MXPA04010248A

MXPA04010248A - Monitor del estado del ecualizador.

Info

Publication number: MXPA04010248A
Application number: MXPA04010248A
Authority: MX
Inventors: Reel Bouillet Aaron
Original assignee: Thomson Licensing Sa
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2005-02-03
Also published as: WO2003090349A1; BR0309217A; CN1656676A; US20050175080A1; KR20040102096A; AU2003221849A1; EP1495537A1; JP2005523634A

Abstract

Un sistema para monitorear la salida (28) de un ecualizador del canal adaptable (20) con el proposito de determinar si se ha alcanzado convergencia. Un cortador (29) toma muestras de datos del ecualizador (20) durante un periodo predeterminado. Los datos de salida (30) del cortador (29) se envian a un microprocesador (31) con el proposito de aplicar un estandar de evaluacion a los datos del cortador. Por ejemplo, si el microprocesador (31) detecta uno de cada simbolo transmitido posible, se asume que ha ocurrido convergencia. Si no se coincide con el criterio de evaluacion, una senal de reajuste (32) se envia al ecualizador (20).

Description

MONITOR DEL ESTADO DEL ECUALIZADOR La presente solicitud de patente se basa en y reivindica prioridad de la Solicitud de Patente de EE.UU. Provisional No. 60/373,155 del mismo título, presentada el 17 de Abril de 2002.

ANTECEDENTES Campo de la Invención En general, esta invención se refiere a un ecualizador para utilizar en la recepción de señales de comunicación digitales, y más particularmente a la ecualización del canal adaptable de una señal de imagen representativa, la cual se puede procesar a través de un receptor de Televisión de Alta Definición(HDTV). Antecedentes Un ejemplo de una parte de un sistema HDTV de la técnica anterior 21 se describe en la Figura 1. En tal sistema, una señal de emisión terrestre 1 se envía a una red de entrada que incluye un circuito de sintonización RF 14 y a un procesador de frecuencia intermedio 16 para producir una señal de salida de banda de paso IF 2. La señal de emisión 1 es una señal modulada de banda lateral rudimentaria (VSB) de ocho bits suprimida transportadora como se especifica por la Gran Alianza para los estándares HDTV. Tal señal VSB se representa por una constelación de símbolos de información dimensionales donde únicamente un eje contiene datos para ser recuperados por el receptor 21. La señal de salida de banda de paso IF 2, se convierte en un flujo de información de símbolo digitales sobre probada a través de un convertidor análogo a digital (ADC) 19. El flujo de información digital sobre probada 3 se desmodula para banda base a través de un desmodulador digital y red de recuperación transportadora 22. La recuperación de información de las señales moduladas que transportan información digital en forma de símbolo, usualmente requiere que se desempeñen tres funciones por el receptor 21. Primero, recuperación de temporización para la sincronización de símbolo, segundo recuperación transportadora (desmodulación de frecuencia para banda base), y finalmente ecualización del canal. La recuperación de temporización es un proceso a través de cual un reloj receptor (base de tiempo) se sincroniza con un reloj transmisor. Esto permite que una señal recibida se pruebe a puntos óptimos en el tiempo para reducir los errores de corte o trunque asociados con el procesamiento dirigido de decisión de los valores símbolo recibidos. Una ecualización del canal adaptable es un proceso que compensa los efectos de las condiciones de cambio y perturbaciones en el canal de transmisión de señal. Típicamente, este proceso emplea filtros que eliminan la amplitud y distorsiones de fase que resultan de las características de variable de tiempo, dependientes de frecuencia, del canal de transmisión, por consiguiente mejorando la capacidad de resolución del símbolo. La recuperación transportadora es un proceso por el cual una señal RF recibida, después de ser convertida a una banda de paso de frecuencia intermedia inferior (típicamente cerca de la banda base), se cambia de frecuencia a banda base para permitir la recuperación de la información de la banda base de modulación. Una señal piloto pequeña en ia frecuencia transportadora suprimida se añade a la señal transmitida 1 para ayudar a alcanzar el ajuste del transportador en el receptor VSB 21. La función de desmodulación desempeñada por el desmodulador 22 se lleva a cabo como respuesta al transportador piloto de referencia contenido en la señal 1 . La unidad 22 se produce como una salida de flujo de información de símbolos desmodulados. 