ES2247916B1 - Procedimiento y dispositivo de cancelacion de ecos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento y dispositivo de cancelación de ecos. Comprende una primera etapa de filtrado y adecuación de nivel (4) de una señal de radiofrecuencia captada en una antena de recepción (3); una segunda etapa de cancelación de ecos (5) que incluye como primera entrada la señal de salida de la primera etapa (4) y que dispone de un procesamiento digital para la eliminación de ecos; una tercera etapa de filtrado, amplificación y conversión a canal de salida (11) que se efectúa sobre la señal de salida de la segunda etapa (5) y cuyo resultado se aplica a una antena transmisora (12); y una cuarta etapa en la que se toma una muestra en la señal de dicha antena transmisora (12) que se aplica como una segunda entrada a la segunda etapa (5); basándose el referido procesamiento digital en la caracterización en tiempo y amplitud del eco principal (1) y de los n subecos (2) de la referida señal captada (3).
Description
Procedimiento y dispositivo de cancelación de
ecos.
La presente invención, tal y como se expresa en
el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un
procedimiento y dispositivo de cancelación de ecos cuya finalidad
principal consiste en reducir y/o anular el efecto de acoplamiento
que se produce entre una antena transmisora y una antena receptora
en sistemas de reemisión inalámbrica de señales, como por ejemplo
sistemas de difusión de señales de televisión y radio (DVD, DAB,
TELEVISIÓN ANALÓGICA,...).
El procedimiento y dispositivo son aplicables al
acoplamiento de señales en sistemas de repetición de señales con
una misma frecuencia de entrada y de salida, como por ejemplo en
reemisores DVB-T en SFN y en reemisores DAB que
transmiten en el mismo canal que reciben.
El antecedente más cercano a la presente
invención de que tenemos conocimiento es la patente enunciada como
"Procedimiento para la repetición de señales en isofrecuencia y
repetidor de señales en isofrecuencia" con número de publicación
2.160.087. En esta patente se describe un sistema de repetición de
señales y el procedimiento para realizarlo que incluye una etapa de
cancelación de acoplamiento, pero presentando esta etapa
relevantes diferencias respecto de la presente invención, entre las
que cabe destacar:
- -
- En el referido antecedente basan la minimización del acoplamiento en minimizar la potencia en un punto del sistema, mientras que en la presente invención se basa la optimización de la anulación del eco en maximizar y minimizar correlaciones entre distintas señales del sistema para calcular retardos y niveles óptimos.
- -
- Los algoritmos adaptativos del antecedente difieren del algoritmo desarrollado en la presente invención.
- -
- En el antecedente, el procedimiento de cancelación de acoplamiento utiliza dos fases, una primera, denominada de adquisición en la que la ganancia del sistema se mantiene reducida y otra de seguimiento en la que se aplica la ganancia deseada y se utiliza la parte adaptativa del algoritmo para detectar variaciones en la respuesta del acoplamiento; mientras que en la presente invención el procedimiento no diferencia entre fases y no afecta a la ganancia del sistema ni durante los cálculos iniciales ni durante su funcionamiento estable.
- -
- En el antecedente se utilizan filtros adaptativos para el funcionamiento dinámico del sistema basados en calcular los coeficientes del filtro, con lo que se varía la respuesta del módulo cancelador de acoplamiento, mientras que en la presente invención no se calculan coeficientes de un filtro propiamente dicho y se basa en buscar nuevos retardos y niveles dinámicamente y no únicamente coeficientes.
- -
- En el antecedente no se hace referencia al comportamiento del correspondiente dispositivo de cancelación de acoplamiento en caso de incidencias que puedan afectar de manera significativa al correcto funcionamiento del sistema, cosa que sí se contempla en la presente invención mediante la parte descrita como funcionamiento dinámico.
Para lograr los objetivos indicados
anteriormente, la invención consiste en un procedimiento y
dispositivo de cancelación de ecos que comprende la captación de
una señal de radiofrecuencia captada en una antena de recepción,
presentando dicha señal un eco total debido al acoplamiento entre
distintas antenas pudiéndose descomponer este eco total en un eco
principal de mayor nivel y varios subecos de niveles inferiores al
del principal.
