BR102013015965A2

BR102013015965A2 - Bloqueio de ruído para receptores de alta, método para o bloqueio de ruído

Info

Publication number: BR102013015965A2
Application number: BR102013015965-4A
Authority: BR
Inventors: Rossen Arnoudov; Friedrich Lipp
Original assignee: Rohde & Schwarz
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-10-14
Also published as: DE102012012365A1; BR102013015965B1; EP2677663A1; EP2677663B1

Abstract

BLOQUEIO DE RUÍDO PARA RECEPTORES DE ALTA, MÉTODO PARA O BLOQUEIO DE RUÍDO E descrito um bloqueio de ruído para o receptor de rádiofrequência incluindo um primeiro detector de sinal, que está configurado para detectar a presença de um sinal útil em um sinal recebido (29) . O primeiro detector de sinal inclui um dispositivo de atraso (24) que á concebido para atrasar um sinal (32) derivado do sinal recebido (29) por um período de atraso. O primeiro detector de sinal compreende ainda um detector mínimo (25) que é configurado para formar o sinal mínimo (34) como o mínimo do sinal obtido a partir do sinal recebido (32) e do sinal atrasado e obtido a partir do sinal recebido (33)

Description

BLOQUEIO DE RUÍDO PARA RECEPTORES DE ALTA, MÉTODO PARA O

BLOQUEIO DE RUÍDO

A invenção refere-se a um bloqueio de ruido para receptores de alta frequência e um método para bloquear ruídos em receptores de alta frequência.

Para detectar a presença de um sinal útil em um sinal recebido, a relação sinal-ruído do sinal recebido é

convencionalmente estudada em equipamentos móveis e aparelhos aeronáuticos. Quando o sinal da relação de ruído exceder um valor limiar da banda útil, isto será detectado como a presença de um sinal útil.

Assim, a patente alemã DE 199 37 199 Al mostra um

bloqueio de ruído para receptores digitais de alta frequência que detecta com base na relação sinal-ruído a presença de um sinal útil.

Contudo, particularmente na presença de vários sinais

úteis no sinal recebido, muitas vezes ocorre uma relação sinal-ruído desfavorável no limite entre duas áreas de transmissão de diferentes canais, embora sejam contidos até dois sinais úteis no sinal recebido.

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Para enfrentar esta dificuldade, o nível de sinal do sinal portador é também analisado dentro da banda útil. Logo que o nível de sinal exceder um determinado valor, independente da atual relação sinal-ruído, o bloqueio de ruído

é desativado e assim, o sinal torna-se audível.

No entanto, o bloqueio de ruído descrito acima, baseado no nível é sensível a interferências de pulso. Por isso, nos Z / 12 padrões de desempenho de alta frequênia (MOPS Padrões Mínimos de Desempenho Operacional) do serviço de controle de vôo da aviação civil (ATC Controle de Tráfego Aéreo) a imunidade à curtas e recorrentes interferências de pulso foi definida. Os - 5 pulsos de interferência definidos apresentam uma duração de IOps a uma taxa de repetição de 1 kHz. Devido ao elevado nível de alta frequência do pulso, o valor médio do nível resultante é superior ao limite da sensibilidade do bloqueio de ruído baseado em nível, apesar da relação entre a curta duração do 10 pulso e a duração da pausa ser de 1%. Estas exigências, porém, não podem ser satisfeitas com o bloqueio de ruído convencional e medinte a detecção de nível.

A invenção baseia-se na tarefa de criar um bloqueio de ruído e um método para a utilização do bloqueio de ruído que detecta a presença e a ausência de sinais úteis de forma segura.

De acordo com a invenção, a tarefa é resolvida para o bloqueio de ruído pelas características da reivindicação independente 1 e para o método pelas características da reivindicação independente 8. Desenvolvimentos vantajosos são alvos das correspondentes reivindicações dependentes.

