BRPI0610199A2 - modulador de múltiplos canais - Google Patents
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Abstract
As modalidades descritas referem-se a um sistema e método para processar sinais de comunicação digital. Um sistema exemplificado (100) compreende uma primeira entrada adaptada para receber um primeiro sinal de comunicação digital (103A), uma segunda entrada adaptada para receber um segundo sinal de comunicação digital (103B), um conversor de subida (102) adaptado para gerar um sinal digital de múltiplos canais que incorpora dados correspondentes ao primeiro sinal digital (103A) em uma primeira frequência e dados correspondentes ao segundo sinal digital (103B) em uma segunda frequência, e um conversor digital-analógico (108) adaptado para converter o sinal digital de múltiplos canais em um sinal analógico de múltiplos canais.
Description
"MODULADOR DE MÚLTIPLOS CANAIS"
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se ao processamento desinais de comunicação, tais como fluxos de transporte digi-tal. Em particular, as modalidades da presente invenção en-volvem a capacidade de processar múltiplos fluxos de trans-porte digital no dominio digital.
Fundamentos da Invenção
Essa seção pretende introduzir ao leitor váriosaspectos da técnica, os quais podem estar relacionados a vá-rios aspectos da presente invenção que são descritos e/oureivindicados a seguir. Acredita-se que essa discussão é ú-til em fornecer ao leitor informação base para facilitar ummelhor entendimento dos vários aspectos da presente inven-ção. Conseqüentemente, dever-se-ia entender que essas deter-minações são lidas pelas razões citadas, e não como aceita-ções da técnica anterior.
A distribuição de sinais de comunicação, tais comosinais de televisão por satélite ou a cabo, apresenta um nú-mero de desafios de projeto. Muitas soluções envolvem a com-binação de informação contida em múltiplos sinais em um úni-co sinal de radiofreqüência para difusão. Em algumas ocor-rências, cada um dos sinais que estão sendo combinados re-presenta múltiplos canais de informação.
Um exemplo de uma situação que exige a combinaçãode múltiplos fluxos de transporte é a criação de um sinal detelevisão por satélite para difusão. Um fluxo de transportepode incluir múltiplos fluxos de programa de informação, in-cluindo video digital, áudio digital, e dados relacionados aesses fluxos ou outra informação tal como guias de programa-ção. A incorporação de múltiplos fluxos de transporte em umsinal permite diferentes receptores de televisão em um larque recebe o sinal para sintonizar diferentes programas semse preocupar se o mesmo programa está sendo sintonizado porum outro receptor na mesma localização. Uma outra situaçãona qual a combinação de múltiplos fluxos de transporte em umúnico sinal é desejável é a distribuição de sinais de tele-visão a cabo em uma unidade de múltiplas residências (MDU)tal como um hotel ou um edificio de apartamentos. Novamente,o uso de múltiplos fluxos de transporte permite a cada usuá-rio do sistema ver qualquer programa sem se preocupar se omesmo programa está sendo visto por outros usuários.
Tipicamente, a fonte de sinal para cada um dosfluxos de transporte é conectada a um modulador individualpara a geração de um sinal individual de radiofreqüência(RF) analógico. Cada um desses sinais é tipicamente combina-do em circuito analógico. Essa aproximação necessita dupli-cação custosa de circuito à medida que o número de fluxos detransporte sendo processados aumenta. Um sistema e um métodoque reduzem a exigência de equipamento necessário para pro-cessar múltiplos fluxos de transporte são desejáveis.
Sumário da Invenção
As modalidades descritas referem-se a um sistema eum método para processar sinais digitais. Um sistema exem-plificado para processar sinais compreende uma primeira en-trada adaptada para receber um primeiro sinal de comunicaçãodigital, uma segunda entrada adaptada para receber um segun-do sinal de comunicação digital, e um conversor de subidaadaptado para gerar um sinal digital de múltiplos canais queincorpora dados correspondentes ao primeiro sinal digital emuma primeira freqüência e dados correspondentes ao segundosinal digital em uma segunda freqüência. 0 sistema exempli-ficado adicionalmente compreende um conversor digital-analógico adaptado para converter o sinal digital de múlti-plos canais em um sinal analógico de múltiplos canais.
