MX2008010476A - Aparato y metodo para detectar una señal atsc (advanced television systems committee) en una relacion de señal a ruido baja. - Google Patents

Abstract

Un receptor de red de área regional inalámbrica (WRAN) comprende un transceptor para comunicarse con una red inalámbrica sobre uno de un número de canales, y un detector de señal de Advanced Television Systems Committee (ATSC) para usarse al formar una lista de canal soportada, la cual comprende aquellos del número de canales sobre los cuales no se detectó la señal ATSC, en donde el detector de señal ATSC incluye un filtro igualado coincidido con una secuencia PN63 de una señal ATSC para filtrar la señal recibida en uno de un número de canales para proporcionar la señal filtrada para usarse al determinar si la señal recibida es una señal ATSC. El detector de señal ATSC puede ser un detector de señal ATSC coherente o no coherente.

Description

APARATO Y MÉTODO PARA DETECTAR UNA SEÑAL ATSC (ADVANCED TELEVISION SYSTEMS COMMITTEE) EN UNA RELACIÓN DE SEÑAL A RUIDO BAJA Campo de la Invención La presente invención se relaciona en general con sistemas de comunicación y más en particular con sistemas inalámbricos, por ejemplo, difusión terrestre, celular, fidelidad inalámbrica (Wi-Fi), satélite, etc.

Antecedentes de la Invención Un sistema de red de área regional inalámbrica (WRAN) se está estudiando en el grupo de la norma IEEE 802.22. El sistema WRAN tiene el propósito de hacer uso de los canales de difusión de televisión (TV) no utilizados en el espectro de TV, en una base de no interferencia, para dirigirse, como un objetivo primario a las áreas rurales y remotas y a los mercados de baja población con niveles de funcionamiento similares a las tecnologías de acceso de transmisión que funcionan en áreas urbanas y suburbanas. Además, el sistema WRAN también puede tener la capacidad de escalar para dar servicio en áreas de población más densa en donde esté disponible el espectro. Ya que un objetivo del sistema WRAN es no interferir con las transmisiones de TV, un procedimiento importante es detectar en forma robusta y exacta las señales de TV legales que existen en el área, ofrecidas por la WRAN (el área WRAN). En los Estados Unidos, el espectro de TV actualmente comprende señales de transmisión ATSC (Advanced Televisión Systems Committee) que co-existen con las señales de transmisión NTSC (National Televisión Systems Committee). Las señales de transmisión ATSC también son llamadas señales de TV digital (DTV). En la actualidad, la transmisión NTSC se abandonará en 2009, y en ese momento, el espectro de TV comprenderá solamente las señales de transmisión ATSC. Como se observó antes, un objetivo del sistema WRAN es no interferir con las señales de TV que existen en un área WRAN particular, es importante en un sistema WRAN tener la capacidad de detectar las transmisiones ATSC. Un método conocido para detectar la señal ATSC es buscar una pequeña señal piloto que es parte de la señal ATSC. Tal detector es sencillo e incluye un circuito de cierre de fase con un filtro de banda ancha muy estrecho para extraer la señal piloto ATSC. En un sistema WRAN, este método proporciona una forma fácil para verificar el canal de transmisión está actualmente en uso simplemente al revisar si el detector ATSC proporciona una señal piloto ATSC extraída. Infortunadamente, este método no es exacto, especialmente en un ambiente de una relación muy baja de señal a ruido (SNR). De hecho, la falsa detección de una señal ATSC puede ocurrir cuando hay una señal interferente presente en la banda que tenga un componente espectral en la posición del portador piloto.

Breve Descripción de la Invención Se ha observado que al incrementar la exactitud para detectar las señales de transmisión ATSC en ambientes de relación muy baja de señal a ruido (SNR), los símbolos de sincronización de segmento y los símbolos de sincronización de campo incrustados dentro de una señal ATSC DTV se utilizan para mejorar la probabilidad de detección, mientras se reduce la probabilidad de falsa alarma. En particular, y de conformidad con los principios de la invención, un aparato comprende un transceptor para comunicarse con la red inalámbrica sobre uno de un número de canales y un detector de señal de Advanced Televisión Systems Committee (ATSC) para usarse al formar una lista de canal soportada, la cual comprende aquéllos del número de canales sobre los cuales no se detectó la señal ATSC, en donde el detector de señal ATSC incluye un filtro igualado con una secuencia PN63 de una señal ATSC para filtrar la señal recibida en uno de un número de canales para proporcionar una señal filtrada para usarse al determinar si la señal recibida es una señal ATSC. En una modalidad ilustrativa de la invención, el receptor es un receptor de la red de área regional inalámbrica (WRAN) y en donde el detector de señal ATSC es un detector de señal ATSC coherente. En otra modalidad ilustrativa de la invención, el receptor es un receptor de la red de área regional inalámbrica (WRAN) y en donde el detector de señal ATSC es un detector de señal ATSC no coherente. En vista de lo anterior y como será evidente a partir de la lectura de la descripción detallada, otras modalidades y características son posibles y podrán caer dentro de los principios de la invención.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 muestra la Tabla Uno, que enlista los canales de televisión (TV). Las Figuras 2 y 3 muestran las Tablas Dos y Tres, que enlistan los desplazamientos de frecuencia bajo diferentes condiciones para una señal ATSC recibida. La Figura 4 muestra un sistema WRAN ilustrativo de conformidad con los principios de la invención. La Figura 5 muestra un receptor ilustrativo para usarse en el sistema WRAN de la Figura 4, de conformidad con los principios de la invención. La Figura 6 muestra un diagrama de flujo ilustrativo para usarse en el sistema WRAN de la Figura 4. Las Figuras 7 y 8 ilustran el sintonizador 305 y el circuito 315 de rastreo del portador de la Figura 5. Las Figuras 9 y 10 muestran un formato para una señal ATSC DTV; y Las Figuras 11 a la 21 muestran varias modalidades de los detectores de señal ATSC de conformidad con los principios de la invención.

