ES2961365T3 - Métodos para convertir o reconvertir una señal de datos y método y sistema para la transmisión y/o recepción de datos - Google Patents

Métodos para convertir o reconvertir una señal de datos y método y sistema para la transmisión y/o recepción de datos Download PDF

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Abstract

La presente invención se refiere a un método (C) para convertir una señal de datos (U), que comprende procesos de (i) proporcionar un flujo de símbolos de entrada (IB) de símbolos de entrada (IBj), siendo el flujo de símbolos de entrada (IB) representativo de la señal de datos subyacente (U) a convertir y (ii) aplicar a secuencias de símbolos de entrada parciales consecutivas (IBk) de un número de k símbolos de entrada consecutivos (IBj) que cubren dicho flujo de bits de entrada (IB), siendo k un - no necesariamente fijo - número natural, un proceso de coincidencia de distribución (DM) para generar y generar un flujo de símbolos de salida final (OB) de símbolos de salida consecutivos (OBj) o una preforma del mismo, en el que el proceso de coincidencia de distribución (DM) se basa en y/o comprende una familia ((fi) i {0,1,..., n -1}) de un número (n) de funciones de igualación de distribución (fi), la acción del proceso de igualación de distribución (DM) se logra actuando con una de dichas funciones de coincidencia de distribución (fi) seleccionada de dicha familia ((fi) i {0,1,..., n -1}) en el flujo de símbolos de entrada (IB) y en donde seleccionar una distribución La función de coincidencia (fi) de dicha familia ((fi) i {0,1,..., n -1}) se basa y en particular está controlada por un conjunto de reglas que comprende al menos una regla de selección. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Métodos para convertir o reconvertir una señal de datos y método y sistema para la transmisión y/o recepción de datos
La presente invención se refiere a métodos para convertir o reconvertir una señal Y de datos a un método y un sistema para la transmisión y/o recepción de datos.
En el campo de la conversión, transmisión y/o recepción de señales de datos a través de ciertos tipos de canales para comunicar secuencias de símbolos, un cierto grado de consumo de energía va acompañado de procesos subyacentes que deben mantenerse lo más bajos posible. Además, surgen dificultades en caso de altas cargas de datos en condiciones de transmisión.
Las publicaciones "Block-to-block distribution matching" por Bocherer y Amjad, 2013, XP055386325 y "Algorithms for simulation of discrete memory-less sources " Amjad, 2013, XP055386486 ambos describen un comparador de distribución de longitud fija a fija basado en un código de longitud fija a variable que se elige de una manera predeterminada y fija.
El documento EP 3306 821 A1 de la técnica anterior describe se refiere a un método para convertir una señal de datos. El método comprende procesos de (i) proporcionar un flujo de símbolos de entrada que sea representativo de la señal de datos que se va a convertir, (ii) demultiplexar el flujo de símbolos de entrada para descomponer consecutivamente el flujo de símbolos de entrada en un número m de flujos de símbolos parciales descompuestos con m que es un número natural, (iii) aplicar en cada uno de los flujos de símbolos parciales descompuestos un proceso de ajuste de distribución asignado, generando y emitiendo así para cada flujo de símbolos parciales descompuestos una pre secuencia respectiva de n_j símbolos como una secuencia de símbolos de salida intermedia, con n_j que es un número natural para todo j = 1 a m, y (iv) suministrar las pre secuencias generadas por los procesos de ajuste de distribución a al menos un proceso de mapeo de símbolos para generar y emitir una señal representativa para una secuencia de símbolos de salida final como una señal de datos convertida, en donde (v) cada uno de los procesos de ajuste de distribución y el proceso de mapeo de símbolos se basan en un respectivo alfabeto de símbolos asignado y (vi) la cardinalidad de cada uno de los alfabetos de los procesos de ajuste de distribución es menor que la cardinalidad del alfabeto del proceso de mapeo de símbolos.
Un objeto subyacente de la presente invención es presentar métodos para convertir o reconvertir señales de datos y métodos y sistemas para transmisión y/o recepción de datos con una mayor fiabilidad de los procesos subyacentes con un consumo de energía reducido, al menos una eficiencia energética mejorada y una capacidad de transmisión mejorada.
El objetivo de la presente invención se consigue mediante un método para convertir una señal de datos según la reivindicación 1 independiente o, alternativamente, mediante un método según la reivindicación 7 independiente, mediante un método para la transmisión y/o recepción de datos según la reivindicación 15 y mediante un sistema de transmisión y/o recepción de datos según la reivindicación 17 independiente. Las realizaciones preferidas se definen en las respectivas reivindicaciones dependientes.
Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un método para convertir una señal de datos que comprende procesos
- proporcionar un flujo de símbolos de entrada de símbolos de entrada, el flujo de símbolos de entrada que es representativo de la señal de datos subyacente que se va a convertir y
- aplicar a secuencias de símbolos de entrada parciales consecutivas de un número de k símbolos de entrada consecutivos que cubren dicho flujo de bits de entrada, k que es un número natural, no necesariamente fijo, un proceso de ajuste de distribución para generar y emitir un flujo de símbolos de salida final de símbolos de salida consecutivos o una preforma de los mismos, en donde
el proceso de ajuste de distribución se basa en y/o comprende una familia de varias funciones de ajuste de distribución,
la acción del proceso de ajuste de distribución se logra actuando con una de dichas funciones de ajuste de distribución seleccionada de dicha familia sobre dichas secuencias de símbolos de entrada parciales y
en donde la selección de una función de ajuste de distribución de dicha familia se basa y, en particular, se controla mediante un conjunto de reglas que comprende al menos una regla de selección.
Según la presente invención, el proceso de ajuste de distribución, las funciones de ajuste de distribución y/o las reglas de selección están configurados de tal manera que una transferencia o tasa R de transmisión actual alcanzada, un número nentrada(t) acumulado actual de símbolos de entrada procesados y el número nsalida(t) acumulado actual de símbolos de salida procesados en un momento o instante t dado puede cumplir la siguiente relación
Wmin < Rnsaiida(t) - nentrada(t) < Wmax
en donde Wmin y Wmax son valores de umbral predefinidos y fijos, que describen en particular un estado de llenado del búfer mínimo y máximo, respectivamente.
Por lo tanto, es un aspecto clave de la presente invención diseñar el proceso de ajuste de distribución como o basándose en una familia de funciones de ajuste de distribución que se seleccionan condicionalmente para su procesamiento mediante el uso de un conjunto de reglas de selección. Estas medidas permiten un manejo flexible comparable del procesamiento de símbolos para lograr tasas de transferencia y/o distribuciones de símbolos deseadas.
Según una realización preferida del método para convertir una señal de datos al menos uno de los procesos de (i) proporcionar el flujo de símbolos de entrada,
(ii) aplicar dicho proceso de ajuste de distribución,
(iii) seleccionar una función de ajuste de distribución de dicha familia y
(iv) actuar con una función de ajuste de distribución en el flujo de símbolos de entrada
se puede realizar de manera continua y/o en transmisión, en particular para cumplir con la conversión de datos y la transmisión de datos para lograr condiciones de transmisión con altas tasas de transferencia y/o procesamiento de datos.
Adicional o alternativamente, una regla de selección respectiva y en particular el conjunto completo de reglas de selección puede basarse y/o puede diseñarse para ser descriptiva y/o representativa de al menos uno de
(a) dicho flujo de símbolos de entrada y/o dichas secuencias parciales del mismo y en particular para uno o diversos símbolos de entrada ya recibidos o leídos como entrada,
(b) dicho flujo de símbolos de salida y/o secuencias parciales del mismo y en particular para uno o diversos símbolos de salida ya transferidos o escritos como salida,
(c) un estado presente y/o al menos un estado pasado de un búfer de entrada subyacente,
(d) un estado presente y/o al menos un estado pasado de un búfer de salida,
(e) una distribución dada de los símbolos de entrada,
(f) una distribución de los símbolos de salida conseguidos o por conseguir, en particular al menos aproximadamente dentro de un rango dado, y
(g) una tasa como relación entre el número de símbolos de entrada recibidos y el número de símbolos de salida transferidos logrados o por alcanzar, en particular globalmente y/o para un instante o una pluralidad de instantes, (h) en donde una tasa particular es igual o proporcional a la entropía empírica de la distribución de los símbolos de salida.