Um método exemplificado compreende amostrar umprimeiro sinal de comunicação digital e amostrar um segundosinal de comunicação digital. O método exemplificado adicio-nalmente compreende gerar um sinal digital de múltiplos ca-nais que incorpora dados correspondentes ao primeiro sinalde comunicação digital em uma primeira freqüência e dadoscorrespondentes ao segundo sinal de comunicação digital emuma segunda freqüência, e converter o sinal digital de múl-tiplos canais em um sinal analógico de múltiplos canais.
Um sistema alternativo exemplificado compreende odispositivo (102) para gerar um sinal digital de múltiploscanais que incorpora dados correspondentes a um primeiro si-nal de comunicação digital (103A) em uma primeira freqüênciae dados correspondentes a um segundo sinal de comunicaçãodigital (103B) em uma segunda freqüência. O sistema alterna-tivo exemplificado adicionalmente compreende o dispositivo(108) para converter o sinal digital de múltiplos canais emum sinal analógico de múltiplos canais.
Breve Descrição dos DesenhosNos desenhos:
A FIG. 1 é um diagrama de bloco que mostra um mo-dulador de múltiplos canais de acordo com uma modalidade e-xemplificada da presente invenção; e
A FIG. 2 é um fluxograma de processo que ilustra aoperação de uma modalidade exemplificada da presente invenção.
Descrição Detalhada da Modalidade PreferencialEssa seção pretende introduzir ao leitor os váriosaspectos da técnica, os quais podem estar relacionados a vá-rios aspectos da presente invenção que são descritos e/oureivindicados a seguir. Crê-se que essa discussão seja útilem fornecer ao leitor informação base para facilitar um me-lhor entendimento dos vários aspectos da presente invenção.Conseqüentemente, deveria ser entendido que essas determina-ções são lidas pelas razões citadas, e não como aceitaçõesda técnica anterior.
A FIG. 1 é um diagrama de bloco que mostra um mo-dulador de múltiplos canais de acordo com uma modalidade e-xemplifiçada da presente invenção. 0 modulador de múltiploscanais refere-se geralmente pelo número de referência 100. Omodulador de múltiplos canais 100 é adaptado para processaruma pluralidade de sinais de comunicação digitais 103A, 103Be 103C, que podem compreender fluxos de transporte de videodigital. Em particular, uma modalidade exemplificada da pre-sente invenção é adaptada para processar uma pluralidade defluxos de transporte de video digital Moving Picture ExpertGroup (MPEG), cada um dos quais compreende uma pluralidadede canais de informação de áudio e video. Embora o númeroespecifico de sinais digitais de comunicação processados pe-lo modulador de múltiplos canais 100 não seja um elementoessencial da invenção, as modalidades exemplificadas da in-venção podem processar simultaneamente um número relativa-mente grande de fluxos de transporte de video digital (porexemplo, maior do que 16).
Os sinais digitais de comunicação 103A, 103B e103C são respectivamente entregues a uma pluralidade de co-dificadores de correção adiantada de erros (FEC) 104A, 104Be 104C. Cada um dos codificadores FEC 104A, 104B e 104C éadaptado para adicionar informação de correção de erro a seurespectivo dos sinais digitais de comunicação 103A, 103B e103C. Qualquer estratégia de correção de erro adequada podeser empregada pelos codificadores FEC 104A, 104B e 104C de-pendendo das considerações de projeto de sistema. Exemplosde estratégias de correção de erro que podem ser empregadasincluem codificação de correção de erro Reed Solomon, codi-ficação de correção de erro Viterbi ou seus similares.
