IT201800006022A1

IT201800006022A1 - SYSTEM, TRANSMITTER, RECEIVER AND METHOD FOR SATELLITE TRANSMISSION AND RECEPTION OF ALARM SIGNALS

Info

Publication number: IT201800006022A1
Application number: IT102018000006022A
Authority: IT
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2019-12-04

Description

Descrizione dell’Invenzione Industriale dal titolo: Description of the Industrial Invention entitled:

“SISTEMA, TRASMETTITORE, RICEVITORE E METODO PER LA TRASMISSIONE E LA RICEZIONE SATELLITARE DI SEGNALI DI ALLARME” "SYSTEM, TRANSMITTER, RECEIVER AND METHOD FOR SATELLITE TRANSMISSION AND RECEPTION OF ALARM SIGNALS"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad un sistema, ad un trasmettitore, ad un ricevitore ed a relativi metodi per la trasmissione e per la ricezione satellitare di segnali di allarme. The present invention refers to a system, a transmitter, a receiver and relative methods for the transmission and satellite reception of alarm signals.

Quando si verificano eventi pericolosi per la popolazione, quali terremoti o altri gravi eventi improvvisi, è importante allertare in modo rapido e capillare la popolazione a rischio. I ricevitori di segnali televisivi satellitari sono presenti in un gran numero di abitazioni e sono quindi potenzialmente uno strumento adatto a contattare la popolazione in caso di allarme. When dangerous events occur for the population, such as earthquakes or other serious sudden events, it is important to alert the population at risk quickly and widely. Satellite television signal receivers are present in a large number of homes and are therefore potentially a suitable tool for contacting the population in the event of an alarm.

Il consorzio DVB (Digital Video Broadcasting) ha pubblicato un articolo disponibile su Internet all’indirizzo https://www.dvb.org/resources/public/factsheets/DVB-EWS-Fact-sheet.pdf che descrive una soluzione generale che può essere utilizzata su scala mondiale per fornire messaggi di allerta EWS (“Emergency Warning System”) all’utente finale. The DVB (Digital Video Broadcasting) consortium has published an article available on the Internet at https://www.dvb.org/resources/public/factsheets/DVB-EWS-Fact-sheet.pdf describing a general solution that can be used worldwide to provide EWS (“Emergency Warning System”) messages to the end user.

La domanda di brevetto WO 2018/078317 descrive un decoder operabile in una prima modalità a bassa potenza ed in una seconda modalità ad alta potenza configurato per demodulare i dati di livello (layer) fisico trasmessi nella modalità a bassa potenza e un transport stream nella modalità ad alta potenza. Il decoder comprende circuiteria di memoria e di controllo configurata per: commutare il decoder affinché esso operi nel modo ad alta potenza; rilevare un flag di segnalazione nel transport stream ricevuto dalla circuiteria di ricezione; e nel caso in cui il flag di segnalazione venga rilevato, innescare un allarme. La circuiteria di memoria può immagazzinare una prima informazione di regione indicante la locazione geografica del decoder e la circuiteria di ricezione è configurata per ricevere una seconda informazione di regione contenuta nel transport stream. La circuiteria di controllo confronta la prima informazione di regione con la seconda informazione di regione e, qualora esse siano uguali, innesca l’allarme. Patent application WO 2018/078317 describes a decoder operable in a first low power mode and in a second high power mode configured to demodulate the physical layer data transmitted in the low power mode and a transport stream in the low power mode. high power. The decoder includes memory and control circuitry configured to: switch the decoder to operate in the high power mode; detecting a signaling flag in the transport stream received by the receiving circuitry; and if the signaling flag is detected, trigger an alarm. The memory circuitry can store a first region information indicating the geographic location of the decoder and the receiving circuitry is configured to receive a second region information contained in the transport stream. The control circuitry compares the first region information with the second region information and, if they are the same, triggers the alarm.

Tuttavia, i sistemi sopra indicati sono vincolati all’utilizzo dello Standard DVB. Per sua natura, un servizio di emergenza che allerti la popolazione in caso di pericolo deve essere quanto più universale possibile e deve quindi prescindere dallo standard di trasmissione utilizzato. However, the systems indicated above are bound to the use of the DVB Standard. By its very nature, an emergency service that alerts the population in case of danger must be as universal as possible and must therefore disregard the transmission standard used.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di indicare un sistema, un trasmettitore, un ricevitore e relativi metodi per la trasmissione e per la ricezione satellitare di segnali di allarme indipendenti dallo standard utilizzato per la trasmissione del segnale satellitare. The object of the present invention is therefore to indicate a system, a transmitter, a receiver and relative methods for the satellite transmission and reception of alarm signals independent of the standard used for the transmission of the satellite signal.

Il sistema secondo l’invenzione prevede la trasmissione di un segnale di allarme in sovrapposizione ad un segnale principale di diffusione televisiva satellitare (cosiddetto DTH, Direct to Home), tale da poter essere ricevuto da terminali predisposti di idoneo ricevitore, in modo che le normali funzionalità degli altri ricevitori di segnali televisivi satellitari, ossia quelli non dotati di idoneo ricevitore, subiscano un’influenza impercettibile o comunque di entità trascurabile. The system according to the invention provides for the transmission of an alarm signal superimposed on a main signal of satellite television broadcasting (so-called DTH, Direct to Home), such that it can be received by terminals predisposed for suitable receivers, so that the normal functionality of the other satellite television signal receivers, i.e. those not equipped with a suitable receiver, are subject to an imperceptible or in any case negligible influence.

Il sistema secondo l’invenzione prevede altresì che il ricevitore possa verificare periodicamente la presenza del segnale di allarme, alternando brevi periodi di accensione automatica a periodi di riposo a basso consumo energetico. Il segnale d’allarme può contenere e quindi veicolare due livelli di informazione: come livello di prima priorità, può essere segnalata la presenza di un generico allarme. Opzionalmente, o come seconda priorità, può essere veicolata ulteriore informazione utilizzabile ad esempio per circoscrivere la zona geografica di interesse della segnalazione dell’allarme, e quindi eventualmente l’abilitazione o meno della effettiva notifica di allarme. The system according to the invention also provides that the receiver can periodically check the presence of the alarm signal, alternating short periods of automatic ignition with periods of rest with low energy consumption. The alarm signal can contain and therefore convey two levels of information: as a first priority level, the presence of a generic alarm can be signaled. Optionally, or as a second priority, additional information can be conveyed that can be used for example to circumscribe the geographical area of interest for the alarm signaling, and therefore possibly the enabling or disabling of the actual alarm notification.

È previsto infatti che il meccanismo di segnalazione d’allarme descritto nella presente invenzione sia utilizzato anche per accendere il ricevitore TV quando questo sia in modalità stand-by, e configurarlo per visualizzare il canale audiovisivo (programma, teletext, cartello a video, messaggio audio e così via) che le autorità hanno predisposto per allertare la popolazione. In fact, the alarm signaling mechanism described in the present invention is also used to switch on the TV receiver when it is in stand-by mode, and to configure it to display the audiovisual channel (program, teletext, video sign, audio message and so on) that the authorities have set up to alert the population.

Il sistema si applica preferibilmente ai segnali satellitari a standard DVB-S, DVB-S2 e all’estensione DVB-S2X, ma non è limitato solo ad essi. The system is preferably applied to satellite signals to DVB-S, DVB-S2 standards and the DVB-S2X extension, but is not limited only to them.