Novedosamente, según la invención, en el
correspondiente procedimiento, la señal captada en la antena de
recepción recibe un tratamiento consistente en:
- -
- Una primera etapa de filtrado y adecuación de nivel.
- -
- Una segunda etapa de cancelación de ecos que incluye como una primera entrada la señal de salida de la primera etapa y que dispone de un procesamiento digital para la eliminación de ecos.
- -
- Una tercera etapa de filtrado, amplificación y conversión del canal de salida que se efectúa sobre la señal de salida de la segunda etapa y cuyo resultado se aplica a una antena transmisora.
- -
- Y una cuarta etapa en la que se toma una muestra en la señal de dicha antena transmisora que se aplica como una segunda entrada a la segunda etapa; basándose el procesamiento digital de la segunda etapa en la caracterización en tiempo y amplitud del eco principal y de n subecos para su cancelación.
Según la realización preferente de la invención,
la aludida segunda etapa incluye como preliminares y conclusión del
aludido procesamiento digital:
- -
- Una subetapa de conversión A/D de la referida primera entrada.
- -
- Una subetapa de conversión a frecuencia intermedia, amplificación, filtrado, control de nivel automático y conversión A/D que se efectúa sobre la referida segunda entrada.
- -
- Y una subetapa de conversión D/A que se aplica al resultado del referido procesamiento digital y que constituye la señal de salida de la aludida segunda etapa.
Según la realización preferente de la invención,
para la caracterización en tiempo del eco principal se parte de
muestras de las referidas primera y segunda entradas de la segunda
etapa (señales E y S respectivamente); de manera que la señal S se
retarda un mínimo tiempo y se realiza una correlación con la señal
E, repitiéndose este proceso incrementando el tiempo de retardo
hasta que éste alcanza un valor determinado, y una vez finalizado
este proceso, el valor de retardo para el cual la correlación
obtenida es máxima se utiliza como punto central de una nueva
ventana de búsqueda de retardo con un paso temporal menor al
inicial; y partiendo del punto inferior de la ventana, se recorre
hasta el punto máximo incrementando el retardo de S y calculando en
cada paso la correlación entre esta señal y E; de manera que tras
finalizar este proceso, el valor de retardo (\Omega) para el que
la correlación entre las señales es máxima se define como retardo
del eco principal.
Según la realización preferente de la invención,
para la caracterización en amplitud del eco principal se utiliza
una versión de la muestra de la referida señal S que está retardada
un tiempo igual al obtenido como retardo del eco principal (señal
S\Omega); de manera que la señal S\Omega se amplifica
digitalmente por un factor \alpha y el resultado obtenido es
restado a la referida señal E; correlándose el resultado (señal C)
con la propia señal de salida retardada S\Omega, siendo el nivel
óptimo aquél para el que la citada correlación es mínima;
variándose el referido factor \alpha en la misma proporción
(\beta) positiva y negativamente (\alpha_{a} y
\alpha_{b}, respectivamente); y aplicando los dos factores se
realiza la correlación de la señal C con la señal de salida
retardada S\Omega; de manera que si alguna de las dos
correlaciones es mínima se toma como amplitud óptima y se realiza
una nueva variación del factor \alpha; repitiéndose este proceso
hasta que ninguna de las dos correlaciones calculadas sea mínima;
de manera que si esto ocurre, se reduce la proporcionalidad
(\beta) de la variación de \alpha; realizándose el proceso
hasta que la nueva proporcionalidad sea nula, con lo que se obtiene
el factor \alpha que caracteriza el nivel del eco principal.
Una vez determinadas las variables de retardo y
amplitud del eco principal, se aplican a la aludida señal S,
restándose el resultado a la referida señal E, con lo que se
obtiene una señal C con el eco principal atenuado.
