ES2257183B2 - IMPULSIVE NOISE SUPPRESSION PROCEDURE FOR DIVERSITY OF POLARIZATIONS, FOR COMMUNICATION SYSTEMS BY RADIOELECTRIC WAVES. - Google Patents

IMPULSIVE NOISE SUPPRESSION PROCEDURE FOR DIVERSITY OF POLARIZATIONS, FOR COMMUNICATION SYSTEMS BY RADIOELECTRIC WAVES. Download PDF

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Abstract

Procedimiento de supresión de ruido impulsivo por diversidad de polarizaciones, para sistemas de comunicación mediante ondas radioeléctricas, en los que la señal transmitida tenga una polarización determinada y la polarización ortogonal a ésta no porte señal alguna de información. Tiene por objeto mejorar la calidad de las comunicaciones por radio, en presencia de ruido impulsivo. Con principal aplicación en la radio digital y la televisión digital terrestre. Consistente en demodular tanto la polarización donde se transmite la señal de información, como la polarización ortogonal a ésta, que actuará como polarización de monitorización. De manera que cuando la amplitud de la señal en la polarización de monitorización supere un determinado umbral, se supondrá que se trata de un pico de ruido impulsivo y se sustituirá por ceros la porción de la señal de información afectada. La detección del ruido impulsivo podrá hacerse de manera analógica o digital.Procedure for suppressing impulse noise due to a variety of polarizations, for radio wave communication systems, in which the transmitted signal has a determined polarization and the orthogonal polarization to it does not carry any information signal. It aims to improve the quality of radio communications, in the presence of impulsive noise. With main application in digital radio and digital terrestrial television. It consists of demodulating both the polarization where the information signal is transmitted, and the orthogonal polarization to it, which will act as a monitoring polarization. So when the amplitude of the signal in the monitoring polarization exceeds a certain threshold, it will be assumed that it is a peak of impulsive noise and the portion of the affected information signal will be replaced by zeros. The impulse noise detection can be done in analog or digital way.

Description

Procedimiento de supresión de ruido impulsivo por diversidad de polarizaciones, para sistemas de comunicación mediante ondas radioeléctricas.Impulse noise suppression procedure by diversity of polarizations, for communication systems by radio waves.

Sector de la técnicaTechnical sector

Este procedimiento encuentra aplicación en el sector de las telecomunicaciones. Más concretamente en lo relativo a los sistemas de transmisión y recepción de señales por ondas radioeléctricas. Entre éstos, más concretamente en aquellos con sistema de modulación y transmisión digital. Y en especial, aquellos con modulación OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), como la radio digital y la televisión digital terrestre.This procedure finds application in the Telecommunications sector More specifically in relation to the systems of transmission and reception of signals by waves Radioelectric Among these, more specifically in those with modulation system and digital transmission. And especially those with OFDM modulation (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), such as digital radio and digital television land.

Estado de la técnicaState of the art

Para tratar de minimizar los efectos del ruido impulsivo sobre transmisiones digitales por radio, se han propuesto ya diferentes métodos, como las patentes: WO2004002101, EP1361720, EP1309095 y EP1180851. Éstas basan su funcionamiento en la localización de los picos de ruido impulsivo a partir de la propia señal de información recibida. Cuando, usando diferentes algoritmos, creen haber reconocido un pico de ruido impulsivo, eliminan la porción de señal correspondiente.To try to minimize the effects of noise impulsive over digital radio transmissions, have been proposed and to different methods, such as patents: WO2004002101, EP1361720, EP1309095 and EP1180851. These base their operation on the location of impulse noise peaks from one's own Information signal received. When, using different algorithms, they believe they have recognized a peak of impulsive noise, eliminate the corresponding signal portion.

Explicación del procedimientoExplanation of the procedure

El ruido impulsivo perjudica notablemente la transmisión de las comunicaciones vía radio. Su efecto se hace más patente en las que emplean sistemas de modulación y transmisión digital, y con especial virulencia en aquellos con modulación OFDM, como la radio digital y la televisión digital terrestre.Impulsive noise significantly damages the Transmission of radio communications. Its effect becomes more patent in which they use modulation and transmission systems digital, and with special virulence in those with OFDM modulation, like digital radio and digital terrestrial television.

