ES2333098T3 - Metodo y sistema para mapear canales dentro de un multiplexado por division de tiempo codificado y convolucional en el enlace descendente. - Google Patents
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Abstract
Método para mapear datos de canales dentro de un multiplexado por división de tiempo convolucionalmente codificado en el enlace descendente utilizando al menos un código convolucional variable rd, en un sistema de transmisión que comprende una pluralidad de estaciones, transmitiendo cada estación en al menos un canal que forma una pluralidad N de canales de enlace ascendente (C1..., CN) que se transmiten, a una velocidad de bits de información Ru del enlace ascendente, hacia una estación de destino, en donde dicha estación de destino transmite en al menos un canal (C d) del enlace descendente a una velocidad de bits de información Rd del enlace descendente, en donde se satisface la relación Rd = N*Ru, caracterizado porque el número N de canales del enlace ascendente varía en función de un cambio en dicho código rd, en donde N es un múltiplo entero de dicho código convolucional variable rd.
Description
Método y sistema para mapear canales dentro de
un multiplexado por división de tiempo codificado y convolucional en
el enlace descendente.
La presente invención se refiere a un método y
un sistema para mapear canales, típicamente canales de enlace
ascendente, dentro de un multiplexado por división de tiempo (TDM)
codificado y convolucional en el enlace descendente, aplicable en
sistemas de transmisión en general y en transmisión vía satélite en
particular. Un ejemplo de un sistema de transmisión vía satélite se
basa en el uso de un formato de transmisión digital estándar
conocido como DVB (Digital Video Broadcasting - Radiodifusión de
Vídeo Digital), en el que se emplea el modo TDM como modo de
transmisión con protección de código convolucional.
En un sistema de comunicación por satélite la
transmisión en la dirección del enlace ascendente se lleva a cabo
normalmente utilizando el modo de transmisión conocido como CW/TDMA
(Continuous Wave/Time Division Multiple Access - Acceso Múltiple
por Onda Continua/División de Tiempo). En este tipo de transmisión
se transmiten los datos en la dirección del enlace ascendente desde
una pluralidad de fuentes de transmisión, por ejemplo desde una
serie de estaciones terrestres, hasta el satélite, utilizando cada
fuente de transmisión al menos un canal de transmisión. Por otra
parte, se envían dichos datos desde el satélite en la dirección del
enlace descendente en formato TDM a una velocidad de bits constante
y con un código de protección convolucional variable. El documento
WO99/52217 describe un sistema para canales de radiodifusión TDM con
codificación convolucional para transmisión por satélite.
La velocidad de bits de información se mide como
el número de bits de información transmitidos por segundo. En la
dirección del enlace ascendente esta velocidad es diferente de la
velocidad en la dirección del enlace descendente, de tal manera que
en una transmisión simétrica, es decir, cuando el flujo de
información total en la dirección del enlace ascendente es igual al
mismo flujo en la dirección del enlaces descendente, se satisface
la relación siguiente N*Ru = Rd, en donde N es el número de canales
de transmisión del enlace ascendente, Ru es la velocidad de bits de
información del enlace ascendente y Rd es la velocidad de bits de
información del enlace descendente.
Sin embargo, en la transmisión en la dirección
del enlace descendente interviene el efecto de los códigos
convolucionales, siendo dichos códigos convolucionales unos códigos
de protección contra errores que añaden redundancia, cuya
aplicación es conocida en la técnica relacionada con la
invención.
En la práctica, la velocidad de transmisión en
la dirección del enlace descendente se mantiene en un valor
constante, dependiendo dicho valor, a su vez, de los valores
correspondientes a los códigos convolucionales y a la velocidad de
bits de información en la dirección del enlace descendente. En
consecuencia, según se explicará más adelante, cualquier cambio en
dicho código convolucional deberá cambiar necesariamente el valor
de Rd, lo cual a su vez obligará a que se cambie la relación antes
mencionada. En la práctica, estos cambios dan lugar a problemas en
el funcionamiento del sistema, ya que pueden significar que el
hardware del equipo se hace perceptiblemente más complejo, un
problema que es de importancia particularmente significativa en
satélites debido a que no sólo incrementa considerablemente los
costes de fabricación, sino que produce también problemas de peso
al aumentar la carga útil del equipo del satélite.