Para aumentar la flexibilidad del método para convertir una señal de datos, en particular en vista de ciertas tasas de datos y/o distribución de datos, dicho proceso de ajuste de distribución puede tener o puede estar basado en un alfabeto de entrada y un alfabeto de salida.
En particular, cada una de dichas funciones de ajuste de distribución de dicha familia puede tener o puede basarse en un alfabeto de entrada respectivo y un alfabeto de salida respectivo, que son en particular individuales para cada una de dichas funciones de ajuste de distribución.
Los respectivos alfabetos de entrada y salida de las funciones de ajuste de distribución pueden consistir en palabras cuyas letras están en dicho alfabeto de entrada y dicho alfabeto de salida, respectivamente, subyacentes al proceso de ajuste de distribución, respectivamente. Sin embargo, este no es un requisito obligatorio.
Según otra realización ventajosa del método para convertir una señal de datos en el proceso de ajuste de distribución, las funciones de ajuste de distribución y/o las reglas de selección pueden configurarse de tal manera que
el flujo de símbolos de salida se aproxima al menos a una distribución subyacente deseada y/o cumple al menos aproximadamente una tasa deseada en comparación con el flujo de símbolos de entrada,
el flujo de símbolos de entrada se procesa en forma de secuencias parciales que tienen un número k de símbolos de entrada consecutivos que cubren dicho flujo de símbolos de entrada, k que es un número natural, no necesariamente fijo, y/o
el flujo de símbolos de salida se emite en forma de secuencias parciales que tienen un número k' de símbolos de salida consecutivos que cubren dicho flujo de símbolos de salida, k' que es un número natural, no necesariamente fijo.
El método inventivo para convertir una señal de datos se puede combinar preferiblemente con ciertos procesos de corrección de errores.
Por lo tanto, el proceso de ajuste de distribución puede ir seguido de un proceso de codificación de corrección de errores hacia delante, en particular dentro de un proceso de conformación de amplitud probabilística, y/o de un proceso de modulación, en particular un proceso de modulación QAM, preferiblemente en este orden.
Según otro aspecto de la presente invención, también se proporciona un método para reconvertir una señal de datos, en particular con respecto a una señal de datos que ha sido previamente convertida usando el método inventivo para convertir una señal de datos como se describió anteriormente.
Dicho método para reconvertir una señal de datos comprende procesos de
proporcionar un flujo de símbolos de entrada de símbolos de entrada, el flujo de símbolos de entrada que es -directa o indirectamente - representativo de una señal de datos subyacente - en particular convertida - a reconvertir o un derivado de esta, y
aplicar a dicho flujo de símbolos de entrada o a un derivado de este un proceso de ajuste de distribución inversa para generar y emitir un flujo de símbolos de salida final,
en donde
el proceso de ajuste de distribución inversa se basa y/o comprende una familia de un número (n) de funciones de ajuste de distribución inversa,
la acción del proceso de ajuste de distribución inversa se logra actuando con una de dichas funciones de ajuste de distribución inversa seleccionada de dicha familia en el flujo de símbolos de entrada y
en donde la selección de una función de ajuste de distribución inversa de dicha familia se realiza inherentemente, se basa en y, en particular, se controla mediante un conjunto subyacente de reglas que comprende al menos una regla de selección para una familia subyacente de funciones de ajuste de distribución para un proceso de ajuste de distribución en un lado del transmisor.
Según la presente invención, el proceso de ajuste de distribución, las funciones de ajuste de distribución y/o las reglas de selección están configurados de tal manera que una transferencia o tasa R de transmisión actual alcanzada, un número nentrada(t) acumulado actual de símbolos de entrada procesados y el número nsalida(t) acumulado actual de símbolos de salida procesados en un momento o instante t dado puede cumplir la siguiente relación
Wmin < Rnsalida(t) - nentrada(t) < Wmax
en donde Wmin y Wmax son valores de umbral predefinidos y fijos, que describen en particular un estado de llenado del búfer mínimo y máximo, respectivamente.
De manera similar al método inventivo para convertir una señal de datos, los procesos de
(i') proporcionar el flujo de símbolos de entrada,
(ii') aplicar dicho proceso de ajuste de distribución inversa,
(iii') seleccionar inherentemente una función de ajuste de distribución inversa de dicha familia y
(iv') actuar con una función de ajuste de distribución inversa en el flujo de símbolos de entrada
del método inventivo para reconvertir una señal de datos se puede realizar de manera continua y/o en transmisión.
Preferiblemente, el proceso de ajuste de distribución inversa puede tener o puede basarse en un alfabeto de entrada y un alfabeto de salida, que son en particular idénticos a un alfabeto de salida y un alfabeto de entrada, respectivamente, de un proceso de ajuste de distribución subyacente en un lado del transmisor.
En particular, cada una de dichas funciones de ajuste de distribución inversa de dicha familia puede tener o puede estar basada en un alfabeto de entrada y un alfabeto de salida, que son en particular individuales para cada una de dichas funciones de ajuste de distribución inversa, subyacentes al proceso de ajuste de distribución inversa, y/o que son en particular idénticos a los respectivos alfabetos de salida y alfabetos de entrada de funciones de ajuste de distribución subyacentes para un proceso de ajuste de distribución en un lado del transmisor.
Nuevamente, los respectivos alfabetos de entrada y salida de las funciones de ajuste de distribución inversa del proceso de ajuste de distribución inversa pueden consistir en palabras con letras en dicho alfabeto de entrada y dicho alfabeto de salida, respectivamente, subyacentes al proceso de ajuste de distribución inversa, respectivamente. Sin embargo, esto tampoco es un requisito obligatorio.
Adicional o alternativamente, el proceso de ajuste de distribución inversa, las funciones de ajuste de distribución inversa y/o las reglas de selección subyacentes inherentemente seguidas pueden configurarse de manera que
el flujo de símbolos de salida al menos se aproxima a una distribución uniforme y/o cumple al menos aproximadamente una tasa deseada en comparación con el flujo de símbolos de entrada,
el flujo de símbolos de entrada se procesa en forma de secuencias parciales que tienen un número k' de símbolos de entrada consecutivos que cubren dicho flujo de símbolos de entrada, k' que es un número natural, no necesariamente fijo, y/o
el flujo de símbolos de salida se emite en forma de secuencias parciales que tienen un número k de símbolos de salida consecutivos que cubren dicho flujo de símbolos de salida, k que es un número natural, no necesariamente fijo.
Nuevamente, el método para reconvertir una señal de datos puede combinarse con ciertas técnicas de corrección de errores.
Por lo tanto, el proceso de ajuste de distribución inversa puede seguir un proceso de demodulación, en particular una demodulación QAM, y/o un proceso de decodificación con corrección de errores hacia delante, en particular dentro de un proceso de conformación de amplitud probabilística inversa, preferiblemente en este orden.
A continuación, se describen aspectos adicionales que pueden aplicarse al método para convertir una señal de datos, así como al método para reconvertir una señal de datos, ambos según la presente invención:
En primer lugar, el proceso de ajuste de distribución y/o el proceso de ajuste de distribución inversa están formados por una pluralidad de procesos de ajuste de distribución parcial y de ajuste de distribución inversa parcial, que están configurados en particular respectivamente para actuar en paralelo y/o basándose en una unidad de búfer de entrada y/o salida compartida.
Adicional o alternativamente, dichos procesos de ajuste de distribución y dichos procesos de ajuste de distribución inversa, y en particular dichas funciones de ajuste de distribución subyacentes y funciones de ajuste de distribución inversa, dichos procesos de codificación y decodificación de corrección de errores hacia delante, y dichos procesos de modulación y demodulación pueden configurarse para ser reversibles, respectivamente, entre sí.
El proceso de proporcionar el flujo de bits de entrada puede comprender al menos uno de recuperar el flujo de símbolos de entrada de un medio de almacenamiento o de un proceso de generación de símbolos y de recibir, demodular y/o decodificar una señal que sea representativa o transmita el flujo de símbolos de entrada.
