MXPA02004802A - Un metodo y sistema para la digitalizacion de radiofrecuencia de multiples canales, con selectividad analogica. - Google Patents

Abstract

Un sistema (10) y un metodo (100) para digitalizar una banda completa de canales de radiofrecuencia (RF), para permitir el proceso simultaneo de mas de un canal. Se usan multiples filtros (14) de paso de banda sintonizables para los canales particulares que se van a procesar. Las salidas del filtro se combinan (16) para formar una senal para la digitalizacion (18). En otra modalidad, se rechaza (112) una senal indeseada para suministrar mas potencia disponible para una recepcion de una senal deseada.

Description

UN MÉTODO Y SISTEMA PARA LA DIGITALIZACIÓN DE RADIOFRECUENCIA DE MÚLTIPLES CANALES. CON SELECTIVIDAD ANALÓGICA Campo Técnico La presente invención se refiere, generalmente, a un receptor digital de radiofrecuencia (RF) y, más particularmente, a un receptor digital de RF capaz de suministrar servicio, simultáneamente, a múltiples usuarios.

Antecedentes de la Invención El acercamiento convencional a canales múltiples receptores simultáneamente en un receptor, es simplemente para suministrar receptores múltiples, con un receptor separado asignado para cada canal. Cada receptor adicional lleva una sanción en términos de costo, peso, potencia y requisitos de espacio para el hardware (equipo) adicional. Un acercamiento alternativo es digitalizar el intervalo completo de una banda de frecuencias particular y usar el proceso de señales digitales (DSP) después de la digitalización para procesar canales en la banda. Este acercamiento puede reducir las sanciones, antes descritas. Sin embargo, la capacidad está más allá de la disponible actualmente en la tecnología del convertidor analógico en digital (ADC) . Por lo tanto, se requieren múltiples ADC para digitalizar múltiples canales en una banda. Se ha propuesto un método para suministrar el acceso múltiple simultáneo a señales dentro de una banda, que estén ampliamente separados en frecuencia, usando un ADC sencillo. Las señales separadas son · trasladadas en frecuencia de manera que ellas formen una banda compuesta sencilla, generalmente continua, eliminando así el hueco de frecuencia amplio entre las señales. Sin embargo, la traslación requiere la mezcla y el filtrado de las diferentes señales y el oscilador local para cada señal. Dividiendo al menos una banda en porciones, que estén además traslapadas, se reducen los anchos de banda. Así, aunque se pueda usar un ADC, el hardware (equipo) adicional requerido para cada señal no reduce el costo general y la complejidad asociada con los múltiples ADC.

Compendio de la Invención Es- un objeto de la presente invención suministrar la digitalización de un número predeterminado de canales, dentro de una banda completa de anales de radiofrecuencia (RF) para permitir el proceso simultáneo de más de un canal. Es otro objeto de la presente invención reducir el ancho de banda antes de la digitalización, usando múltiples filtros de paso de banda, que se pueden sintonizar independientemente, con salidas que se combinan para formar una señal para la digitalización. Aún otro objeto de la presente invención es absorber los. canales fuertes no deseados, que pudieran sobrecargar el sistema receptor. Al llevar a cabo los objetos anteriores y otros objetos y características de la presente invención, se usan múltiples filtros de paso de banda que se pueden sintonizar, para los canales de RF particulares, que se van a procesar. Las salidas del filtro se combinan para formar una señal para la digitalización. Otros objetos y ventajas de la presente invención llegarán a ser evidentes de la lectura de la siguiente descripción detallada y las reivindicaciones anexas, y con referencia a los dibujos acompañantes.