Los sistemas de cancelación de ruido impulsivo existentes, tratan de detectar el ruido impulsivo a partir de la señal de información recibida. Su forma de actuar consiste en identificar el ruido impulsivo que se encuentra sumado a la señal de información deseada. Estos métodos tienen una eficiencia limitada, puesto que se ve condicionada por la más o menos correcta identificación del ruido impulsivo.Impulse noise cancellation systems existing, try to detect impulsive noise from the Information signal received. His way of acting consists of identify the impulse noise that is added to the signal of desired information. These methods have limited efficiency, since it is conditioned by the more or less correct Impulse noise identification.

El nuevo procedimiento que se presenta es aplicable a sistemas de comunicación por ondas de radio, en los que la transmisión de la señal se realice por un modo de polarización determinado (polarización de recepción de información), de manera que exista un modo de polarización ortogonal a éste (polarización de monitorización) en la que no se realice transmisión alguna. Se trata de detectar el ruido impulsivo en la polarización de monitorización, aprovechando la correlación existente entre las componentes del ruido impulsivo recibidas en ambas polarizaciones.The new procedure presented is applicable to radio wave communication systems, in which the signal transmission is done by a polarization mode determined (polarization of information reception), so that there is a polarization mode orthogonal to it (polarization monitoring) in which no transmission is made. Be tries to detect impulse noise in polarization of monitoring, taking advantage of the correlation between impulse noise components received in both polarizations

La ventaja que presenta este nuevo procedimiento frente a los ya existentes, es que es capaz de detectar la presencia del ruido impulsivo de una manera más eficiente.The advantage of this new procedure compared to the existing ones, it is able to detect the presence of impulsive noise in a more efficient way.

El funcionamiento del procedimiento consistirá en la observación permanente de la amplitud de la señal que se reciba en la polarización de monitorización. Cuando esta amplitud supere un umbral previamente establecido, se considerará que es debido a la perturbación producida por un pico de ruido impulsivo. Entonces se actuará sobre la señal recibida en la polarización de recepción de información, sustituyendo el tramo de señal afectado por otro de valor cero. Existe otra variante que consiste en sustituir el tramo de señal afectado por otro que conserve la misma fase, pero recortando su amplitud.The operation of the procedure will consist in the permanent observation of the amplitude of the signal that receive in monitoring polarization. When this amplitude exceeds a previously established threshold, it will be considered to be due to the disturbance produced by a peak of impulsive noise. Then it will act on the signal received in the polarization of information reception, replacing the affected signal segment for another zero value. There is another variant that consists of replace the section of signal affected by another that retains the same phase, but cutting its breadth.

El valor del umbral se determinará a partir de la potencia de ruido térmico o de fondo, observada en la polarización de monitorización.The threshold value will be determined from the thermal or background noise power, observed in the polarization monitoring.

La detección del ruido impulsivo en la polarización de monitorización podrá hacerse a partir de la señal continua demodulada, o bien muestreando ésta previamente.The impulse noise detection in the monitoring polarization can be done from the signal continue demodulated, or sampling it previously.

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

La figura 1 muestra en (1) una pareja de antenas receptoras independientes orientadas, según polarización horizontal (H) la de recepción de información y según polarización vertical (V) la de monitorización.Figure 1 shows in (1) a pair of antennas oriented independent receivers, according to horizontal polarization (H) that of receiving information and according to vertical polarization (V) monitoring.

Los bloques señalados en (2) representan las etapas de: Filtrado y amplificación en radiofrecuencia (RF). Traslado de la señal a frecuencia intermedia (FI), con sus correspondientes secciones de filtrado y amplificación. Y demodulación a banda base, obteniendo una señal compleja con componentes en fase y cuadratura para cada polarización S_{H}(t) y S_{V}(t).The blocks indicated in (2) represent the stages of: Filtering and amplification in radiofrequency (RF). Transfer of the signal to intermediate frequency (FI), with its corresponding filtering and amplification sections. Y baseband demodulation, obtaining a complex signal with phase and quadrature components for each polarization S_ {H} (t) and S_ {V} (t).

Los bloques indicados en (3) se corresponden con filtros paso bajo antialiasing, previos a la etapa de muestreo.The blocks indicated in (3) correspond to Low pass antialiasing filters, prior to the sampling stage.

En (4), ambas polarizaciones se muestrean simultáneamente con periodo T de muestreo, obteniéndose las señales discretas S_{H}[n] y S_{V}[n].In (4), both polarizations are sampled simultaneously with sampling period T, obtaining the signals discrete S_ {H} [n] and S_ {V} [n].