Según la realización preferente de la invención,
para la caracterización en tiempo y amplitud de los subecos, a la
señal S\Omega se le aplica un retardo \Omega_{1} y el
resultado se correla con la señal cancelada C, y tras recorrer toda
la ventana de retardo incrementando \Omega_{1}, aquél valor de
retardo \Omega_{1} que maximice la correlación será el retardo
óptimo para el primer subeco; mientras que para la determinación
del nivel adecuado del primer subeco, tras retardar la señal el
valor calculado anteriormente \Omega_{1}, se multiplica por un
factor \alpha_{1} y la suma de este producto con el valor
(\alpha x S\Omega) se resta de la señal de entrada E, con lo
que se obtiene una señal cancelada cuyo factor \alpha_{1} se
varía en una misma proporción (\beta) positiva y negativamente; y
aplicando los dos factores obtenidos se realiza la correlación
indicada y, si alguna de las dos correlaciones es mínima se toma la
amplitud como la óptima y se realiza una nueva variación del
factor \alpha_{1}; repitiéndose este proceso hasta que ninguna
de las dos correlaciones sea mínima y reduciéndose en este punto la
proporcionalidad de la variación de \alpha_{1} hasta que sea
nula, de manera que el nivel óptimo \alpha_{1} será aquél para
el que la correlación entre C y S\Omega_{1} sea mínima,
obteniéndose así el factor \alpha_{1} que caracteriza el nivel
del primer subeco; repitiéndose el proceso descrito para el primer
subeco con los siguientes subecos que se vayan a tener en
consideración.
Una vez caracterizados en tiempo y amplitud el
eco principal y los n subecos, el referido procesamiento digital
de la segunda tapa presenta un funcionamiento dinámico en el que el
único parámetro que permanece fijado es el retardo del eco
principal; mientras que el nivel de dicho eco principal y los
niveles y retardos de los n subecos siguientes son recalculados
periódicamente.
Según la realización preferente de la invención,
la aludida segunda etapa cuenta con un sistema de control que
genera una orden de reinicio del proceso de cancelación de ecos al
detectar incidencias que puedan afectar a su correcto
funcionamiento, tales como variación de la potencia de salida,
desenganche de PLL de algún oscilador empleado, o ausencia de
potencia recibida en la antena.
Según la aludida realización preferente de la
invención, en la segunda etapa se dispone de una señal de control
que permite eliminar el efecto cancelador del procedimiento, de
manera que la señal de salida de esta segunda etapa coincida con la
referida primera entrada de esta segunda etapa.
\newpage
El aludido procesamiento digital de la segunda
etapa se puede constituir mediante un dispositivo compuesto
esencialmente por los siguientes módulos:
- -
- Un módulo de reloj que genera las señales de reloj del sistema y una señal de puesta en estado inicial.
- -
- Un módulo A/D, de interfaz de entrada para las señales referidas como primera y segunda entradas.
- -
- Un módulo de retardo que implementa la línea de retardo digital ajustable del eco principal, en el que se retarda la muestra de salida el valor deseado.
- -
- Un módulo de mezclado en el que se realizan los cambios de nivel del eco principal, la variación de retardo y ampliación de los distintos subecos, la suma de los valores obtenidos y su posterior resta de la señal de entrada de antena, obteniéndose finalmente la señal cancelada.
- -
- Un módulo de correlación en el que se calcula la correlación entre una muestra retardada de la señal de salida hacia la antena transmisora y la señal cancelada en un instante dado.
- -
- Un módulo D/A, que lleva a cabo el control de la conversión digital/analógica de la salida cancelada del dispositivo.
- -
- Y un módulo de control, que se encarga del control de los demás módulos y de la generación de las señales que se precisan para el correcto funcionamiento del sistema.
El procedimiento y sistema descritos presentan
la ventaja de que permiten anular o reducir sustancialmente los
ecos y subecos recibidos en una antena receptora para reenviarse
libres de ecos por una antena transmisora, todo ello con un sistema
dinámico y adaptativo que facilita su aplicación a sistemas de
difusión de señales de televisión y radio.
A continuación, para facilitar una mejor
comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante
de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter
ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la
invención.
Figura 1.- Representa una gráfica en la que se
caracterizan en tiempo y amplitud el eco principal y los subecos de
una señal de radiofrecuencia recibida en una antena.
Figura 2.- Representa un diagrama de bloques de
un procedimiento de cancelación de ecos efectuado según la
presente invención.
Figura 3.- Representa un diagrama de bloques de
un dispositivo de cancelación de ecos correspondiente con la
segunda etapa del procedimiento de la anterior figura 2.