Breve Descripción de los Dibujos Para un entendimiento más completo de esta invención se hará referencia ahora a las modalidades ilustradas en mayor detalle en los dibujos acompañantes y descritos abajo en forma de ejemplos de la invención. En los dibujos: la Figura 1 es un diagrama de bloques de la presente invención para el proceso de una señal recibida de RF, para múltiples usuarios; y la Figura 2 es un diagrama de circuitos de una modalidad del diagrama de bloques mostrado en la Figura 1; la Figura 3 es una gráfica de la. potencia de la antena para dos frecuencias; la Figura 4 es una gráfica de la potencia de salida en el primer filtro de paso dé banda sintonizable, el cual se sintoniza a una primera frecuencia; la Figura 5 es una gráfica de la potencia de salida en el segundo filtro de paso de banda sintonizable, el cual se sintoniza a una segunda frecuencia; la Figura 6 es una gráfica de la potencia de salida para la sintonización simultánea de dos filtros de paso de banda a la misma frecuencia, de acuerdo con la presente invención; la Figura 7 es una gráfica de la potencia de salida para sintonizar los dos filtros de paso de banda a diferentes frecuencias, . de acuerdo con la presente invención; la Figura 8a es una gráfica de la fuerza de la señal en el aire de dos frecuencias separadas en la antena; la Figura 8b es una gráfica de potencia producida en el primer filtro de paso de banda sintonizable; la Figura 8c es una gráfica de la potencia producidá en el segundo filtro de paso de banda - sintonizable; la Figura 8d es una gráfica de la potencia producida después de un primer control de ganancia automática; la Figura 8e es una gráfica de la potencia producida después de un segundo control de ganancia automático; la Figura ' 8f es una gráfica de la potencia producida suministrada al receptor; y la Figura 9 es un diagrama de flujo del método de la presente invención.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas La presente invención se describe con referencia a una banda completa de frecuencias para un modo . de comunicación particular, tal como los canales de modulación de frecuencia (FM) . Sin embargo, se debe notar que la présente invención se puede aplicar a otras bandas y frecuencias igualmente. Un experto en la materia es capaz de trasladar la presente invención a otros modos. La Figura 1 es un diagrama de bloques del sistema 10 de la presente invención. Una antena 12 recibe una banda completa para un modo particular de comunicación, por ejemplo la FM. Una pluralidad de filtros de paso de banda sintonizables 14 son provistos para seleccionar un canal deseado. Los filtros 14 de paso de banda pueden todos operar en la misma banda de difusión, es decir A o FM, pero son capaces de sintonizar independientemente a un canal específico. .Las salidas de los filtros de paso de banda 14 se combinan en un sumador 16 • para formar una señal para la digitalización en un ADC 18 sencillo. La señal digitalizada se envia a un procesador digital 20 de señales, donde los canales seleccionados 22 se procesan independientemente para suministrar señales que se puedan usar, tal como señales de audio o de datos, a los usuarios en el vehículo. Ejemplos de usuarios incluyen, pero no se limitan a, los ocupantes del vehículo que escuchan el radio, o dispositivos para manejar datos tal como RDS. Primero, la presente invención permite la sintonización a una frecuencia recibida para mejorar la relación de señal a ruido, antes de la conversión analógica en digital. Esto reduce el intervalo dinámico requerido del ADC, y así reduce el costo de este ADC. Segundo, la presente invención permite que más de un usuario reciba diferentes canales al mismo tiempo. Y tercero, es posible, de acuerdo con la presente invención, impedir que una señal no deseada sobrecargue el receptor. La Figura 2 es una forma esquemática más detallada de una modalidad de la presente invención, la cual es justamente uno de los muchos ejemplos de realizar el diagrama de . bloques de la Figura 1 y será usado para describir los tres escenarios delineados antes. En el ejemplo mostrado en la Figura 2, dos filtros de paso de banda se muestran. Sin embargo, se debe notar que es posible usar más filtros de paso de banda y solamente se muestran dos para la explicación simplificada de la presente invención. Números de referencia similares entre las Figuras 1 y 2, representan elementos similares. Haciendo aún referencia a la Figura 2, un primer filtro 14a de paso de banda, sintonizable, tiene un voltaje Vi de sintonización, para una primera selección y un segundo filtro 14b de paso de banda,, sintonizable, tiene un voltaje V2 de sintonización para una segunda selección. La salida de la antena 12 puede sólo entregar una potencia fija en una posición fija y tiempo fijo, a través de un ancho de banda fijo. Por lo tanto, en cualquier momento, los circuitos de entrada del sintonizador extraerá máxima potencia desde la antena 12 a frecuencias seleccionadas. La Figura 3 es una representación de la potencia de la antena en la salida de esta antena. Por ejemplo, el primer filtro 14a de paso de banda sintonizable se sintoniza por un voltaje Vi para la frecuencia fi. La gráfica de la Figura 4 muestra la potencia mayor en la frecuencia fi seleccionada y la potencia menor en f2, la frecuencia no seleccionada. Similarmente, la Figura 5 muestra la potencia para el segundo filtro 14b de paso de banda sintonizable, que se sintoniza por el voltaje V2 para ia frecuencia f2. Hay una potencia considerablemente menor en fi, la frecuencia no seleccionada, y la potencia alta en la frecuencia seleccionada f2. En el caso donde ambos filtros de paso de banda sintonizables se sintonizan a la misma frecuencia, mostrada en la Figura 6, la presente invención es capaz de extraer la máxima potencia desde la antena. Cuando los filtros se sintonizan cerca entre si,, se combinan los filtros de paso de banda. En el presente ejemplo, un filtro de paso de banda doble se forma para suministrar la recepción máxima del canal seleccionado y el rechazo máximo de los canales no deseados . En el caso, donde los filtros se sintonizan a diferentes frecuencias para "escuchar", más de un canal en una vez, la salida, mostrada en la Figura 7, es lograda por la presente invención. El "escucha" en la presente invención puede ser un ocupante quién está realmente, escuchando un canal de difusión, o puede ser un diferente usuario, tal como un dispositivo que está recibiendo difusión de datos RDS sobre un canal. En cualquier caso, con la presente invención, cada frecuencia extrae igual potencia asi, suministrando una recepción igual en cada canal, independiente de la fuerza de la señal .