Descripción Detallada de la Invención Otros diferentes al concepto inventivo, los elementos mostrados en las Figuras son bien conocidos y no serán descritos con detalle. También, se supone la familiaridad con la transmisión de televisión, los receptores, las redes y la codificación de video y no se describen con detalle aquí.

Por ejemplo, diferente al concepto inventivo, se supone la familiaridad con las recomendaciones actuales y propuestas para normas de TV, tal como NTSC (Nacional Televisión Systems Committee), PAL (Phase Alteration Lines), SECAM (Sequential Couleur Avec Memoire) y ATSC (Advanced Televisión Systems Committee). Otra información en las señales de transmisión ATSC se pueden encontrar en las siguientes normas ATSC: Norma de televisión Digital (A/53); Revisión C, incluyendo la Enmienda No.1 y la Errata No. 1, Doc. A/53C; y Recommended Practice: Guide to the Use of the ATSC Digital Televisión Standard (A/54). De la misma forma, diferente al concepto inventivo, se suponen los conceptos de transmisión tales como banda lateral vestigial de ocho niveles (8-VSB), Modulación de Amplitud de Cuadratura (QAM), multiplexación de división de frecuencia ortogonal (OFDM) o codificada (COFDM), y los componentes del receptor tal como el extremo principal de radio-frecuencia (RF), o la sección receptora, tal como el bloque de bajo ruido, los sintonizadores, y demoduladores, correlacionadores, integradores de fuga o cuadradores de fuga. De manera similar, diferente al concepto inventivo, los métodos de formateo y codificación (tal como la norma de los sistemas de Moving Pictures Experts Group (MPEG-2) (ISO/IEC 13818-1) para generar corrientes de bits de transporte son bien conocidos y no serán descritos aquí con detalle. Se debe observar que el concepto inventivo puede implementarse con el uso de técnicas de programación convencionales, que como tales, no serán descritas aquí. Por último, los números iguales en las Figuras representan elementos similares. Un espectro de TV para Estados Unidos, como es conocido en la técnica, se muestra en la Tabla Uno de la Figura 1, la cual proporciona una lista de canales de TV en bandas de muy alta frecuencia (VHF) y ultra alta frecuencia (UHF). Para cada canal de TV, se muestra el borde inferior correspondiente de la banda de frecuencia asignada. Por ejemplo, el canal 2 de TV empieza en 54 MHz (millones de Hertz), el canal 37 de TV empieza a 608 MHz y el canal 68 de TV empieza a 794 MHz, etc. Como es conocido en la técnica, cada canal de TV o banda, ocupa 6 MHz del ancho de banda. Como tal, el canal 2 de TV abarca el espectro de frecuencia (o intervalo) de 54 MHz a 60 MHz, el canal 37 de TV abarca la banda desde 608 MHz a 614 MHz y el canal 68 de TV abarca la banda de 794 MHz a 800 MHz. Como se mencionó antes, un sistema WRAN hace uso de los canales de transmisión de televisión (TV) no utilizados en el espectro TV. Con respecto a esto, el sistema WRAN lleva a cabo una "detección de canal" para determinar cuál de estos canales de TV está realmente activo (u "operativo") en el área WRAN con el fin de determinar esa porción del espectro de TV que en realidad está disponible para usarse por el sistema WRAN. Además del espectro de TV mostrado en la Figura 1, una señal ATSC DTV particular en un canal particular también se puede ver afectada por las señales NTSC, o incluso por otras señales ATSC, que están coubicadas (es decir, en el mismo canal) o adyacente a la señal ATSC (por ejemplo, en el siguiente canal superior o inferior). Esto se ilustra en la Tabla Dos, de la Figura 2, en el contexto de una señal piloto ATSC como se afecta por diferentes condiciones de interferencia. Por ejemplo, la primera hilera 71 de la Tabla Dos proporciona el desplazamiento del borde inferior en Hz de una señal piloto ATSC, cuando no hay interferencia coubicada o adyacente de otra señal NTSC o ATSC. Esto corresponde a la señal piloto ATSC como se define en las normas ATSC antes descritas, es decir, la señal piloto se presenta a 309.44059 KHz (miles de Hertz) sobre el borde inferior del canal particular. (Otra vez, la Tabla Uno, de la Figura 1 proporciona el valor del borde inferior en MHz para cada canal). Sin embargo, ahora se hace referencia a la hilera etiquetada como 72 de la Tabla Dos, la cual proporciona el desplazamiento del borde inferior de una señal piloto ATSC; en donde está co-ubicada una señal NTSC. En tal situación, un receptor ATSC recibirá una señal piloto ATSC que está 338.065 KHz sobre el borde inferior. En el contexto de transmisiones NTSC y ATSC, a partir de la Tabla Dos, se puede observar que el número total de desplazamientos posibles es 14. Sin embargo, una vez que se descontinúa la transmisión NTSC, el número total de posibles desplazamientos disminuye a dos, con una tolerancia de 10 Hz, lo cual se ilustra en la Tabla Tres de la Figura 3. Debido a que es importante que la detección de cualquier canal sea exacta, se ha observado que al incrementar la exactitud en cualquier referencia de tiempo o de frecuencia portadora en un receptor, mejora el funcionamiento de la detección de señal, o detección de canal, técnicas (ya sea que estas técnicas sean coherentes o no coherentes). En particular y de conformidad con la presente invención, un receptor comprende un sintonizador para sintonizarse con uno de un número de canales, un detector de señal de transmisión acoplado con el sintonizador para detectar si existe una señal de transmisión en por lo menos uno de los canales, en donde el sintonizador se calibra como una función de la señal de transmisión recibida. Una modalidad ilustrativa de la invención se describe en el contexto de utilizar un canal ATSC existente como una referencia. Un sistema 200 de red de área regional inalámbrica (WRAN) ilustrativo que incorpora los principios de la invención se muestra en la Figura 4. El sistema 200 WRAN sirve como un área geográfica (el área WRAN) (no mostrada en la Figura 4). En términos generales, el sistema WRAN comprende por lo menos una estación base (BS) 205, la cual se comunica con una o más estaciones del usuario (CPE) 250. Ésta última puede ser estacionaria o móvil. La CPE 250 es un sistema con base de procesador e incluye uno o más procesadores y una memoria asociada, como se representa por el procesador 290 y la memoria 295, mostrada en la forma de cajas punteadas en la Figura 4. En este contexto, los programas de computadora, o software, se almacenan en la memoria 295 para ser ejecutados por el procesador 290. Éste último es representativo de uno o más procesadores de control de programa almacenado y estos no tienen que estar dedicados a la función del transmisor, por