Seguidamente se realiza una descripción de un
ejemplo de la invención, haciendo referencia a la numeración
adoptada en las figuras.
Así, el procedimiento de cancelación de ecos de
este ejemplo de realización comprende la captación de una señal de
radiofrecuencia captada en la antena de recepción 3, presentando
dicha señal un eco total debido al acoplamiento entre distintas
antenas y pudiéndose descomponer este eco total en un eco principal
1 de mayor nivel y varios subecos 2 de niveles inferiores al del
principal 1, tal y como se representa en la figura 1.
Según se aprecia en la figura 2, en el
procedimiento del presente ejemplo, la señal captada en la antena
de recepción 3 recibe un tratamiento que consiste en:
- -
- Una primera etapa de filtrado y adecuación de nivel 4.
- -
- Una segunda etapa de cancelación de ecos 5 que incluye como primera entrada la señal de salida de la primera etapa 4 y que dispone de un procesamiento digital para la eliminación de ecos.
- -
- Una tercera etapa de filtrado, amplificación y conversión a canal de salida 11 que se efectúa sobre la señal de salida de la segunda etapa 5 y cuyo resultado se aplica a una antena transmisora 12.
- -
- Y una cuarta etapa 20 en la que se toma una muestra en la señal de dicha antena transmisora 12 que se aplica como una segunda entrada a la segunda etapa 5.
El procesamiento digital de la segunda etapa 5
se basa en la caracterización en tiempo y amplitud del eco
principal 1 y de n subecos 2 para su cancelación.
También en la referida figura 2, puede
apreciarse que la segunda etapa 5 del procedimiento incluye como
preliminares y conclusión del aludido procesamiento digital una
subetapa 6 de conversión A/D de la referida primera entrada; una
subetapa 10 de conversión a frecuencia intermedia, amplificación,
filtrado, control de nivel automático y conversión A/D que se
efectúa sobre la referida segunda entrada; y una subetapa 7 de
conversión D/A que se aplica al resultado del referido
procesamiento digital y que constituye la señal de salida de la
aludida segunda etapa 5.
Seguidamente se describe la caracterización
temporal del eco principal 1.
Para la búsqueda del retardo del eco principal
que aparece en la recepción se parte de la muestra de esta señal
de entrada tras procesarla (E) y de la muestra de la señal que se
transmite (S), también procesada.
La señal S se retarda un mínimo tiempo y se
realiza una correlación con la entrada E. Este proceso se repite
incrementando el tiempo de retardo hasta que éste alcanza un valor
determinado.
Una vez finalizado este proceso, el valor de
retardo para el cual la correlación obtenida es máxima se utiliza
como punto central de una nueva ventana de búsqueda de retardo con
un paso temporal menor al inicial. Partiendo del punto inferior de
la ventana, se recorre hasta el punto máximo incrementando el
retardo de S y calculando en cada paso la correlación entre esta
señal y E. Tras finalizar este proceso, el valor de retardo
\Omega (referenciado como 9 en la figura 2) para el que la
correlación entre las señales es máxima se define como retardo del
eco principal.
Seguidamente se describe la caracterización del
nivel del eco principal.
Para la obtención del nivel del eco principal
que se recepciona por antena, se utiliza una versión de la muestra
de la señal transmitida S que está retardada un tiempo igual al
obtenido en el paso anterior como retardo del eco principal. A esta
señal la denominamos S\Omega.
La señal S\Omega se amplifica digitalmente por
un factor \alpha y el resultado obtenido es restado a la señal de
entrada E. El resultado, C, se correla con la propia señal de
salida S\Omega. El nivel óptimo, es aquél para el que la citada
correlación es mínima.
[E \ -
\ (\alpha \ x \ S\Omega )] =
C
C \ \text{*}
\ S\Omega \ \Rightarrow \
min.
El factor \alpha se varía en la misma
proporción (\beta) positiva y negativamente (\alpha_{a} y
\alpha_{b} respectivamente). Aplicando los factores se realiza
la correlación de la señal C con la señal de salida retardada
S\Omega. Si alguna de las dos correlaciones es mínima se toma
como amplitud óptima y se realiza una nueva variación del factor
\alpha.