Según una realización preferida adicional de los métodos para convertir y/o reconvertir una señal de datos, dichos procesos de ajuste de distribución, dichos procesos de ajuste de distribución inversa, dicho proceso de modulación y/o dichos procesos de demodulación pueden ser al menos uno de, basado en y elegido
(a') según una distribución predefinida que debe lograrse para una salida y, en particular, basándose en una distribución gaussiana, y
(b') para lograr una aproximación de una distribución deseada del flujo de símbolos de salida final a la distribución subyacente respectiva indexando en consecuencia las secuencias de salida respectivas a partir de un conjunto completo respectivo de candidatos.
Aunque el concepto general puede realizarse en el contexto de símbolos arbitrarios, dicho flujo de símbolos de entrada y/o flujo de símbolos de salida pueden estar al menos parcialmente formados y/o representados mediante bits binarios.
En consecuencia, cada etapa e incluso las etapas intermedias del proceso según la presente invención pueden referirse a símbolos más generales o a bits y combinaciones de bits como símbolos.
Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para la transmisión y/o recepción de datos.
El método inventivo comprende al menos una de una sección de transmisión de datos y una sección de recepción de datos. La sección de transmisión de datos y/o la sección de recepción de datos pueden implicar al menos uno de los métodos inventivos para convertir una señal de datos o para reconvertir una señal de datos como se describió anteriormente.
En una realización preferida del método inventivo para la transmisión y/o recepción de datos, el proceso de ajuste de distribución involucrado y los procesos de ajuste de distribución inversa pueden ser invertibles o inversos entre sí.
La presente invención también sugiere un sistema de transmisión y/o recepción de datos.
El sistema inventivo comprende una unidad de procesamiento configurada para realizar cualquiera de los métodos según la presente invención y comprende medios respectivos para llevar a cabo dichos métodos.
En el caso de una combinación de un proceso/unidad de transmisión y un proceso/unidad de recepción, estos procesos o unidades pueden configurarse para intercambiar y/o negociar datos con el fin de definir y fijar la forma concreta del ajuste de distribución de transmisión, codificación/decodificación de corrección de errores hacia adelante y/o propiedades de modulador y demodulador.
Además, los métodos inventivos descritos anteriormente pueden realizarse mediante un código aceptable y ejecutable por un ordenador o un medio de procesamiento de señales digitales.
También dentro del alcance de la presente invención, se proporciona un producto de programa informático, que comprende un código informático adaptado para permitir que un ordenador y/o un medio de procesamiento de señales digitales ejecute cualquiera de los métodos según la presente invención cuando el código se ejecuta en el ordenador y/o los medios de procesamiento de señales digitales, respectivamente.
Estos y otros aspectos, detalles, ventajas y características de la presente invención se describirán basándose en realizaciones de la invención y haciendo referencia a las figuras adjuntas.
Figura 1 es un diagrama de bloques para dilucidar una realización de un sistema de transmisión y/o recepción de datos según la presente invención y la incorporación de los métodos para convertir/reconvertir una señal de datos incorporada en el mismo.
Figuras 2 y 3 son diagramas de bloques que dilucidan con más detalle aspectos generales de los métodos para convertir y reconvertir una señal de datos según la presente invención.
Figuras 4 a 6 son diagramas que dilucidan con más detalle aspectos de un proceso de ajuste de distribución que funciona en forma continua y basado en una familia de funciones de ajuste de distribución.
Figuras 7 y 8 dilucidar esquemáticamente un proceso de ajuste de distribución y un proceso de ajuste de distribución inversa correspondiente basado en una familia concreta de funciones de ajuste de distribución.
Figura 9 representa una tabla que describe la acción del proceso de ajuste de distribución que se muestra en la figura 7.
En las siguientes realizaciones y los antecedentes técnicos de la presente invención se presentan en detalle haciendo referencia a las figuras 1 a 9 adjuntas. Los elementos idénticos o equivalentes y los elementos que actúan de manera idéntica o equivalente se indican con los mismos signos de referencia. No en cada caso de su aparición se repite una descripción detallada de los elementos y componentes.
Las características representadas y descritas y propiedades adicionales de las realizaciones de la invención se pueden aislar y recombinar arbitrariamente sin salir de la esencia de la presente invención.
Antes de entrar en detalles con respecto a aspectos de los métodos para convertir/reconvertir una señal Y de datos los métodos para transmisión/recepción de datos, se hace referencia a la figura 1 y su visión general sobre sistemas y métodos para conversión/reconversión de datos y/o transmisión /recepción de datos.
Por lo tanto, la figura 1 es un diagrama de bloques para dilucidar realizaciones de un sistema de transmisión y/o recepción de datos según la presente invención y la incorporación de los métodos para convertir/reconvertir una señal de datos incorporada en el mismo.
El esquema según la figura 1 sigue en general el concepto de codificación y modulación en comunicación digital propuesto en 1974 por Massey.
El esquema de la figura 1 divulga un sistema T - ya sea una estructura de hardware, una configuración de un método o de unidades de procesamiento o una combinación de los mismos - que comprende (i) una unidad T1 de fuente de información configurada para proporcionar una señal U para convertir y transmitir , una (ii) unidad T2 de codificación configurada para recibir y codificar la señal U y para emitir una señal X codificada, (iii) una unidad T3 moduladora configurada para recibir y modular la señal X codificada y para emitir una señal s(t) modulada para transmisión a través de (iv) una unidad T4 de canal de forma de onda de transmisión/recepción, (v) una unidad T5 demoduladora configurada para recibir la señal s(t) modulada en una forma r(t) posiblemente distorsionada por la unidad T4 de canal de transmisión y para demodular dicha señal para emitir una señal Y demodulada, (vi) una unidad T6 decodificadora configurada para recibir y decodificar la señal Y demodulada y para emitir la señal V decodificada, y (vii) una unidad T7 de sumidero de información configurada para recibir la señal V decodificada.
Según la presente invención, la fuente T1 de información y el sumidero T7 de información pueden ser cualquier tipo de sumidero o fuente de información o señal, respectivamente. Se puede utilizar cualquier tipo de medio de almacenamiento. Alternativamente, puede estar involucrado cualquier otro canal de transmisión/recepción arbitraria.
Como ya se mencionó anteriormente, según la presente invención se proporcionan un método C para convertir una señal U de datos y alternativa o adicionalmente un método RC para reconvertir una señal Y de datos. Estos métodos C y RC según la presente invención pueden abarcar o ser parte de la unidad T2 de codificación de información y la unidad T6 decodificadora, respectivamente. De manera adicional o alternativa, también se pueden realizar partes de la unidad T1 de fuente de información y/o de la unidad T3 moduladora, por un lado, y de la unidad T5 demoduladora y/o de la unidad T7 sumidero de información, por otro lado.
Las figuras 2 y 3 dilucidan mediante diagramas de bloques con más detalle aspectos generales del método C para convertir una señal U de datos y de un método RC para reconvertir una señal Y de datos según la presente invención.
La señal U de datos obtenida de una unidad T1 de fuente de información en el caso mostrado en las figuras 1 a 4 está representada por o es idéntica a un flujo IB de símbolos de entrada que no es necesariamente, pero puede ser, un flujo de dígitos de entrada binarios o bits IBj de entrada. El flujo IB de símbolos de entrada puede tener una longitud finita o puede representarse como un flujo continuo de símbolos.
En general, las figuras 1 a 3 describen todo el sistema T de transmisión/recepción.
La Figura 2 dilucida además por medio de un diagrama de bloques esquemático una realización preferida de un proceso o unidad T2 de codificación que realiza un aspecto de la presente invención y, por tanto, la conversión de señal C del lado de transmisor o transmisión.
Un símbolo de entrada o flujo IB de bits que es representativo de una señal o señal U de datos que se va a convertir y que comprende un flujo de símbolos de entrada o bits IBj de entrada se proporciona al proceso o unidad T2 de codificación. El proceso o unidad T2 de codificación está configurado para procesar los símbolos o bits IBj de entrada con el fin de generar y emitir un flujo OB de símbolos de salida que es representativo de la señal X convertida de las figuras 1 y 2 o una forma X# procesada del mismo y que comprende un flujo de símbolos de salida o bits OBj de salida o los respectivos bits OBj# de salida procesados de una respectiva forma OB# procesada del flujo OB de símbolos de salida.