Una solución conocida para superar los
inconvenientes antes mencionados propone que en el caso de un cambio
en los códigos convolucionales, una consecuencia del cual es un
cambio en la velocidad de bits de información Rd del enlace
descendente, se haga, a su vez, un cambio en la velocidad de bits de
información Ru del enlace descendente en proporción relativa a
dicho cambio en la velocidad de bits de información Rd del enlace
descendente. El número de canales de transmisión N del enlace
ascendente deberá mantenerse fijo y, en consecuencia, la relación
N*Ru = Rd no deberá sufrir variación.
El problema asociado con esta solución es que un
cambio en la velocidad de bits de información Ru del enlace
ascendente haría necesario efectuar este mismo cambio en todas las
estaciones que transmiten en la dirección del enlace ascendente.
Este problema puede dar lugar a una pérdida de sincronización y a su
vez requerirá nuevos procesos para la adquisición de sincronización
y la subsiguiente reanudación de la transmisión normal para todos
los usuarios. En consecuencia, cada cambio de código introducirá
necesariamente un tiempo de arranque adicional en el funcionamiento
de cada estación de transmisión. Además, la solución conocida hará
necesario también el uso de tantos relojes o, en otras palabras,
tantas frecuencias de trabajo como códigos convolucionales haya en
las estaciones de transmisión y también en el equipo de
recepción.
Por todo lo que antecede, es deseable que los
cambios producidos en los códigos convolucionales no requieran
cambios en la velocidad de bits de información del enlace
ascendente.
Los problemas esbozados más arriba se resuelven
por medio del método y el sistema para mapear canales de enlace
ascendente dentro de un multiplexado por división de tiempo (TDM)
codificado y convolucional en la dirección del enlace ascendente
que se proponen por la presente invención.
Según la invención, los cambios en los códigos
convolucionales en la dirección del enlace descendente y, en
consecuencia, en la velocidad de bits de información en la dirección
del enlace descendente se compensan por medio de un cambio en el
número de canales del enlace ascendente y no en la velocidad de bits
de información del enlace ascendente.
Este objetivo se alcanza utilizando criterios de
selección que se describen más abajo en esta descripción.
Así, un objeto de la invención es proporcionar
un método para mapear canales dentro de un multiplexado por
división de tiempo codificado y convolucional en el enlace
descendente utilizando al menos un código convolucional variable
rd, en un sistema de transmisión que comprende una pluralidad de
estaciones, transmitiendo cada estación en al menos un canal que
forma una pluralidad N de canales de enlace ascendente que se
transmiten, a una velocidad de bits de información Ru del enlace
ascendente, hacia una estación de destino, en donde dicha estación
de destino transmite en al menos un canal de enlace descendente a
una velocidad de bits de información Rd del enlace descendente de
tal manera que se satisface la relación Rd = N*Ru, caracterizado
porque el número N de canales del enlace ascendente varía en
función de un cambio en dicho código Rd, de tal manera que N es un
múltiplo entero de dicho código convolucional variable rd.
Según un aspecto de la invención, dicho método
se caracteriza también porque rd se expresa como rd = p/s, en donde
p y s son números enteros, y el valor de N se expresa como N =
mcm(s)*(p/s), en donde mcm(s) representa el mínimo
común múltiplo de los valores s.