Este proceso se repite hasta que ninguna de las
dos correlaciones calculadas sea mínima. Si esto ocurre, se reduce
la proporcionalidad de la variación de \alpha (\beta_{1} <
\beta). Se realiza el proceso hasta que \beta_{n} = 0,
obteniendo el factor \alpha que caracteriza el nivel del eco
principal.
Una vez determinadas estas dos variables
(retardo y amplitud) son aplicadas a la muestra de la señal de
antena S, restándose el resultado a la señal de entrada E, con lo
que se atenúa el efecto del eco principal y, tras un procesado, se
envía a antena esta señal cancelada C.
A continuación se describe la caracterización de
los subecos.
Tras caracterizar en retardo y amplitud el eco
principal, se cancela su efecto en la señal de entrada E y, por
tanto se varía la señal de salida C hacia la antena
transmisora.
Como se había indicado, se retarda S el tiempo
obtenido como retardo el eco principal (\Omega) obteniéndose
S\Omega. A S\Omega se le aplica un retardo \Omega_{1} y el
resultado se correla con la señal cancelada C = E - (\alpha x
S\Omega). Tras recorrer toda la ventana de retardo incrementando
\Omega_{1}, aquel valor de retardo \Omega_{1} que maximice
la correlación será el retardo óptimo para el primer subeco.
Para la determinación del nivel adecuado del
primer subeco, tras retardar la señal el valor calculado
anteriormente (\Omega_{1}), se multiplica por un factor
\alpha_{1}. La suma de este producto con el valor (\alpha x
S\Omega) se resta de la señal de entrada E, con lo que la señal
cancelada es:
C= E -
((\alpha \ x \ S\Omega ) \ + \ (\alpha _{1} \ x \ S\Omega
_{1}))
El factor \alpha_{1} se varía en una misma
proporción (\beta) positiva y negativamente. Aplicando los dos
factores obtenidos se realiza la correlación indicada y, si alguna
de las dos correlaciones es mínima se toma la amplitud como la
óptima y se realiza una nueva variación del factor
\alpha_{1}.
Este proceso se repite hasta que ninguna de las
dos correlaciones sea mínima. En este punto se reduce la
proporcionalidad de la variación de \alpha_{1} (\beta_{1}
< \beta). Se realiza el proceso hasta que \beta_{n} =
0.
El nivel óptimo \alpha_{1} será aquél para
el que la correlación ente C y S\Omega_{1} sea mínima,
obteniéndose así el factor \alpha_{1} que caracteriza el nivel
del primer subeco.
Calculados tanto retardo (\Omega_{1}) como
amplitud (\alpha_{1}) del primer subeco, la salida de
cancelador hacia la antena transmisora es la señal C indicada
anteriormente.
Para un segundo subeco, se parte de nuevo de la
señal muestreada y procesada de la antena transmisora tras
aplicarle el retardo correspondiente al eco principal (señal
S\Omega). S\Omega se retarda una cantidad \Omega_{2} y el
resultado se correla con la señal cancelada C = E - ((\alpha x
S\Omega) + (\alpha_{1} x S\Omega_{1})). Tras recorrer
toda la ventana de retardo incrementando \Omega_{2}, aquel
valor de retardo \Omega_{2} que maximice la correlación será
el retardo óptimo para este segundo subeco.
Para la determinación del nivel adecuado del
segundo subeco, tras retardar la señal el valor calculado
anteriormente \Omega_{2}, se multiplica por un factor
\alpha_{2}. La suma de este producto con el valor anterior
(\alpha x S\Omega) + (\alpha_{1} x S\Omega_{1}) se
resta de la señal de entrada E con lo que la señal cancelada
es:
C = E -
((\alpha \ x \ S\Omega ) \ + \ (\alpha _{1} \ x \ S\Omega
_{1}) \ + \ (\alpha _{2} \ x \ S\Omega
_{2}))
El nivel óptimo \alpha_{2} será aquél con el
que se obtenga una correlación entre C y S\Omega_{2} menor.
Al igual que se hizo para el primer subeco, el
factor \alpha_{2} se varía en una misma proporción positiva y
negativa. Los valores obtenidos se utilizan para llevar a cabo la
correlación indicada y, si alguna de las dos correlaciones
calculadas es mínima se toma la amplitud correspondiente como la
óptima y se realiza un nuevo cambio en el factor
\alpha_{2}.
