DE10393730T5

DE10393730T5 - Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung einer NTSC-Gleichkanalstörung

Info

Publication number: DE10393730T5
Application number: DE10393730T
Authority: DE
Inventors: Ivonete Carmel Markman; Gabriel Alfred Indianapolis Edde
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2006-06-08
Also published as: KR20050083964A; AU2003291466A1; WO2004049699A2; AU2003291466A8; US20060092330A1; US7567298B2; CN100387047C; CN1717921A; WO2004049699A3; JP2006507760A

Abstract

Vorrichtung zur Anwendung bei der Ermittlung eines Störsignals mit:
einer Trägernachführschleife (115, 120, 125) zur Verarbeitung eines empfangenen Signals zur Bildung eines Nachführsignals, das eine mögliche Anwesenheit wenigstens eines Trägers eines Störsignals anzeigt, und
einer Entscheidungseinheit (135, 140), um als eine Funktion des Nachführsignals zu ermitteln, ob das Störsignal vorhanden ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kommunikationssysteme und insbesondere einen Störungsdetektor in einem Empfänger.
Während der Umsetzung von analogen in digitale terrestrische Fernsehsignale in den Vereinigten Staaten wird erwartet, dass sowohl analoge NTSC (National Television Systems Committee) als auch digitale ATSC-HDTV (Advanced Television Systems Committee – High Definition Television)-Signale, für eine Anzahl an Jahren gemeinsam existieren. Dabei können ein NTSC-Sendekanal und ein ATSC-Sendekanal denselben breiten Kanal (einige Millionen Hertz) einnehmen. Das ist in 1 dargestellt, die die relativen spektralen Lagen der NTSC-Signalträger (Video, Audio und Chroma) gegenüber dem digitalen VSB (Vestigial Sideband = Restseitenband)-ATSD-Signalspektrum zeigt. Daher muss ein ATSC-Empfänger in der Lage sein, eine NTSC-Gleichkanalstörung effizient zu ermitteln und zu unterdrücken.
In einem digitalen ATSC-HDTV-Empfänger kann die Unterdrückung einer Gleichkanalstörung durch das Kammfilter erfolgen (siehe z.B. United States Advanced Television Systems Committee, "ATSC Digital Television Standard", Document A/53, 16. September 1995). Das Kammfilter ist ein zwölf Symbole tiefes vorwärtsgeregeltes lineares Filter mit Spektralnullstellen bei oder in der Nähe der NTSC-Signalträger und wird nur angewendet, wenn eine NTSC-Störung ermittelt wird (siehe z.B. United States Advanced Television Systems Committee, "Guide to the Use of the ATSC Digital Television Standard", Document A/54, 4. Oktober 1995).
Untersuchungen haben gezeigt, dass das Kammfilter eine effiziente NTSC-Signalunterdrückung, für D/U (Desired-to-Undisired = gewünschte-zu-nicht-gewünschte) Signalleistungsverhältnissen bis zu 16 dB bewirkt. Das DU-Signalleistungsverhältnis ist bestimmt als der Mittelwert des digitalen VSB-ATSC-Signals, geteilt durch die mittlere NTSC-Spitzensignalleistung.
Da das Kammfilter nur angewendet wird, wenn eine NTSC-Störung ermittelt wird, ist es notwendig, zunächst das Vorhandensein einer NTSC-Gleichkanalstörung zu ermitteln. Außerdem möchte man in der Lage sein, die NTSC-Gleichkanalstörung in hohen D/U-Verhältnissen zu ermitteln. Der oben genannte "Guide to Use of the ATSC Digital Television Standard" beschreibt eine Ausführung eines NTSC-Detektors, der mit der Leistungsdifferenz zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal des Kammfilters arbeitet. Insbesondere ermittelt die Ausführung, dass ein NTSC-Gleichkanalsignal vorliegt, wenn eine nennenswerte Differenz in der Leistung zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal des Kammfilters besteht. Unglücklicherweise ist dieses Schaltungskonzept für D/U-Verhältnisse über 10 dB nicht zuverlässig.