Según otro aspecto de la invención, dicho método
se caracteriza porque N*Ru = \SigmaM_{j}*Ru_{i}, en donde
\SigmaM_{j}*Ru_{i} representa la suma de velocidades obtenida
como múltiplos de una velocidad inicial Ru_{i} y en donde M_{j}
es un número entero - igual o diferente en cada caso - de
multiplicación de la velocidad inicial.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
sistema para mapear canales dentro de un multiplexado por división
de tiempo codificado y convolucional en el enlace descendente
utilizando al menos un código convolucional variable rd, en un
sistema de transmisión que comprende una pluralidad de estaciones,
estando preparada cada estación para transmitir en al menos un
canal que forma una pluralidad N de canales de enlace ascendente que
se transmiten, a una velocidad de bits de información Ru del enlace
ascendente, hacia una estación de destino, en donde dicha estación
de destino está preparada para transmitir en al menos un canal del
enlace descendente a una velocidad de bits de información Rd del
enlace descendente de tal manera que se satisface la relación Rd =
N*Ru, caracterizado porque el número N de canales del enlace
ascendente es un múltiplo entero de dicho código convolucional
variable rd.
Según otro aspecto de la invención, dicho
sistema se caracteriza porque comprende una antena de recepción, al
menos un desmultiplexor para desmultiplexar el conjunto de N canales
recibidos, al menos un desmodulador para desmodular el conjunto de
canales modulados, al menos un multiplexor para multiplexar los N
canales a transmitir, al menos un codificador de códigos
convolucionales para aplicar códigos convolucionales a la señal
multiplexada proveniente del multiplexor, y una antena de
transmisión para transmitir un canal de enlace descendente
convolucionalmente codificado.
Según un aspecto adicional de la invención,
dicho sistema se caracteriza porque comprende también al menos un
descodificador para descodificar los canales del enlace
ascendente.
Estos y otros objetos de la invención se
describen seguidamente en mayor detalle con ayuda del dibujo
adjunto.
La figura única adjunta es un diagrama
esquemático simplificado de un sistema de transmisión adecuado para
la realización de la presente invención.
Como puede verse en dicha figura, un sistema de
transmisión del tipo de los que se emplean para la implementación
de la invención, tal como, por ejemplo, un sistema de transmisión
por satélite, comprende una antena de recepción 1 adecuada para
recibir comunicación vía radio por una pluralidad N de canales de
transmisión C_{1},..., C_{N} transmitidos desde una serie de
estaciones de fuente, que en el caso de comunicación vía satélite
pueden ser estaciones terrestres, por ejemplo para la radiodifusión
de vídeo, transmitiendo su respectivas antenas en la dirección del
enlace ascendente. Dichos canales de enlace ascendente C_{1},...,
C_{N} transportan información, por ejemplo en forma de
transmisión digital, con una velocidad de bits de información Ru del
enlace ascendente. En consecuencia, una transmisión de N canales de
enlace ascendente, es decir, C_{1},..., C_{N}, dará lugar a una
velocidad total de bits de información de N*Ru. Los canales
C_{1},..., C_{N} llegan a la antena de recepción 1 en forma
multiplexada. Al ser recibidos por dicha antena de recepción 1, los
canales son hechos pasar por un desmultiplexor 2 para desmultiplexar
dichos canales. Seguidamente, un desmodulador 3 desmodula cada uno
de los N canales.
\newpage
Opcionalmente, los canales C_{1},..., C_{N}
pueden haber sido transmitidos con codificación de protección
contra errores en la dirección del enlace ascendente. En este caso,
un descodificador 4 (mostrado encerrado por líneas de trazos en la
figura) sirve para descodificar los códigos de protección contra
errores de los canales del enlace ascendente.
La parte de transmisión del enlace descendente
del sistema de transmisión de la figura comprende un multiplexor 5.
Dicho multiplexor recibe los N canales procedentes de las etapas
previas del sistema de transmisión, teniendo cada canal
C_{1},..., C_{N} una velocidad de bits de información Ru del
enlace ascendente. En consecuencia, la velocidad de bits total que
se aplica al multiplexor 5 es igual a N*Ru. El multiplexor 5 produce
a su vez un solo canal de enlace descendente con una velocidad de
bits de información del enlace descendente de Rd.