El proceso se repite hasta que no se obtenga, de
entre las dos calculadas, ninguna correlación mínima. En este
momento, se reduce el factor de variación de \alpha_{2} y se
repite lo anterior hasta que el factor de variación de
\alpha_{2} llegue a 0. El valor final obtenido de
\alpha_{2} caracteriza el nivel de este subeco.
Calculados tanto retardo (\Omega_{2}) como
amplitud (\alpha_{2}) del segundo subeco, la salida del
cancelador hacia la antena transmisora es la señal C indicada
anteriormente.
El proceso descrito para el primer y segundo
subecos se repite para cada uno de los j subecos adicionales
utilizados. Un esquema general del proceso descrito se encuentra
representado en la figura 2.
Una vez establecidos los niveles y retardos
correspondientes a los n subecos y al eco principal, comienza el
funcionamiento dinámico del procedimiento, el cual se ha
representado con la cifra 8 en la figura 2. Durante este
funcionamiento dinámico, el único parámetro que permanece fijado es
el retardo del eco principal \Omega, representado con la cifra 9
en la figura 2. El nivel del mismo, los niveles y los retardos de
los n subecos son recalculados periódicamente, siguiendo los
procesos descritos anteriormente. De esta manera, es posible variar
las características de la señal de salida hacia la antena
transmisora 12 y adaptar la cancelación del acoplamiento entre
transmisión y recepción si éste varía.
En el bloque 8 de la figura 2 se observan las
partes que se ven afectadas mediante la variación de sus
parámetros en la parte dinámica del funcionamiento del sistema.
Además, en el presente ejemplo de realización de
la invención se ha previsto un sistema de control que genera una
orden de reinicio del proceso de cancelación (incluyendo recálculo
del retardo del eco principal (\Omega)) al detectar cualquier
incidencia que pueda afectar al correcto funcionamiento del
correspondiente equipo, como por ejemplo variación en la potencia
en la salida, ausencia de potencia de salida en el equipo,
desenganche de PLL de algún oscilador, o ausencia de potencia
recibida en la antena.
Además, en la presente realización se ha
previsto la posibilidad de eliminar el efecto cancelador de la
segunda etapa 5 del procedimiento, mediante la activación de una
señal de control correspondiente. Al activar dicha señal de control
se entrega como señal cancelada la que se recibe como muestra de la
antena receptora (C = E).
La figura 3 representa un dispositivo de
cancelación de ecos que implementa la segunda etapa 5 del
procedimiento de la figura 2.
Este dispositivo utiliza como bloques básicos
para su funcionamiento los siguientes:
- -
- Módulo de reloj 17 que genera las señales de reloj del sistema y una señal de puesta en estado inicial.
- -
- Módulo A/D, referenciado como 13, de interfaz de entrada de para las señales muestreadas E y S que constituyen la primera y segunda entradas de la segunda etapa 5.
- -
- Módulo de retardo 14 que implementa la línea de retardo digital ajustable del eco principal, en el que se retarda la muestra de salida S el valor deseado.
- -
- Módulo de mezclado 16 en el que se realizan los cambios del eco principal, la variación de retardo y amplitud de los distintos subecos, la suma de los valores obtenidos y su posterior resta de la señal de entrada de antena E, obteniéndose finalmente la señal cancelada.
- -
- Módulo de correlación 18 en el que se calcula la correlación entre una muestra retardada de la señal de salida hacia la antena transmisora 12 y la señal cancelada en un instante dado.
- -
- Módulo D/A, referenciado como 19, que lleva a cabo el control de la conversión digital/analógica de la salida cancelada del dispositivo.
- -
- Y módulo de control 15 que se encarga del control de los demás módulos y de la generación de las señales que se precisan para el correcto funcionamiento del sistema.
Las interconexiones entre los referidos módulos
13 a 19 se aprecian en la figura 3, donde las líneas más gruesas
corresponden a señales de datos.