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß den Prinzipien der Erfindung umfasst ein Detektor für eine Gleichkanalstörung eine Trägernachführschleife zur Verarbeitung eines empfangenen Signals, um ein Nachführsignal zu bilden, das ein mögliches Vorhandensein wenigstens eines Trägers eines Störsignals anzeigt sowie eine Entscheidungseinheit, um abhängig von dem Nachführsignal zu ermitteln, ob das Störsignal vorhanden ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält ein Fernsehgerät einen ATSC-Empfänger mit einem NTSC-Gleichkanalstörungsdetektor, der auf einer Trägernachführung des NTSC-Videoträgersignals basiert. Der Detektor für die NTSC-Gleichkanalstörung enthält eine Trägernachführschleife und eine Entscheidungseinheit. Die Trägernachführschleife verarbeitet ein empfangenes Signal zur Ermittlung des möglichen Vorhandenseins des NTSC-Videoträgersignals und zur Bildung eines Nachführsignals dafür. Die Entscheidungseinheit empfängt das Nachführsignal und gewinnt daraus einen DC-Offset (Gleichspannungsversatz). Die Entscheidungseinheit stellt dann fest, dass eine NTSC-Gleichkanalstörung vorhanden ist, wenn das DC-Offsetsignal größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt einen Vergleich eines NTSC-Signalspektrums mit einem ATSC-Signalspektrum,
2 zeigt ein beispielhaftes schematisches Blockschaltbild eines TV-Geräts, das die Prinzipien der Erfindung verkörpert,
3 zeigt einen Teil eines Empfängers, der die Prinzipien der Erfindung verkörpert,
4 zeigt eine beispielhafte Trägernachführschleife zur Anwendung in dem Empfänger aus 3,
5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren gemäß den Prinzipien der Erfindung,
6 zeigt eine beispielhafte Simulator-Konfiguration,
7 und 8 zeigen beispielhafte Simulationsergebnisse, und
9–10 zeigen andere Ausführungsformen gemäß den Prinzipien der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Anders als das erfindungsgemäße Konzept sind die in den Figuren dargestellten Elemente hinreichend bekannt und werden nicht im Detail beschrieben. Z.B. sind, anders als das erfindungsgemäße Konzept, ein Fernsehgerät und dessen Komponenten, wie ein Eingangsteil, Hilbert-Filter, Trägernachführschleife, Videoprozessor, Fernsteuerung u.s.w. hinreichend bekannt und werden hier nicht im Detail beschrieben. Zusätzlich kann das erfindungsgemäße Konzept durch konventionelle Programmierlösungen ausgeführt werden, die als solche hier nicht beschrieben werden. Schließlich bezeichnen gleiche Bezugsziffern in den Figuren ähnliche Teile.
Ein schematisches Blockschaltbild eines beispielhaften Fernsehgeräts 10 gemäß den Prinzipien der Erfindung ist in 2 dargestellt. Das Fernsehgerät 10 umfasst einen Empfänger 15 und eine Wiedergabeeinheit 20. Beispielsweise ist der Empfänger 15 ein ATSC-kompatibler Empfänger. Es sei bemerkt, dass der Empfänger 15 außerdem NTSC-kompatibel sein kann, d.h. einen NTSC-Betriebsmodus und einen ATSC-Modus enthalten kann, derart, dass das Fernsehgerät 10 einen Videoinhalt von einem NTSC-Sender oder einem ATSC-Sender wiedergeben kann. Jedoch wird im Zusammenhang mit dieser Beschreibung ein ATSC-Betriebsmodus beschrieben. Der Empfänger 15 empfängt ein Sendesignal 11 (z.B. über eine (nicht dargestellte) Antenne) zur Verarbeitung von daraus abgeleiteten Verarbeitungen, z.B. ein HDTV-Videosignal für die Zuführung zu der Wiedergabeeinheit 20, um dessen Inhalt zu betrachten. Wie oben erwähnt und in 1 dargestellt ist, kann das Signal nicht nur ein gesendetes ATSC-Signal, sondern außerdem eine Störung von einem Gleichkanal-NTSC-Signal enthalten. Dafür enthält der Empfänger 15 von 2 ein (nicht dargestelltes) Unterdrückungsfilter, wie das oben genannte Kammfilter, zur Unterdrückung der NTSC-Signalstörung, wie oben beschrieben, und enthält gemäß den Prinzipien der Erfindung außerdem einen NTSC-Gleichkanalstördetektor auf der Grundlage einer Trägernachführung des NTSC-Videoträgersignals. Wie im Folgenden beschrieben wird, ermöglicht bei der Ermittlung einer NTSC-Gleichkanalstörung der NTSC-Gleichkanalstörungsdetektor die Anwendung des Unterdrückungsfilters für die Verarbeitung des Signals 11, um die NTSC-Gleichkanalstörung zu vermindern.
In 3 ist der relevante Teil des Empfängers 15 mit einem NTSC-Gleichkanal-Störungsdetektor gemäß den Prinzipien der Erfindung dargestellt. Insbesondere enthält der Empfänger 15 einen Analog/Digital-Wandler (ADC) 105, eine automatische Verstärkungsregelung (ADC) 110, ein Bandpassfilter (BPF) 15, ein Verzögerungs/Hilbert-Filterelement 120, eine Trägernachführschleife CPL 125, ein Mittelwert (avg.)-Filter 135 und einen Komparator 140.