En la realización mostrada en la figura 2, el proceso o unidad T2 de codificación está formado por un proceso o unidad DM de ajuste de distribución primero o anterior definido por una familia (/>)/e{<0,1>n-<1>} de funcionesfi deajuste de distribución. Las funcionesfide ajuste de distribución son seleccionables en base a un conjunto de reglas de selección y cada uno de ellos está configurado para generar a partir de símbolos de entrada o bits IBj y en particular a partir de una secuencia IBk parcial de un número de k de símbolos IBj de entrada de este una secuencia OBk' de un número de k' de bits o símbolos OBj de salida.
Los números k y k' son números naturales y su valor puede variar. Su relación k/k' da la tasa o tasa R(t) = k/k' de transmisión que puede no ser constante durante todo el proceso, pero que preferiblemente se acercará o aproximará a una tasa R de transmisión deseada.
Los bits o símbolos OBj de salida se suministran a un proceso de corrección de errores hacia delante o unidad FEC seguido de un proceso de modulación o unidad MOD.
Los símbolos IBj de entrada se dan según una distribución Pentrada de entrada en vista de un alfabeto lA de entrada, mientras que los símbolos OBj de salida se distribuyen según una distribución Psalida de salida en vista de un alfabeto OA de salida subyacente al proceso DM de ajuste de distribución.
Preferiblemente, la distribución Psalida de salida puede preferiblemente aproximarse empíricamente a una distribución P deseada.
Para establecer tales aproximaciones con respecto a la distribución P deseada y la tasa R deseada, el proceso DM de ajuste de distribuciones y en particular la familia (fi)ie{0,1,...,n-1} subyacente de funciones fi de ajuste de distribución, los alfabetos IA, lAi, OA, OAi, y/o las reglas de selección para seleccionar las funciones fi de ajuste de distribución podrá elegirse en consecuencia.
En otras palabras, las funcionesfide ajuste de distribución a cada una se le ha asignado un alfabeto lAi de entrada y un alfabeto OAi de salida.
Como se ha indicado anteriormente, las uniones de los alfabetos de entrada lAi por una parte y de los alfabetos de salida OAi por otra parte pueden consistir respectivamente en palabras con letras del alfabeto IA de entrada y del alfabeto OA de salida del proceso DM de ajuste de distribución.
Como la configuración del proceso DM de ajuste de distribución que se muestra en la figura 2 es particularmente capaz de realizar operaciones de transmisión, dicho proceso DM de ajuste de distribución que se basa en una familia(f¡)¡e{01i 1...1n - i}de funciones fi de ajuste de distribución puede considerarse como un proceso de ajuste de distribución de transmisión indicado por SDM.
El proceso de modulación o unidad MOD proporciona como salida un símbolo o secuencias de bits en forma discreta en el tiempo que se suministran y transmiten1 por ejemplo1 por un sistema OT de transmisión óptica que puede estar formado según la figura 1 por una unidad T3 moduladora1 una unidad T4 de canal de transmisión/recepción y una unidad T5 demoduladora, en donde la unidad T3 moduladora y la unidad T5 demoduladora son capaces de realizar transmisiones digitales/analógicas y conversión/modulación analógica/digital, respectivamente.
La Figura 3 dilucida además por medio de un diagrama de bloques esquemático una realización preferida de un proceso o unidad T6 decodificadora que realiza un aspecto de la presente invención y, por lo tanto, la (re)conversión de señal RC del lado de recepción o receptor.
Como ya se indicó anteriormente, la señal Y se convertirá y se formará mediante símbolos de entrada o bits IBj'# se envía a un demodulador DEMOD seguido de un decodificador de corrección de errores hacia delante FEC DEC. El símbolo resultante o la secuencia IB' de bits se envía después a un comparador DM-1 de distribución inversa.
El proceso DM-1 de ajuste de distribución inversa en el lado de recepción refleja las propiedades del comparador DM de distribución en el lado de transmisión de forma inversa. En consecuencia y como se muestra en la figura 3, el
lfilvjo.1
proceso DM-1 de ajuste de distribución inversa se define en base a una familia v '"'0l....n
" '' correspondiente de
funciones</ ■>'<'>de ajuste de distribución inversa que cada una tiene asignado un alfabeto IA¡' de entrada respectivo y un alfabeto OAi' de salida.
El alfabeto IA de entrada del comparador SDM de distribución de transmisión en el lado de transmisión y como se define anteriormente puede identificarse con el alfabeto OA' de salida del comparador SDM-1 de distribución de transmisión inverso en el lado receptor. Y viceversa, el alfabeto OA de salida del comparador SDM de distribución de transmisión en el lado de transmisión puede identificarse con el alfabeto IA' de entrada del comparador SDM-1 de distribución de transmisión inverso en el lado receptor.
Se pueden hacer identificaciones similares con respecto a los alfabetos IA¡, OAi, IAi', OAi' de entrada y salida
individuales de las funcionesf¡de ajuste de distribución individuales, y funcionesJ¡de ajuste de distribución inversa
Por la concatenación de los procesos DEMOD, FEC DEC y DM-1 la señal Y de entrada será (re)convertida y dada por símbolos/bits IBj'# de entrada del símbolo de entrada/flujo IB'# de bits se transforma en una señal V de salida reconvertida dada por los símbolos/bits OBj' de salida del símbolo/flujo OB' de bits de salida.
Las figuras 4 a 6 son diagramas que dilucidan con más detalle aspectos de un proceso DM de ajuste de distribución que funciona en forma transmisión y basado en una familia (/¡)¡e{<0,1>...n-<1>} de funciones fi de ajuste de distribución.
En las circunstancias mostradas en las figuras 4 a 6, el proceso DM de ajuste de distribución es un proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión que puede basarse en un cierto conjunto de reglas de selección para seleccionar las funcionesf¡de ajuste de distribución individuales. p.ej. dependiendo de las condiciones de los datos en vista del flujo IB de símbolos de entrada y el flujo OB de símbolos de salida y/o las condiciones de procesamiento del proceso DM de ajuste de distribución.
En la realización mostrada en las figuras 4 a 6, un búfer B descrito por un estado u>(t) de búfer dependiente del tiempo está involucrada para diseñar las reglas de selección para seleccionar las funciones w(t) de ajuste de distribución individuales subyacentes al proceso DM de ajuste de distribución.
En la figura 4 se muestra un búfer B general. Las Figuras 5 y 6 muestran realizaciones que involucran un búfer Bentrada de entrada y un búfer Bsalida de salida, respectivamente.
En cada caso, el estado u>(t-1) del búfer de cualquiera de los búferes Bentrada, Bsalida en un instante pasado o instancia de tiempo t-1 se usa para seleccionar la funciónfide ajuste de distribución individual de la familia (fi)ie{0,1,...,n-1} subyacente .
Las Figuras 7 a 9 describen con más detalle una realización concreta para un proceso SDM de ajuste de distribución en transmisión como un comparador DM de distribución que tiene una familia (f)¡e<{^,1>...n-<1>} que tiene dos funciones f<0>y f<1>de ajuste de distribución con respecto a los alfabetos IA0, IA1 de entrada y los alfabetos OA0, OA1 de salida con sus palabras que tienen letras en el alfabeto IA de entrada y el alfabeto OA de salida de todo el proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión.
La Figura 7 muestra el comparador DM de distribución como tal junto con sus funciones f<0>y fi de ajuste, mientras que
f i -1 de ajuste de distribución inversa.
A partir de las figuras 7 y 8 se puede obtener la correspondencia de los alfabetos lA, IA0, IA1, IA', IA0', IA1' de entrada y los alfabetos OA, OA0, OA1, OA', OA0', OA1' de salida.
En las figuras 7 a 9, los símbolos IBj, IBj' de entrada y los símbolos OBj, OBj' de salida se dan en cada caso como bits binarios o secuencias de estos. El símbolo £ denota la cadena vacía.