4. El ADC 19 sobre prueba el flujo de información de símbolo VSB de 10.76 Millones de Símbolos por segundo de entrada 2, con un reloj de evaluación de 21.52 MHz (dos veces la proporción de símbolo recibida), por ello suministrando un flujo de información sobre probado de 21.52 Mmuestras/seg con dos pruebas por símbolo. Una ventaja de utilizar una doble muestra por esquema de símbolo, en comparación con una muestra por símbolo, es la adquisición y rastreo de la temporización del símbolo mejorado, por ejemplo utilizando un subsistema de recuperación de temporización de símbolo Gardner. Un segmento sync y red de recuperación de reloj símbolo están interconectados a ADC 19 y desmodulador 22. La red 24 detecta y se separa de los componentes sync de segmento de información repetitivos del ruido al azar, de cada cuadro de información. Las señales sync de segmento 6, se utilizan para regenerar un reloj de 21.52 MHz puesto en fase apropiadamente para controlar la prueba de símbolo del flujo de información desempeñada por el ADC 19. Un compensador DC 26 utiliza un circuito de rastreo adaptable para eliminar de la señal VSB desmodulada 4 un componente de compensación DC debido a la presencia de la señal piloto. El detector sync de campo 28 detecta el componente sync de campo, comparando cada segmento de información recibido, con una señal de referencia de campo ideal almacenada en la memoria del receptor 21. El detector sync de campo 28 también proporciona una señal de arrastre al ecualizador del canal 34, lo cual se discutirá en más detalle brevemente. Ejemplos de ecualizadores del canal adaptables se revelan la Patente de EE.UU. No. 6,490,007, titulada ADAPTIVE CHANNEL EQUALIZER, publicada el 03 de Diciembre de 2002 por Bouillet et al. , y en la Patente de EE.UU. No. 5,909,466 titulada ADAPTIVE EQUALIZER FOR DIGITAL COMMUNICATIONS SYSTEMS, publicada el 01 de Junio de 1999 por Labat et al.. La detección de interferencia NTSC y la filtración se desempeñan por la unidad 5, un ejemplo de la cual se revela en la Patente de EE.UU. No. 5,512,957, titulada METHOD AND APPARATUS FOR COMBATING CO-CHANNEL NTSC INTERFERENCE FOR DITIGAL TV TRANSMISSION, publicada el 30 de Abril de 1996, por Hulyalkar. El ecualizador 34 corrige las distorsiones de canal, pero el ruido de fase gira de forma aleatoria la constelación de símbolos. La red de rastreo de fase 36 elimina la fase residual y adquiere ruido en la señal de salida recibida del ecualizador 34, que incluye el ruido de fase que no se ha eliminado por la red de recuperación transportadora precedente 22 como respuesta a la señal piloto. La señal de salida corregida de fase 9 de red de rastreo 36, es entonces decodificada en reja por la unidad 25, deinterliberada por la unidad 24, el error Reed-Solomon corregido por la unidad 23 y desfragmentado por la unidad 27. El paso final es avanzar el flujo de información decodificada 10 a los procesadores de audio, video y exhibición 50. La señal 7 se ecualiza de forma adaptable por el ecualizador del canal 34, el cual puede operar en una combinación de modos dirigidos por decisión, instrucción o ilegible. El ecualizador 34 intenta eliminar tanta interferencia inter símbolo como sea posible. El proceso de ecualización estima la función de transferencia de la señal transmitida y aplica la inversa de la función de transferencia a la señal recibida 1 para reducir efectos de distorsión originados al cambiar las condiciones del canal y las perturbaciones en el canal de transmisión de señal. Un ecualizador adaptable es esencialmente un filtro digital con una respuesta adaptable para compensar las distorsiones del canal. Si las características de transmisión del canal de comunicación se conocen o se miden, entonces los parámetros del filtro ecualizador se pueden fijar directamente. Después del ajuste de los parámetros del filtro ecualizador, la señal recibida se pasa a través del ecualizador, el cual compensa el canal la comunicación no ideal, introduciendo compensación de "distorsiones" dentro de la señal