Das Eingangssignal 101 stellt ein digital-VSB-moduliertes Signal gemäß dem oben genannten "ATSC Digital Television Standard" dar und ist bei einer speziellen ZF (Intermediate Frequency = Zwischenfrequenz) von f_IF Hertz zentriert. Jedoch kann, wie oben erwähnt, das Eingangssignal 101 außerdem eine NTSC-Gleichkanalstörung enthalten. Das Eingangssignal 101 wird durch den ADC 105 für die Umsetzung in ein abgetastetes Signal abgetastet, das dann durch die AGC 110 in der Verstärkung geregelt wird. Letzterer ist nicht kohärent und ist eine Schleife mit einem gemischten Modus (analog und digital), die einen ersten Wert einer Verstärkungsregelung (vor der Trägernachführung), ein Symboltiming und eine Synchrondetektion des in dem Signal 101 enthaltenen VSB-Signals bildet. Die AGC 110 vergleicht grundsätzlich die Absolutwerte des abgetasteten Signals von dem ADC 105 mit einem vorbestimmten Schwellenwert, akkumuliert den Fehler und führt die Informationen über das Signal 112 zurück zu dem (nicht dargestellten) Tuner für eine Verstärkungsregelung vor dem ADC 105. Daher bildet der ADC 110 ein in der Verstärkung geregeltes Signal 113 zu der (nicht dargestellten) ATSC-VSB-Verarbeitungsschaltung und zu dem BPF 115. Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist das BPF 115 bei dem NTSC-Videoträger zentriert und hat eine schmale Bandbreite von weniger als oder gleich 600 kHz. In der Annahme, dass keine Offsets zwischen dem VSB-Signal und einem Gleichkanal-NTSC-Signal übertragen werden, und in der Annnahme einer so genannten "High Side" Injektion, ist zu erwarten, dass der NTSC-Videoträger bei einer Frequenz f_VIDEO liegt, wobei f_VIDEO = f_IF – 1, 75 MHz ist.
Das Ausgangssignal von dem BPF 115 wird dann über das Verzögerungs/Hilbert-Filterelement 120 geführt. Letzteres enthält ein Hilbert-Filter und eine äquivalente Verzögerungsleitung für die Nachführung der Verarbeitungsverzögerung durch das Hilbert-Filter. Wie im Stand der Technik bekannt, ist ein Hilbert-Filter ein Allpass-Filter, das eine Phasenverschiebung von –90° für alle Eingangsfrequenzen größer als 0 (und eine +90° Phasenverschiebung für negative Frequenzen) einführt. Das Hilbert-Filter ermöglicht die Rückgewinnung der Quadraturkomponente des Ausgangssignals von dem BPF 115. Damit die CTL die Phase korrigieren und die Verriegelung auf den NTSC-Videoträger bewirken kann, werden die gleichphasige und die Quadraturkomponente des Signals benötigt.
Das Ausgangssignal 121 von dem Verzögerungs/Hilbert-Filterelement 120 ist ein komplexer Abtaststrom mit einer gleichphasigen (I) und einer Quadratur (Q)-Komponente. Es wird bemerkt, dass komplexe Signalwege in den Figuren als doppelte Linien dargestellt sind. Das Signal 121 wird der Trägernachführschleife (CTL) 125 zugeführt, die eine phasenverkoppelte Schleife darstellt, die den komplexen Abtaststrom des Signals 121 auf das ZF-Signal auf das Basisband herunterkonvertiert und Frequenzoffsets zwischen dem (nicht dargestellten) Sender und dem Sende-NTSC-Videoträger und dem (nicht dargestellten) örtlichen Oszillator des Empfängertuners korrigiert. Die CTL 125 ist eine Schleife zweiter Ordnung, die in der Theorie alle Frequenzoffsets ohne Phasenfehler nachführen kann. In der Praxis ist ein Phasenfehler eine Funktion der Schleifenbandbreite, des Eingangsphasenrauschens, des thermischen Rauschens, und die Ausführung verwendet eine gleiche Bitgröße für die Daten, Integratoren und Verstärkungsmultiplikatoren.
In 4 ist eine beispielhafte Ausführungsform der CTL 125 dargestellt. Die CTL 125 enthält einen komplexen Multiplikator 150, einen Phasendetektor 155, ein Schleifenfilter 160, einen Kombinierer (oder Addierstufe) 165, einen numerisch gesteuerten Oszillator (NOC) 170 und eine Sinus/Cosinus (sin/cos) Tabelle 175. Es sei erwähnt, dass andere Aufbauten einer Trägernachführungsschleife möglich sind, solange sie dieselbe Leistungsfähigkeit erreichen. Der komplexe Multiplikator 150 empfängt den komplexen Abtaststrom des Signals 121 und bewirkt die Derotation des komplexen Abtaststroms um einen berechneten Phasenwinkel. Insbesondere werden die gleichphasige und die Quadraturkomponente des Signals 120 um eine Phase gedreht. Letztere wird durch das Signal 176 geliefert, das den jeweiligen Sinus- und Cosinus-Wert aus der Sinus/Cosinus-Tabelle 175 darstellt (wie oben beschrieben). Das Ausgangssignal von dem komplexen Multiplikator 150 und dafür die CTL 125, ist das Signal 126, das einen "derotierten" komplexen Abtaststrom darstellt. Das Signal 126 wird hier als das Nachführsignal (tracking signal) bezeichnet.