Cada uma das saldas da pluralidade de codificado-res FEC 104A, 104B e 104C é respectivamente entregue a ummodulador de banda-base correspondente 106A, 106B ou 106C.Os moduladores 106A, 106B ou 106C são adaptados para formarum sinal de banda-base digital modulado (ou próximo à banda-base) baseado no sinal de comunicação digital recebido 103A,103B ou 103C. Qualquer técnica de modulação adequada podeser empregada pelos codificadores FEC 104A, 104B ou 104C de-pendendo das considerações de projeto do sistema. Exemplosde técnicas de modulação que podem ser empregadas incluemmodulação por deslocamento de fase em quadratura (QPSK), mo-dulação de amplitude em quadratura (QAM) ou seus similares.
Cada um dos moduladores 106A, 106B ou 106C é en-tregue a um conversor de subida digital de múltiplos canais102. O conversor de subida digital de múltiplos canais 102cria um sinal digital de múltiplos canais na forma de um es-pectro de freqüência deslocado, modulado e aumentado conten-do dados correspondentes a cada um dos sinais digitais decomunicação 103A, 103B e 103C. Os dados correspondentes acada um dos sinais digitais de comunicação 103A, 103B ou103C estão contidos em canais separados no espaço de fre-qüência digital. Os dados correspondentes ao sinal digitalde comunicação 103A estão dispostos como um primeiro canalno espectro em uma primeira freqüência. Similarmente, os da-dos correspondentes ao sinal digital de comunicação 103B es-tão localizados como um segundo canal no espectro aumentadoem uma segunda freqüência. Igualmente, os dados correspon-dentes ao sinal digital de comunicação n 103C estão dispos-tos como um n° canal no espectro de saida em uma na freqüên-cia.
A informação pode também estar contida em uma re-presentação no dominio do tempo que compreende uma plurali-dade de amostras a partir de cada um dos canais. A operaçãode conversão de subida pode então ser executada nessa repre-sentação da pluralidade de amostras dos sinais digitais decomunicação 103A, 103B ou 103C.
Os versados na técnica apreciarão que a operaçãode conversão de subida executada pelo conversor de subidadigital de múltiplos canais 102 pode ser executada de um nú-mero de maneiras dependendo da aplicação especifica. Por e-xemplo, a operação de conversão de subida pode compreenderuma operação de rotação polifásica, uma operação de interpo-lação ou seus similares.
A saida digital do conversor de subida digital demúltiplos canais 102 é entregue a um conversor digital-analógico (D/A) 108. O conversor D/A 108 converte a entradadigital recebida a partir do conversor de subida digital demúltiplos canais 102 em um sinal analógico. Na modalidadeexemplificada ilustrada na FIG. 1, a saida analógica do con-versor D/A 108 é entregue a um filtro 110, que por sua vez,entrega a saida a um conversor de subida em bloco 112. Oconversor de subida em bloco 112 ajusta a freqüência do si-nal analógico para posicionar o espectro de sinal completona localização de espectro correta para entregar a um saté-lite ou a um cabo para distribuição em uma MDU. A freqüênciaresultante do sinal de saida é determinada por um oscilador114, que está conectado ao conversor de subida em bloco 112.
A saida do conversor de subida em bloco 112 é um espectro desaida analógica final 116.
Modalidades exemplificadas da presente invençãopodem permitir significante redução de hardware e velocidadedo relógio. A implementação do conversor de subida de múlti-plos canais 102 permite o processamento de todos os fluxosde dados em paralelo, em uma baixa velocidade de relógio, epode permitir a geração da saida espectral (canais combina-dos em freqüência) também mantida em uma baixa velocidade derelógio até um ponto exatamente antes de entrar no conversorD/A 108. Adicionalmente, a combinação de múltiplos sinaisdigitais de comunicação em um sinal digital de múltiplos ca-nais no dominio digital exige relativamente pouco circuitointegrado em estado real. Essa pequena área de coberturapermite a integração com múltiplos sistemas maiores tais co-mo decodificadores MPEG, moduladores NTSC, ou seus simila-res. Adicionalmente, a criação da saida de sinal digital demúltiplos canais do conversor de subida digital de múltiploscanais 102 no dominio digital pode resultar em uma diminui-ção significante em exigências de hardware de sistema compa-rado a sistemas que combinam fluxos de transporte no dominioanalógico. Os mesmos princípios teóricos e de engenharia a-plicados a blocos correspondentes de um arranjo de modulado-res de freqüência intermediária (IF) podem permitir a cria-ção de múltiplos moduladores eficazes com propriedades dese-jáveis similares.