Claims (10)
1. Procedimiento de cancelación de ecos, que
comprende la captación de una señal de radiofrecuencia captada en
una antena de recepción (3), presentando dicha señal un eco total
debido al acoplamiento entre distintas antenas y pudiéndose
descomponer este eco total en un eco principal (1) de mayor nivel y
varios subecos (2) de niveles inferiores al del eco principal (1);
caracterizado porque la señal captada en la antena de
recepción (3) recibe un tratamiento consistente en:
- -
- Una primera etapa de filtrado y adecuación de nivel (4);
- -
- una segunda etapa de cancelación de ecos (5) que incluye como una primera entrada la señal de salida de la primera etapa (4) y que dispone de un procesamiento digital para la eliminación de ecos;
- -
- una tercera etapa de filtrado, amplificación y conversión a canal de salida (11) que se efectúa sobre la señal de salida de la segunda etapa (5) y cuyo resultado se aplica a una antena transmisora (12);
- -
- y una cuarta etapa (20) en la que se toma una muestra en la señal de dicha antena transmisora (12) que se aplica como una segunda entrada a la segunda etapa (5);
basándose el procesamiento digital
de la segunda etapa (5) en la caracterización en tiempo y amplitud
del eco principal (1) y de n subecos (2) para su
cancelación.
2. Procedimiento de cancelación de ecos, según
la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda etapa
(5) incluye como preliminares y conclusión del aludido
procesamiento digital:
- -
- una subetapa (6) de conversión A/D de la referida primera entrada,
- -
- una subetapa (10) de conversión a frecuencia intermedia, amplificación, filtrado, control de nivel automático y conversión A/D que se efectúa sobre la referida segunda entrada,
- -
- y una subetapa (7) de conversión D/A que se aplica al resultado del referido procesamiento digital y que constituye a la señal de salida de la aludida segunda etapa (5).
3. Procedimiento de cancelación de ecos, según
la reivindicación 1, caracterizado porque para la
caracterización en tiempo del eco principal (1) se parte de
muestras de las referidas primera y segunda entradas de la segunda
etapa (señales E y S respectivamente); de manera que la señal S se
retarda un mínimo tiempo y se realiza una correlación con la señal
E, repitiéndose este proceso incrementando el tiempo de retardo
hasta que éste alcanza un valor determinado, y una vez finalizado
este proceso, el valor de retardo para el cual la correlación
obtenida es máxima se utiliza como punto central de una nueva
ventana de búsqueda de retardo con un paso temporal menor al
inicial; y partiendo del punto inferior de la ventana, se recorre
hasta el punto máximo incrementando el retardo de S y calculando en
cada paso la correlación entre esta señal y E; de manera que tras
finalizar este proceso, el valor del retardo \Omega para el que
la correlación de las señales es máxima se define como retardo del
eco principal.
4. Procedimiento de cancelación de ecos, según
las reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque para la
caracterización en amplitud del eco principal (1) se utiliza una
versión de la muestra de la referida señal S que está retardado un
tiempo igual al obtenido como retardo del eco principal (señal
S\Omega); de manera que la señal S\Omega se amplifica
digitalmente por un factor \alpha y el resultado obtenido es
restado a la referida señal E; correlándose el resultado (señal C)
con la propia señal de salida retardada S\Omega; siendo el nivel
óptimo aquél para el que la citada correlación es mínima;
variándose el referido factor \alpha en la misma proporción
(\beta) positiva y negativamente (\alpha_{a} y \alpha_{b}
respectivamente); y aplicando los dos factores se realiza la
correlación de la señal C con la señal de salida retardada
S\Omega; de manera que si alguna de las dos correlaciones es
mínima se toma como amplitud óptima y se realiza una nueva
variación del factor \alpha; repitiéndose este proceso hasta que
ninguna de las dos correlaciones calculadas sea mínima; de manera
que si esto ocurre, se reduce la proporcionalidad (\beta) de la
variación de \alpha; realizándose el proceso hasta que la nueva
proporcionalidad sea nula, con lo que se obtiene el factor \alpha
que caracteriza el nivel del eco principal.
5. Procedimiento de cancelación de ecos, según
las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque una vez
determinadas las variables de retardo y amplitud del eco principal
(1), se aplican a la aludida señal S, restándose el resultado de la
referida señal E, con lo que se obtiene una señal C con el eco
principal atenuado.