De acordo com a invenção, para receptores de alta

frequência o bloqueio de ruído inclui um primeiro detector de sinais configurado para detectar a presença de um sinal útil num sinal recebido. O primeiro detector de sinal inclui também um dispositivo de retardo, que está configurado para atrasar 30 um sinal derivado do sinal recebido tpelo período de atraso. O primeiro detector de sinal inclui ainda um detector mínimo, que é concebido para formar um sinal mínimo, em forma de um mínimo do sinal derivado a partir do sinal recebido e do sinal atrasado, derivado a partir do sinal recebido. Assim, a remoção confiável de interferências do sinal recebido é possível. Desta forma, a confiabilidade do bloqueio de ruído é significativamente aumentada.

5

0 primeiro detector de sinal inclui ainda, preferivelmente, um dispositivo para calcular a média, que é configurado para determinar a duração do sinal mínimo e, assim, produzir a média do sinal. 0 primeiro detector de sinal inclui ainda, de preferência, um comparador que está configurado para comparar a média do sinal com o primeiro valor limiar. Exceder o primeiro valor limiar indica a presença de um sinal útil no sinal recebido. Assim, uma determinada intensidade do sinal é mostrada na comparação. Daí tira-se conclusões acerca da intensidade do sinal dentro da banda e, portanto, também do sinal útil. Assim, o bloqueio de ruído torna-se condutor de forma confiável também no caso de dois sinais portadores (por exemplo, o radio aeronáutico CLIMAX) ou de sinais distorcidos (por exemplo, em transmissores de emergência).

0 tempo de atraso situa-se entre a IOps e 500 ps e, preferivelmente entre 20ps 200ps e, particularmente preferido entre 50ps e IOOus. Uma adaptação aos pulsos de interferência 25 a serem compensadas ou a um esquema de modulação do sinal recebido é possível. Nisso, o sinal é atrasado na medida do absolutamente necessário, pois um atraso demasiadamente prolongado pode resultar em um bloqueio de ruído instável com vibrações. 0 tempo de atraso é escolhido preferivelmente em 30 função do sinal transmitido. Assim, dependendo da modulação ou do tipo de sinal de interferência, diferentes tempos de atraso podem resultar. De preferência, o bloqueio de ruido inclui pelo menos um dispositivo de filtração que é configurado para filtrar um sinal obtido a partir do sinal recebido antes que o sinal seja transmitido para o dispositivo de atraso. Assim, a limitação da banda do sinal é conseguida.

Preferivelmente, o bloqueio de ruido inclui ainda um segundo detector de sinal, que está configurado para detectar mediante a transgressão de um segundo valor limiar na relação 10 sinal-ruido do sinal recebido, a presença de um sinal útil no sinal recebido. Assim, uma maior confiabilidade do bloqueio de ruído pode ser conseguida utilizando apenas um detector de sinal.

0 bloqueio de ruído ainda tem a vantagem de possuir um

discriminador, que é concebido para decidir que existe um sinal útil no sinal recebido, se pelo menos um detector de sinal detecta um sinal útil no sinal recebido. Este fato também aumenta a confiabilidade do bloqueio de ruído. De 20 preferência, o discriminador é concebido como operação OR. Assim, o bloqueio de ruído se torna um condutor no caso de resposta de um dos detectores.

0 bloqueio de ruído inclui ainda um interruptor Mute, que 25 é concebido para connectar um sinal obtido a partir do sinal recebido com uma saída de sinal, quando ao menos um detector de sinal indica a presença de um sinal útil no sinal recebido. Assim, pode ser alcançada a abertura confiável do bloqueio de ruído, quando os sinais recebidos são difíceis.

30

No método para o bloqueio de ruído em receptores de alta frequência, de acordo com o invento, a presença de um sinal útil num sinal recebido é detectada em um canal de recepção. b / 12 DrTi sinal obtiao a partir do sinal recebido é retardado pelo periodo de atraso. Um sinal mínimo é formado como o mínimo do sinal derivado a partir do sinal recebido e do sinal retardado, derivado a partir do sinal recebido. Assim, os 5 pulsos recorrentes de interferência de alta energia (pacotes de frequência, também no canal de recepção) podem ser suprimidos de forma eficaz.