En una transmisión simétrica la velocidad total
de bits de información del enlace ascendente ha de ser igual a la
velocidad total de bits de información del enlace descendente. Es
decir, se ha de satisfacer la relación siguiente:
(1)N*Ru =
Rd
La señal multiplexada producida por el
multiplexor 5 es hecha pasar seguidamente a un codificación
convolucional 6 por medio del cual se aplica un código
convolucional a la señal de transmisión del enlace descendente.
Seguidamente, dicha señal es alimentada a una antena de transmisión
7 que transmite el canal C_{d} del enlace descendente que tiene
una velocidad de bits modificada debido a los códigos
convolucionales por un factor de velocidad convolucional rd. En
consecuencia, el canal C_{d} del enlace descendente tendrá una
velocidad de bits de información igual a Rd y una velocidad de bits
de transmisión que se expresa como Rd/rd. Esta última velocidad es
constante; por tanto, un cambio en rd obliga a que cambie también Rd
en un factor recíproco con respecto al del cambio ocurrido en rd.
En la práctica, el cambio en rd se debe a la protección deseada
contra errores.
\vskip1.000000\baselineskip
Por tanto, si:
Rd/rd = K, en donde K es una constante,
entonces: Rd = K*rd
\vskip1.000000\baselineskip
La sustitución del valor de Rd en la relación
(1) da:
(2)Ru*N =
K*rd
En la práctica, rd se expresa siempre en forma
de una fracción de dos números enteros, como, por ejemplo, rd =
p/s. Valores típicos de rd pueden ser 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, etc.
Si se selecciona el número N de canales de tal
manera que se satisfaga la relación siguiente:
(3)N =
mcm(s)*rd
en donde mcm(s) es el mínimo
común múltiplo de los diferentes números enteros s, esto implica que
N es siempre un número entero, lo que es deseable debido a que
concierne al número de canales del enlace ascendente, y depende de
los factores s y p. Por tanto, N depende así del valor de
rd.
\vskip1.000000\baselineskip
Como consecuencia de la relación (3), un cambio
en el valor de rd se refleja en un cambio relativo en el valor de
N, es decir, en el número de canales del enlace ascendente. La
selección del número de canales del enlace ascendente es una tarea
de aplicación relativamente simple para un experto en la materia sin
que surjan los inconvenientes mencionados en el estado de la
técnica.
Además, aplicando la relación (3) en la relación
(2) se obtiene lo siguiente:
Ru*mcm(s)*rd =
K*rd
lo cual pasa a
ser:
(4)Ru =
K/mcm(s)
Lo anterior proporciona un valor constante para
Ru, por lo cual no habrá necesidad de cambiar la velocidad de bits
de información del enlace ascendente.
Se da más abajo un ejemplo práctico en el caso
de DVB:
donde K = 55 Mbit/s y
rd = 1/2, 2/3,
3/4, 5/6 o
7/8;
los valores de s se expresan como
2, 3, 4, 6 y
8.
Así, el mínimo común múltiplo de los valores s
es igual a 24. Por tanto, los valores de N se derivan de la
relación (3) dando el resultado siguiente:
N = 12, 16, 18, 20 ó 21, respectivamente.
Además, la relación (4) proporciona el valor de
Ru = 55/24 Mbit/s, es decir, un valor constante.
Otra ventaja de la presente invención es que de
esta manera se simplifica la generación de frecuencia a bordo, ya
que no habrá necesidad de utilizar un reloj para cada código
convolucional.