Wie aus 4 ersichtlich ist, wird das Nachführsignal 126 außerdem dem Phasendetektor 155 zugeführt, der jeden Phasenoffset berechnet, der noch in dem Nachführsignal 126 anwesend ist, und ein Phasenoffsetsignal für deren Anzeige liefert. Diese Berechnung kann mit einem "I*Q" oder einer "sign(I)*Q"-Funktion erfolgen. Das durch den Phasendetektor 155 gelieferte Phasenoffsetsignal wird dem Schleifenfilter 160 zugeführt, das ein Filter erster Ordnung mit proportional-plus-integralen Verstärkungen ist. Wenn im Moment der Kombinierer 165 ignoriert wird, wird das schleifengefilterte Ausgangssignal von dem Schleifenfilter 160 dem NCO 170 zugeführt. Letzterer ist ein Integrator, der als Eingangssignal eine Frequenz enthält, und ein Ausgangssignal liefert, das die Phasenwinkel für die Eingangsfrequenz darstellt. Um jedoch die Erfassungs geschwindigkeit zu erhöhen, gelangt das NOC zu einem Frequenzoffset, F_OFFSET, entsprechend dem f_VIDEO das über den Kombinierer 165 dem Ausgangssignal des Schleifenfilters hinzugefügt wird und ein kombiniertes Signal zu dem NCO 170 liefert. Der NCO 170 liefert ein Ausgangsphasenwinkelsignal 171 zu der sin/cos-Tabelle 175, die die zugehörigen Sinus- und Cosinuswerte zu dem komplexen Multiplizierer 150 für die "Derotation" des CTL-Eingangssignals 121 zur Bildung des Nachführsignals 126 liefert.
Wenn in 3 die NTSC-Gleichkanalstörung in dem empfangenen Signal 11 von 2 verfügbar ist, enthält das Nachführsignal 126 einen DC-Offset oder Gleichspannungs versatz als Basisband, der proportional zu dem Leistungswert des empfangenen NTSC-Videoträgers ist. Das Vorzeichen dieses Gleichspannungsoffsets ist abhängig von einer möglichen Mehrdeutigkeit von 180° der Trägernachführungsschleife, die von der Ausführung der Trägernachführungsschleife abhängig ist. Wie in 3 gezeigt ist, wird die gleichphasige (reale) Komponente des Nachführsignals 126 einem avg-Filter 135 zugeführt, das ein Tiefpassfilter (LPF) mit einer niedrigen Bandbreite, z.B. 100 Hz) ist. Gemäß einem Merkmal der Erfindung bildet das avg-Filter 135 einen Wert der gleichphasigen Komponente des Nachführungssignals 126 im digitalen Bereich und liefert ein Signal 136, das den Gleichspannungsoffset, d.h. ein mittleres Gleichspannungsmaß für die mögliche Anwesenheit einer NTSC-Gleichkanalstörung darstellt. Als solches sollte das Signal 136 unabhängig sein von der Anwesenheit eines additiven weissen Rauschens (AWGN = additive white Gaussian noise), dem Phasenrauschen und dem VSB-Signal, da ihr Mittelwert Null ergibt. Es sei bemerkt, dass dann, wenn der NTSC-Videoträger in dem empfangenen Signal 11 nicht vorhanden ist oder wenn der Leistungswert des NTSC-Videoträgers zu niedrig ist, so dass das CTL 125 nicht konvergiert, der Mittelwert des Gleichspannungswertes des Signals 136 Null ist.