de recepción, que tiende a cancelar las distorsiones introducidas por el canal de comunicación. Diferentes algoritmos bien conocidos se encuentran disponibles para adaptar los coeficientes del filtro, y por ello, la respuesta del filtro para convergir el ecualizador. Sin embargo, en la mayoría de las situaciones, tal como la emisión, cada receptor está en una localización única con respecto al transmisor. Las características del canal de comunicación no se conocen con anticipación. En esas situaciones donde el canal de comunicación no se caracteriza con anticipación, o cambios con tiempo, se utiliza un ecualizador adaptable. Un ecuatizador adaptable tiene parámetros variables que se calculan en el receptor. El problema a resolver en un ecualizador adaptable es cómo ajustar el parámetro del filtro ecualizador con el propósito de restaurar calidad de señal a un nivel de desempeño que es aceptable por desciframiento de corrección de error subsiguiente. En algunos sistemas de ecualización adaptables, los parámetros del filtro ecualizador se fijan utilizando una señal de referencia predeterminada (una secuencia de arrastre), la cual se envía periódicamente del transmisor al receptor. La secuencia de arrastre recibida se compara con la secuencia de arrastre conocida para derivar ios parámetros del filtro ecualizador. Después de varias iteraciones de establecimientos del parámetro derivados de la adaptación sobre las secuencias de arrastre sucesivas, el filtro ecualizador converge a un establecimiento que tiende a compensar las características de distorsión del canal de comunicación. En sistemas de ecualización ilegibles, los parámetros del filtro ecualizador se derivan de la señal recibida por sí misma sin utilizar una secuencia de arrastre. En la técnica anterior, se sabe ajustar los parámetros del ecualizador de forma ilegible utilizando el algoritmo Cuadrado Promedio Menor (LMS), en el cual los símbolos de arrastre se reemplazan con decisiones duras, o mejores estimaciones de los símbolos de entrada originales. Los sistemas de ecualización ilegibles que utilizan LMS en esta forma son referidos como dirigidos por decisión (DD). El algoritmo DD requiere una buena estimación inicial de la señal de entrada 1. Para condiciones de canal de comunicación más reales, la falta de un estimado de señal inicial da como resultado proporciones de error de decisión alta, lo que origina que los parámetros del filtro ecualizador calculados sucesivamente continúen fluctuando, en lugar de converger con una solución deseada. Los parámetros están dichos para divergir en tal caso. Los ecuaiizadores de canal adaptables con respuesta a impulso infinito tienen el potencial de divergir o adaptarse a un estado inválido. Cuando el ecualizador se encuentra en tal estado divergente, su salida es tanto inutilizable como regularmente indetectable por otos esquemas de monitoreo. Se necesita algún dispositivo para monitorear la señal de salida producida por un ecualizador adaptable y detectar cuando tal condición inválida o divergente existe. Técnicas anteriores para dirigir este problema incluye monitorear la proporción de señal a ruido (SNR) en la salida del ecualizador 8. Para algunos de los casos divergentes SNR sería irrazonablemente alta. Se asigna SNR máxima, y si la señal de salida excede SNR máxima, entonces el ecualizador 34 se reajusta. Otra técnica es monitorear el contador de error de corrección de error adelantado 23 (descifrador Reed-Solomon). Bajo ciertas circunstancias el contador de error incrementa rápidamente cuando la salida del ecualizador se vuelve inestable. En este caso, el contador de error se reajusta y, entonces, se monitorea después de un intervalo prescrito. Si la proporción de error excede un umbral predeterminado durante el intervalo, se considera que exista un modo divergente y se reajusta el ecualizador 34. Ninguno o ambos de estos dispositivos podría detectar todos los casos divergentes asociados con algo de la arquitectura del ecualizador. Sin embargo, la arquitectura de otros sistemas de ecualización pueden operar en modos divergentes que no se detecta por ninguna de las técnicas antes mencionadas. Por ello, se necesita otra prueba para evaluar de forma más completa le integridad de la señal de salida del ecualizador.