Em seguida, a invenção é descrita como exemplo por meio de um desenho no qual um exemplo vantajoso da realização do invento é mostrado. 0 desenho mostra:

Fig. 1 um primeiro exemplo de realização da presente invenção como diagrama de blocos do bloqueio de ruído;

Fig. 2 um segundo exemplo de realização do bloqueio de ruído, de acordo com a invenção com vista detalhada ao diagrama de bloco;

20

Fig. 3a um sinal exemplar recebido com pulsos de interferência.

Fig. 3b um primeiro sinal recebido a partir de um sinal recebido em banda de base, com pulsos de

interferência alargados;

Fig. 3c um segundo sinal derivado de um sinal recebido através de deslocamento de tempo;

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Fig. 3d o primeiro e segundo sinal obtido a partir do sinal recebido de uma apresentação sobreposta; b / 12 Fig. 3e um terceiro sinal formado a partir do primeiro e segundo sinal derivado, no qual os pulsos do ruido são fortemente suprimidos, e

Fig. 4 um primeiro exemplo de realização do método, de acordo com a invenção em forma de fluxograma.

Em primeiro lugar, com referência às Figuras 1 - 2, a construção ilustrada e o tipo de funcionamento de dois 10 exemplos de realização do bloqueio de ruído são explicados, de acordo com a invenção. As Figuras 3a a 3e estão detalhando a função exata. Finalmente, com referência à Figura 4, a função do exemplo de realização do método é ilustrada, de acordo com a invenção. Partes de elementos idênticos não foram 15 apresentadas novamente e descritas em Figuras semelhantes.

A Figura 1 mostra um primeiro exemplo de realização do bloqueio de ruído, de acordo com a invenção. Encontra-se ligado a um terminal de entrada 10 o dispositivo de processamento 11, o qual por sua vez está ligado ao interrputor Mute 12.

Encontra-se ligado à extremidade do interruptor Mute 12 o altofalante 13. Encontram-se ligados ao terminal de entrada de 25 sinal 10, um primeiro detector de sinal 15 e um segundo detector de sinal 16. Os detectores de sinal 15 e 16 podem ser por sua vez, ligados a um discriminador 17, o qual está conectado ao interruptor Mute 12. Os meios de processamento compreendem um bloco de processamento de áudio. Este é usado 30 para filtrar uma faixa de freqüência de 30 a 2500 Hz e um reforço. O detector de sinal 15 opera baseado na relação sinal-ruído. O detector de sinal 16 opera baseado no nível da banda útil. O discriminador funciona como operação OR. No terminal de entrada 10, um sinal recebido é alimentado. 0 possível pré-processamento não é aqui mestrado. O primeiro detector de sinal 15 e o segundo detector de sinal 16 detectam, de preferência, através de diferentes métodos, a presença de um sinal útil no sinal recebido e passam o resultado desta detecção para o discriminador 17. O discriminador 17 decide baseado nos resultados da detecção dos detectores de sinal 15 e 16, se um sinal desejado está presente no sinal recebido ou não. O discriminador realiza preferencialmente uma operação OR. Ou seja, tão logo que um dos detectores de sinal 15 ou 16 detectar a presença de um sinal útil no sinal recebido, o discriminador 17 decide que um sinal útil está presente no sinal recebido. Basedo no resultado dessa decisão, o discriminador 17 controla o interruptor Mute 12.

0 sinal recebido é transmitido adicionalmente aos meios de processamento 11, que continuam com o processo, 20 transformando-o em um sinal de audio analógico. Os meios de processamento 11 passam o sinal resultante para o terminal de entrada do interruptor Mute 12. Se o discriminador 17 decide que um sinal útil está contido no sinal recebido, ele controla o interruptor Mute 12 de tal forma que o sinal de saída dos 25 meios de processamento 11 é transmitido ao altofalante 13. No entanto, se foi decidido pelo discriminador 17, de que não há sinal útil no sinal recebido, ele controla o interruptor Mute 12 de tal forma, que o sinal de saída dos meios de processamento 11 é descartado.