Eine Ermittlung der Anwesenheit einer NTSC-Gleichkanalstörung erfolgt durch den Komparator 140, der ein Ausgangsmarkiersignal 141 liefert. Zu dieser Zeit sollte auch auf 5 verwiesen werden, die ein beispielhaftes Flussdiagramm gemäß den Prinzipien der Erfindung zeigt. Insbesondere wird das Signal 136, das ebenfalls die mögliche Ermittlung des NTSC-Videoträgersignals darstellt, dem Komparator 140 zugeführt (Schritt 305, 5). Letzterer vergleicht den Wert des Signals 136 mit einem vorbestimmten positiven Schwellenwert (Schritt 310, 5). Wenn der Absolutwert des Gleichspannungsoffsets größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert, setzt der Komparator 140 ein Ausgangs-Markiersignal 141 auf einen vorbestimmten Wert, z.B. einen Wert für eine logische "EINS", der die Ermittlung des NTSC-Videoträgers, d.h. die Ermittlung einer Gleichkanalstörung anzeigt. Das Ausgangsmarkiersignal wird dann durch die (nicht dargestellte) andere Schaltung benutzt, um eine geeignete NTSC-Zurückweisungsfilterung zu ermöglichen, wie oben beschrieben (Schritt 320, 5). Wenn jedoch der Absolutwert des Gleichspannungsoffsets nicht größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, dann wird das Ausgangsmarkiersignal 141 auf einen Wert für eine logische "NULL" gesetzt, der keine Gleichkanalstörung anzeigt. In diesem Fall kann das Ausgangsmarkiersignal außerdem dazu dienen, die NTSC-Zurückweisungsfilterung zu sperren, wenn diese vorher ausgelöst wurde (Schritt 315, 5). Auf diese Weise und gemäß den Prinzipien der Erfindung setzt, wenn ein Signal für die Anzeige des NTSC-Videoträgers ermittelt wird, der Empfänger 15 oder das Fernsehgerät 10 eine geeignete NTSC-Zurückweisungsfilterung, z.B. über ein Kammfilter, wie oben beschrieben.
Eine Simulation der oben beschriebenen Ausführungsformen nach dem ADC 110 erfolgte durch ein in der Programmiersprache C geschriebenes Programm. Dieses Programm verarbeitete unterschiedliche Eingangsdatendateien, wobei jede Datendatei ein ATSC-Signal mit einer hinzugefügten NTSC-Gleichkanal-Störung bei einem speziellen Verhältnis D/U darstellt. Die verschiedenen Datendateien wurden gewonnen durch Anwendung der in 6 dargestellten Simulatorkonfiguration. Eine NTSC-Videoquelle 430 liefert ein NTSC-Signal zu dem NTSC-Modulator 425. Letzterer liefert ein NTSC-Übertragungssignal mit dem NTSC-Video zu dem Dämpfer 420, der dazu dient, den Leistungswert des NTSC-Übertragungssignals für die Erzielung verschiedener D/U-Verhältnisse zu ändern. Das gedämpfte NTSC-Übertragungssignal wird dem Kombinierer 410 zugeführt, der das gedämpfte NTSC-Übertragungssignal dem durch den VSB-Simulator gelieferten ATSC-Signal hinzufügt. Der Modulator 405 wurde auf einen Pseudorausch (PN = pseudo noise) -Modus gesetzt. Das NTSC-Übertragungssignal und das ATSC-Signal sind bei einer ZF von 44 MHz zentriert. Das kombinierte Signal – das ATSC-Signal mit dem Gleichkanal-NTSC-Störsignal – wird einem digitalen Oszilloskop 415 zugeführt. Im Einzelnen bewirkt das digitale Oszilloskop 415 eine Abtastung des kombinierten Signals bei einer Abtastrate von f_SAMP = 25 Msamples/sec (Millionen von Abtastwerten je Sekunde) und eine 8-Bit/Abtastung, was ein abgetastetes "High Injection"-Signal ergibt, zentriert bei einer IF von f_if = 6 MHz. Andere Abtastraten und Zwischenfrequenzen könnten ebenfalls benutzt werden.
Einige Ergebnisse dieser Simulation sind in den 7 und 8 dargestellt. 7 zeigt beispielhafte Kurven für ein D/U-Verhältnis von 10 dB. Insbesondere zeigt 7 Kurven der CTL-Frequenzabweichung und des Gleichspannungsoffsets bei dem mittelwertbildenden Filterausgang über der Zahl von Abtastungen. Beide Kurven zeigen eine stabile Konvergenz der Trägernachführschleife bzw. des Gleichspannungsoffsets.