Los controles de ganancia automática [AGCi] y [AGC2 ] a lo largo de un amplificador respectivo Al y A2, pueden ser provistos en las salidas- del filtro 14a y 14b, con el fin de igualar substancialmente las señales antes de sumar y digitalizar. En este aspecto, las señales fuertes serán equilibradas con las señales más débiles, impidiendo asi que las señales fuertes anulen a las señales más débiles. Consideremos el caso donde la señal más fuerte existe en la entrada del amplificador A2, y la señal más débil existe en la entrada a Al. Con el fin de equilibrar las señales, el control [AGC2 ] de ganancia automática y el amplificador A2 deben ser ajustados a una reducción de ganancia relativamente mayor, y el control [AHCi ] de ganancia automático y el amplificador Al debe ser ajustado a una reducción de ganancia relativamente menor. Una aplicación ulterior del sistema de paso de banda múltiples de la presente invención es rechazar los canales fuertes no deseados, que' pudieran sobrecargar el sistema. En esta aplicación, uno o más filtros de paso de banda pueden ser sintonizados a uno o más canales indeseados, para absorber las señales indeseadas. En este caso, mostrado en la serie de las figuras 8a a 8f, el primer filtro de paso de banda se sintoniza a una frecuencia deseada, que tiene una fuerza de señal débil. La Figura 8a muestra la fuerza de la señal en aire en la antena para cada 1.0 frecuencia deseada flf y una frecuencia no deseada f2. La frecuencia fi, la frecuencia deseada, tiene una señal más débil que la frecuencia no deseada f2. El primer filtro de paso de banda sintonizable se sintoniza a la frecuencia deseada fi. La Figura 8b muestra la potencia en la salida del primer filtro de paso de banda sintonizable. Sin embargo, debido a que la señal no deseada es asi fuerte, aún aparece más potente que la señal en la frecuencia fj. Con el fin de robustecer la señal en flf es necesario absorber la señal no deseada en la frecuencia f2. Esto se logra sintonizando el segundo filtro de paso de banda en f2. La Figura 8c muestra la potencia en la salida del segundo filtro de paso de banda sintonizable. La Figura 8d muestra la salida de potencia después del primer control de ganancia automática [AGCi] y el amplificador Al. El segundo control de ganancia automática fAGC2] se sintoniza en la ganancia máxima de su intervalo de control de ganancia. Por ejemplo, el control de ganancia automático puede tener un intervalo de control de ganancia de 20 dB. La ganancia mínima establecida para [AGC2] y el amplificador A2, selecciona la señal no deseada para el rechazo. La Figura 8e muestra la potencia de salida después del segundo filtro de paso de banda sintonizable y el amplificador.