30

A Figura 2 mostra um segundo exemplo de realização do bloqueio de ruído, de acordo com a invenção. Aqui é mostrado apenas um detector de sinal o qual, por exemplo, corresponde ao detect.ui de sinal 16 da Figura 1. Enconra-se ligado ao terminal de entrada 10 o dispositivo de filtração 20, que está ligado ao conversor analógico-digital 21. Este, por sua vez, está ligado ao conversor digital de frequência 22. Este está ligado ao dispositivo de retardo 24. O dispositivo de retardo

24 está ligado ao detector mínimo 25, o qual está ligado ao dispositivo de formação média 26. Este, por sua vez, está ligado ao comparador 27. Além disso, o terminal de saída do conversor de frequèencia está ligado ao detector mínimo 25.

10

No terminal de entrada 10, um sinal de recepção 29 é fornecido. O sinal recebido 29 é filtrado pelo dispositivo de filtração 20 e transmitido como sinal recebido filtrado 30 para o conversor analógico digital 21. A filtração é 15 constituída de uma filtração de frequência intermédiária. O conversor analógico-digital 21 digitaliza o sinal 20 para o sinal recebido 31, digitaliza do filtrado. Este é transmitido ao conversor de frequência digital 22, o qual o transforma em banda de base e o transmite em forma de sinal de banda de base 20 32 para meios de filtração 23. Neste caso uma seleção de canal é efetuada por um filtro FIR dentro do conversor de frequência 22. Devido à filtração no filtro FIR dentro do conversor de frequência 22 e em função da filtração no dispositivo de filtração 20, uma expansão temporal de pulsos de interferência 25 é efectuada, uma vez que a largura da banda do sinal é reduzida.

0 sinal da banda da base digital 32 é transmitido ao dispositivo de retarda 24 que atrasa o sinal tpelo período de 30 atraso At. Simmultaneamente, o sinal da banda de base digital retardado 33 é fornecido ao detector mínimo 25. O detector mínimo 25 determina cronologicamente o mínimo de cada sinal 32 e 33 gerando, com base nestes fatos o sinal mínimo 34. O sinal niiriimo 34 é então transmitido à unidade de formação média 26, a qual forma a média cronológica do sinal. A energia do sinal é, assim, distribuída ao longo do tempo.

O sinal da média resultante 35 é transmitido ao

comparador 26 que o compara com o valor limiar. Se o sinal de média 35 exceder o valor limiar, tal fato é detectado como a presença de um sinal útil no sinal recebido. No entanto, se o sinal de média 35 for inferior ao valor limiar, tal fato é 10 detectado no sinal recebido como ausência de um sinal útil. 0 comparador 26 emite como sinal de saída o sinal binário de decisão 36.

Na Figura 3a, o sinal de entrada 29 da Figura 2 também é 15 mostrado. Aqui, o sinal inclui uma série de pulsos de interferência de amplitude elevada e de pequena extensão cronológica. Aqui, cada pulso tem, por exemplo, a duração de IOps e um intervalo de 1 ms. A amplitude dos pulsos corresponde, no exemplo, a 3 mV. A Figura 3a também mostra o 20 valor limiar 11, o qual é utilizado para a detecção de um sinal útil no sinal recebido. Sem o processamento do sinal, de acordo com a invenção, cada pulso de interferência é interpretado como um sinal útil, uma vez que excede o valor limiar.