Una realizzazione preferita dell’invenzione prevede che il segnale di allarme sia trasmesso come perturbazione di frequenza applicata al segnale di diffusione televisiva satellitare principale. A titolo di esempio si considera un segnale diffusivo satellitare a Standard DVB-S2, ma l’invenzione si applica comunque a qualsiasi segnale di tipo satellitare, indipendentemente dallo standard di trasmissione utilizzato. A preferred embodiment of the invention provides that the alarm signal is transmitted as a frequency perturbation applied to the main satellite television broadcast signal. By way of example, a satellite broadcast signal based on DVB-S2 Standard is considered, but the invention still applies to any satellite type signal, regardless of the transmission standard used.

Come noto all’esperto del ramo, in un tipico modulatore digitale il segnale modulato viene generato in banda base secondo lo schema prescelto, nella forma di una sequenza xi di campioni complessi xi=(xri,xii). Le due componenti xri (parte reale) e xii (parte immaginaria) di tale segnale costituiscono due sequenze di campioni reali. Come altresì noto, per ottenere la sequenza (e quindi il segnale) di uscita alla frequenza fu desiderata, viene operata la cosiddetta “modulazione in quadratura”: viene cioè moltiplicata la sequenza xri per una sequenza la sequenza xii per una sequenza As known to the skilled in the art, in a typical digital modulator the modulated signal is generated in the baseband according to the chosen scheme, in the form of a sequence xi of complex samples xi = (xri, xii). The two components xri (real part) and xii (imaginary part) of this signal constitute two sequences of real samples. As is also known, to obtain the output sequence (and therefore the signal) at the desired frequency, the so-called "quadrature modulation" is performed: that is, the sequence xri is multiplied by a sequence, the sequence xii by a sequence

e le due sequenze così ottenute vengono sommate (o sottratte, a and the two sequences thus obtained are added (or subtracted, a

seconda se si desidera lo spettro di uscita invertito o regolare). Nelle espressioni riportate T è il periodo di campionamento, mentre i è l’indice del campione. La presente invenzione prevede che il segnale di diffusione televisiva satellitare da trasmettere sia ottenuto alterando dinamicamente il valore della frequenza di uscita fu, secondo la regola dove f0 è il valore della frequenza di uscita nominale, ossia il valore della frequenza del segnale principale veicolante un contenuto audio e/o video. depending on whether you want inverted or regular output spectrum). In the expressions shown, T is the sampling period, while i is the sample index. The present invention provides that the satellite television broadcast signal to be transmitted is obtained by dynamically altering the value of the output frequency fu, according to the rule where f0 is the value of the nominal output frequency, i.e. the value of the frequency of the main signal carrying a content. audio and / or video.

Ciò viene ottenuto in una prima realizzazione preferita alterando direttamente la frequenza fu che compare nelle espressioni di xsi e xci. This is achieved in a first preferred embodiment by directly altering the frequency fu which appears in the expressions of xsi and xci.

In una seconda realizzazione preferita, la sequenza complessa xi, prima di detta modulazione in quadratura, viene moltiplicata per una sequenza complessa In a second preferred embodiment, the complex sequence xi, before said quadrature modulation, is multiplied by a complex sequence

dove j è l’unità per i numeri immaginari. where j is the unit for imaginary numbers.

In una terza realizzazione preferita, la perturbazione di frequenza fEWS viene applicata durante una successiva conversione di frequenza del segnale. In a third preferred embodiment, the frequency perturbation fEWS is applied during a subsequent frequency conversion of the signal.

Il segnale fEWS(t) ha caratteristiche che sono definite in modo tale da disturbare il meno possibile la ricezione del ricevitore del segnale principale ma, allo stesso tempo, da rendere possibile la ricezione del segnale di allarme da parte dei ricevitori che implementano la funzionalità di allarme, e può genericamente essere espresso come: The fEWS (t) signal has characteristics that are defined in such a way as to disturb the reception of the main signal receiver as little as possible but, at the same time, to make it possible to receive the alarm signal by the receivers that implement the function of alarm, and can be generically expressed as:

dove: where is it:

- fd è una deviazione di frequenza; - fd is a frequency deviation;

- Nc è il numero di sottosegnali; - Nc is the number of subsignals;

- fc ≥0, con c compreso tra 1 e Nc, è una frequenza di posizionamento del cesimo sottosegnale; - fc ≥0, with c between 1 and Nc, is a positioning frequency of the nth sub-signal;

- s(t) è una forma d’onda elementare di un segnale modulante di durata Ts; - s (t) is an elementary waveform of a modulating signal of duration Ts;

- con i=0, …., L-1, è una c-esima sequenza modulante, nota al - with i = 0,…., L-1, is a c-th modulating sequence, known to al

ricevitore, che trasporta l’informazione del segnale di allarme. receiver, which carries the information of the alarm signal.

La cadenza di emissione delle forme d’onda elementari risulta quindi fs = 1/ Ts . Una realizzazione preferita prevede che sia presente un solo sottosegnale (Nc=1) e che la sequenza con i=0, …., L-1 sia una sequenza pseudocasuale binaria antipodale, a valore medio nullo, scelta fra un insieme predefinito. Ad ogni sequenza viene associato un messaggio di allarme diverso, noto al ricevitore. Ciò per differenziare ad esempio aree geografiche diverse, o tipologie di allarmi diversi. A titolo esemplificativo si possono utilizzare sequenze a Massima Lunghezza o sequenze di Gold (si veda, ad esempio, R.C. Dixon, “Spread spectrum systems”, J.Wiley & Sons, 1976, cap. 3). The emission rate of the elementary waveforms is therefore fs = 1 / Ts. A preferred embodiment provides that there is only one sub-signal (Nc = 1) and that the sequence with i = 0,…., L-1 is an antipodal binary pseudorandom sequence, with zero mean value, chosen from a predefined set. Each sequence is associated with a different alarm message, known to the receiver. This is to differentiate, for example, different geographical areas, or different types of alarms. By way of example, Full Length sequences or Gold sequences can be used (see, for example, R.C. Dixon, “Spread spectrum systems”, J.Wiley & Sons, 1976, chap. 3).

Un’altra realizzazione preferita prevede che le sequenze con i=0, …., L-1 siano sequenze costanti. In questo caso i sottosegnali di cui è composto fEWS risultano essere basati su segnali sinusoidali a frequenze fc con c compreso tra 1 e Nc. Al valore della sequenza viene associato un messaggio diverso, noto al ricevitore. Ad esempio il significato di presenza di un certo tipo di allarme può venire associato al valore e l’assenza di tale tipo di allarme al valore Another preferred embodiment provides that the sequences with i = 0, ...., L-1 are constant sequences. In this case, the sub-signals of which fEWS is composed are based on sinusoidal signals at frequencies fc with c between 1 and Nc. A different message, known to the receiver, is associated with the sequence value. For example, the meaning of the presence of a certain type of alarm can be associated with the value and the absence of this type of alarm with the value

Risulta chiaro che in questo caso ciascuno degli Nc segnali sinusoidali It is clear that in this case each of the Nc sinusoidal signals

veicolerà la presenza o meno di un diverso allarme. La forma d’onda elementare s(t) sarà a inviluppo limitato, ad esempio tra 1 e -1, e a banda limitata con occupazione spettrale Bs. will convey the presence or absence of a different alarm. The elementary waveform s (t) will have a limited envelope, for example between 1 and -1, and a limited band with spectral occupation Bs.

Una realizzazione preferita per la forma d’onda elementare s(t) prevede che essa abbia spettro S(f) del tipo a coseno rialzato. A preferred embodiment for the elementary wave form s (t) provides that it has spectrum S (f) of the raised cosine type.