ejemplo, el procesador 290 también puede controlar otras funciones de la CPE 250. La memoria 295 es representativa de cualquier dispositivo de almacenamiento, por ejemplo, una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de solamente lectura (ROM), etc.; puede ser interna y/o externa al CPE 250; y es volátil y/o no volátil, según sea necesario. El estrato físico de comunicación entre la BS 205 y la CPE 250, a través de antenas 210 y 255, ilustrativamente, está con base en OFDM, por ejemplo, OFDMA a través del transceptor 285 y está representada por flechas 211. Para entrar en una red WRAN , la CPE 250 puede primero "asociarse" con la BS 210. Durante esta asociación, la CPE 250 transmite información, a través del transceptor 285, con la capacidad de la CPE 250 a la BS 205 a través de un canal de control (no mostrado). La capacidad reportada incluye, por ejemplo, la energía máxima y mínima de transmisión, y una lista de canal soportada para la transmisión y la recepción. Con respecto a esto, la CPE 250 lleva a cabo una "detección de canal" de conformidad con los principios de la invención, con el fin de determinar los canales de TV que no están activos en el área WRAN. La lista resultante de canales disponibles que se utiliza en las comunicaciones WRAN, entonces se envía a la BS 205. Una porción ilustrativa de un receptor 300 para usarse en la CPE 250 se muestra en la Figura 5. Solamente se muestra esa porción del receptor 300 relevante para el concepto inventivo. El receptor 300 comprende un sintonizador 305, un circuito de rastreo del portador (CTL) 315, un detector 320 de señal ATSC y un controlador 325. Éste último es representativo de uno o más procesadores de control de programa almacenado, por ejemplo, un microprocesador (tal como el procesador 290), y estos no tienen que estar dedicados al concepto inventivo, por ejemplo, el controlador 325 también puede controlar otras funciones del receptor 300. Además, el receptor 300 incluye una memoria (tal como la memoria 295), por ejemplo, una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de solamente lectura (ROM), etc., y puede ser parte de o puede estar separado del controlador 325. Para simplificar, algunos elementos no se muestran en la Figura 5, tal como un elemento de control de ganancia automática (AGC), un convertidor análogo a digital (ADC) cuando el procesamiento está en el dominio digital, y la filtración adicional. Diferente al concepto inventivo, estos elementos serán evidentes para las personas experimentadas en la técnica. Con respecto a esto, las modalidades descritas aquí se pueden implementar en el dominio análogo o digital. Además, las personas experimentadas en la técnica reconocerán que cierto procesamiento puede involucrar trayectorias de señal complejas, según sea necesario. Antes de describir el concepto inventivo, la operación general del receptor 300 es como sigue. Una señal 304 de entrada (por ejemplo, recibida a través de la antena 255 de la Figura 4) se aplica con el sintonizador 305. La señal 304 de entrada representa una señal modulada VSB digital de conformidad con la antes mencionada "Norma de Televisión Digital ATSC" y se transmite en uno de los canales mostrados en la Tabla Uno de la Figura 1. El sintonizador 305 se sintoniza en diferentes canales por el controlador 325 a través de una trayectoria 326 bidireccional de señal para seleccionar canales de TV particulares y proporciona la señal 306 convertida en descendente centrada a una IF (frecuencia intermedia) específica. La señal 306 se aplica en el CTL 315, que procesa la señal 306 para remover cualquier desplazamiento de frecuencia (tal como entre el oscilador local (LO) del transmisor y el LO del receptor) y para demodular la señal VSB ATSC recibida en descendente a la banda de base desde una frecuencia intermedia (IF) o cerca de la frecuencia de banda de base, (por ejemplo, consultar United States Advanced Televisión Systems Committee, "Guide to the use of the ATSC Digital Televisión Standard", Documento A/54, 4 de octubre de 1995), y la Patente de Estados Unidos No. 6,233,295, emitida el 15 de mayo de 2001 para Wang, titulada "Segment Sync Recovery Network for an HDTV Receiver"). El CTL 315 proporciona la señal 316 al detector 320 de señal ATSC, el cual procesa la señal 316 (descrita más adelante) para determinar si la señal 316 es una señal ATSC. El detector 320 de señal ATSC proporciona la información resultante para el controlador 325 a través de la trayectoria 321. Con referencia ahora a la Figura 6, se muestra un diagrama de flujo ilustrativo para usarse en un receptor 300 de conformidad con los principios de la invención. En particular, la detección de la presencia de las señales DTV ATSC en las bandas VHF y UHF TV a niveles de señal por debajo de los requeridos para demodular una señal que se puede mejorar al tener un portador preciso y la información de desplazamiento de tiempo. En forma ilustrativa, la estabilidad y la asignación de frecuencia conocida de los canales DTV por sí mismas se utilizan para proporcionar esta información. Como se especifica en la antes mencionada ATSC A/54A ATSC Recommended Practice, las frecuencias portadoras se especifican para estar por lo menos dentro de 1 KHz (miles de hertz), y se recomiendan tolerancias más estrechas para la buena práctica. Con respecto a esto, en el paso 260, el controlador 325 primero explora los canales TV conocidos, tal como los ilustrados en la Tabla Uno de la Figura 1, para una señal ATSC fácilmente ¡dentificable, existente. En particular, el controlador 325 controla el sintonizador 305 para seleccionar cada uno de los canales TV. Las señales resultantes (si existen) se procesan por el detector 320 de señal ATSC (descrito más adelante) y los resultados se proporcionan al controlador 325 a través de la trayectoria 321. De preferencia, el controlador 325 busca la señal ATSC más fuerte transmitida en ese momento en el área WRAN. Sin embargo, el controlador 325 puede detenerse en la primera señal ATSC detectada. Con referencia breve a la Figura 7, se muestra un diagrama en bloque de un sintonizador 305. El sintonizador 305 comprende el amplificador 355, el multiplicador 360, el filtro 365, un elemento de división entre n 370, el oscilador 385 controlado por voltaje (VCO), el detector 375 de fase, el filtro 390 de circuito, un elemento 380 de división entre m y el oscilador 395 local (LO). Diferente al concepto inventivo, los elementos del sintonizador 305 son bien conocidos y no serán descritos con más detalle. En general, la siguiente relación se mantiene entre las señales provistas por el LO 395 y el VCO 385: m " (1) en