25

Na Figura 3b, o sinal da banda de base digital 32 da Figura 3 é mostrado. A filtração pelo filtro FIR dentro dos conversores de frequência 22 e a filtração através do dispositivo de filtro 20 tem causado a distribuição da energia 30 de cada pulso de interferência acima do tempo, pois a largura de banda do sinal de entrada 29 tem sido limitada. Os pulsos tornaram-se assim um pouco mais amplos. Na representação escolhida aqui, os pulsos são mostrados com largura exagerada. Na iealidade, os pulsos tornam-se mais amplos devido a um pequeno fator de, por exemplo, 10 ou mais, mais largos do que no sinal de entrada original 29.

Na Figura 3c, o sinal da banda de base digital atrasado

33 é agora mostrado. O sinal corresponde exatamente ao sinal 32, porém é deslocado no tempo.

Na Figura 3d, o sinal da banda de base digital 32 e o sinal da banda de base digital com tempo deslocado 33 são agora mostrados. Claramente visível é aqui o tempo de atraso At. Ele corresponde a 60 ps daqui. É claro que os sinais 32 e

33 não se sobrepõem nas suas extremidades, mas se sobrepõem na sua base.

15

Na Figura 3e, o sinal da média resultante 35 é mostrado. Este sinal corresponde às partes sobrepostas dos sinais 33 e

34 da Figura 3d cujas médias são calculadas ao longo do tempo. Além disso, o valor do limiar 11 é novamente mostrado. É

claramente visto que o sinal mínimo 11 excede o limite, em nenhum ponto. Deste modo, quaisquer pulsos de interferência da Figura 3a já não são detectados como sinal útil.

No entanto, um verdadeiro sinal útil não pode ser 25 filtrado desta forma, uma vez que não consiste somente de pulsos de interferência de pouca duração. A princípio, o sinal útil não é alterado pelo método mostrado aqui, porque não passa pelo dispositivo de atraso 24 e nem pelo detector mínimo 25.

30

A Figura 4 mostra um exemplo de realização do método de acordo com a invenção. Num primeiro passo 40, um sinal recebido é filtrado. Esta filtração é um pré-processamento. As partes do sinal do lado de fora da banda útil, por exemplo, são removidas. Numa segunda etapa 41 ocorre a digitalização do sinal filtrado. Em seguida, na terceira etapa 42, o sinal digital é submetido a uma mudança de frequência. Aqui, o sinal 5 é transformado em banda de base. Ao limitar a banda do sinal na filtração da primeira etapa 40 e na mudança de freqüencia, pulsos individuais de interferência são distribuídos ao longo do tempo.

Numa quarta etapa 43 é realizado um atraso do sinal

resultante pelo período de atraso At. O tempo de atraso At é da ordem de grandeza da largura dos pulsos de inteerferência a serem removidos.

Num quinto passo 44, o mínimo do sinal atrasado e do

sinal não atrasado é formado. Por este meio, os altos picos são removidos do sinal. Em uma sexta etapa 45 é feito o cálculo da média. Ou seja, a energia do sinal é distribuída ao longo do tempo.

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Finalmente, o sinal resultante é comparado com o valor limiar na sétima etapa 46. Se o sinal tornar-se inferior ao valor limiar, tal fato é detectado como ausência de um sinal útil no sinal recebido. Se o sinal mínimo exceder o valor

limiar, tal fato é detectado como presença de um sinal útil no sinal recebido.

Não são mostrados aqui os passos adicionais de processamento de sinal do sinal recebido e o acionamento,

respectivamente o bloqueio do sinal de saída, na presença respectivamente na ausência de um sinal útil. A invenção não está limitada ao ilusgrado exemplo de realização. Como mencionado acima, uma pluralidade de diferentes detectores de sinal pode ser usada. Todas as características descritas acima ou mostradas nas figuras podem 5 ser combinadas entre si de forma desejada e vantajosa no âmbito do presente invento.