La scelta dei parametri dipende dalle caratteristiche del segnale principale cui il segnale d’allarme è sovrapposto, e dai requisiti in termini di tempo di aggancio del segnale d’allarme e degradamento del segnale principale. A titolo di esempio si può considerare che la frequenza fd sia tale che fd/fDTH< 3·10<-4 >nel caso di segnale principale del tipo DVB-S2 e fd/fDTH< 3·10<-2 >nel caso di segnale principale del tipo DVB-S, dove fDTH è il symbol rate del segnale principale. A titolo di esempio si indica una possibile realizzazione del segnale d’allarme nel caso in cui la forma d’onda elementare s(t) abbia spettro S(f) del tipo a coseno rialzato: The choice of parameters depends on the characteristics of the main signal on which the alarm signal is superimposed, and on the requirements in terms of the alarm signal lock time and degradation of the main signal. As an example, it can be considered that the frequency fd is such that fd / fDTH <3 10 <-4> in the case of the main signal of the DVB-S2 type and fd / fDTH <3 10 <-2> in the case of main signal of the DVB-S type, where fDTH is the symbol rate of the main signal. By way of example, we indicate a possible realization of the alarm signal in the event that the elementary waveform s (t) has spectrum S (f) of the raised cosine type:

● fd=1 kHz; ● fd = 1 kHz;

● Nc=1; ● Nc = 1;

● fs =10 Hz; ● fs = 10 Hz;

● f1 =30 Hz; ● f1 = 30 Hz;

● L=64; ● L = 64;

● Sequenza a massima lunghezza con stato iniziale 1111111: ● Full-length sequence with initial state 1111111:

● La sequenza binaria antipodale è ricavata come: bi = 2 ai -1. ● The antipodal binary sequence is obtained as: bi = 2 ai -1.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose della presente invenzione sono oggetto delle allegate rivendicazioni. Further advantageous features of the present invention are the subject of the attached claims.

Tali caratteristiche ed ulteriori vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione di un suo esempio di realizzazione mostrato nei disegni annessi, forniti a puro titolo esemplificativo e non limitativo, in cui: These characteristics and further advantages of the present invention will become clearer from the description of an embodiment thereof shown in the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

- la Figura 1 illustra uno schema a blocchi di un sistema di trasmissione satellitare di segnali secondo l’invenzione comprendente un trasmettitore ed un ricevitore; - Figure 1 illustrates a block diagram of a satellite signal transmission system according to the invention comprising a transmitter and a receiver;

- le Figure 2a, 2b e 2c illustrano rispettivi schemi a blocchi di tre distinte forme di realizzazione del trasmettitore del sistema di Figura 1; Figures 2a, 2b and 2c illustrate respective block diagrams of three distinct embodiments of the transmitter of the system of Figure 1;

- la Figura 2d illustra una variante di un blocco del trasmettitore di Figura 2b; - la Figura 3 illustra uno schema a blocchi di un demodulatore digitale di arte nota; Figure 2d illustrates a variant of a block of the transmitter of Figure 2b; Figure 3 illustrates a block diagram of a prior art digital demodulator;

- la Figura 4 illustra uno schema a blocchi di un sistema di recupero della portante di arte nota; Figure 4 illustrates a block diagram of a carrier recovery system of the known art;

- la Figura 5 illustra un blocco decodificatore di allarme secondo l’invenzione; - la Figura 6 illustra un grafico nel piano cartesiano fMOD, fD dove fMOD è la massima frequenza contenuta nel segnale modulante FEWS e fD è la deviazione di frequenza, in cui viene evidenziata un’area di applicazione vantaggiosa del sistema secondo l’invenzione. - Figure 5 illustrates an alarm decoder block according to the invention; - Figure 6 illustrates a graph in the Cartesian plane fMOD, fD where fMOD is the maximum frequency contained in the modulating signal FEWS and fD is the frequency deviation, in which an advantageous application area of the system according to the invention is highlighted.

Con riferimento alla Figura 1, viene illustrato un sistema 1 per la trasmissione satellitare di segnali di allarme comprendente un trasmettitore 2 ed un ricevitore 11. With reference to Figure 1, a system 1 for satellite transmission of alarm signals comprising a transmitter 2 and a receiver 11 is illustrated.

Il trasmettitore 2 può essere realizzato secondo una delle forme di realizzazione 2a, 2b o 2c illustrate rispettivamente nelle Figure 2a, 2b e 2c. The transmitter 2 can be made according to one of the embodiments 2a, 2b or 2c illustrated respectively in Figures 2a, 2b and 2c.

Con riferimento alla Figura 2a, il trasmettitore 2a comprende un generatore in banda base 3 che riceve in ingresso un multiplex audio/video e genera la sequenza xi di campioni complessi xi=(xri,xii). Le due componenti xri (parte reale) e xii (parte immaginaria) di tale segnale costituiscono due sequenze di campioni reali. Per ottenere la sequenza (e quindi il segnale) di uscita alla frequenza fu desiderata, viene operata la cosiddetta “modulazione in quadratura” tramite un blocco 5 di modulazione in quadratura: viene cioè moltiplicata la sequenza xri per una sequenza la sequenza xii per una sequenza e le due sequenze così ottenute vengono sommate (o sottratte, a seconda se si desidera lo spettro di uscita invertito o regolare). Nelle espressioni riportate T è il periodo di campionamento, mentre i è l'indice del campione. With reference to Figure 2a, the transmitter 2a comprises a baseband generator 3 which receives in input an audio / video multiplex and generates the sequence xi of complex samples xi = (xri, xii). The two components xri (real part) and xii (imaginary part) of this signal constitute two sequences of real samples. To obtain the sequence (and therefore the signal) of output at the desired frequency, the so-called "quadrature modulation" is carried out by means of a quadrature modulation block 5: that is, the sequence xri is multiplied by a sequence and the sequence xii by a sequence and the two sequences thus obtained are added (or subtracted, depending on whether the output spectrum is inverted or regular). In the given expressions, T is the sampling period, while i is the sample index.

Nella forma di realizzazione del trasmettitore di Figura 2a, la generazione del segnale EWS avviene alterando direttamente la frequenza fu che compare nelle espressioni di xsi e xci. Il segnale in uscita dal blocco 5 di modulazione in quadratura viene poi trasmesso ad una stazione di uplink 6. In the embodiment of the transmitter of Figure 2a, the generation of the EWS signal occurs by directly altering the frequency fu which appears in the expressions of xsi and xci. The output signal from quadrature modulation block 5 is then transmitted to an uplink station 6.

Con riferimento alla Figura 2b, il trasmettitore 2b comprende un generatore in banda base 3 che riceve in ingresso un multiplex audio/video e genera la sequenza xi di campioni complessi xi=(xri,xii). With reference to Figure 2b, the transmitter 2b comprises a baseband generator 3 which receives in input an audio / video multiplex and generates the sequence xi of complex samples xi = (xri, xii).

La generazione del segnale EWS avviene moltiplicando la sequenza complessa xi per una sequenza complessa (blocco 9) dove j è l’unità per i numeri immaginari. Il segnale così ottenuto viene elaborato dal blocco 5 di modulazione in quadratura, analogo a quello di Figura 2a, successivamente sommato e poi trasmesso ad una stazione di uplink 6. The generation of the EWS signal occurs by multiplying the complex sequence xi by a complex sequence (block 9) where j is the unit for imaginary numbers. The signal thus obtained is processed by the quadrature modulation block 5, similar to that of Figure 2a, subsequently added and then transmitted to an uplink station 6.