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige al problema de detectar de forma confiable un ecualizador adaptable divergente o inestable cuando se utiliza para recuperar datos de las señales moduladas. El monitor de la presente invención recoge muestras de información de la señal de salida del ecualizador adaptable. Luego, los datos se envían a un cortador. Una memoria asociada con el monitor contiene un número de umbral mínimo de cada nivel de salida esperado para estar presente en la señal recibida. Si el número de umbral de cada nivel de salida no coincide, el ecualizador adaptable se reajusta y el proceso adaptable inicia de nuevo. El beneficio de cortar los datos es una simplificación del criterio lógico de evaluación, por ello una reducción en la complejidad de los equipos asociados.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de bloques de una parte de un receptor de televisión de alta definición de la técnica anterior; La Figura 2 es un diagrama de bloques de un receptor HDTV que incluye un ecualizador del canal adaptable construido de acuerdo a los principios de la presente invención; y La Figura 3 es un diagrama de flujo que describe la implementación de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La Figura 2 describe una parte de un receptor HDTV 12, y la Figura 3 ilustra un diagrama de flujo de información, que corresponde a la Figura 2, que ilustra el flujo de información a través del sistema de la Figura 2. Los elementos correspondientes en la Figuras 2 y 3 están designados por los mismos números de referencia, y se discutirán juntos abajo. La señal de entrada 15 se recibe de un paso previo del receptor HDTV tal como una red de rechazo de interferencia de co-canal NTSC. El canal de comunicación total 13 introduce distorsión del sistema 17 y ruido 18 en la señal 15. Haciendo referencia a la Figura 3, la señal recibida 15 es la entrada al ecualizador del canal adaptable 20, el cual típicamente se implementa como un filtro de respuesta de impulso infinita. La salida 28 del ecualizador 20 es la señal de entrada al cortador 29, el cortador es un dispositivo decisión de 'elemento más cercano'. El cortador 29 es sensible a la señal 28 en su entrada, y su salida 30 es la proyección del valor símbolo más cercano que reside dentro de la red de los puntos de constelación. Por consiguiente, la salida 30 del cortador 20, corresponde a los valores de símbolo discretos permisibles. Por ejemplo, si los valores de símbolo transmitidos permisibles son -1 y +1 , el cortador únicamente sacará aquellos valores. Una salida de ecualizador, por ejemplo {0.9, -0.1 , 0.5,-0.5} por consiguiente resultará en un flujo de información de salida 30 del cortador 29 de {1 , -1 , 1 , -1}. De forma similar, en la modalidad ilustrada de una señal 8-VSB, los valores de símbolo permisibles son {7, 5, 3, 1 , -3, -5, -7}. El cortador 29 puede ser un circuito de hardware dedicado diseñado para su propósito de reunión de información, o puede ser un microprocesador apropiadamente programado para reunir y examinar datos relevantes. En cualquier caso, el flujo de información de salida 30 del cortador, además de ser enviada a un bloque subsiguiente del receptor 12, tal como espiral de rastreo de fase 33, también se acopla a un circuito de monitoreo 31 , que en las Figuras 2 y 3 es un microprocesador 31 , para otra evaluación. Con el propósito de determinar si se ha logrado la convergencia, una muestra de información que consiste de una pluralidad de muestras cortadas reunidas durante un período de tiempo predeterminado se debe examinar a través del microprocesador 31. En una modalidad preferente, el período de tiempo debe ser suficiente para obtener aproximadamente 400,000 símbolos. Para una proporción de reloj de 10 MHz, ta velocidad de símbolo es 100 nanosegundos y, por ello, el período de tiempo requerido para reunir datos es aproximadamente 40 milisegundos. Se requiere un período de tiempo adicional con el propósito de que el microprocesador 31 examine los datos del cortador reunidos. Aunque pocos símbolos (por ejemplo 1000) pueden proporcionar una muestra estadísticamente válida para determinar la convergencia, la confianza se incrementa cuando el número de símbolos evaluados se incrementa. Como un asunto práctico, el ecualizador 