A continuación, se dilucidarán más estos y otros aspectos, características y/o propiedades de la presente invención: La invención presentada se refiere en general a sistemas de comunicación y, más particularmente, a una transmisión espectralmente eficiente. La invención presentada se refiere en particular a métodos y sistemas de comunicación y a técnicas para generar secuencias de símbolos, p. ej. desde donde se deben transmitir las señales constituyentes, con las distribuciones deseadas. Con las medidas sugeridas es posible realizar una transmisión y recepción de datos con un mayor grado de eficiencia con requisitos de energía reducidos, especialmente adecuados para un funcionamiento de transmisión.
Para lograr una comunicación energéticamente eficiente en forma de transmisión - por ejemplo, a través de canales ruidosos - los símbolos que se van a transmitir dentro de una señal se diseñan para seguir una determinada distribución que implica, por un lado, procesos que son adecuados para cooperar con una arquitectura de transmisión. Para lograr esto, es necesario asignar bits de datos o símbolos de datos más generales a una secuencia de símbolos con una distribución deseada y la distribución y la tasa de transferencia deben realizarse de una manera determinada. La correspondencia debería ser reversible, de modo que los símbolos o bits de datos originales puedan recuperarse a partir de la secuencia de símbolos, por ejemplo, después de la transmisión y recepción en el lado de recepción. Los dispositivos configurados para realizar dicha correspondencia de símbolos o bits originales con una distribución deseada de símbolos o bits se denominan comparadores de distribución y se indican con el símbolo DM.
La importancia de la presente invención se puede comprender mejor basándose en las siguientes observaciones: La sociedad global se enfrenta actualmente a un rápido crecimiento del tráfico de datos en Internet, que continuará en las próximas décadas. Esto ejerce una enorme presión sobre las empresas de telecomunicaciones, que necesitan innovaciones para proporcionar las capacidades de enlace digital necesarias.
Para aumentar el rendimiento, han cobrado gran importancia los enfoques de baja complejidad y latencia para la transmisión de datos. Esto es particularmente desafiante para la óptica, donde las investigaciones actuales apuntan a una tasa de transmisión de más de 1 Tbit/s.
Para la corrección de errores reenviados (FEC), se pueden emplear códigos de verificación de paridad de baja densidad (LDPC) acoplados espacialmente, es decir, convolucionales, con decodificación en ventana.
Este enfoque permite una arquitectura de transmisión, es decir, permite procesar fragmentos de datos transmitidos especificados por el tamaño de la ventana del decodificador en el lado del receptor sin tener que esperar hasta que se haya recibido el bloque completo. Esta arquitectura de transmisión permite un rendimiento muy alto requerido por los transceptores para la transmisión de fibra óptica.
La conformación probabilística de amplitud ha ganado mucho interés en la óptica como un enfoque para satisfacer las demandas cada vez mayores.
Para esto se necesita un proceso DM de ajuste de distribución para realizar la transformación de símbolos o bits distribuidos uniformemente en símbolos o bits de canal con una distribución deseada.
Todos los enfoques sugeridos hasta ahora - p.ej. el ajuste (CCDM) de distribución de composición constante, el ajuste (SMDM) de distribución de mapeo de y similares no se integran bien con una arquitectura de transmisión.
El CCDM funciona en bloques y requiere una longitud de bloque larga para funcionar bien.
La SMDM está diseñada para conformar a constelaciones de alta dimensión y tiene una gran pérdida de tasa cuando se utiliza como comparador convencional.
Además, la implementación existente de CCDM utiliza aritmética de punto flotante y SMDM requiere la multiplicación de números enteros grandes, lo que puede dificultar la implementación de CCDM y SMDM en transceptores de alto rendimiento.
Para lograr los beneficios observados en las pruebas de campo en sistemas prácticos de transmisión óptica, se requieren procesos de ajuste de distribución con procesamiento en tiempo real de baja complejidad que se integren bien con una arquitectura de transmisión FEC.
Según la presente invención, se propone una arquitectura de transmisión para procesos DM de ajuste de distribución, que, por ejemplo, puede utilizar como componentes funcionesfisimples de ajuste de distribución de longitud variable que se puede operar utilizando solo operaciones básicas como suma binaria, comparación binaria y desplazamientos. A continuación, se describe un proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión como un proceso DM de ajuste de distribución según una realización de la presente invención:
Parámetros DM para operación de transmisión
Alfabeto IA de entrada finita.
Alfabeto OA de salida finita.
Tasa R objetivo de bits/símbolo de salida.
Distribución P objetivo en el alfabeto OA de salida.
Un conjunto o familia (f)/e{<0>,i,...,n-i} de funciones de ajuste de distribución que implementan mapeado de cadenas IBk de entrada para emitir cadenas OBk'.
Tasa objetivo
La tasa R objetivo y la distribución P objetivo pueden relacionarse a través de la entropía H según la siguiente relación (1)
R * m P ) =£ />W )[-log2W ) ] . (1)
OBjeOA
El proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión puede recibir un flujo constante de símbolos IBj e IA de entrada en el alfabeto IA de entrada que puede distribuirse uniformemente con una de distribución Pentrada de entrada.
El proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión está configurado para generar un flujo constante de símbolos OBj e OA de salida con una distribución Psalida de salida empírica. La distribución Psalida de salida empírica puede expresarse como
Psalida (OBj) = (número de apariciones del símbolo OBj en el flujo de salida) / (número total de símbolos en el flujo de salida) (2) La distribución Psalida empírica debe estar cerca de una distribución P objetivo-deseada según:
Psalida “ P.
En cada ronda t = 1,2, 3, ..., el proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión aplica una de las funciones fi de ajuste de distribución de la familia (F/)/e{<0>,<1>,...,norfe-<1>} subyacente que mapea cadenas IBk cortas de símbolos IBj de entrada a cadenas OBk' cortas de símbolos OBj de salida.
Las cadenas IBk de entrada y las cadenas OBk' de salida puede tener longitudes k y k' variables.
Por ejemplo, para longitud de entrada variable y longitud de salida fija, se pueden utilizar códigos geométricos de Huffman (<g h>C) como algoritmos de ajuste de distribución.
Para longitud de entrada fija y longitud de salida variable, existen otras arquitecturas.
El índice t = 1, 2, 3, ... puede representar una señal de instante o la hora.
La tasa R objetivo se puede lograr, por ejemplo, de la siguiente manera: El proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión puede usar internamente dos funciones f1 y f2 de ajuste de distribución, tasa R1 y R2 de manera que R1 < R y R2 > R. El proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión conmuta entre las dos funciones f1 y f2 de ajuste de distribución. A largo plazo, utiliza la función f1 de ajuste de distribución para la fracción de tiempo A y utiliza la función f2 de ajuste de distribución para la fracción de tiempo (1 - A), de modo que, en promedio, la tasa es exactamente R, es decir, la relación (3) sostiene:
R = A ■ R1 (1 - A) • R2. (3)
Después de una ronda, instante o tiempo t determinado, nentrada(t) indicará el número acumulado de símbolos IBj de entrada procesados y nsaiida(t) indicará el número acumulado de símbolos OBj de salida procesados.
Defina el estado u>(t) del búfer de un búfer B, Bentrada, Bsalida subyacente según
W(t) — R'nsalida(t) — nentrada(t).
Entonces, la función f(t) de ajuste de distribución concreta se puede elegir basándose en dicho estado w(t) del búfer, por ejemplo, según la siguiente relación (4).
en donde W es algún valor umbral para el estado w(t) del búfer.
Se puede imponer algún intervalo permitido Wmin < w(t) < Wmax al estado w(t) del búfer, por ejemplo, con Wmin — 0 y Wmax > 0 o Wmax = 0 y Wmin < 0.
Se puede lograr una situación con u>(t) > Wmin mediante la siguiente estrategia:
Si w(t) = Wmin, use en la ronda t 1 la función f<0>trivial de ajuste de distribución mapear la cadena £ vacía en una secuencia de salida ficticia y de longitud positiva.
En otras palabras:
(a) No procese símbolos de entrada adicionales en la ronda t 1.
(b) Genere una secuencia ficticia de símbolo de salida en la ronda t 1.