Equivalentemente, come noto all'esperto del settore e con riferimento alla Figura 2d, un metodo per alterare la frequenza di un segnale campionato (sequenza complessa xi) è quello di operare nel dominio della frequenza, quindi sulla sequenza complessa Xk, trasformata di Fourier discreta (DFT) di xi (blocco 11). Per fare ciò, è sufficiente ruotare gli indici di Xk (blocco 12) ad ottenere una nuova sequenza in cui NFT è la lunghezza della DFT e T è l'intervallo di campionamento. La nuova sequenza di uscita nel dominio del tempo è ottenuta quindi come trasformata inversa di Fourier discreta (IDFT) di Xk+D (blocco 13). Dopo la normale modulazione in quadratura 5 il segnale viene poi trasmesso alla stazione di uplink 6. Equivalently, as known to the skilled in the art and with reference to Figure 2d, a method for altering the frequency of a sampled signal (complex sequence xi) is to operate in the frequency domain, therefore on the complex sequence Xk, discrete Fourier transform (DFT) of xi (block 11). To do this, it is sufficient to rotate the indices of Xk (block 12) to obtain a new sequence in which NFT is the length of the DFT and T is the sampling interval. The new time domain output sequence is then obtained as an inverse discrete Fourier transform (IDFT) of Xk + D (block 13). After the normal quadrature modulation 5 the signal is then transmitted to the uplink station 6.

Pertanto, un blocco 9b, che comprende i blocchi 11, 12 e 13, è una variante del blocco 9 di Figura 2b. Therefore, a block 9b, which comprises the blocks 11, 12 and 13, is a variant of the block 9 of Figure 2b.

Con riferimento alla Figura 2c, il trasmettitore 2c comprende un generatore in banda base 3, un blocco 5 di modulazione in quadratura ed un blocco convertitore di frequenza 7, dove viene generato il segnale EWS. Come noto all’esperto del ramo, nella trasmissione satellitare è pratica comune generare il segnale modulato ad una prima frequenza fIF, e poi convertire la frequenza fIF di tale segnale modulato alla frequenza di uscita fu tramite un blocco 7 convertitore di frequenza. Come altresì noto in radiotecnica, un convertitore di frequenza fa internamente uso di (almeno) un oscillatore di conversione (detto anche oscillatore locale) dalla cui frequenza dipende il valore della risultante frequenza di uscita. Tale terza forma di realizzazione del trasmettitore 2 prevede che la perturbazione di frequenza fEWS venga impressa al segnale da trasmettere modulando la frequenza propria di almeno uno di detti oscillatori locali di detto blocco 7 convertitore di frequenza. Il segnale in uscita dal blocco 7 viene poi trasmesso alla stazione di uplink 6. With reference to Figure 2c, the transmitter 2c comprises a base band generator 3, a quadrature modulation block 5 and a frequency converter block 7, where the EWS signal is generated. As known to the skilled in the art, in satellite transmission it is common practice to generate the modulated signal at a first frequency fIF, and then convert the fIF frequency of this modulated signal to the output frequency fu through a block 7 frequency converter. As also known in radio engineering, a frequency converter internally makes use of (at least) a conversion oscillator (also called local oscillator) on whose frequency the resulting output frequency depends. This third embodiment of the transmitter 2 provides that the frequency perturbation fEWS is impressed on the signal to be transmitted by modulating the natural frequency of at least one of said local oscillators of said block 7 of the frequency converter. The output signal from block 7 is then transmitted to the uplink station 6.

Facendo nuovamente riferimento alla Figura 1, il segnale in uscita dal blocco di uplink 6 del trasmettitore 2 viene poi trasmesso da un’antenna trasmittente 7 e ricevuto da un’antenna ricevente 9 tramite l’ausilio di uno o più satelliti 10. A sua volta il ricevitore 11, collegato all’antenna ricevente 9, comprende: un blocco front-end 12, un demodulatore DTH 14, un blocco 16 di estrazione del segnale di allarme, un blocco 18 per la decodifica e/o riconoscimento di tale segnale di allarme. Detto blocco 18 produce un segnale di notifica della presenza dell’allarme, e opzionalmente un segnale contenente Informazioni Ausiliarie (ad esempio geografiche) che vengono inviati ai successivi blocchi di un apparecchio in grado di riprodurre segnali televisivi satellitari. Referring again to Figure 1, the output signal from the uplink block 6 of the transmitter 2 is then transmitted by a transmitting antenna 7 and received by a receiving antenna 9 with the aid of one or more satellites 10. In turn the receiver 11, connected to the receiving antenna 9, comprises: a front-end block 12, a DTH demodulator 14, a block 16 for extracting the alarm signal, a block 18 for decoding and / or acknowledging this alarm signal . Said block 18 produces a notification signal of the presence of the alarm, and optionally a signal containing Auxiliary Information (for example geographic) which is sent to the subsequent blocks of a device capable of reproducing satellite television signals.

Per l’estrazione del segnale d’allarme secondo la presente invenzione è necessario uno speciale demodulatore di frequenza, adatto ad estrarre dal segnale principale ricevuto la perturbazione di frequenza che veicola il segnale d’allarme, eventualmente presente. Dato che per la trasmissione televisiva su satellite viene fatto uso di modulazioni digitali con portante soppressa, un classico demodulatore di frequenza non permetterebbe di estrarre la perturbazione di frequenza che il metodo proposto utilizza, a causa della mancanza di una vera e propria portante. For the extraction of the alarm signal according to the present invention, a special frequency demodulator is required, suitable for extracting from the main signal received the frequency perturbation that carries the alarm signal, if any. Given that digital modulations with carrier suppressed are used for television broadcasting on satellite, a classic frequency demodulator would not allow to extract the frequency perturbation that the proposed method uses, due to the lack of a real carrier.

È quindi previsto dalla presente invenzione che vengano utilizzate le tecniche di “carrier recovery” di arte nota adottate nei demodulatori digitali, le quali, per le loro applicazioni originali, stimano l’errore di frequenza del segnale digitale ricevuto rispetto alla frequenza attesa, per poter di conseguenza correggere tale errore. It is therefore envisaged by the present invention that the known art "carrier recovery" techniques adopted in digital demodulators are used, which, for their original applications, estimate the frequency error of the received digital signal with respect to the expected frequency, in order to accordingly correct this error.

Con riferimento alla Figura 3 e come noto all’esperto del ramo, viene illustrato un demodulatore digitale coerente comprendente una sezione di conversione di frequenza in quadratura, costituita da due moltiplicatori 101a,101b e da un oscillatore 102 con uscita seno e coseno, come nell’esempio riportato in Figura 3. Quando la frequenza istantanea dell’oscillatore 102 coincide con la frequenza istantanea del segnale y(t) ricevuto dal satellite 10, gli stadi di decisione che seguono (non mostrati in figura) sono in grado di processare correttamente la componente in fase del segnale i(t) e la componente in quadratura del segnale q(t), come noto all’esperto del settore, per ottenere la demodulazione. With reference to Figure 3 and as known to those skilled in the art, a coherent digital demodulator is illustrated comprising a quadrature frequency conversion section, consisting of two multipliers 101a, 101b and an oscillator 102 with sine and cosine output, as in The example shown in Figure 3. When the instantaneous frequency of the oscillator 102 coincides with the instantaneous frequency of the signal y (t) received by the satellite 10, the following decision stages (not shown in the figure) are able to correctly process the phase component of the signal i (t) and the quadrature component of the signal q (t), as known to the skilled in the art, to obtain demodulation.