20 tiene aproximadamente 200 milisegundo para alcanzar convergencia. Si después de que ha transcurrido ese tiempo no se ha alcanzado convergencia, como se indica en el paso 35, el microprocesador 31 envía una señal de reajuste 32 al ecualizador 20, el cual inicia la adquisición otra vez como respuesta. El microprocesador 31 contiene o tiene acceso a memoria de almacenamiento en la cual se almacenan datos del cortador reunidos 29 y protocolos de evaluación adecuados. El criterio aplicado por el microprocesador 31 para determinar convergencia puede ser variable y en algunos casos programabfes por el usuario. Debido al gran número de símbolo reunidos durante el período de evaluación, un criterio de evaluación conveniente es la ocurrencia de al menos una vez de cada uno de los valores de símbolo transmitidos posibles en la muestra de símbolos. Es decir, cada uno de los valores de símbolo permisibles ({7, 5, 3, 1 , -1 , -3, -5, -7}) debe ocurrir al menos una vez en la muestra de 400,000 símbolos reunidos. Si es así, se considera que el ecualizador tiene convergencia. Sin no, entonces una señal de reajuste se envía al ecualizador, como se describe arriba. Dependiendo de las características de la señal transmitida, se puede modificar el criterio para requerir un número grande de cada símbolo posible, o únicamente alguna fracción de todos los valores de símbolo posibles. Un experto en la técnica entenderá como evaluar estas características y derivar el criterio apropiado de ellas. Aunque en la modalidad ilustrada, el circuito de monitorio se forma a través de un microprocesador 31 programado de una forma conocida para desempeñar el proceso descrito arriba y que se ilustra en la Figura 3, un experto en la técnica entenderá que el circuito de monitoreo también se puede fabricar como hardware dedicado para desempeñar este proceso, incluyendo memoria separada para almacenar los símbolos probados y el criterio de evaluación, o como una combinación de hardware separado y un microprocesador.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un aparato para determinar convergencia de un ecualizador (20), que comprende: una señal de salida del ecualizador (28); un dispositivo de decisión de elemento más cercano (29), el dispositivo de decisión de elemento más cercano (29) recibiendo la señal de salida del ecualizador (28) y creando una señal de salida del dispositivo de decisión (29) conteniendo valores de símbolo permisibles; y un circuito de monitoreo (31 ), el circuito de monitoreo (31 ) recibiendo la señal de salida del dispositivo de decisión (29) y aplicando un criterio de evaluación a los datos contenidos en la señal de salida del dispositivo de decisión (29) para determinar la convergencia del ecualizador (28). 2. El aparato de la reivindicación 1 , caracterizado porque el ecualizador (28) se forma para incluir un filtro de respuesta de impulso infinita. 3. El aparato de la reivindicación 1 , caracterizado porque el dispositivo de decisión de elemento más cercano (29) es un cortador. 4. El aparato de la reivindicación 1 , caracterizado porque el circuito de monitoreo (31) recibe la señal de salida del dispositivo de decisión (29) por un período de tiempo predeterminado que representa una adquisición de un número deseado de valores símbolo transmitidos. 5. El aparato de la reivindicación 4, además comprende una memoria, la memoria se acopla al circuito de monitoreo (31 ) y está adaptada para almacenar datos de salida del dispositivo de decisión (29) y criterio de evaluación. 6. El aparato de la reivindicación 5, caracterizado porque el criterio de evaluación para determinar la convergencia del ecualizador (28) incluye identificar una muestra deseada de valores de símbolo transmitidos. 7. El aparato de la reivindicación 6, caracterizado porque la muestra deseada de valores de símbolo transmitidos incluye al menos uno de cada valor de símbolo posible. 8. El aparato de la reivindicación 1 , caracterizado porque el circuito de monitoreo (31) se acopla al ecualizador (28), el circuito de monitoreo (31 ) reajustando el ecualizador (28) cuando el ecualizador (28) diverge. 9. El aparato de la reivindicación 1 , caracterizado porque el circuito de monitoreo (31) se acopla al ecualizador (28), el circuito de monitoreo (31 ) reajustando el ecualizador (28) cuando el ecualizador (28) alcanza un estado inválido. 