Se puede lograr una situación con u>(t) < Wmax mediante la siguiente estrategia:
Si u>(t) — Wmax, use en la ronda t 1 una función f(t) de ajuste de distribución con una tasa R(t) instantánea o actual de al menos R, es decir, para cada par de entrada x y salida y, la función f de ajuste de distribución deberá cumplir la siguiente relación (5):
R(t) = k/k' = longitud(x)/longitud(y) > R (5) Ejemplo
Considere el siguiente ejemplo:
Los alfabetos IA y OA binarios de entrada y salida vienen dados por IA:= {0, 1} y OA := {0, 1}.
La tasa R objetivo será R := 0,5 [bits de entrada/bits de salida].
La distribución P objetivo estará definida por P(0) := 0,89 y P(1) := 0,11. Cabe señalar que la entropía H de la distribución P objetivo cumple la relación H(P) = R = 0,5.
El intervalo permitido del estado del búfer viene dado por 0 < w(t) < Wmax con Wmax — 1.
La implementación del proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión puede basarse en funciones f<0>y fi de ajuste de distribución dilucidado en el contexto de las figuras 7 y 9.
Cabe señalar que la función f1 de ajuste de distribución tiene la tasa R = 0,5 instantánea para la cadena OBk = 0 de entrada y tiene la tasa R(t) = 1 instantánea o actual para las cadenas OBk de entrada teniendo las configuraciones 10 y 11.
Con base en el estado w(t-1) del búfer en el tiempo pasado o en el instante t-1, se puede seleccionar la función f(t) de ajuste de distribución actual según la regla (6) de la siguiente manera:
En la tabla 1 que se muestra en la figura 9, la secuencia IBk = 011010 de entrada de ejemplo está codificada.
La distribución Psalida empírica de la producción viene dada por Psalida (0) — 10/12 = 0,833, Psalida (1) — 2/12 = 0,167, cerca de la distribución P objetivo-deseada.
En particular, uno tiene
H(Psalida) = 0,65 (7) es decir, la entropía H empírica excede la tasa en 0,15 bits. Este exceso se llama pérdida de tasa. Se puede hacer arbitrariamente pequeño utilizando procesos DM de ajuste de distribución y funciones de ajuste de distribución con más palabras de código.
Un esquema de construcción general para las funciones de ajuste de distribución se describe en la publicación "Matching diadic Distributions tochannels" de Bocherer y Mathar publicado en Proc. Data Compression Conf., marzo de 2011, páginas 23 a 32.
Descripción adicional de las figuras.
La Figura 4 representa el modelo de caja negra del proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión. Un flujo IB de entrada que es representativo de la señal U que se va a convertir se procesa en un flujo OB de salida utilizando un banco o familia (f)/e{<0>,<1>,...,n-<1>} de funciones fi de ajuste de distribución y un estado w(t) de un búfer B interno.
La Figura 5 representa una posible implementación para el proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión. La funciónfide ajuste de distribución es elegida y activada por el estado w(t) del búfer B que en este caso es un búfer Bentrada de entrada, es decir, un búfer en el lado de entrada del proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión. El flujo IB de entrada se pasa a la función de ajuste de distribución activa que lee el flujo IB de entrada o la secuencia IBk de entrada de este. Tan pronto como se identifica una palabra del diccionario, es decir, un elemento del alfabeto lAi de entrada subyacente a la función de ajuste de distribución seleccionada, del código de la función de ajuste de distribución activa, la función de ajuste de distribución seleccionada y activada emite la palabra de código correspondiente.
Como las palabras de código y/o palabras del diccionario tienen diferentes longitudes, el flujo entre la función de ajuste de distribución activa seleccionada y el búfer B, Bentrada tiene una tasa R variable, de la cual se encarga el búfer B, Bentrada. La salida del búfer B, Bentrada, es el flujo OB de salida y tiene una longitud k'.
La Figura 6 representa otra posible implementación de un proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión según la presente invención. El flujo IB de símbolos de entrada llena un búfer B que en este caso es un búfer Bsalida de salida, es decir, un búfer en el lado de salida del proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión. La función de ajuste de distribución activa se elige en función del estado w(t) del búfer B, Bentrada.
La función de ajuste de distribución activa solicita tantos símbolos o bits como sean necesarios desde el búfer B para identificar una palabra del diccionario basándose en el alfabeto lA, lAi. de entrada. Como las palabras del diccionario pueden diferir en longitud, hay un flujo de tasa variable desde el búfer B, Bsalida hasta la función de ajuste de distribución seleccionada activa. En este caso, un código de ajuste de distribución de longitud variable a fija garantiza una longitud k' constante en la salida del flujo OB de símbolos de salida.
Integración con conformación de amplitud probabilística (PAS)
La configuración o arquitectura propuesta no se limita a la configuración simple descrita anteriormente y puede integrarse bien con PAS o cualquier otra forma de codificación de corrección de errores prevista:
El alfabeto OA, OAi de salida puede ser las amplitudes de una constelación de modulación por desplazamiento de amplitud (ASK) o de una constelación (QAM) de modulación de amplitud en cuadratura.
La distribución P objetivo se puede elegir una distribución de amplitud según lo requiera el transceptor PAS.
De manera más general, el alfabeto OA, OAi de salida no está restringido a un conjunto binario. Las reglas de construcción para funciones de ajuste de distribución de longitud variable para alfabetos Oa , OAi de salida no binarios están disponibles como se describe en la publicación ya mencionada anteriormente.
Aspectos del lado del transmisor
El proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión puede funcionar en rondas o instantes t con t = 1,2, 3, 4, ... El proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión puede tener un alfabeto IA de entrada y un alfabeto OA de salida, que no son necesariamente binarios.
Para cada hora, instante o ronda t, el proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión garantiza la selección y aplicación de una función adecuada f(t) de ajuste de distribución en las cadenas de entrada recibidas como secuencias IBk de símbolos de entrada parciales de longitud k para generar y emitir cadenas como secuencias OBk' de símbolos de salida parciales de longitud k'.
Los alfabetos IA, lAi, OA, OAi pueden ser diferentes o no y pueden ser binarios o no.
Para cada tiempo, instante o ronda t, la función f(t) de ajuste de distribución puede elegirse según alguna regla de selección subyacente.
El proceso de ajuste de distribución de transmisión o el OB de salida SDM tiene una distribución Psalida de salida que es aproximadamente la distribución P objetivo-deseada .
La cadena de entrada, es decir, la secuencia IBk de símbolos de entrada parcial, la cadena de salida, es decir, la secuencia OBk' de símbolos de salida parcial o ambos pueden ser de longitud variable, es decir, la respectiva función f(t) de ajuste de distribución puede ser del tipo de longitud fija a fija, de longitud variable a fija, de longitud fija a variable o de longitud variable a variable.
Después de la t-ésima vez, instante o ronda t, el proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión ha procesado un número de nentrada(t) símbolos IBj de entrada y un número de nsalida(t) símbolos OBj de salida.
El proceso SDM de ajuste de distribución de flujo opera a una tasa R objetivo-deseada que describe la relación entre el número de símbolos IBj de entrada y el número de símbolos OBj de salida.
Si se utiliza un búfer B, Bentrada, Bsalida, un estado de búfer correspondiente puede cumplir la relación
w(t) — R'nsalida(t) — nentrada(t).
El proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión puede entonces tener un intervalo de búfer permitido según Wmin < w (t) < Wmax con márgenes dados Wmin y Wmax.
El tamaño Wmax máximo del búfer se puede elegir grande, p.ej. como Wmax = 100 o superior. También se puede elegir un tamaño Wmin mínimo de búfer pequeño, p.ej. como Wmin = -100 o menos.
La tasa R de salida y la distribución Psalida de salida pueden relacionarse como H(Psalida) = R.
La función f(t) de ajuste de distribución en el tiempo, instante o ronda t puede elegirse una función del pasado de un estado w(t-1).
El proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión se puede combinar con PAS de conformación de amplitud probabilística.
El proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión puede combinarse con una arquitectura de transmisión FEC de corrección de errores hacia delante.
Una pluralidad de procesos SDM de ajuste de distribución de transmisión se pueden configurar en paralelo y se pueden coordinar a través de un búfer B compartida.