(5) es un bloque que evalúa si la amplitud |S_{V}[n]| es mayor que X_{0}.(5) is a block that evaluates whether the amplitude | S_ {V} [n] | is greater than X_ {0}.

El bloque (6) actúa en función de la evaluación hecha en (5): Si la amplitud |S_{V}[n]| es menor que X_{0}, la muestra S_{H}[n] permanece inalterada. Si por el contrario |S_{V}[n]| es mayor que X_{0}, la muestra S_{H}[n] se sustituye por un cero.The block (6) acts according to the evaluation made in (5): If the amplitude | S_ {V} [n] | is less than X_ {0}, the sample S_ {H} [n] remains unchanged If on the contrary | S_ {V} [n] | is greater than X_ {0}, the sample S_ {H} [n] is replaced by a zero.

El bloque (7) es un conversor analógico/digital (A/D).Block (7) is an analog / digital converter (A / D).

Exposición detallada del procedimientoDetailed statement of the procedure

En (1), la antena de recepción de información está dispuesta según una polarización coincidente con la señal de información que se desea recibir; en este supuesto es la polarización H. La otra antena es la de monitorización y está dispuesta según una polarización ortogonal a la anterior; en este supuesto es la polarización V. Cuando surja un pico de ruido impulsivo, la antena H recogerá ese ruido impulsivo sumado a la señal de información que se desea recibir; mientras que la antena V sólo recogerá un pico de ruido impulsivo, que se encuentra correlacionado con el recogido en H. Ambas antenas recogerán también otro tipo de perturbaciones, de menor amplitud, como por ejemplo ruido térmico o de fondo, pero esto no afecta al razonamiento expuesto.In (1), the information receiving antenna is arranged according to a polarization coincident with the signal of information that you want to receive; in this case it is the polarization H. The other antenna is the monitoring one and is arranged according to a polarization orthogonal to the previous one; in this course is polarization V. When a noise peak arises impulsive, antenna H will pick up that impulsive noise added to the information signal that you want to receive; while the antenna V will only pick up a peak of impulsive noise, which is found correlated with the one collected in H. Both antennas will collect also another type of disturbances, of smaller amplitude, as per example thermal or background noise, but this does not affect the exposed reasoning.

La señal proveniente de cada antena, pasa por las etapas de RF, FI y demodulación a banda base, habituales en los receptores de señal de radio (2) y luego se filtra (3) y se muestrea (4). Hasta este punto, se han recogido y demodulado las polarizaciones H y V, por separado y se han muestreado simultáneamente, obteniéndose las señales complejas S_{H}[n] y S_{V}[n].The signal from each antenna passes through the RF, FI and baseband demodulation stages, common in the radio signal receivers (2) and then filtered (3) and sampled  (4). Up to this point, they have collected and demodulated the polarizations H and V, separately and have been sampled simultaneously, obtaining complex signals S_ {H} [n] and S_ {V} [n].

A continuación se comprueba si la amplitud del valor recibido en la polarización V |S_{V}[n]| excede de cierto valor umbral X_{0} (5). Se tomará la decisión de sustituir la muestra recibida en la polarización H por un cero (6) si en la polarización V la amplitud superó el umbral.Next, it is checked whether the amplitude of the value received at polarization V | S_ {V} [n] | exceeds a certain threshold value X_ {0} (5). The decision of replace the sample received in polarization H with a zero (6) if in polarization V the amplitude exceeded the threshold.

Finalmente (7), se realiza la conversión A/D de la señal resultante para la polarización H y se prosigue con el resto del proceso normal de detección.Finally (7), the A / D conversion of the resulting signal for polarization H and continues with the rest of the normal detection process.

Existe otra variante de esta realización, que consiste en que la medida de la amplitud de V se haga a partir de la señal continua |S_{V}(t)|, sin necesidad de muestrear V para obtener |S_{V}[n]|.There is another variant of this embodiment, which is that the measure of the amplitude of V is made from the signal continues | S_ {V} (t) |, without the need for sample V to get | S_ {V} [n] |.

De forma similar, se puede aplicar este método de supresión de ruido impulsivo, para el caso de que la transmisión sea analógica.Similarly, this method can be applied of impulse noise suppression, in case the transmission Be analog.