A FIG. 2 é um fluxograma de processo que ilustra aoperação de uma modalidade exemplificada da presente invenção.
O processo refere-se geralmente pelo número de re-ferência 200. No bloco 202, o processo inicia. No bloco 204,um primeiro sinal digital de comunicação é recebido, por e-xemplo, na forma de um fluxo de transporte de video digitalMPEG. No bloco 206, um segundo sinal digital de comunicaçãoé recebido. O segundo sinal digital de comunicação pode com-preender um segundo fluxo de transporte de video digitalMPEG.
No bloco 108, um sinal digital de múltiplos canaisé gerado a partir de dados correspondentes ao primeiro sinalde comunicação e dados correspondentes ao segundo sinal decomunicações. O sinal digital de múltiplos canais compreendeo espectro no qual os dados correspondentes ao primeiro si-nal digital de comunicação estão dispostos em uma primeirafreqüência e dados correspondentes ao segundo sinal digitalde comunicação estão dispostos em uma segunda freqüência.
Além disso, os dados correspondentes ao primeiro e ao segun-do sinais digitais de comunicação estão contidos no espectrode freqüência do sinal digital de múltiplos canais como ca-nais separados.
No bloco 210, o sinal digital de múltiplos canaisé convertido em um sinal analógico de múltiplos canais. Nobloco 212, o processo termina.
Enquanto a invenção pode ser suscetível a váriasmodificações e forma alternativa, modalidades especificasforma mostradas a titulo de exemplos nos desenhos e serãodescritas aqui em detalhes. Entretanto, não se pretende li-mitar a invenção às formas especificas descritas. De prefe-rência, a invenção destina-se a cobrir todas as modifica-ções, equivalentes e alternativas que caem no espirito e es-copo da invenção, como definido pelas reivindicações em ane-xo a seguir.
Claims (20)
1. Aparelho de processamento de sinal (100),CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:uma primeira entrada adaptada para receber um pri-meiro sinal digital de comunicação (103A);uma segunda entrada adaptada para receber um se-gundo sinal digital de comunicação (103B);um combinador para gerar um sinal digital de múl-tiplos canais que incorpora dados correspondentes ao primei-ro sinal digital (103A) e dados correspondentes ao segundosinal digital (103B); eum conversor de subida (102) para converter a fre-qüência do dito sinal digital de múltiplos canais para posi-cionar os dados correspondentes ao primeiro sinal digital decomunicação (103A) como um primeiro canal na primeira fre-qüência no sinal digital de múltiplos canais e para posicio-nar os dados correspondentes ao segundo sinal digital de co-municação (103B) como um segundo canal na segunda freqüênciano sinal digital de múltiplos canais.
2. Aparelho de processamento de sinal (100), deacordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de queo primeiro sinal digital de comunicação (103A) e o segundosinal digital de comunicação (103B) compreendem dados de ví-deo.
3. Aparelho de processamento de sinal (100), deacordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de quecada um do primeiro sinal digital de comunicação (103A) e dosegundo sinal digital de comunicação (103B) compreende umfluxo de transporte de video digital.
4. Aparelho de processamento de sinal (100), deacordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de quecada um do primeiro sinal digital de comunicação (103A) e dosegundo sinal digital de comunicação (103B) compreende umfluxo de transporte de video digital Moving Picture ExpertsGroup (MPEG).
5. Aparelho de processamento de sinal (100), deacordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de quecompreende:Um primeiro codificador de correção adiantada deerros (104A) para fornecer dados de correção de erros para oprimeiro sinal digital de comunicação (103A); eum segundo codificador de correção adiantada deerros (104B), adaptado para fornecer dados de correção deerros para o segundo sinal digital de comunicação (103B).