En el lado del receptor, el proceso DM’1 de ajuste de distribución inversa y las funciones de ajuste de distribución de transmisión inversa subyacentes tienen una estructura inversa e invertible en comparación con el proceso DM de ajuste de distribución subyacente y sus funciones de ajuste de distribución.
Según la presente invención, se proporciona un enfoque novedoso para un proceso DM de ajuste de distribución que se denomina ajuste de distribución en transmisión y se denota por SDM. El nuevo enfoque es apropiado y adecuado para arquitecturas de transmisión de alto rendimiento. Según la presente invención, el proceso SDM de ajuste de distribución de transmisión propuesto es apropiado para convertirse en un componente de ajuste de distribución de futuros transceptores de alto rendimiento, p.ej. para realizar la conformación probabilística.
Además de la descripción anterior de la presente invención, para una divulgación adicional se hace referencia explícita a la representación gráfica de las figuras 1 a 9.
Lista de señales de referencia.
B búfer
Bentrada búfer (entrada)
Bsalida búfer (salida)
C sección/proceso/unidad/sistema de conversión de señal
DEMOD demodulador (QAM)
DM proceso/unidad de ajuste de distribución
DM-1 proceso/unidad de ajuste de distribución inversa/invertida
FEC DEC decodificador de corrección de errores hacia delante
FEC ENC codificador de corrección de errores hacia delante
fifunción de ajuste de distribución
función de ajuste de distribución inversa
(f')/e{0,1,...,n-1} familia de funciones de ajuste de distribución
familia de funciones de ajuste de distribución inversa
H(Q) Entropía de una distribución Q
IA alfabeto de entrada (en el lado del transmisor)
IA' alfabeto de entrada (en el lado del receptor)
IB símbolo de entrada/flujo de bits (en el lado del transmisor)
IB' símbolo de entrada/flujo de bits (en el lado del receptor)
BI'# forma (pre)procesada de símbolo de entrada/flujo de bits (en el lado del receptor) IBj símbolo de entrada/bit, j = 1,2, .... (en el lado del transmisor)
IBj' símbolo de entrada/bit, j = 1,2, .... (en el lado del receptor)
BIk símbolo de entrada parcial/secuencia de bits de longitud k (en el lado del transmisor) BI'k' símbolo de entrada parcial/secuencia de bits de longitud k' (en el lado del receptor) BI'#k' forma (pre)procesada de símbolo de entrada parcial/secuencia de bits de longitud k' (en el lado del receptor)
K longitud de entrada/salida
k' longitud de entrada/salida
MOD (QAM) Modulador
nentrada(t) número acumulado de símbolos IBj de entrada procesados en el tiempo/instante t nsalida(t) número acumulado de símbolos OBj de salida procesados en el momento/instante t OA alfabeto de salida (en el lado del transmisor)
OA' alfabeto de salida (en el lado del receptor)
OB símbolo de salida /flujo de bits (en el lado del transmisor)
OB' símbolo de salida/flujo de bits (en el lado del receptor)
OB# forma procesada de símbolo de salida/flujo de bits (en el lado del transmisor)
OBj símbolo/bit de salida, j = 1, 2, .... (en el lado del transmisor)
OBj' símbolo/bit de salida, j = 1, 2, .... (en el lado del receptor)
OBj# forma procesada de símbolo/bit de salida (en el lado del transmisor)
OBk' símbolo de salida parcial/secuencia de bits de longitud k' (en el lado del transmisor OB'k símbolo de salida parcial/secuencia de bits de longitud k (en el lado del receptor) OT método/sistema de transmisión óptica
P distribución de salida (deseado)
Pentrada distribución de entrada
Psalida distribución de salida (lograda)
r(t) señal enviada, después del canal T4 y antes del demodulador T5 R tasa de transmisión deseada
R(t) tasa de transmisión actual/instantánea, R = k/k'
R1 tasa
R2 tasa
RC sección/proceso/unidad/sistema de reconversión de señal
s(t) señal que se va a enviar, después del modulador T3 y antes del canal T4 SDM comparador de distribución de transmisión
T hora, instante, valor del instante
T método/sistema de transmisión/recepción
T1 unidad fuente de información
T2 unidad de codificación
T3 unidad moduladora
T4 unidad de canal de transmisión/recepción (forma de onda)
T5 unidad demoduladora
T6 unidad decodificadora
T7 unidad de sumidero de información
U señal de la fuente T1, antes del codificador T2
V señal al sumidero T7, después del decodificador T6
X señal, después del codificador T2 y antes del modulador T3
X# forma procesada de señal
Y señal, después del demodulador T5 y antes del decodificador T6 E cadena vacía/secuencia de símbolos
0 estado del búfer

Claims (17)

  1. REIVINDICACIONES 1. Método (C) para convertir una señal (U) de datos, que comprende procesos de proporcionar un flujo (IB) de símbolos de entrada de símbolos (IBj) de entrada, el flujo (IB) de símbolos de entrada que es representativo de la señal (U) de datos subyacente que se va a convertir y aplicar a secuencias (IBk) de símbolos de entrada parciales consecutivas de un número de k símbolos (IBj) de entrada consecutivos que cubren dicho flujo (IB) de símbolos de entrada, k que es un número natural, un proceso (DM) de ajuste de distribución para generar y generar un flujo (OB) de símbolos de salida final de símbolos (OBj) de salida consecutivos o una preforma de los mismos, en donde: el proceso (DM) de ajuste de distribución se basa y/o comprende una familia ((/?)/e{<0>,<1>,...,n-<1>}) de un número (n) de funciones(fi)de ajuste de distribución, la acción del proceso (DM) de ajuste de distribución se consigue actuando con una de dichas funciones(fi)de ajuste de la distribución seleccionado de dicha familia ((f)ie{<0>,<1>,...,n-<1>}) en dichas secuencias (IBk) de símbolos de entrada parciales de símbolos de entrada parciales, seleccionar una función(fi) de ajuste de distribución de dicha familia ((f)ie{<0>,<1>,...,n-<1>}) se basa y/o está controlado por un conjunto de reglas que comprende al menos una regla de selección, el proceso (DM) de ajuste de distribución, las funciones (fi) de ajuste de distribución y/o las reglas de selección están configuradas de tal manera que una tasa R de transmisión deseada, un número nentrada(t) acumulado actual de símbolos (IBj) de entrada procesados y el número nsalida(t) acumulado actual de símbolos (OBj) de salida procesados en un momento o instante t dado cumplen la siguiente relación Wmin < Rnsalida(t) - nentrada(t) < Wmax y Wmin y Wmax son valores de umbral predefinidos y fijos que describen un estado mínimo y máximo de llenado del búfer, respectivamente.
  2. 2. Método (C) según la reivindicación 1, en donde al menos uno de los procesos de (i) proporcionar el flujo (IB) de símbolos de entrada, (ii) aplicar dicho proceso (DM) de ajuste de distribución, (iii) seleccionar una función (fi) de ajuste de distribución de dicha familia ((f/jie{<0>,<1>,...,n-<1>}) y (iv) actuar sobre dichas secuencias (IBk) de símbolos de entrada parciales con una función (fi) de ajuste de distribución se realiza de forma continua y/o en transmisión.
  3. 3. Método (C) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde una regla de selección respectiva y/o el conjunto de reglas de selección se basan o se basan en al menos uno de (a) dicho flujo (IB) de símbolos de entrada, dichas secuencias (IBk) parciales del mismo y/o para uno o diversos símbolos (IBj) de entrada ya recibidos o leídos como entrada, (b) dicho flujo (OB) de símbolos de salida, secuencias (OBk) parciales del mismo y/o para uno o diversos símbolos (OBj) de salida ya transferidos o escritos como salida, (c) un estado presente y/o al menos un estado (u>) pasado de un búfer (B, Bentrada) de entrada subyacente, (d) un estado presente y/o al menos un estado (w) pasado de un búfer (B, Bsalida) de salida, (e) una distribución (Pntrada) dada de los símbolos (IBj) de entrada, (f) una distribución (P, Psalida) de los símbolos (OBj) de salida logrados o por lograr, y (g) una tasa (R) como relación entre el número de símbolos (IBj) de entrada recibidos y el número (OBj) de símbolos de salida transferidos logrados o por lograr, en donde una tasa (R) particular es igual o proporcional a la entropía empírica (H) particular de la distribución (P, Psalida) de los símbolos (OBj) de salida.