6. Procedimiento de cancelación de ecos, según
las reivindicaciones 1, 3 y 4, caracterizado porque para la
caracterización en tiempo y amplitud de los subecos (2), a la señal
S\Omega se le aplica un retardo \Omega_{1} y el resultado se
correla con la señal cancelada C y tras recorrer toda la ventana de
retardo incrementando \Omega_{1}, aquel valor de retardo
\Omega_{1} que maximice la correlación será el retardo óptimo
para el primer subeco; mientras que para la determinación del
nivel adecuado del primer subeco, tras retardar la señal el valor
calculado anteriormente \Omega_{1}, se multiplica por un factor
\alpha_{1} y la suma de este producto con el valor (\alpha x
S\Omega) se resta de la señal de entrada E, con lo que se obtiene
una señal cancelada cuyo factor \alpha_{1} se varía en una
misma proporción (\beta) positiva y negativamente; y aplicando
los dos factores obtenidos se realiza la correlación indicada y, si
alguna de las dos correlaciones es mínima se toma la amplitud como
la óptima y se realiza una nueva variación del factor
\alpha_{1}; repitiéndose este proceso hasta que ninguna de las
dos correlaciones sea mínima y reduciéndose en este punto la
proporcionalidad de la variación de \alpha_{1} hasta que sea
nula, de manera que el nivel óptimo \alpha_{1} será aquél para
el que la correlación entre C y S\Omega_{1} sea mínima,
obteniéndose así el factor \alpha_{1} que caracteriza el nivel
del primer subeco; repitiéndose el proceso descrito para el primer
subeco con los siguientes subecos que se vayan a tener en
consideración.
7. Procedimiento de cancelación de ecos, según
la reivindicación 1, caracterizado porque una vez
caracterizados en tiempo y amplitud el eco principal (1) y los n
subecos (2), el referido procesamiento digital de la segunda etapa
(5) presenta un funcionamiento dinámico (8) en el que el único
parámetro que permanece fijado es el retardo del eco principal
\Omega (9); mientras que el nivel de dicho eco principal y los
niveles retardos de los n subecos siguientes son recalculados
periódicamente.
8. Procedimiento de cancelación de ecos, según
la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda etapa
(5) cuenta con un sistema de control que genera una orden de
reinicio de proceso de cancelación de ecos al detectar incidencias
que puedan afectar a su correcto funcionamiento, tales como
variación en la potencia de salida, desenganche de PLL de algún
oscilador empleado, o ausencia de potencia recibida en la antena
(3).
9. Procedimiento de cancelación de ecos, según
la reivindicación 1, caracterizado porque en la segunda
etapa (5) se dispone de una señal de control que permite eliminar
el efecto cancelador del procedimiento, de manera que la señal de
salida de esta segunda etapa (5) coincida con la referida primera
entrada de esta segunda etapa (5).
10. Dispositivo de cancelación de ecos, según el
procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado porque
el referido procesamiento digital de la aludida segunda etapa (5)
se constituye esencialmente mediante:
- -
- un módulo de reloj (17) que genera las señales de reloj del sistema y una señal de puesta en estado inicial;
- -
- un módulo A/D (13) de interfaz de entrada para las señales referidas como primera y segunda entradas;
- -
- un módulo de retardo (14), que implementa la línea de retardo digital ajustable del eco principal, en el que se retarda la muestra de salida el valor deseado;
- -
- un módulo de mezclado (16) en el que se realizan los cambios de nivel del eco principal, la variación de retardo y amplitud de los distintos subecos, la suma de los valores obtenidos y su posterior resta de la señal de entrada de antena, obteniéndose finalmente la señal cancelada;
- -
- un módulo de correlación (18) en el que se calcula la correlación entre una muestra retardada de la señal de salida hacia la antena transmisora y la señal cancelada en un instante dado;
- -
- un módulo D/A (19) que lleva a cabo el control de la conversión digital/analógica de la salida cancelada del dispositivo; y
- -
- un módulo de control (15) que se encarga del control de los demás módulos y de la generación de las señales que se precisan para el correcto funcionamiento del sistema.
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|---|---|---|---|
| ES200400646A ES2247916B1 (es) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | Procedimiento y dispositivo de cancelacion de ecos. |
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