donde Fret es la frecuencia de referencia provista por el LO 395, Fvco es la frecuencia provista por el VCO 385, n es el valor del divisor representado por el elemento 370 de división entre n y m es el valor del divisor representado por el elemento 380 de división entre m. La ecuación (1) se re-escribe como: Fvco =« — = « JIÍP. (2) A partir de la ecuación (2) se puede observar que F co puede ajustarse en diferentes bandas ATSC DTV con los valores apropiados de n, según se ajustan por el controlador 325 (paso 260 de la Figura 6) a través de la trayectoria 326. Sin embargo, como se menciona antes, el receptor 300 incluye el CTL 315, que remueve cualquier desplazamiento de frecuencia, FdesPiazam¡ento. Existen dos desplazamientos de frecuencia. El primero es el error provocado por las diferencias de frecuencia entre LO 395 y la referencia de la frecuencia del transmisor. El segundo es el error provocado por el valor utilizado para FpaSo, ya que la frecuencia real, Fref, provista por el LO 395 es solamente aproximadamente conocido dentro de una tolerancia determinada del oscilador local. Como tal, FdeSpiazam¡ento incluye tanto el error desde el valor de nFpaso del canal seleccionado y el error provocado por las diferencias de frecuencia en la referencia de frecuencia local y la referencia de la frecuencia del transmisor. Con referencia ahora a la Figura 8, se muestra un diagrama en bloque ilustrativo del CTL 315. El CTL 315 comprende el multiplicador 405, un detector 410 de fase, un filtro 415 de ciclo, un oscilador 420 controlado numéricamente (NCO), y una Tabla 425 de Sen/Cos. Diferente al concepto inventivo, los elementos del CTL 315 son bien conocidos y no serán descritos aquí. El NCO 420 determina el FdeSpiazam¡ento como es conocido en la técnica y estos desplazamientos de frecuencia se retiran de la señal recibida a través de la Tabla 425 de Sen/Cos y el multiplicador 405. Continuando con el paso 270 de la Figura 6, una vez que se encuentra una señal ATSC existente, el controlador 325 calibra el receptor 300 al determinar por lo menos una característica de frecuencia (tiempo) relacionada a partir de la señal ATSC detectada. En particular, la operación general del receptor 300 de la Figura 5 se puede representar por la siguiente ecuación: en donde Fc representa la frecuencia de la señal piloto de la señal ATSC detectada. Con respecto al valor para FdeSpiazam¡ento en la ecuación (3), el controlador 325 determina este valor simplemente al tener acceso a los datos asociados en NCO 420, a través de una trayectoria 327 bidireccional. Sin embargo, aunque este valor para n ya fue determinado por el controlador 325 para el canal ATSC seleccionado, el valor real de des iazamiento es desconocido. Sin embargo, la ecuación (3) se re-escribe como: Aunque esta solución parece directa, se puede renombrar que el valor para Fc no se determina en forma única según se sugiere por la Tabla Uno de la Figura 1. Más bien, la señal ATSC DTV detectada puede verse afectada por otras señales NTSC o ATSC como se muestra en la Tabla Dos de la Figura 2 y la Tabla Tres de la Figura 3. Cuando existen transmisiones NTSC y ATSC en la región WRAN, entonces se deben tomar en cuenta los 14 posibles desplazamientos, como se muestra en la Tabla Dos de la Figura 2. Sin embargo, cuando no hay transmisiones NTSC en la región WRAN, entonces se deben tomar en cuenta solamente dos desplazamientos, como se muestra en la Tabla Tres de la Figura 3. Para simplificar, se supone que no hay transmisiones NTSC y solamente se utiliza la Tabla Tres en este ejemplo. Como tal, con el uso de los valores de la Tabla Uno y la Tabla Tres (por ejemplo, almacenados en la memoria antes mencionada), el controlador 325 lleva a cabo dos cálculos para determinar diferentes valores para Fpas0: (4a) F'.2) - F (4b). en donde Fcl ' representa el borde de banda inferior de la Tabla Uno para el canal ATSC seleccionado más el desplazamiento del borde de banda inferior de la primera hilera de la Tabla Tres, y Fc(2) representa en borde de banda inferior de la Tabla Uno para el canal ATSC seleccionado más el desplazamiento de borde de banda inferior de la segunda hilera de la Tabla Tres. Como resultado, el controlador 325 determina dos posibles valores para Fpaso para usarse en el receptor 300. De este modo, en el paso 270, el controlador 325 determina los parámetros de sintonización para usarse en calibrar al receptor 300. Por último, en el paso 275, el controlador 325 explora el espectro TV para determinar la lista de canal soportada, la cual comprende uno o más canales TV que no están usados y como tal, están disponibles para dar soporte a las comunicaciones WRAN. Para cada canal que es seleccionado por el controlador 325 (por ejemplo, a partir de la lista de la Tabla Uno), las observaciones con respecto a las ecuaciones (3), (4), (4a) y (4b) todavía se aplican. En otras palabras, para cada canal seleccionado, los desplazamientos mostrados en la Tabla Tres deben tomarse en cuenta. Ya que hay dos desplazamientos mostrados en la Tabla Tres y hay dos posibles valores para FpaSo se determinan en el paso 270 (ecuaciones (4a) y (4b)), se llevan a cabo cuatro exploraciones. (Cuando se utilizaron los desplazamientos enlistados en la Tabla Dos, habrá 142 exploraciones o 196 exploraciones). Por ejemplo, en la primera exploración, el controlador 325 ajusta en sintonizador 305 a través de la trayectoria 326 en diferentes valores para n para cada uno de los canales ATSC. El controlador 325 determina los valores para n y FdeSpiazam¡ento a partir de: en donde valor para FpaSo es igual al valor determinado para F(1 )paSo y el valor para Fc es igual al borde de banda inferior de la Tabla Uno para el canal ATSC seleccionado más el desplazamiento de borde de banda inferior de la primera hilera de la Tabla Tres. Sin embargo, para la segunda exploración, mientras el valor para Fpaso sigue siendo igual, para el valor determinado para F(1 )paSo, el valor para Fc ahora se cambia para ser igual para el borde de banda inferior de la Tabla Uno para el canal ATSC seleccionado más el desplazamiento de borde de banda inferior desde la segunda hilera de la Tabla Tres. La tercera y cuarta exploraciones son similares excepto que el valor para Fpaso se ajusta ahora igual al valor determinado para F( 'paso. Durante cada una de estas exploraciones, conforme el sintonizador 305 se sintoniza para proporcionar un canal seleccionado, el detector 320 de señal ATSC procesa las señales recibidas para determinar cuando una señal ATSC está presente en el canal actualmente seleccionado. Los datos o información, para la presencia de una señal ATSC es provista