Opcionalmente, la velocidad de bits de
información del enlace ascendente puede multiplicarse por un factor
M, en donde M es un número entero tal como, por ejemplo, 1, 2, 3,
4,..., de tal manera que, con una velocidad de bits inicial
Ru_{i}, la velocidad total de bits de de información del enlace
ascendente es la suma de diferentes valores múltiplos de la
velocidad inicial Ru_{i}. Así, la expresión
\SigmaM_{j}*Ru_{i} representa la suma de las velocidades
obtenidas como múltiplos de la velocidad inicial Ru_{i}, en donde
M_{j} es un número entero - igual o diferente en cada caso - de
multiplicación de la velocidad inicial. En este caso, tiene que
satisfacerse la relación siguiente:
\SigmaM_{j}*Ru_{i} =
N*Ru
en donde N*Ru es el valor
representado en la relación
(1).
El resultado práctico de esta opción es que de
esta manera se pueden distribuir los canales disponibles entre
diferentes usuarios dependiendo de la necesidad de servicio de cada
uno de ellos, mientras que se mantiene inalterada la velocidad
total de bits de información.
Claims (6)
1. Método para mapear datos de canales dentro de
un multiplexado por división de tiempo convolucionalmente
codificado en el enlace descendente utilizando al menos un código
convolucional variable rd, en un sistema de transmisión que
comprende una pluralidad de estaciones, transmitiendo cada estación
en al menos un canal que forma una pluralidad N de canales de
enlace ascendente (C_{1}..., C_{N}) que se transmiten, a una
velocidad de bits de información Ru del enlace ascendente, hacia una
estación de destino, en donde dicha estación de destino transmite
en al menos un canal (C_{d}) del enlace descendente a una
velocidad de bits de información Rd del enlace descendente, en
donde se satisface la relación Rd = N*Ru, caracterizado
porque el número N de canales del enlace ascendente varía en
función de un cambio en dicho código rd, en donde N es un múltiplo
entero de dicho código convolucional variable rd.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque rd se expresa como rd = p/s, en donde p
y s son números enteros, y el valor de N se expresa como N =
mcm(s)*(p/s), en donde mcm(s) representa el mínimo
común múltiplo de los valores s.
3. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque N*Ru =
\SigmaM_{j}*Ru_{i}, en donde \SigmaM_{j}*Ru_{i}
representa la suma de velocidades obtenidas como múltiplos de una
velocidad inicial Ru_{i} y en donde M_{j} es un número entero
- igual o diferente en cada caso - de multiplicación de la
velocidad inicial.
4. Sistema para mapear datos de canales dentro
de un multiplexado por división de tiempo convolucionalmente
codificado en el enlace descendente utilizando al menos un código
convolucional variable rd, en un sistema de transmisión que
comprende una pluralidad de estaciones, estando adaptada cada
estación para transmitir en al menos un canal que forma una
pluralidad N de canales (C_{1}..., C_{N}) de enlace ascendente
que se transmiten, a una velocidad de bits de información Ru del
enlace ascendente, hacia una estación de destino, en donde dicha
estación de destino está adaptada para transmitir en al menos un
canal (C_{d}) del enlace descendente a una velocidad de bits de
información Rd del enlace descendente, en donde se satisface la
relación Rd = N*Ru, caracterizado porque el número N de
canales del enlace ascendente varía en función de un cambio en
dicho código rd, en donde N es un múltiplo entero de dicho código
convolucional variable rd.
5. Sistema según la reivindicación 4,
caracterizado porque comprende una antena de recepción (1),
al menos un desmultiplexor (2) para desmultiplexar el conjunto de
los N canales recibidos, al menos un desmodulador (3) para
desmodular el conjunto de canales modulados, al menos un multiplexor
(5) para multiplexar los N canales a transmitir, al menos un
codificador (6) de códigos convolucionales para aplicar códigos
convolucionales a la señal multiplexada proveniente del multiplexor
(5), y una antena de transmisión (7) para transmitir un canal
convolucionalmente codificado (C_{d}) del enlace descendente.
6. Sistema según la reivindicación 5,
caracterizado porque comprende también al menos un
descodificador (4) para descodificar los canales (C_{1},...,
C_{N}) del enlace ascendente.
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