10. El aparato de la reivindicación 1 , caracterizado porque la señal de salida del ecualizador (28) incluye un flujo de información representativo de imagen que contiene paquetes de datos. 1 1. El aparato de la reivindicación 1 , caracterizado porque el circuito de monitoreo (31 ) es un microprocesador. 12. Un dispositivo de monitoreo del estado del ecualizador para utilizar en un sistema de comunicación digital, el dispositivo incluye un ecualizador del canal adaptable (28), un cortador (29) y un circuito de monitoreo (31), caracterizado porque el sistema de comunicación digital recibe una señal modulada de banda lateral de rudimentaria que contiene información de video de alta definición representada por una constelación de símbolos de nivel múltiples, los datos que tienen un formato de cuadro de datos constituido por una sucesión de cuadros de datos, el ecualizador del canal adaptable (28) generando una primera señal de salida que entra al cortado (2T), el cortador (29) generando una segunda señal de salida que entra al circuito de monitoreo (31 ), el circuito de monitoreo (31 ) aplicando un criterio de evaluación a la segunda señal de salida para determinar la convergencia del ecualizador del canal adaptable (28). 13. El sistema de la reivindicación 12, caracterizado porque el circuito de monitoreo (31 ) se acopla al ecualizador del canal adaptable (28) y reajusta al ecualizador del canal adaptable (28) cuando el ecualizador del canal adaptable (28) diverge. 14. El sistema de la reivindicación 12, caracterizado porque el circuito de monitoreo (31 ) se acopla al ecualizador del canal adaptable (28) y reajusta ai ecualizador del canal adaptable (28) cuando el ecualizador del canal adaptable (28) asume un estado inválido. 15. El sistema de la reivindicación 12, caracterizado porque el criterio de evaluación para determinar convergencia requiere identificar al menos algunos de los valores de símbolo transmitidos. 16. El sistema de la reivindicación 12, caracterizado porque el ecualizador del canal adaptable (28) además comprende un filtro de respuesta de impulso infinita. 17. El sistema de la reivindicación 12, caracterizado porque el criterio de evaluación para determinar convergencia requiere identificar al menos uno de cada valor de símbolo transmitido posible. 18. El sistema de la reivindicación 12, caracterizado porque el circuito de monitoreo (31) es un microprocesador. 19. En un receptor de comunicaciones digital que incluye un filtro ecualizador adaptable (28) que de forma deseable alcanza un estado de convergencia y el cual, alcanza de forma no deseable un estado de divergencia o un estado inválido, un método para monitorear el estado del filtro ecualizador (28) que comprende los pasos de: acoplar una señal de salida del filtro ecualizador (28) a un circuito de monitoreo (31 ); originar que el circuito de monitoreo (31 ) examine datos contenidos dentro de la señal de salida por un período de tiempo finito; originar que el circuito de monitoreo (31 ) aplique un protocolo de evaluación a los datos examinados; y originar que el circuito de monitoreo (31 ) reajuste el filtro ecualizador (28) cuando el protocolo de evaluación detecta un estado de divergencia. 20. Un método de acuerdo a la reivindicación 19, además comprende el paso de originar que el circuito de monitoreo (31 ) reajuste el filtro ecualizador (28) cuando el protocolo de evaluación detecta que el filtro ecualizador (28) ha alcanzado un estado inválido. 21. Un método de acuerdo a la reivindicación 19, además comprende los pasos de: acoplar la señal de salida del filtro ecualizador (28) a un cortado (29); y acoplar el cortador (29) al circuito de monitoreo (31 ) de tal forma que el circuito de monitoreo (31 ) examine los datos generados por el cortador (29). 22. Un método de acuerdo a la reivindicación 21 , caracterizado porque el protocolo de evaluación requiere la detección de cada posible valor de símbolo transmitido dentro de los datos generados por el cortador (29) con el propósito de encontrar que el filtro ecualizador (28) ha alcanzador un estado de convergencia. 23. El método de la reivindicación 19, caracterizado porque el circuito de monitoreo (31 ) es un microprocesador.