al controlador 325 a través de la trayectoria 321. A partir de esta información, el controlador 325 construye la lista de canal soportada. De este modo, la estabilidad y la asignación de frecuencia conocida de los canales DTV por sí mismos se utilizan para calibrar el receptor 300 con el fin de mejorar la detección de las señales SNR ATSC DTV bajas. Como tal, en el paso 275, el receptor 300 tiene la capacidad de explorar las señales ATSC que pueden estar presentes incluso en un ambiente SNR muy bajo, debido a la información de frecuencia exacta (Fdespiazam¡ento y los diferentes valores para Fpaso), determinada en el paso 270. La sensibilidad objetivo es detectar las señales ATSC con una fuerza de señal de -116dBm (decibeles relativos al nivel de energía de un miliwatt). Esto es más que 30 dB (decibeles) por debajo del umbral de visibilidad (ToV). Se debe notar, que según las características de desplazamiento del oscilador local, puede ser necesario re-calibrar periódicamente. También se debe notar que se pueden implementar otras variaciones al método antes descrito. Por ejemplo, la señal ATSC detectada en el paso 260 puede ser excluida de las exploraciones llevadas a cabo en el paso 275. Además, cualquier recalibración puede ser llevada a cabo inmediatamente al sintonizarse con la señal ATSC identificada a partir del paso 260 sin tener que realizar el paso 260 otra vez. También, una vez que se detecta una señal ATSC en el paso 275, la banda asociada se puede excluir de cualquier exploración posterior. Como se nota antes, el receptor 300 incluye un detector 320 de señal ATSC. De conformidad con los principios de la invención, un detector 320 de señal ATSC aprovecha el formato de la señal ATSC DTV. Los datos DTV se modulan con el uso de 8-VSB (banda lateral vestigial). En particular, para un receptor que opera en ambientes de SNR baja, los símbolos de sincronización de segmento y los símbolos de sincronización de campo incrustados dentro de una señal ATSC DTV se utilizan por el receptor para mejorar la probabilidad de detectar exactamente la presencia de una señal ATSC DTV, lo cual reduce la probabilidad de falsa alarma. En una señal ATSC DTV, además de la corriente de datos digitales de ocho niveles, una sincronización de segmento de datos de cuatro símbolos (binaria) de dos niveles se inserta al inicio de cada segmento de datos. Un segmento de datos ATSC se muestra en la Figura 9. El segmento de datos ATSC consiste de 832 símbolos, cuatro símbolos para la sincronización de segmento de datos y 828 símbolos de datos. El patrón de sincronización de segmento de datos es un patrón 1001 binario, como se puede observar a partir de la Figura 9. Los múltiples segmentos de datos (313 segmentos) comprenden el campo de datos ATSC, que comprende un total de 260,416 símbolos (832x313). El primer segmento de datos en un campo de datos se llama segmento de sincronización de campo. La estructura del segmento de sincronización de campo se muestra en la Figura 10, en donde cada símbolo representa un bit de datos (dos niveles). En el segmento de sincronización de campo, una secuencia pseudo-aleatoria de 511 bits (PN511) sigue inmediatamente a la sincronización de segmento de datos. Después de la secuencia PN511, hay tres secuencias pseudo-aleatorias idénticas de 63 bits (PN63) concatenadas juntas, con la segunda secuencia PN63 invertida cada otro campo de datos. En vista de lo anterior, una modalidad del detector 320 de señal ATSC se muestra en la Figura 11. En esta modalidad, un detector 320 de señal ATSC comprende un filtro 505 igualado que coincide con la secuencia PN511 antes mencionada para identificar la presencia de la secuencia PN511. Otra variación se muestra en la Figura 12. En esta Figura, la salida del filtro igualado se acumula múltiples veces para decidir si existe un pico importante. Esto mejora la probabilidad de detección y reduce la probabilidad de falsa alarma. Una desventaja de esta modalidad de la Figura 12 es que requiere una gran memoria. Otra medida se muestra en la Figura 13. En esta medida, se detecta (520) el valor pico, junto con su posición dentro de un campo (510, 515) de datos. Se debe notar que la señal reiniciada también incrementa el contador de dirección (es decir, "salta la dirección") para almacenar los resultados en diferentes ubicaciones de la RAM 525. Como tal, los resultados se almacenan en múltiples campos de datos en la RAM 525. Cuando las posiciones pico son los mismos para cierto porcentaje de los campos de datos, entonces se decide que una señal DTV está presente en el canal DTV. Otro método para detectar la presencia de una señal ATSC DTV es utilizar la sincronización de segmento de datos. Ya que la sincronización de segmento de datos repite cada segmento de datos, usualmente se utiliza para la recuperación de tiempo. Este método de recuperación de tiempo se señala en "Recommended Practice: Guide to the Use of the ATSC Digital Televisión Standard (A/54). Sin embargo, la sincronización de segmento de datos también se puede utilizar para detectar la presencia de una señal DTV con el uso del circuito de recuperación de tiempo. Cuando el circuito de recuperación de tiempo proporciona una indicación de cierre de tiempo, asegura la presencia de la señal DTV con alta confiabilidad. Este método funcionará bien incluso cuando el reloj de símbolo local inicial no está cerca del reloj de símbolo transmisor, siempre que el desplazamiento de reloj esté dentro del intervalo de activación del circuito de recuperación de tiempo. Sin embargo, se debe notar que ya que el intervalo útil estaba bajo a 0 dB SNR; se necesita tener una mejora de 15 dB adicionales para alcanzar la detección objetivo de -116 dBm. Otra medida que se puede utilizar para detectar una señal ATSC es procesar las sincronizaciones de segmento independientes del mecanismo de recuperación de tiempo empleado. Esto se ilustra en la Figura 14, que muestra un detector de sincronización de segmento coherente que utiliza filtro 550 de respuesta de impulso infinito (MR) que comprende un integrador de fuga (en donde el símbolo a es una constante predefinida). El uso de un filtro MR construye el pico de tiempo para la detección, al reforzar la información que se presenta con un periodo de repetición de un segmento. Esto supone que el desplazamiento portador y el desplazamiento de tiempo son pequeños. Diferentes a los métodos coherentes antes descritos para detectar la señal ATSC, se pueden utilizar medidas no coherentes, es decir, no es necesaria la conversión descendente a la banda de base a través del uso del portador piloto. Esto es ventajoso, ya que la extracción