Claims

1. Bloqueio de ruído para receptores de alta frequência com um primeiro detector de sinal (16) que está configurado para detectar a presença de um sinal útil em um sinal recebido (29), caracterizado pelo fato de que o primeiro detector de sinal (16) compreende um dispositivo de retardo (24) que é configurado para atrasar um sinal (32) obtido a partir do sinal recebido (29) pelo período de atraso, e que o primeiro detector de sinal (16) compreende um detector mínimo (25), que é configurado para formar um sinal mínimo (34) como o mínimo do sinal obtido a partir do sinal recebido (32) e do sinal atrasado obtido a partir do sinal recebido (33) .

2. Bloqueio de ruído de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro detector de sinal (16) compreende ainda um dispositivo para calcular a média (26), que é configurado para calcular o tempo do sinal mínimo (34), gerando, assim, um sinal de média (35); que o primeiro detector de sinal (16) inclui ainda um comparador (27), que é configurado para comparar o sinal da média (35), com o primeiro valor limiar, em que a transgressão do primeiro valor limiar indica da presença de um sinal útil no sinal recebido (29).

3. Bloqueio de ruído de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o tempo de atraso está situado entre IOps e 500 με, de preferência entre 20ps e 200ps e, ainda mais paticularmente entre 50μβ e 100 ys, e, que o tempo de atraso é regulado em dependência de uma largura de pulsos de interferência a serem suprimidos ou em resposta a um tipo de modulação do sinal recebido (29).

4. Bloqueio de ruido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o bloqueio de ruído inclui pelo menos um dispositivo de filtração (26), o qual está configurado para filtrar o sinal mínimo (34).

5. Bloqueio de ruído de circuito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o bloqueio de ruído compreende ainda um segundo detector de sinal (15) que é concebido para detectar a presença de um sinal útil no sinal recebido (29) mediante a transgressão de um segundo valor limiar e através da relação sinal-ruído do sinal recebido (29) .

6. Bloqueio de ruído, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o bloqueio de ruído compreende ainda um discriminador (17) que é configurado para determinar se um sinal útil está presente no sinal recebido (29), quando, pelo menos, um detector de sinal (15, 16) detecta um sinal útil no sinal recebido (29).

7. Bloqueio de ruído de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o bloqueio de ruído compreende ainda um interruptor Mute (12), que está configurado para ligar um sinal (29) obtido a partir de um sinal recebido a uma saída de sinal quando, pelo menos, um detector de sinal (15, 16) indica a presença de um sinal útil no sinal recebido (29).

8. Um método para o bloqueio de ruído em um receptor de alta freqüencia, onde a presença de um sinal útil é detectado em um sinal recebido (29) , caracterizado pelo fato de que um s i i ia I derivado (32) do sinai recebido (29) é retardado pelo período de atraso, que o sinal mínimo (34) é formado como o mínimo do sinal derivado do sinal recebido (32) e do sinal de atraso derivado do sinal recebido (33).

9. Um método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a média de tempo do sinal mínimo (34) é calculada e, assim, um sinal da média (35) é gerado, que o sinal da média (35) é comparado com o primeiro valor limiar, em que a transgressão do primeiro valor limiar indica a presença de um sinal útil no sinal recebido (29) .

10. Um método de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o tempo de atraso situa-se entre IOps e 500 ps, de preferência entre 20ps e 200ps e, mais particularmente 50ps e 100 ps, e que o tempo de atraso é ajustado dependendo da largura dos pulsos de interferência a serem suprimidos ou em resposta a um tipo de modulação do sinal recebido (29).

11. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que o sinal mínimo (34) é filtrado e, de preferência, a média no domínio do tempo é calculada.

12. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato, de que mediante a transgressão de um segundo valor limiar na relação sinal-ruído do sinal recebido (29) é detectada a presença de um sinal útil no sinal recebido (29).

13. Um metodo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que será decidido, que um sinal útil está presente no sinal recebido (29), se for detectado um sinal útil no sinal recebido (29), em pelo menos um dos métodos acima referidos.

14. Um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizado pelo fato de que um sinal derivado do sinal recebido (29) é ligado a uma saída de sinal quando, pelo menos, a presença de um sinal útil no sinal recebido (29) é detectado por um dos métodos acima mencionados.