In 8 zeigt die Tabelle 1 die Simulationsergebnisse für mehrere D/U-Verhältnisse mit dem entsprechenden Absolutwert des Gleichspannungsoffsets an dem Ausgang des mittelwertbildenden Filters und dem Trägernachführungsschleife-Konvergenzstatus. Aus der Tabelle 1 kann entnommen werden, dass die Trägernachführschleife die Gleichkanal-NTSC-Störung effizient bis zu einem D/U von etwa 20 dB ermittelt. Die Eingaben von Tabelle 1 können auch zur Bildung beispielhafter Schwellenwerte für die Anwendung in dem Komparator 140 von 3 dienen. Wenn z.B. ein Schwellenwert bei 31 gesetzt wird, dann identifiziert die Entscheidungseinheit (z.B. der Komparator 140 aus 3) die Anwesenheit eines NTSC für ein D/U unterhalb von 18 dB.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung können die Eingaben der Tabelle 1 (oder ähnliche Eingaben) auch vorher oder "a priori" in einem (nicht dargestellten) Speicher des Empfängers 15 gespeichert werden, um eine Schätzung des entsprechenden D/U-Verhältnisses für einen bestimmten Gleichspannungsoffset zu bilden. Eine derartige beispielhafte Ausführungsform ist in 9 dargestellt, die ähnlich ist zu der in 3 dargestellten Ausführungsform, ausgenommen, dass der Komparator 140 eine so genannte Look-up-Tabelle (LUT) 143 enthält und ebenfalls ein Ausgangssignal 142 liefert. Letzteres ist eine Schätzung des entsprechenden D/U-Verhältnisses für einen bestimmten Wert des durch das Signal 136 gelieferten Gleichspannungsoffsets und ist als solches eine Anzeige dafür, wie schlecht die NTSC-Störung ist. Z.B. speichert die LUT 143 des Komparators 140 eine Tabelle entsprechend, z.B. dem "D/U (db)" und "DC offset" Spalten der Tabelle 1 von 8. Der Komparator 140 quantisiert den durch das Signal 136 dargestellten Gleichspannungsoffset in einen der vorbestimmten Gleichspannungsoffsets der Tabelle 1 und liefert die entsprechenden D/U-Verhältniseingabe als eine Schätzung des D/U-Verhältnisses auf dem Signal 142.
Wie oben beschrieben, beruht ein Detektor für eine NTSC-Gleichkanalstörung auf einer Trägernachführung des NTSC-Videoträgers. Ein derartiger Detektor für eine Gleichkanalstörung kann ein Gleichkanal-NTSC-Signal effizient bis zu einem sehr hohen D/U-Verhältnis von etwa 20 dB ermitteln. Es sei erwähnt, dass derselbe Detektor auch zur Nachführung des NTSC-Audio- oder Chromaträgers benutzt werden kann, wenngleich dieses nicht als effizient erwartet wird, und zwar wegen der geringeren Leistung dieser Träger verglichen mit dem Videoträger. Jedoch wären diese alternativen Detektoren für bestimmte Fälle nützlich, wenn eine Mehrwegausbreitung in den terrestrischen Kanal eine spektrale Null bei der NTSC-Videoträgerfrequenz erzeugt, die ihre Ermittlung beeinträchtigt, jedoch die anderen Träger unversehrt lässt.
Wenngleich das erfindungsgemäße Konzept in Zusammenhang mit einem Fernsehempfänger und einer NTSC-Gleichkanalstörung beschrieben wurde, ist das erfindungsgemäße Konzept nicht derartig begrenzt und ist auf jeden Empfänger anwendbar, der bei der Anwesenheit von einem oder mehreren Gleichkanal-Störsignalen arbeitet. In 10 ist eine andere Ausführungsform gemäß den Prinzipien der Erfindung dargestellt. Ein Detektor 40 für eine Gleichkanalstörung enthält ein Störträger-Nachführelement 50 und eine Entscheidungseinheit 55. Ein empfangenes Signal 49 wird dem Störträger-Nachführelement 50 zugeführt, das ein Ausgangssignal 51 proportional zu der möglichen Anwesenheit wenigstens eines Trägers (ein Störträger) eines Störsignals liefert, das in dem empfangenen Signal 49 anwesend ist. Die Entscheidungseinheit 55 empfängt das Ausgangssignal 51 und ermittelt, ob das Störsignal als eine Funktion eines Parameters des Ausgangssignals 51 vorhanden ist, z.B. Spannungswert, Frequenz, Phase, u.s.w. Die Entscheidungseinheit 55 kann außerdem das Ausgangssignal 51 weiter verarbeiten vor der Ermittlung, ob das Störsignal anwesend ist. Z.B. kann, wie oben anhand der 3 beschrieben, die Entscheidungseinheit 55 zunächst eine Mittelwertbildung des Ausgangssignals 51 durchführen. Alternativ oder zusätzlich kann die Entscheidungseinheit 55 außerdem andere statistische Parameter berechnen, wie z.B. die Standardabweichung, usw. Beispielsweise können das Trägernachführelement 50 und die Entscheidungseinheit 55 Elemente enthalten ähnlich zu denen, die oben anhand der 3 und 4 dargestellt und beschrieben wurden, ist jedoch nicht in dieser Weise beschränkt. Es sei bemerkt, dass die hier beschriebenen und dargestellten Gruppen von Komponenten nur beispielhaft sind. Z.B. ist, wenngleich 3 ein Hilbert-Filter extern zu der Trägernachführschleife zeigt, dieses nicht notwendig, und das Hilbert-Filter könnte z.B. als Teil einer Trägernachführschleife gezeigt und beschrieben sein.