robusta del piloto puede ser problemática en los ambientes de baja SNR. Un detector de sincronización de segmento no coherente, ilustrativo se muestra en la Figura 15, la cual muestra la estructura de línea de retraso. La señal de entrada se multiplica por la versión conjugada, retrasada de sí misma (570, 575). El resultado se aplica a un filtro para coincidir con la sincronización de segmento de datos (el filtro 580 igualado de sincronización de segmento de datos). La conjugación asegura que cualquier desplazamiento del portador no afecte la amplitud después del filtro igualado. De manera alternativa, se puede tomar una medida de integrar y tirar. Después del filtro 580 igualado, la magnitud (585) de la señal se toma (o más fácilmente, la magnitud cuadrada se toma como I2 + Q2), en donde I y Q están en fase y los componentes de cuadratura, respectivamente, de la señal fuera del filtro igualado). Este valor (586) de magnitud se puede examinar directamente para ver si existe un pico importante que indica la presencia de una señal DTV. De manera alternativa, como se indica en la Figura 15, la señal 586 puede refinarse más al procesarse con el filtro 550 IIR, con el fin de mejorar la robustez del cálculo sobre múltiples segmentos. Una modalidad alternativa se muestra en la Figura 16. En esta modalidad, la integración (580) se lleva a cabo en forma coherente (es decir, mantener la información de fase), después de lo cual se toma la magnitud (585) de la señal. De manera similar a las modalidades antes descritas que operan en la banda de base, otras modalidades no coherentes también pueden utilizar las secuencias PN511 más largas encontradas dentro de la sincronización de campo. Sin embargo, se debe notar que se tendrán que realizar ciertas modificaciones para adaptar el desplazamiento de frecuencia. Por ejemplo, cuando se va a utilizar la secuencia PN511 como un indicador de la señal ATSC, puede haber varios correlacionadores utilizados en forma simultánea para detectar su presencia. Se debe considerar el caso en donde el desplazamiento de frecuencia es tal que el portador experimenta un ciclo completo o rotación durante la secuencia PN511. En tal caso, la salida del correlacionador igualado entre la señal de entrada y la secuencia PN511 de referencia sumarán a cero. Sin embargo, cuando la secuencia PN511 se rompe en N partes, cada parte tendrá una energía apreciable, ya que el portador solamente girará por 1/N ciclos durante cada parte. Por lo tanto, se puede utilizar la medida del correlacionador no coherente al romper el correlacionador largo en secuencias más pequeñas, y acercar cada sub-secuencia con un correlacionador no coherente, tal como el mostrado en la Figura 17. En esta Figura, la secuencia a ser correlacionada se rompe en N sub-secuencias, numeradas de 0 a N-1. Los datos de entrada se retrasan de tal modo que las salidas del correlacionador se combinan (590) para producir una combinación no coherente utilizable. Otra modalidad ilustrativa de un detector de señal ATSC se muestra en la Figura 18, de conformidad con los principios de la presente invención. Con el fin de reducir la complejidad del detector de señal ATSC, un detector de señal ATSC de la Figura 18 utiliza un filtro (710) igualado que coincide con la secuencia PN63. La señal de salida del filtro 710 igualado se aplica a la línea 715 de retraso. En la modalidad de la Figura 18, se utiliza una medida de combinación coherente. Ya que la PN63 media se invierte en cada otra sincronización de campo de datos, dos salida y1 y y2 se generan a través de los sumadores 720 y 725, correspondientes a estos dos casos de sincronización de campo de datos. Como se puede observar de la Figura 18, la trayectoria de procesamiento para la salida y1 incluye multiplicadores para invertir la PN63 media antes de la combinación a través del sumador 720. Se debe notar que la modalidad de la Figura 18 lleva a cabo la detección de pico. Cuando aparece un pico importante en y1 o en y2, entonces se asume que una señal ATSC DTV está presente. Una modalidad alternativa de un detector de señal ATSC que coincide con la secuencia PN63 se muestra en la Figura 19. Esta modalidad es similar a la mostrada en la Figura 18, excepto que la señal de salida del filtro 710 igualado se aplica primero al elemento 730, el cual computa la magnitud cuadrada de la señal. Esto es un ejemplo de una medida de combinación no coherente. Como se muestra en la Figura 18, la modalidad de la Figura 19 lleva a cabo la detección de pico. El sumador 735 combina los diferentes elementos de la línea 715 de retraso para proporciona la señal y3 de salida. Cuando aparece un pico importante en y3, entonces se asume que una señal ATSC DTV está presente. Se debe notar que cuando el desplazamiento del portador es relativamente grande, la medida de la combinación no coherente de la Figura 19 puede ser más apropiada que la de combinación coherente. También, se debe notar que el elemento 730 simplemente puede determinar la magnitud de la señal. También, las variaciones adicionales se muestran en las Figuras 20 y 21. En estas modalidades ilustrativas, las secuencias PN511 y PN63 se utilizan juntas para la detección de señal ATSC. Con referencia primero a la modalidad mostrada en la Figura 20, las señales y1 y y2 se generan como se describe antes con respecto a la modalidad de la Figura 18, para detectar una secuencia PN63. Además, la salida del filtro 505 igualado (que coincide con la secuencia PN511) se aplica a la línea 770 de retraso, que almacena datos sobre el intervalo de tiempo para las tres secuencias PN63. La modalidad de la Figura 20 lleva a cabo la detección de pico. Cuando aparece un pico importante en z1 o en z2, (provisto a través de los sumadores 760 y 765, respectivamente), entonces se asume que una señal ATSC DTV está presente. Con referencia ahora a la Figura 21, la modalidad de la Figura 21 también combina la detección de la secuencia PN511 con la detección de la secuencia PN63, como se muestra en la Figura 19. En esta modalidad, la señal de salida del filtro 505 igualado se aplica primero al elemento 780, el cual computa la magnitud cuadrada de la señal. Este es un ejemplo de otra medida de combinación no coherente. Como en la Figura 20, la modalidad de la Figura 21, lleva a cabo la detección de pico. El sumador 785 combina los diferentes elementos de la línea 770 de retraso con la señal y3 de salida para proporcionar la señal z3 de salida. Cuando aparece un pico importante en z3, se asume que una señal ATSC DTV está presente. También, se debe observar que el elemento 780 simplemente puede determinar la magnitud de la señal.