Il blocco 103 stimatore di errore della frequenza portante (“carrier frequency error estimator”), come noto all’esperto del settore, viene tipicamente realizzato secondo molteplici tipologie proposte in letteratura. Un esempio di circuito storicamente molto utilizzato è descritto in: J.P. Costas, “Synchronous communications”, Proceedings of the IRE, 1956, pag.1714. Detto blocco 103 produce, a partire dai segnali i(t) e q(t) un segnale di controllo 104 per l’oscillatore 102. Tale segnale di controllo 104 contiene la stima dell’errore di frequenza di portante sopra citata. Block 103 carrier frequency error estimator ("carrier frequency error estimator"), as known to the expert in the field, is typically made according to multiple types proposed in the literature. An example of a historically widely used circuit is described in: J.P. Costas, “Synchronous communications”, Proceedings of the IRE, 1956, p. 1714. Said block 103 produces, starting from the signals i (t) and q (t), a control signal 104 for the oscillator 102. This control signal 104 contains the estimate of the carrier frequency error mentioned above.

Molti altri esempi di sistemi di recupero di portante (“carrier recovery”) si possono trovare, sotto la voce “carrier synchronizers”, in: U. Mengali and A.N. D’Andrea, “Synchronization Techniques for Digital Receivers”, Plenum Press, New York, USA, 1997. Per lo specifico caso dei segnali secondo lo standard DVB-S2 (ETSI standard, EN 301 307–1) si può consultare l’articolo: E. Casini, R. De Gaudenzi, and A. Ginesi, “DVB-S2 modem algorithms design and performance over typical satellite channels”, Int. J. Satell. Commun. Network., vol. 22, no. 3, Maggio-Giugno 2004 (in particolare alla sezione “Carrier frequency recovery”). Many other examples of carrier recovery systems can be found, under the heading “carrier synchronizers”, in: U. Mengali and A.N. D'Andrea, "Synchronization Techniques for Digital Receivers", Plenum Press, New York, USA, 1997. For the specific case of signals according to the DVB-S2 standard (ETSI standard, EN 301 307–1), see the article : E. Casini, R. De Gaudenzi, and A. Ginesi, “DVB-S2 modem algorithms design and performance over typical satellite channels”, Int. J. Satell. Commun. Network., Vol. 22, no. 3, May-June 2004 (in particular in the section “Carrier frequency recovery”).

Con riferimento alla Figura 4, si riporta una versione semplificata dello schema a blocchi proposto in detto articolo. Anche in questo caso è presente una sezione (blocco Demux 105, blocco 106 rilevatore errore grossolano di frequenza (“Coarse Frequency Error detector”), filtro di loop 107) cui in figura è stato attribuito complessivamente il numero 103’ per analogia funzionale con il blocco omologo 103 di Figura 3, che stima l’errore di frequenza e fornisce uno specifico segnale di controllo 104’ all’oscillatore. Nello schema di Figura 4 l’oscillatore digitale 102 (“Numerically Controlled Oscillator”, NCO) produce un segnale (digitale) complesso le cui componenti sono funzionalmente analoghe ai segnali seno e coseno dell’oscillatore 102 di Figura 3. In Figura 4 il moltiplicatore 101’ è a variabile complessa e, come noto al matematico, rappresenta una forma aritmetica più generale di cui la coppia di moltiplicatori 101a,101b a variabile reale di Figura 3 rappresenta il caso particolare quando y(t) è a variabile reale. With reference to Figure 4, a simplified version of the block diagram proposed in said article is reported. Also in this case there is a section (block Demux 105, block 106 coarse frequency error detector ("Coarse Frequency Error detector"), loop filter 107) which in the figure has been assigned the overall number 103 'by functional analogy with the homologous block 103 of Figure 3, which estimates the frequency error and supplies a specific control signal 104 'to the oscillator. In the diagram of Figure 4 the digital oscillator 102 ("Numerically Controlled Oscillator", NCO) produces a complex (digital) signal whose components are functionally analogous to the sine and cosine signals of the oscillator 102 of Figure 3. In Figure 4 the multiplier 101 'is a complex variable and, as the mathematician knows, represents a more general arithmetic form of which the pair of real variable multipliers 101a, 101b of Figure 3 represents the particular case when y (t) is a real variable.

Anche nello schema di Figura 4 il segnale di controllo 104’ prodotto dalla sezione 103’ contiene dunque l’informazione della differenza tra la frequenza nominale dell’oscillatore 102’ e quella del segnale in arrivo. Alcuni schemi di recupero di portante prevedono che l’errore di frequenza venga stimato e corretto per stadi successivi: oltre al primo stadio già citato, che stima e rimuove l’errore “grossolano” (“coarse”) di frequenza, un successivo stadio (non illustrato), stima e rimuove l’errore residuo, e così via per eventuali altri passi. Nell’articolo sopra citato, ad esempio, si prevede un secondo stadio per stimare e rimuovere l’errore residuo di frequenza. Also in the diagram of Figure 4 the control signal 104 'produced by section 103' therefore contains the information of the difference between the nominal frequency of the oscillator 102 'and that of the incoming signal. Some carrier recovery schemes provide for the frequency error to be estimated and corrected for subsequent stages: in addition to the first stage already mentioned, which estimates and removes the "coarse" frequency error ("coarse"), a subsequent stage ( not illustrated), estimates and removes the residual error, and so on for any other steps. In the article cited above, for example, a second stage is envisaged to estimate and remove the residual frequency error.

In presenza della perturbazione di frequenza introdotta secondo il metodo qui presentato, il summenzionato segnale di controllo 104’ contiene quindi una componente di segnale che è proporzionale al segnale fEWS(t) trasmesso. In the presence of the frequency perturbation introduced according to the method presented here, the aforementioned control signal 104 'therefore contains a signal component that is proportional to the transmitted signal fEWS (t).

La presente invenzione prevede quindi che una replica di tale segnale di controllo 104’ venga inviata al successivo blocco 18 per la decodifica e/o riconoscimento del segnale d’allarme. Opzionalmente, se vengono utilizzati più stadi di recupero di portante, le informazioni di errore di frequenza grossolano e fine dei vari stadi possono essere tra loro combinate (sommate tra loro usando unità di scala congruenti) per ottenere un valore più accurato della stima dell’errore di frequenza e quindi del segnale fEWS(t). The present invention therefore provides that a replica of this control signal 104 'is sent to the subsequent block 18 for the decoding and / or recognition of the alarm signal. Optionally, if multiple carrier recovery stages are used, the coarse and fine frequency error information of the various stages can be combined together (added together using congruent scale units) to obtain a more accurate value of the error estimate. frequency and therefore of the signal fEWS (t).

Come risulta evidente, la sezione di estrazione 16 del segnale EWS potrà venire realizzata in maniera separata dal demodulatore 14, così come già rappresentato in Figura 1, oppure, quando ciò risulta più pratico, direttamente all’interno del demodulatore DTH 14, riutilizzando l’identica o analoga circuiteria di recupero di portante che, come sopra indicato, è già presente nel tipico demodulatore. Entrambe le possibilità sono incluse nella presente invenzione. As is evident, the extraction section 16 of the EWS signal can be made separately from the demodulator 14, as already represented in Figure 1, or, when this is more practical, directly inside the DTH demodulator 14, reusing the identical or similar carrier recovery circuitry which, as indicated above, is already present in the typical demodulator. Both possibilities are included in the present invention.