Insofern beschreibt das Vorangehende nur die Prinzipien der Erfindung, und es wird davon ausgegangen, dass der Fachmann auf diesem Gebiet in der Lage ist, zahlreiche alternative Anordnungen zu erwägen, die, wenngleich hier nicht explizit beschrieben sind, die Prinzipien der Erfindung enthalten und in ihrem Wesen und Schutzumfang beschrieben wurden. Z.B. können, wenngleich im Zusammenhang mit getrennten Funktionselementen beschrieben, diese Funktionselemente in einer oder mehreren integrierten Schaltungen (ICs) enthalten sein. Z.B. können, wenngleich als getrennte Elemente dargestellt, einige oder alle Elemente in einem durch ein gespeichertes Programm gesteuerten Prozessor, z.B. einen digitalen Signalprozessor, enthalten sein. Außerdem können, wenngleich als gebündelte Elemente in dem Fernsehgerät 10 gezeigt, die Elemente darin auch verschiedene Einheiten und eine Kombination davon verteilt sein. Z.B. kann der Empfänger 15 ein Teil eines Geräts, einer Box sein, räumlich getrennt von dem Gerät oder der Box, mit einer Wiedergabeeinheit 20, u.s.w. Es ist daher selbstverständlich, dass zahlreiche Abwandlungen der beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden können, und dass andere Anordnungen erwogen werden können, ohne von dem Wesen und dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
Zusammenfassung
Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung einer NTSC- Gleichkanalstörung
Fernsehgerät mit einem ATSC (Advanced Television Systems Committee)-Empfänger, der einen NTSC (National Television System Committee)-Gleichkanalstörungsdetektor enthält, auf der Grundlage einer Träger-Nachführung des NTSC-Videoträgersignals. Der Detektor für die NTSC-Gleichkanalstörung enthält eine Trägernachführschleife (50) und eine Entscheidungseinheit (55). Die Trägernachführschleife verarbeitet ein Signal zur Ermittlung des möglichen Vorhandenseins des NTSC-Videoträgersignals und zur Bildung eines letzteres darstellenden Nachführsignals. Die Entscheidungseinheit empfängt das Nachführsignal und gewinnt daraus einen DC-Offset zurück. Die Entscheidungseinheit ermittelt dann, dass die NTSC-Gleichkanalstörung anwesend ist, wenn das DC-Offsetsignal größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.

Claims

Vorrichtung zur Anwendung bei der Ermittlung eines Störsignals mit: einer Trägernachführschleife (115, 120, 125) zur Verarbeitung eines empfangenen Signals zur Bildung eines Nachführsignals, das eine mögliche Anwesenheit wenigstens eines Trägers eines Störsignals anzeigt, und einer Entscheidungseinheit (135, 140), um als eine Funktion des Nachführsignals zu ermitteln, ob das Störsignal vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit: einem Filter (135) zur Mittelwertbildung des Nachführsignals und einem Komparator (140) zum Vergleich des gemittelten Nachführsignals mit einem vorbestimmten Schwellenwert zur Ermittlung, ob das Störsignal vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einer Look-Up-Tabelle (143) zur Bildung eines D/U (gewünscht-zu-unerwünscht)-Signalleistungsverhältnisses aus dem gemittelten Nachführsignal.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Leistungsverhältnis D/U des Signals definiert ist als eine gemittelte digitale Restseitenband ATSC (Advanced Television Systems Committee) Signalleistung, geteilt durch eine mittlere NTSC (Nation Television System Committee) Spitzensignalleistung.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Störsignal ein NTSC (Nation Television System Committee)-Signal und der wenigstens eine Träger ein NTSC-Videoträger ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Störsignal ein NTSC-Signal und der wenigstens eine Träger ein NTSC-Farbträger ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Störsignal ein NTSC-Signal und der wenigstens eine Träger ein NTSC-Audioträger ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Trägernachführschleife folgendes enthält: ein Bandpassfilter (115) zur Filterung des empfangenen Signals zur Bildung eines bandpassgefilterten Signals, wobei das Bandpassfilter um den wenigstens einen Träger zentriert ist, ein Verzögerungs-Hilbert-Filter (120) zur Filterung des bandpassgefilterten Signals zur Bildung eines komplexen Signals und eine Trägernachführschleife (125) für das komplexe Signal zur Bildung des Nachführsignals.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Trägernachführschleife weiterhin aufweist: einen Phasendetektor (155) zur Verarbeitung des Nachführsignals zur Bildung eines Phasenoffsetsignals zur Anzeige eines Phasenoffset in dem Nachführsignal, ein Schleifenfilter (160) zur Filterung des Phasenoffsetsignals, einen Kombinierer (165) zur Kombination des schleifengefilterten Phasenoffsetsignals und eines Frequenzoffsetsignals zur Bildung eines kombinierten Signals, wobei das Frequenzoffsetsignal gleich der Frequenz des wenigstens einen Trägersignals ist, ein numerisch gesteuerter Oszillator (170), gesteuert durch das kombinierte Signal zur Bildung eines Phasenwinkelsignals, eine Sinus/Cosinus-Tabelle (175) zum Empfang des Phasenwinkelsignals und zur Bildung zugehöriger Sinus- und Cosinuswerte und einen komplexen Multiplikator (150) zur Multiplikation des komplexen Signals mit den Sinus- und Cosinuswerten von der Sinus/Cosinus-Tabelle zur Bildung des Nachführsignals.