La Figura 8f muestra la salida provista al receptor en la cual las señales en ' fj y F2 son modificadas ¦ antes de ser procesadas. La presente invención reduce efectivamente la fuerza de la señal no deseada y mejora la fuerza de la señal deseada. Los filtros de paso de banda y el control de ganancia automático, que se establecen de acuerdo con la presente invención, aumentan significantemente el intervalo dinámico de la fuerza de señal y las frecuencias deseadas antes que la digitalización se requiera, eliminando asi la necesidad de múltiples ADC. Además, no hay necesidad de una frecuencia intermedia, eliminando la necesidad de osciladores locales múltiples y su hardware asociado. La Figura 9 es un diagrama de flujo del método 100 de la presente invención. Una señal de RF analógica del ancho de banda deseado, es recibida 102 por la antena. Al menos dos filtros de paso de banda sintonizables se usan para seleccionar 104 un canal deseado en el ancho de banda deseado. Los canales pueden ser diferentes entre si, pero se seleccionan de una sola banda de difusión, es decir AM o FM. Como se señaló antes, el número de filtros de paso de banda se ' relaciona típicamente al número de usuarios'. Un experto en la materia será capaz de determinar un número práctico de filtros .

La salida filtrada se suma 106. en una señal. La señal sumada se digitaliza 108 en un ADC sencillo y se entrega 110 a un sintonizador digital, donde las frecuencias deseadas se hacen disponibles a los ocupantes del vehículo. En una modalidad alternativa, las salida filtradas se hacen para tener niveles 112 substancialmente equivalentes por los controladores de ganancia automática. Esta característica asegura que las señales más débiles no sean anuladas por las señales más fuertes y que cada canal escogido sea igual en fuerza. La .presente invención también tiene utilidad en una aplicación de registro de datos. El registro de datos requiere típicamente dos sintonizadores, ün sintonizador se usa para escuchar un solo canal, " el otro sintonizador explora otras frecuencias que buscan datos predeterminados. Con el sistema y método de la presente invención, el registro de datos puede ser logrado usando un sintonizador sencillo. Un filtro de paso de banda se puede usar para sintonizar un canal particular para escuchar, mientras uno o más de los filtros restantes de paso de banda pueden ser usados para explorar canales disponibles. La invención cubre todas las alternativas, modificaciones y equivalentes, que puedan incluirse dentro del espiritu y ámbito de las reivindicaciones anexas.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES 1. Un receptor para procesar simultáneamente múltiples canales en una banda de difusión, dicho receptor comprende: al menos una antena, para recibir señales de radiofrecuencia (RF) analógicas; una pluralidad de filtros de paso de banda sintonizables, cada filtro es para filtrar dichas señales de RF analógicas, cada filtro de- paso de banda es para sintonizar a una frecuencia deseada; un sumador analógico, para sumar dichas señales deseadas múltiples en una señal digital; un digitalizador, para digitalizar dicha señal sumada; y un sintonizador digital, capaz de procesar simultáneamente múltiples señales deseadas desde dicha señal digitalizada.
2. 2. El receptor de la reivindicación 1, en que al menos dos filtros de paso de banda sintonizables en dicha pluralidad de filtros de paso de banda sintonizables, se sintonizan a la misma frecuencia deseada y se combinan para extraer la potencia máxima para la recepción de dicha frecuencia deseada.