Con riferimento alla Figura 5, viene illustrato il blocco decodificatore d’allarme 18. Il segnale 104’, che rappresenta una buona stima del segnale fEWS, viene processato da una sezione di filtraggio 201 costituita da uno o più filtri, lineari e/o non lineari, in cascata. Una realizzazione preferita della sezione di filtraggio 201 prevede un primo filtro non lineare 210 e un secondo filtro lineare 211 di tipo passa banda. Il primo filtro 210 limita la velocità di salita (slew rate) del segnale, per rimuovere il rumore di tipo impulsivo (qualunque altra tecnica di arte nota può essere utilizzata allo scopo, si faccia riferimento ad esempio a R.G. Lyons, “Understanding digital signal processing”, Prentice Hall, 2<a >edizione, par. 13.25). With reference to Figure 5, the alarm decoder block 18 is illustrated. The signal 104 ', which represents a good estimate of the fEWS signal, is processed by a filtering section 201 consisting of one or more filters, linear and / or not linear, in cascade. A preferred embodiment of the filtering section 201 provides a first non-linear filter 210 and a second linear filter 211 of the band-pass type. The first filter 210 limits the slew rate of the signal, to remove impulsive noise (any other prior art technique can be used for this purpose, refer for example to R.G. Lyons, "Understanding digital signal processing ”, Prentice Hall, 2nd edition, par. 13.25).

Il secondo filtro lineare 211 ha come scopo la rimozione delle componenti spettrali a frequenze vicine allo zero, dovute alla normale attività del circuito “Carrier Recovery” in presenza di fluttuazioni lente della frequenza del segnale satellitare, generate ad esempio dalla instabilità termica degli oscillatori. Tale secondo filtro 211 può inoltre limitare la banda del segnale 104’ alla sola banda di interesse per il successivo processo di rivelazione operato da un blocco 202 o da un blocco 205. Nel caso in cui si utilizzi come segnale d’allarme una sequenza binaria pseudocasuale, sarà utilizzata la struttura 202, in cui il blocco convertitore di frequenza 203 è presente solo se si utilizza fc≠0. The second linear filter 211 has the purpose of removing the spectral components at frequencies close to zero, due to the normal activity of the "Carrier Recovery" circuit in the presence of slow fluctuations in the frequency of the satellite signal, generated for example by the thermal instability of the oscillators. This second filter 211 can also limit the band of the signal 104 'only to the band of interest for the subsequent detection process operated by a block 202 or by a block 205. If a pseudorandom binary sequence is used as an alarm signal , structure 202 will be used, where the frequency converter block 203 is present only if fc ≠ 0 is used.

In questo caso detto blocco convertitore di frequenza 203 trasla la frequenza di ingresso fc in banda base complessa (frequenza di uscita zero). Il rivelatore di sequenza 202 contiene in una sua memoria interna una copia della sequenza da rivelare ed è realizzato con un qualsiasi algoritmo di arte nota, tipicamente, come noto all’esperto del ramo, eseguendo la correlazione incrociata tra la sequenza interna e quella in arrivo (come spiegato, ad esempio, in R.C. Dixon, “Spread spectrum systems”, J.Wiley & Sons 1976, cap. 3 e in R.J. Higgins, “Digital signal processing in VLSI”, Prentice Hall, 1990, par. 8.3). In this case, said frequency converter block 203 translates the input frequency fc into a complex base band (zero output frequency). The sequence detector 202 contains in its internal memory a copy of the sequence to be detected and is made with any algorithm of the known art, typically, as known to the skilled in the art, performing the cross-correlation between the internal and the incoming sequence. (as explained, for example, in R.C. Dixon, “Spread spectrum systems”, J.Wiley & Sons 1976, chap. 3 and in R.J. Higgins, “Digital signal processing in VLSI”, Prentice Hall, 1990, par. 8.3).

In alternativa, nel caso in cui si utilizzino una o più sequenze costanti, e una o più frequenze fc≠0, la rivelazione è ottenuta con la stessa struttura 202, o più semplicemente con un rivelatore di tono 205. Tale blocco può essere realizzato in qualunque modalità di arte nota, ad esempio con un filtro selettivo e un misuratore di livello a soglia, oppure con tecniche utilizzanti la trasformata di Fourier discreta o l’algoritmo di Goertzel (R.G. Lyons, “Understanding digital signal processing”, Prentice Hall, 2<a >edizione, par. 13.17). Alternatively, if one or more constant sequences are used, and one or more frequencies fc ≠ 0, the detection is obtained with the same structure 202, or more simply with a tone detector 205. This block can be realized in any modality of the known art, for example with a selective filter and a threshold level meter, or with techniques using the discrete Fourier transform or the Goertzel algorithm (R.G. Lyons, "Understanding digital signal processing", Prentice Hall, 2 <a> edition, par.13.17).

Il blocco 202 oppure il blocco 205 possono essere presenti singolarmente, se si desidera solo rivelare la presenza di uno specifico segnale d’allarme, oppure può essere prevista una molteplicità di blocchi 202 o 205 in parallelo per la rilevazione simultanea di diversi sottosegnali d’allarme e la relativa discriminazione. Analogamente, molteplici rivelatori di sequenza 204 possono essere presenti a valle di un solo blocco convertitore di frequenza 203, se si fa uso di una sola frequenza f1. In alternativa, differenti sequenze allocate su diverse frequenze fc possono venire rilevate e discriminate utilizzando una molteplicità di blocchi 202. Può inoltre essere presente un blocco 206 di correzione errore che opera una correzione dell’eventuale errore sul bit dovuto al rumore su una tratta di trasmissione del segnale, utilizzando una qualunque tecnica di arte nota. Block 202 or block 205 can be present individually, if it is desired only to detect the presence of a specific alarm signal, or a multiplicity of blocks 202 or 205 can be provided in parallel for the simultaneous detection of different alarm sub-signals and related discrimination. Similarly, multiple sequence detectors 204 can be present downstream of a single frequency converter block 203, if only one frequency f1 is used. Alternatively, different sequences allocated on different frequencies fc can be detected and discriminated using a plurality of blocks 202. There may also be an error correction block 206 which corrects any error on the bit due to noise on a transmission section. of the signal, using any prior art technique.

Inoltre, un blocco 208 di gestione e formato può gestire il formato dei segnali di uscita (presenza dell’allarme e le eventuali informazioni ausiliarie, ad esempio geografiche). Preferibilmente, il segnale di uscita “Presenza Allarme” può essere definito come la funzione booleana OR di tutti i segnali in arrivo dai rivelatori di sequenza 202 oppure dai rivelatori di tono 205. In addition, a management and format block 208 can manage the format of the output signals (presence of the alarm and any auxiliary information, such as geographic). Preferably, the “Alarm Presence” output signal can be defined as the Boolean function OR of all signals arriving from the sequence detectors 202 or from the tone detectors 205.

In alternativa, è sufficiente osservare la presenza continuativa della ricezione del segnale di errore validando la sua notifica all’uscita solo se l’evento persiste almeno per un tempo minimo prefissato, ad esempio due secondi. Alternatively, it is sufficient to observe the continuous presence of the reception of the error signal by validating its notification at the exit only if the event persists for at least a fixed minimum time, for example two seconds.

Di nuovo con riferimento alla Figura 1, al fine di minimizzare il consumo energetico del ricevitore di segnale d’allarme, è previsto che il monitoraggio del segnale possa essere eseguito in modo discontinuo, in cui la circuiteria viene alimentata per il breve periodo di tempo necessario a valutare l’eventuale presenza di segnali di allarme e eventuali informazioni ausiliarie, e viene poi spenta per un periodo di tempo la cui lunghezza può essere programmata. Il blocco 20 di gestione alimentazione espleta questa funzione. Again with reference to Figure 1, in order to minimize the energy consumption of the alarm signal receiver, it is envisaged that the monitoring of the signal can be performed in a discontinuous way, in which the circuitry is powered for the short period of time necessary to evaluate the possible presence of alarm signals and any auxiliary information, and is then switched off for a period of time whose length can be programmed. The power management block 20 performs this function.