Fernsehgerät (10) mit: einem Empfänger (15) zum Empfang eines Sender-ATSC (Advanced Television Systems Committee)-kompatiblen Signals mit einem Videoinhalt, und einer Wiedergabeeinheit (20) zur Betrachtung des Videoinhalts, wobei der Empfänger außerdem einen NTSC (National Television Systems Committee) Gleichkanal-Störungsdetektor auf der Grundlage einer Trägernachführung wenigstens eines Trägers eines NTSC-Signals enthält.
Fernsehgerät nach Anspruch 10, wobei der wenigstens eine Träger ein NTSC-Videoträger ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der wenigstens ein Träger ein NTSC-Farbträger ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Störsignal ein NTSC-Signal und der wenigstens eine Träger ein NTSC-Audioträger ist.
Verfahren zur Anwendung bei der Ermittlung eines Störsignals, wobei das Verfahren umfasst: Verarbeiten eines empfangenen Signals (305) zur Bildung eines Nachführsignals zur Anzeige einer möglichen Anwesenheit wenigstens eines Trägers eines Störsignals und abhängig von dem Nachführsignal (310, 315, 320,) ermitteln, ob das Störsignal vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Ermittlungsschritt folgende Schritte enthält: Mitteln des Nachführsignals (305) und Vergleichen (310) des gemittelten Nachführsignals mit einem vorbestimmten Schwellenwert zur Ermittlung, ob das Störsignal anwesend ist.
Verfahren nach Anspruch 15 mit dem Schritt der Lieferung eines D/U (erwünscht-zu-unerwünscht)-Signalleistungsverhältnisses von dem gemittelten Nachführsignal.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Signalleistungsverhältnis D/U definiert ist als eine mittlere digitale Restseitenband ATSC (Advanced Television Systems Committee)-Signalleistung, dividiert durch eine mittlere NTSC (Nation Television System Committee)-Spitzensignalleistung.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Störsignal ein NTSC (National Television System Committee)-Signal und der wenigstens eine Träger ein NTSC-Videoträger ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Störsignal ein NTSC-Signal und der wenigstens eine Träger ein NTSC-Farbträger ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Störsignal ein NTSC-Signal und der wenigstens eine Träger ein NTSC-Audioträger ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Verarbeitungsschritt folgende Schritte aufweist: Filtern des empfangenen Signals zur Bildung eines bandpassgefilterten Signals, wobei das bandpassgefilterte Signal eine um wenigstens einen Träger zentrierte Bandbreite aufweist, Filtern des bandpassgefilterten Signals zur Bildung eines komplexen Signals und Verarbeiten des komplexen Signals mit einer Trägernachführschleife zur Bildung des Nachführsignals.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Verarbeitung des komplexen Signals folgende Schritte enthält: Verarbeiten des Nachführsignals zur Bildung eines Phasenoffsetsignals, das einen Phasenoffset in dem Nachführsignal anzeigt, Filtern des Phasenoffsetsignals zur Bildung eines gefilterten Phasenoffsetsignals, Kombinieren des gefilterten Phasenoffsetsignals mit einem Frequenzoffsetsignal zur Bildung eines kombinierten Signals, wobei das Frequenzoffsetsignal gleich des Frequenz des wenigstens einen Trägersignals ist, Verarbeiten des kombinierten Signals zur Bildung eines Phasenwinkelsignals, das proportional zu der Frequenz des kombinierten Signals ist, Bilden von Sinus- und Cosinuswerten für den gebildeten Phasenwinkel und Vervielfachen des komplexen Signals mit den gebildeten Sinus- und Cosinuswerte zur Bildung des Nachführsignals.
Verfahren nach Anspruch 14 mit dem Schritt ein Unterdrückungsfilter zur Verarbeitung des empfangenen Signals freizugeben, um das Störsignal zu entfernen, wenn das Störsignal Vorhandensein ermittelt wird.