3. 3. El receptor de la reivindicación 1, en que al menos un filtro de paso de . banda sintonizable, en dicha pluralidad de filtros de paso de banda sintonizables, se sintoniza a una primera frecuencia y otro de dichos filtros de paso de banda sintonizables, en dicha pluralidad de filtros de paso de banda sintonizables, se sintoniza a una segunda frecuencia deseada, la cual es diferente de dicha primera frecuencia deseada, para la recepción simultánea de al menos dos diferentes frecuencias.
4. 4. El receptor de la reivindicación 1, que además comprende un controlador de ganancia automática y un amplificador en la salida respectiva de cada uno de dicha pluralidad de filtros de paso de banda.
5. 5. El receptor de la reivindicación 4, que además comprende al menos ün filtro de paso de banda sintonizable en dicha pluralidad de dichos filtros de paso de banda sintonizables, es sintonizado a una primera frecuencia deseada y otro de dichos filtros de paso de banda sintonizables, en dicha pluralidad de dichos filtros de- paso de banda sintonizables, es sintonizado a una segunda frecuencia no deseada; y en que dicho controlador de ganancia automática y el amplificador en dicha salida de los filtros de paso de banda sintonizables, que se sintonizan a dicha frecuencia no deseada, se ajusta en una ganancia mínima para absorber dicha frecuencia indeseada y suministrar una potencia de recepción adicional para dicha primera frecuencia deseada.
6. 6. Un método para la recepción de múltiples canales en una banda de difusión sencilla, dicho método comprende las etapas de: recibir una señal de RF analógica, de múltiples frecuencias; filtrar dichas señales de RF analógicas, de múltiples frecuencias, en un número predeterminado de frecuencias analógicas deseadas; combinar dicho número predeterminado de frecuencias analógicas en una señal analógica combinada sencilla; digitalizar dicha señal analógica combinada sencilla; y seleccionar simultáneamente una pluralidad de señales deseadas que tienen diferentes frecuencias desde un sintonizador digital, . que recibe dicha - señal combinada digitalizada.
7. 7. El método, según se reclama en la reivindicación 6, en que dicha etapa de filtración además comprende filtrar dichas señales de RF analógicas de múltiples frecuencias en un número predeterminado de frecuencias analógicas deseadas, a través de una pluralidad de filtros ¦ de paso de banda sintonizables independientemente .
8. 8. Un método para rechazar una señal de frecuencia indeseada en una banda de difusión sencilla/ mientras mejora la recepción de una señal de frecuencia deseada en la banda de difusión, dicho método comprende las etapas de: recibir una señal deseada desde la banda de difusión; filtrar una señal deseada a través de un primer filtro de paso de banda sintonizable; recibir una señal deseada desde la banda de difusión; filtrar dicha señal indeseada a través de un segundo filtro de paso de banda sintonizable; a ustar un control de ganancia automático para dicho segundo filtro de paso de banda sintonizable a una ganancia mínima, absorbiendo así la señal indeseada; y digitalizar dicha señal deseada. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un sistema (10) y un método (100) para digitalizar una banda completa de canales de radiofrecuencia (RF) , para permitir el proceso simultáneo de más de un canal. Se usan 5 múltiples filtros (14) de paso de banda sintonizables para los canales particulares que se van a procesar. Las salidas del filtro se combinan (16) para formar una señal para la digitalización (18) . En otra modalidad, se rechaza (112) una señal indeseada para suministrar más potencia disponible 10- para una recepción de una señal deseada. FIG.9 FIG.7