Son posibles otras variaciones para lo anterior. Por ejemplo, los filtros igualados PN63 y PN511 pueden estar en cascada, con el fin de hacer uso de su estructura de línea de retraso inherente para reducir la cantidad de la línea de retraso adicional necesaria. En otra modalidad, se pueden emplear tres filtros igualados PN63 mejor que un solo filtro igualado PN63 más las líneas de retraso. Esto se puede realizar con o sin el uso de un filtro igualado PN511. Como se describe antes, el desempeño del detector de señal de transmisión se mejora al primero calibrar el sintonizador con una señal de transmisión recibida antes de explorar el espectro para otras señales de transmisión. De este modo, en el contexto de un sistema WRAN, es posible detectar la presencia de señales ATSC DTV en ambientes de baja relación de señal a ruido, con alta confiabilidad. Se debe notar que aunque el receptor de la Figura 5, se describe en el contexto de la CPE 250 de la Figura 4, la invención no está limitada y también aplica a por ejemplo, al receptor de una BS 205 que puede llevar a cabo la detección de canal. Además, aunque el receptor de la Figura 5 se describe en el contexto de un sistema WRAN, la invención no está limitada y aplica en cualquier receptor que lleve a cabo la detección de canal. También, se debe notar que aunque es preferible utilizar los detectores de señal ATSC antes mencionados, junto con el sintonizador calibrado antes mencionado, no se requiere el uso del sintonizador calibrado antes mencionado. En vista de lo anterior, solamente se ilustran los principios de la invención y por lo tanto, las personas experimentadas en la técnica podrán contemplar varios arreglos alternativos que aunque no se describen explícitamente aquí, incorporan los principios de la invención y se encuentran dentro del alcance y espíritu de la misma. Por ejemplo, aunque se ilustra dentro del contexto de elementos funcionales separados, estos elementos funcionales pueden incorporarse en uno o más circuitos integrados (IC). De manera similar, aunque se muestran como un procesador separado, cualquiera o todos los elementos se pueden implementar en un procesador controlado por programa almacenado por ejemplo, un procesador de señal digital, el cual ejecuta el software asociado, por ejemplo, correspondiente a uno o más de los pasos mostrados por ejemplo, en la Figura 6. Además, los principios de la invención se pueden aplicar en otros tipos de sistemas de comunicación, por ejemplo, satelitales, de Fidelidad-Inalámbrica (Wi-Fi), celulares, etc. Ciertamente, el concepto inventivo también se puede aplicar en receptores estacionarios o móviles. Por lo tanto, se debe entender que se pueden realizar varias modificaciones en las modalidades ilustrativas y que se pueden contemplar otros arreglos sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención, según se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato caracterizado porque comprende: un transceptor para comunicarse con una red inalámbrica sobre uno de un número de canales; y un detector de señal de Advanced Televisión Systems Committee (ATSC) para usarse al formar una lista de canal soportada que comprende aquéllos del número de canales sobre los cuales no se detectó una señal ATSC, en donde el detector de señal ATSC incluye: un filtro igualado con una secuencia PN63 de una señal ATSC para filtrar una señal recibida en uno de los canales para proporcionar la señal filtrada para usarse en determinar si la señal recibida es una señal ATSC.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque también comprende: una línea de retraso para almacenar muestras de la señal filtrada en diferentes tiempos; y un combinador para combinar las muestras almacenadas para proporcionar una señal de salida pico para usarse al determinar si la señal recibida es una señal ATSC.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la línea de retraso almacena muestras representativas de las magnitudes de la señal filtrada.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: un procesador acoplado con el detector de señal ATSC para formar una lista de canal soportada que comprende aquéllos del número de canales sobre los cuales no se detectó una señal ATSC; en donde el procesador transmite la lista de canal soportada sobre la red inalámbrica a través del transceptor.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la red inalámbrica es una red de área regional inalámbrica (WRAN).

6. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el detector de señal ATSC es coherente.

7. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el detector de señal ATSC es no coherente.

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el detector de señal ATSC también utiliza una secuencia PN511 para determinar si la señal recibida es una señal ATSC.

9. Un método para usarse en un receptor de red inalámbrica, el método está caracterizado porque comprende: sintonizar uno de un número de canales para recuperar una señal recibida; y procesar la señal recibida con un detector de señal de Advanced Televisión Systems Comité (ATSC) para usarse al formar una lista de canal soportada que comprende aquéllos del número de canales sobre los cuales no se detectó la señal ATSC, en donde el paso de procesamiento incluye: filtrar la señal recibida con un filtro igualado con una secuencia PN63 de una señal ATSC para proporcionar la señal filtrada para usarse al determinar si la señal recibida es una señal ATSC.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el paso de procesamiento también incluye: almacenar muestras de la señal filtrada en diferentes tiempos; y combinar las muestras almacenadas para proporcionar una señal de salida pico para usarse al determinar si la señal recibida es una señal ATSC.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la línea de retraso almacena muestras representativas de las magnitudes de la señal filtrada.

12. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende: transmitir la lista de canal soportada.

13. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el receptor de la red inalámbrica es un receptor de red de área regional inalámbrica (WRAN).

14. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el paso de filtrado también incluye: filtrar la señal recibida con un filtro igualado con una secuencia PN511 de una señal ATSC.