La stima delle prestazioni del sistema di trasmissione satellitare di segnali di allarme, e relativo ricevitore e metodo oggetto di questa invenzione è stata effettuata tramite misure di laboratorio. The performance estimation of the satellite transmission system of alarm signals, and relative receiver and method object of this invention was carried out by means of laboratory measurements.

In un primo test, effettuato su alcuni ricevitori commerciali, è stato analizzato l’impatto della presenza del segnale d’allarme applicato ad un comune segnale televisivo satellitare DVB-S/S2 sulla normale ricezione. Trattandosi di una perturbazione della frequenza della portante, è logico attendersi che, all’aumentare della velocità istantanea di variazione di tale frequenza, il circuito di carrier recovery interno al ricevitore televisivo possa peggiorare le sue prestazioni. In altre parole, mentre utilizzando una piccola deviazione fd e un segnale fEWS con un contenuto spettrale modesto, il circuito di carrier recovery interno al ricevitore televisivo si trova ad operare in condizioni molto simili a quelle normali operative, in cui deve stimare e compensare le fluttuazioni naturali di frequenza dell’oscillatore interno all’antenna ricevente (LNB, “Low Noise Block”), tale circuito opererebbe con difficoltà progressivamente crescente se la deviazione fd e/o lo spettro del segnale fEWS crescessero di entità. In a first test, carried out on some commercial receivers, the impact of the presence of the alarm signal applied to a common DVB-S / S2 satellite television signal on normal reception was analyzed. Since this is a perturbation of the carrier frequency, it is logical to expect that, as the instantaneous rate of variation of this frequency increases, the carrier recovery circuit inside the television receiver may worsen its performance. In other words, while using a small deviation fd and an fEWS signal with a modest spectral content, the carrier recovery circuit inside the television receiver is found to operate in conditions very similar to normal operating conditions, in which it must estimate and compensate for fluctuations. natural frequency of the oscillator inside the receiving antenna (LNB, “Low Noise Block”), this circuit would operate with progressively increasing difficulty if the deviation fd and / or the spectrum of the fEWS signal would increase in size.

Come noto all’esperto del ramo, le prestazioni di un generico collegamento radio si possono riferire al rapporto C/N, dove C rappresenta la potenza del segnale ricevuto e N la potenza del rumore presente sulla stessa porzione di banda del segnale. In termini del tutto generali, chiamando C/N1 il rapporto C/N alla naturale soglia di funzionamento del sistema e C/N2 il rapporto C/N alla soglia di funzionamento del sistema in presenza di una ulteriore perturbazione, ed esprimendo tali valori in decibel, la differenza (C/N1) -(C/N2) rappresenta l’erosione di margine (o noise margin loss, NML) dovuta a tale perturbazione. Nel caso televisivo, la sopra citata soglia di funzionamento si può assumere coincida con la comparsa sporadica di errori visibili sull’immagine televisiva. As known to the skilled in the art, the performance of a generic radio link can refer to the C / N ratio, where C represents the power of the received signal and N the power of the noise present on the same band portion of the signal. In general terms, by calling C / N1 the ratio C / N at the natural operating threshold of the system and C / N2 the ratio C / N at the operating threshold of the system in the presence of a further perturbation, and expressing these values in decibels , the difference (C / N1) - (C / N2) represents the margin erosion (or noise margin loss, NML) due to this perturbation. In the case of television, the aforementioned operating threshold can be assumed to coincide with the sporadic appearance of visible errors on the television image.

Con riferimento alla Figura 6, viene illustrato un primo test di laboratorio concepito per valutare un’area di funzionamento corretto (“safe area”) nel piano cartesiano fMOD,fD dove fMOD è la massima frequenza contenuta nel segnale modulante fEWS, e fD è la deviazione di frequenza. Sono stati vagliati tre ricevitori di diverse marche, nella configurazione di modulazione maggiormente critica ai fini del carrier recovery (DVB-S2: 8PSK, CodeRate= 2/3) con e senza l’ausilio dei toni pilota previsti nello standard DVB-S2. With reference to Figure 6, a first laboratory test is shown designed to evaluate an area of correct operation ("safe area") in the Cartesian plane fMOD, fD where fMOD is the maximum frequency contained in the modulating signal fEWS, and fD is the frequency deviation. Three receivers of different brands were screened, in the most critical modulation configuration for carrier recovery purposes (DVB-S2: 8PSK, CodeRate = 2/3) with and without the aid of the pilot tones provided for in the DVB-S2 standard.

Si è individuato, per ciascuna fMOD, il valore massimo di fD prima che l’erosione di margine NML eccedesse 0,5 dB. Tale valore, arbitrario ma estremamente conservativo, verrebbe comunque a verificarsi solo nel momento della trasmissione dell’allarme. Come si vede dalla Figura 6 esiste un’ampia area (“safe area”) di valori di fD e fMOD, di utilizzo pratico. In un analogo test, il tipico ricevitore DVB-S ha evidenziato tolleranza superiore al caso DVB-S2 e non se ne riportano quindi i dettagli per brevità. For each fMOD, the maximum value of fD was identified before the NML margin erosion exceeded 0.5 dB. This arbitrary but extremely conservative value would still occur only at the time of the alarm transmission. As can be seen from Figure 6, there is a large area ("safe area") of fD and fMOD values, of practical use. In a similar test, the typical DVB-S receiver showed a higher tolerance than the DVB-S2 case and therefore no details are reported for the sake of brevity.

In un secondo test di laboratorio, per analizzare l’efficacia del segnale d’allarme applicato ad un comune segnale televisivo satellitare DVB-S/S2, si è riprodotto all’interno di un circuito FPGA (field programmable gate array) un tipico ricevitore satellitare. Il segnale di errore di frequenza ottenuto dal blocco 103 è stato filtrato (blocco 201) e processato con una molteplicità di rivelatori di tono 205 in parallelo. In a second laboratory test, to analyze the effectiveness of the alarm signal applied to a common DVB-S / S2 satellite television signal, a typical satellite receiver was reproduced within a FPGA (field programmable gate array) circuit. . The frequency error signal obtained from block 103 was filtered (block 201) and processed with a plurality of tone detectors 205 in parallel.

Si sono esplorati i parametri fd = 0.1-1 kHz e fMOD = 40-100 Hz. Il segnale d’allarme è stato efficacemente rilevato anche con segnale satellitare prossimo alla soglia di rumore, e i differenti valori di fMOD hanno permesso di codificare e veicolare ulteriori informazioni di allarme, permettendo, a livello del ricevitore, la discriminazione della zona geografica interessata dall’allarme, e quindi la notifica selettiva. The parameters fd = 0.1-1 kHz and fMOD = 40-100 Hz were explored. The alarm signal was effectively detected even with satellite signals close to the noise threshold, and the different fMOD values allowed further encoding and transmission. alarm information, allowing, at the receiver level, the discrimination of the geographical area affected by the alarm, and therefore selective notification.

Numerose sono le varianti possibili al sistema, trasmettitore, ricevitore e metodo per la trasmissione e la ricezione di segnali satellitari descritti come esempio, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell'idea inventiva, così come è chiaro che nella sua attuazione pratica le forme dei dettagli illustrati potranno essere diverse, e gli stessi potranno essere sostituiti con degli elementi tecnicamente equivalenti. There are numerous possible variants of the system, transmitter, receiver and method for the transmission and reception of satellite signals described as an example, without departing from the novelty principles inherent in the inventive idea, just as it is clear that in its practical implementation the forms of the illustrated details may be different, and the same may be replaced with technically equivalent elements.