Aplicación del procedimiento a la industriaApplication of the procedure to the industry

Este procedimiento constituye una mejora que se puede añadir al hardware y/o al software de cualquier receptor de un sistema de comunicación por ondas radioeléctricas, con las condiciones de polarización descritas en la explicación del procedimiento, para mejorar su comportamiento frente al ruido impulsivo. En concreto, tiene especial aplicación en aquellos sistemas de comunicación con modulación OFDM, como la radio digital y la televisión digital terrestre.This procedure constitutes an improvement that you can add to the hardware and / or software of any receiver of a radio wave communication system, with the polarization conditions described in the explanation of procedure, to improve its behavior against noise impulsive. Specifically, it has special application in those OFDM modulation communication systems, such as digital radio and digital terrestrial television.

Claims (12)

1. Procedimiento de supresión de ruido impulsivo por diversidad de polarizaciones, para sistemas de comunicación mediante ondas radioeléctricas. En los que la señal transmitida tenga una polarización determinada y la polarización ortogonal a ésta no porte señal alguna de información. Caracterizado porque utiliza la polarización que no porta señal alguna de información (polarización de monitorización) para detectar el ruido impulsivo, indicándoselo al sistema receptor para que, en el momento en que se produzca, invalide la información recibida en la polarización de la señal transmitida (polarización de recepción de información), ya que resulta afectada también por el ruido impulsivo.1. Impulse noise suppression procedure due to polarization diversity, for radio wave communication systems. In which the transmitted signal has a specific polarization and the orthogonal polarization to it does not carry any information signal. Characterized because it uses the polarization that does not carry any information signal (monitoring polarization) to detect the impulse noise, indicating it to the receiving system so that, at the time it occurs, it invalidates the information received in the polarization of the transmitted signal ( polarization of information reception), since it is also affected by impulse noise. 2. Procedimiento según reivindicación 1, en el que la invalidación de la información recibida en la polarización de recepción de información se realiza sustituyendo la parte afectada por otra de valor cero.2. Method according to claim 1, in the that the invalidation of the information received in the polarization of receiving information is done by replacing the part affected by another zero value. 3. Procedimiento según reivindicación 1, en el que la invalidación de la información recibida en la polarización de recepción de información se realiza sustituyendo la parte afectada por otra que conserve la misma fase, pero recortando su amplitud.3. Method according to claim 1, in the that the invalidation of the information received in the polarization of receiving information is done by replacing the part affected by another that retains the same phase, but by cutting its amplitude. 4. Procedimiento según reivindicación 1, en el que la detección del ruido impulsivo tenga lugar cuando la amplitud de la señal recibida en la polarización de monitorización supere cierto valor umbral.4. Method according to claim 1, in the that impulse noise detection takes place when the amplitude of the signal received in the monitoring polarization exceeds certain threshold value. 5. Procedimiento según reivindicación 4, en el que la medida de la amplitud en la polarización de monitorización se realice con señal continua, sin muestreo de dicha polarización.5. Method according to claim 4, in the that the measurement of the amplitude in the monitoring polarization be performed with continuous signal, without sampling of said Polarization. 6. Procedimiento según reivindicación 4, en el que la medida de la amplitud en la polarización de monitorización se realice con señal discreta, con muestreo de dicha polarización.6. Method according to claim 4, in the that the measurement of the amplitude in the monitoring polarization be performed with discrete signal, with sampling of said Polarization. 7. Procedimiento según reivindicación 4, en el que la determinación del valor umbral se realice en función de la potencia de ruido térmico o de fondo que se reciba en la polarización de monitorización.7. Method according to claim 4, in the that the determination of the threshold value be made based on the thermal or background noise power received in the polarization monitoring. 8. Procedimiento según reivindicación 1, en el que el sistema de modulación y transmisión de la señal sea analógico.8. Method according to claim 1, in the that the signal modulation and transmission system be analogical. 9. Procedimiento según reivindicación 1, en el que el sistema de modulación y transmisión de la señal sea digital.9. Method according to claim 1, in the that the signal modulation and transmission system be digital. 10. Procedimiento según reivindicación 9, en el que el sistema de comunicación utilice modulación OFDM.10. Method according to claim 9, in the that the communication system uses OFDM modulation. 11. Procedimiento según reivindicación 10, en el que el sistema de comunicación sea la radio digital.11. Method according to claim 10, in the that the communication system be the digital radio. 12. Procedimiento según reivindicación 10, en el que el sistema de comunicación sea la televisión digital terrestre.12. Method according to claim 10, in the that the communication system be digital television land.
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