándose en el tamaño de FFT (transformada rápida de Fourier) usado para generar las señales transmitidas. Algunos de los parámetros para cada uno de estos modos están enumerados en la tabla 1.

Parámetro Modo 8K Modo 2K

Número de portadoras K 6817 1705

Valor de número de portadoras Kmín 0 0

Valor de número de portadoras Kmáx 6816 1704

Duración TU 896 !s 224 !s

Separación de portadoras 1/TU 1116 Hz 4464 Hz

Separación entre portadoras Kmín y Kmáx (K-1) /TU 7, 61 MHz 7, 61 MHz

Tabla 1 – Parámetros de DVB-T para modo 8K y 2K

La señal transmitida de DVB-T se organiza en tramas. Cada trama consiste en 68 símbolos de OFDM y cuatro tramas de este tipo constituyen una supertrama. Tal como se muestra en la figura 1, un símbolo 100 de OFDM

consiste en dos partes: un periodo 102 de símbolo útil y un intervalo 101 de seguridad. Una parte del símbolo útil se transmite en el intervalo 101 de seguridad (denominado prefijo cíclico (CP) ) , y esta característica se usa para minimizar la interferencia entre símbolos. La especificación de DVB-T proporciona una elección de 1/4, 1/8, 1/16 ó 1/32 del periodo de símbolos para el intervalo de seguridad.

Además del CP, la norma de DVB-T proporciona las siguientes señales de referencia para ayudar en la sincronización, demodulación y decodificación de la señal.

• Pilotos continuos – Estas señales de referencia se... [Seguir leyendo]

1. Método para detectar la presencia de una transmisión de difusión de vídeo digital, DVB-T, detectando la presencia de pilotos dispersos, o tanto pilotos dispersos como pilotos continuos, asociados con la transmisión de DVB-T usando una correlación cruzada de dominio de tiempo, que comprende:

recibir una señal de radiofrecuencia, RF, en un canal (1101) seleccionado;

crear muestras de señal a partir de la señal (1102) recibida; estando dicho método caracterizado por

crear muestras promediadas a partir de las muestras de señal, siendo cada una de las muestras promediadas un promedio de un número predeterminado de muestras de señal que se separan por un periodo de repetición de patrón piloto mínimo de una a la siguiente muestra (1103) de señal asociada con la transmisión de DVB-T que va a detectarse;

correlacionar las muestras promediadas con una secuencia (1104) de referencia, siendo la secuencia de referencia una secuencia de dominio de tiempo basada en los pilotos que van a detectarse; y

comparar el resultado de dicha etapa de correlación con un valor (1105) de correlación umbral.

2. Método según la reivindicación 1, que comprende además:

calcular una variación en la periodicidad de picos de correlación en el resultado de dicha etapa de correlación; y comparar la variación con un valor de variación umbral.

3. Método según la reivindicación 1, en el que el periodo de repetición de patrón piloto mínimo depende de un modo de transmisión y una duración de intervalo de seguridad de la señal de DVB-T.

4. Método según la reivindicación 3, que comprende además determinar el modo de transmisión pasando por diferentes modos de transmisión hasta que se detecta la señal de DVB-T.

5. Método según la reivindicación 1, en el que el número de muestras promediadas depende de cuántas muestras pueden albergarse durante un periodo inactivo.

6. Método según la reivindicación 1, en el que la secuencia de referencia se genera a partir de pilotos asociados con la transmisión de DVB-T que va a detectarse y almacenarse en memoria.

7. Sistema para detectar la presencia de una transmisión de difusión de vídeo digital, DVB-T, detectando la presencia de pilotos dispersos, o tanto pilotos dispersos como pilotos continuos, asociados con la transmisión de DVB-T usando una correlación cruzada de dominio de tiempo, que comprende:

un módulo (501) frontal de radiofrecuencia, RF, para recibir una señal de RF;

un módulo (502) de muestreo para crear muestras de señal a partir de la señal de RF recibida;

una memoria (503) intermedia para guardar las muestras de señal; estando dicho sistema caracterizado por

un módulo (505) de acumulación/promediado para crear muestras promediadas a partir de las muestras de señal, siendo cada una de las muestras promediadas un promedio de un número predeterminado de muestras de señal que se separan por un periodo de repetición de patrón piloto mínimo de una a la siguiente muestra de señal asociada con la transmisión de DVB-T que va a detectarse;

un módulo (504) de memoria para almacenar una secuencia de referencia, siendo la secuencia de referencia una secuencia de dominio de tiempo basada en los pilotos que van a detectarse;

un correlador (506) para correlacionar las muestras promediadas con la secuencia de referencia; y

un módulo (507) de detección de umbral para comparar la salida del correlador con un valor de correlación umbral.

8. Sistema según la reivindicación 7, en el que el correlador (506) está configurado además para calcular una variación en la periodicidad de picos de correlación en el resultado de la correlación, en el que el módulo (507) de detección de umbral está configurado además para comparar la variación con un valor de variación umbral.

9. Sistema según la reivindicación 7, en el que el periodo de repetición de patrón piloto mínimo depende de un modo de transmisión y una duración de intervalo de seguridad de la señal de DVB-T.

10. Sistema según la reivindicación 9, que comprende además medios para determinar el modo de transmisión pasando por diferentes modos de transmisión hasta que se detecta la señal de DVB-T.

11. Sistema según la reivindicación 7, en el que el número de muestras promediadas depende de cuántas muestras pueden albergarse durante un periodo inactivo.