Dunque è facilmente comprensibile che la presente invenzione non è limitata ad un sistema, trasmettitore, ricevitore e metodo per la trasmissione e la ricezione di segnali satellitare, ma è passibile di varie modificazioni, perfezionamenti, sostituzioni di parti ed elementi equivalenti senza però allontanarsi dall’idea dell’invenzione, così come è precisato meglio nelle seguenti rivendicazioni. Therefore it is easy to understand that the present invention is not limited to a system, transmitter, receiver and method for the transmission and reception of satellite signals, but is subject to various modifications, improvements, substitutions of parts and equivalent elements without however departing from the idea of the invention, as better specified in the following claims.

Claims

CLAIMS 1. Transmitter (2) adapted to transmit an alarm signal via satellite, said transmitter (2) comprising means for generating a satellite transmission signal at an output frequency (fu), said transmitter being characterized in that it comprises: - means suitable for generating a main signal, carrying an audio and / or video content, at a first frequency (f0); - means for generating an alarm signal at a second frequency (fEWS), said second frequency of said alarm signal being variable over time, wherein said output frequency (fu) of said transmission signal is obtained by adding said first frequency (f0) of said main signal to said second frequency (fEWS) of said alarm signal.

Transmitter (2a) according to claim 1, wherein said transmitter comprises a baseband generator (3) which generates a sequence (xri, xii) of complex samples and a quadrature modulation block (5) which receives in input an output signal from said base band generator (3) and in which said alarm signal is generated by altering the frequency of said output signal inside said quadrature modulation block (5).

Transmitter (2b) according to claim 1, wherein said transmitter comprises a baseband generator (3) which generates a sequence (xi) of complex samples and a quadrature modulation block (5) which receives an input signal output from said base band generator (3) and in which said alarm signal is generated by altering the frequency of said sequence of complex samples (xi) before entering said quadrature modulation block (5) by multiplying said sequence ( xi) of complex samples for a complex sequence.

Transmitter (2b) according to claim 1, wherein said transmitter comprises: - a baseband generator (3) which generates a sequence (xi) of complex samples; - a block (9b) which receives at its input an output signal from said base band generator (3), said block (9b) comprising a first block (11) adapted to operate a Fourier transform to obtain a signal Xk, a second block (12) adapted to rotate the indices of the signal Xk, and a third block (13) adapted to operate the inverse Fourier transform of said output signal from said second block (12); - a quadrature modulation block (5), and in which said alarm signal is generated by operating in the frequency domain by altering the position of the indices of the signal Xk <.>

Transmitter (2c) according to claim 1, wherein said transmitter comprises a baseband generator (3) which generates a sequence (xri, xii) of complex samples, a quadrature modulation block (5) which receives at the input an output signal from said base band generator (3) and a block (7) frequency converter, and in which said alarm signal is generated by altering the frequency of a local oscillator contained in said block (7) frequency.

Transmitter (2) according to one of claims 1 to 5, wherein said alarm signal is expressed as:

where is it: - fd is a frequency deviation; - Nc is the number of subsignals; - fc ≥0, with c between 1 and Nc, is a positioning frequency of the nth sub-signal; - s (t) is an elementary waveform of a modulating signal of duration Ts; - with i = 0,…., L-1, is a c-th modulating sequence that carries the information of the alarm signal.

7. Transmitter (2) according to claim 6, in which there is only one sub-signal (Nc) and in which the sequence with i = 0, ...., L-1 is an antipodal binary pseudorandom sequence, with zero mean value, selected between a predefined set of sequences.

Transmitter (2) according to claim 6, in which the sequences n i = 0,…., L-1 are constant sequences, in which a different message is associated with the value of the sequence.

9. Transmitter (2) according to claim 6, in which said elementary waveform s (t) has a spectrum of the raised cosine type.

Transmitter (2) according to claim 6, wherein said main signal is of the DVB-S2 or DVB-S2X type and fd / f0 <3 · 10 <-4>.

Transmitter (2) according to claim 6, wherein said main signal is of the DVB-S type and fd / f0 <3 · 10 <-2>.

12. Method for transmitting an alarm signal via satellite comprising the steps of: - generating a main signal carrying an audio and / or video content at a first frequency (f0); - generating an alarm signal at a second (fEWS), said second frequency of said alarm signal being variable in time; - generating a satellite transmission signal at an output frequency (fu) in which said output frequency (fu) of said transmission signal is obtained by adding said first frequency (f0) of said main signal (a) to said second frequency (fEWS ) of said alarm signal.

13. Receiver adapted to receive a signal via satellite, said signal comprising a main signal, carrying an audio / video content, and a time-varying alarm signal, in which said receiver comprises: - a demodulator comprising means suitable for estimating a signal (104 ') of frequency error of the signal carrier with respect to an oscillator (102) of said demodulator, said frequency error estimation signal (104') containing a difference between a nominal frequency of said oscillator (102) and that of said received signal and containing a signal component proportional to said alarm signal; - a block (18) for decoding and / or acknowledging the alarm signal comprising a filtering section (201) and means for detecting said alarm signal (202,205).

14. Receiver according to claim 13, wherein said filtering section (201) comprises a first non-linear filter (210) adapted to remove the noise of the impulsive type and a second linear filter (211) adapted to remove the spectral components of the signal at frequencies close to zero from said frequency error estimation signal (104 ').

15. Receiver according to claim 14, wherein said second filter is adapted to limit a band of interest of said frequency error estimation signal (104 ').

16. Receiver according to claim 13, wherein said means for detecting said alarm signal comprise a sequence detector (202) containing inside it a copy of a sequence to be detected and adapted to carry out a cross-correlation between the internal sequence and the arriving.

17. Receiver according to one or more of claims 13 to 16 wherein said means for detecting said alarm signal comprises a tone detector.

18. Receiver according to one or more of claims 13 to 17, wherein said receiver is able to observe the continuous presence of the reception of the error signal and is able to validate its notification at the output only if the event persists at least for a fixed minimum time.

19. Receiver according to one or more of claims 13 to 18, wherein said receiver comprises an error correction block (206) which corrects any error on the bit due to noise on a transmission section of said signal.

20. Receiver according to one or more of claims 13 to 19, wherein a format management block (208) is adapted to manage the format of the output signals, in particular the presence of alarm and any auxiliary information, for example of the type geographical.

21. Receiver according to one of claims 13 to 20, further comprising a power management block (20) adapted to monitor the signal received in a discontinuous way, in which the relative circuitry is adapted to be powered for a period of time necessary to evaluate the presence of alarm signals and any auxiliary information, and is switched off for a period of time of programmable length.

22. Method for receiving an alarm signal via satellite comprising the steps of: - receiving a signal via satellite, said signal comprising a main signal, carrying an audio / video content, and an alarm signal; - estimating by means of a demodulator a frequency error signal (104 ') of the signal carrier with respect to an oscillator (102) of said demodulator, said frequency error estimation signal (104') containing a difference between a nominal frequency of said oscillator (102) and that of said signal and containing a signal component proportional to said alarm signal; - decoding and / or recognizing said alarm signal comprising a filtering section (201) and means for detecting said alarm signal (202,205).

23. System for transmitting and receiving an alarm signal via satellite comprising a transmitter according to claims 1 to 11 and a receiver according to claims 13 to 22.