6. Aparelho de processamento de sinal (100), deacordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de quecompreende:um primeiro modulador digital de banda-base (106A)adaptado para modular o primeiro sinal digital de comunica-ção (103A) antes de entregar o primeiro sinal digital de co-municação (103A) ao conversor de subida (102); eum segundo modulador digital de banda-base (106B)adaptado para modular o segundo sinal digital de comunicação(103B) antes de entregar o segundo sinal digital de comuni-cação (103B) ao conversor de subida (102).
7. Aparelho de processamento de sinal (100), deacordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de queo conversor de subida (102) é adaptado para executar uma o-peração de redução polifásica no primeiro sinal digital decomunicação (103A) e no segundo sinal digital de comunicação(103B).
8. Aparelho de processamento de sinal (100), deacordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de queo conversor de subida (102) é adaptado para executar uma o-peração de conversão de subida interpolada no primeiro sinaldigital de comunicação (103A) e no segundo sinal digital decomunicação (103B).
9. Aparelho de processamento de sinal (100), deacordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de quecompreende um conversor de subida analógico adaptado paraajustar a banda de freqüência do sinal analógico de múlti-plos canais.
10. Método (200) de processar sinais digitais,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:receber um primeiro sinal digital de comunicação(103A);receber um segundo sinal digital de comunicação(103B);combinar os ditos primeiro e segundo sinais digi-tais de comunicação (103A, 103B) em um sinal digital de múl-tiplos canais; econverter em subida o dito sinal digital de múlti-plos canais para posicionar os dados correspondentes ao pri-meiro sinal digital de comunicação (103A) como um primeirocanal na primeira freqüência no sinal digital de múltiploscanais e para posicionar os dados correspondentes ao segundosinal digital de comunicação (103B) como um segundo canal nasegunda freqüência no sinal digital de múltiplos canais.
11. Método (200), de acordo com a reivindicação-10, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro sinal digitalde comunicação (103A) e o segundo sinal digital de comunica-ção (103B) compreendem dados de video.
12. Método (200), de acordo com a reivindicação-10, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um do primeiro sinaldigital de comunicação (103A) e do segundo sinal digital decomunicação (103B) compreende um fluxo de transporte de vi-deo digital.
13. Método (200), de acordo com a reivindicação-10, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um do primeiro sinaldigital de comunicação (103A) e do segundo sinal digital decomunicação (103B) compreende um fluxo de transporte de vi-deo digital Moving Picture Experts Group (MPEG).
14. Método (200), de acordo com a reivindicação-10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:fornecer dados de correção de erro para o primeirosinal digital de comunicação (103A); efornecer dados de correção de erro para o segundosinal digital de comunicação (103B).
15. Método (200), de acordo com a reivindicação-10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:modular o primeiro sinal digital de comunicação(103A) antes de gerar o sinal digital de múltiplos canais; emodular o segundo sinal digital de comunicação(103B) antes de gerar o sinal digital de múltiplos canais.
16. Método (200), de acordo com a reivindicação-10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende executar umaoperação de redução polifásica no primeiro sinal digital decomunicação (103A) e no segundo sinal digital de comunicação(103B).
17. Método (200), de acordo com a reivindicação-10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende executar umaoperação de conversão de subida interpolada no primeiro si-nal digital de comunicação (103A) e no segundo sinal digitalde comunicação (103B).
18. Método (200), de acordo com a reivindicação-10, CARACTERIZADO pelo fato de que ajusta uma banda de fre-qüência do sinal analógico de múltiplos canais.
19. Aparelho de processamento de sinal (100),CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:dispositivo (102) para gerar um sinal digital demúltiplos canais que incorpora dados correspondentes a umprimeiro sinal digital de comunicação (103A) em uma primeirafreqüência e dados correspondentes a um segundo sinal digi-tal de comunicação (103B) em uma segunda freqüência; edispositivo (108) para converter o sinal digitalde múltiplos canais em um sinal analógico de múltiplos ca-nais.
20. Aparelho de processamento de sinal (100), deacordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato deque cada um do primeiro sinal digital de comunicação (103A)e do segundo sinal digital de comunicação (103B) compreendeum fluxo de transporte de video digital Moving Picture Ex-perts Group (MPEG).
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