  4. 4. Método (C) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho proceso (DM) de ajuste de distribución tiene o se basa en un alfabeto (IA) de entrada y un alfabeto (OA) de salida y/o cada una de dichas funciones (fi) de ajuste de distribución de dicha familia ((f/)/e{<0>,<1>,...,n-<1>}) tiene o se basa en un alfabeto (IAi) de entrada y un alfabeto (OAi) de salida, que son distintos para cada una de dichas funciones (fi) de ajuste de distribución.
  5. 5. Método (C) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el proceso (DM) de ajuste de distribución, las funciones(fi)de ajuste de distribución y/o las reglas de selección están configuradas de manera que el flujo (OB) de símbolos de salida se aproxima al menos a una distribución (P) subyacente deseada y/o cumple al menos aproximadamente una tasa (R) deseada en comparación con el flujo (IB) de símbolos de entrada, el flujo (IB) de símbolos de entrada se procesa en forma de secuencias (IBk) parciales que tienen un número k de símbolos (IBj) de entrada consecutivos que cubren dicho flujo (IB) de símbolos de entrada, k que es un número natural, y/o el flujo (OB) de símbolos de salida se emite en forma de secuencias parciales (OBk) que tiene un número k' de símbolos (OBj) de salida consecutivos que cubren dicho flujo (OB) de símbolos de salida, k' que es un número natural.
  6. 6. Método (C) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde se sigue el proceso (DM) de ajuste de distribución mediante un proceso (FEC ENC) de codificación de corrección de errores hacia delante dentro de un proceso (PAS) de conformación de amplitud probabilística, y mediante un proceso (MOD) de modulación, en particular un proceso QAM de modulación, en este orden y/o para generar y emitir una forma (OB#) procesada del flujo (OB) de símbolos de salida que tiene símbolos (OBj#) de salida procesados y/o en forma de secuencias (OBk#) de símbolos de salida procesadas de longitud k'.
  7. 7. Método (RC) para reconvertir una señal (Y) de datos, que comprende procesos de proporcionar un flujo (IB') de símbolos de entrada de símbolos (IBj') de entrada, el flujo (IB') de símbolos de entrada que es - directa o indirectamente - representativo de una señal (Y) de datos subyacente que se va a reconvertir o un derivado de esta, y aplicar a dicho flujo (IB') de símbolos de entrada o a un derivado de este un proceso (DM-1) de ajuste de distribución inversa para generar y emitir un flujo (OB') de símbolos de salida final, donde: el proceso (DM-1) de ajuste de distribución inversa tiene su base y/o está compuesta por una familia ( lfi' L , . , .. ) .....................................................f ~ l de un número (n) de funciones ( ‘ )de ajuste de distribución inversa, la acción del proceso (DM-1) de ajuste de distribución inversa se consigue actuando sobre dichas secuencias(IBk) de símbolos de entrada parciales con una de dichas funciones (r11) de ajuste de distribución inversa seleccionado de dicha familia<( Í /T L{o.i,..,-i})>
    inherentemente, se basa y/o está controlado por un conjunto subyacente de reglas que comprende al menos una regla de selección para una familia<M e>subyacente de funciones (fi) de ajuste de distribución para un proceso (DM) de ajuste de distribución en un lado del transmisor, el proceso (DM) de ajuste de distribución, las funciones (fi) de ajuste de distribución y/o las reglas de selección están configuradas de tal manera que una tasa R de transmisión deseada, un número nentrada(t) acumulado actual de símbolos (IBj) de entrada procesados y el número nsalida(t) acumulado actual de símbolos (OBj) de salida procesados en un momento o instante t dado cumplen la siguiente relación Wmin < Rnsalida(t) - nentrada(t) < Wmax y Wmin y Wmax son valores de umbral predefinidos y fijos que describen un estado mínimo y máximo de llenado del búfer, respectivamente.
  8. 8. Método (RC) según la reivindicación 7, en donde al menos uno de los procesos de (i') proporcionar el flujo (IB') de símbolos de entrada, (ii') aplicar dicho proceso (DM-1) de ajuste de distribución inversa, C 1 (¡¡¡') seleccionar inherentemente una función (■" )de ajuste de distribución inversa de dicha familia (
    (iv'j actuar sobre dichas secuencias (IBk) de símbolos de entrada parciales con una función (•1) de ajuste de distribución inversa se realiza de forma continua y/o en transmisión.
  9. 9. Método (RC) según cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, en donde dicho proceso (DM-1) de ajuste de distribución inversa tiene o se basa en un alfabeto (IA') de entrada y un alfabeto (OA') de salida, que son idénticos a un alfabeto (OA) de salida y un alfabeto (IA) de entrada, respectivamente, de un proceso (DM) de ajuste de distribución subyacente en un lado del transmisor, y/o - i cada una de dichas funciones ( de ajuste de distribución inversa de dicha familia ( d kícru./r-i},tiene ose basa en un alfabeto (lAi1) de entrada y un alfabeto (OAi’j de salida, que son distintos para cada una de dichas funciones (■ 1 ) de ajuste de distribución inversa subyacentes al proceso (DM-1) de ajuste de distribución inversa y/o que son distintos de los respectivos alfabetos (OAi, OA) de salida y alfabetos (lAi, IA) de entrada de las funciones(Fi)de ajuste de distribución subyacentes para un proceso (DM) de ajuste de distribución en el lado del transmisor.
  10. 10. Método (RC) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde el proceso (DM1) de ajuste de distribución r 1 inversa, las funciones ( ’ ) de ajuste de distribución inversa y/o las reglas de selección subyacentes inherentemente seguidas están configuradas de manera que el flujo (OB') de símbolos de salida al menos se aproxima a una distribución uniforme y/o cumple al menos aproximadamente una tasa (R') deseada en comparación con el flujo (IB') de símbolos de entrada, el flujo (IB') de símbolos de entrada se procesa en forma de secuencias (IB'k) parciales que tienen un número k' de símbolos (IBj') de entrada consecutivos que cubren dicho flujo (IB') de símbolos de entrada, k' que es un número natural, y/o el flujo (OB') de símbolos de salida se emite en forma de secuencias (OB'k) parciales que tiene un número k de símbolos (OBj') de salida consecutivos que cubren dicho flujo (OB') de símbolos de salida, k que es un número.
  11. 11. Método (RC) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 10, en donde el proceso (DM-1) de ajuste de distribución inversa sigue un proceso (DEMOD) de demodulación y/o una demodulación QAM, y un proceso (FEC DEC) de decodificación de corrección de errores hacia delante y/o dentro de un proceso (PAS-1) de conformación de amplitud probabilística inversa en este orden.
  12. 12. Método (C, RC) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el proceso (DM) de ajuste de distribución y/o el proceso (DM) de ajuste de distribución inversa están formados por una pluralidad de procesos de ajuste de distribución parcial y de ajuste de distribución inversa parcial, respectivamente, que están configurados respectivamente para actuar en paralelo y/o en base a una unidad búfer de entrada y/o salida compartida.
  13. 13. Método (C, RC) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el proceso de proporcionar el flujo (IB, IB') de símbolos de entrada comprende al menos uno de recuperar el flujo (IB, IB') de símbolos de entrada de un medio de almacenamiento o de un proceso de generación de símbolos, y recibir, demodular y/o decodificar una señal que sea representativa o transmita el flujo (IB, IB') de símbolos de entrada.
  14. 14. Método (C, RC) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho flujo (IB, IB') de símbolos de entrada y/o el flujo (OB, OB') de símbolos de salida están al menos parcialmente formados y/o representados por bits binarios.
  15. 15. Método (T) para transmisión de datos y/o recepción de datos, en donde una sección de transmisión de datos comprende un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y las reivindicaciones 12 a 14 remitidas a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y/o en donde una sección de recepción de datos comprende un método según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11 y las reivindicaciones 12 a 14 remitidas a una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11.
  16. 16. Método (T) según la reivindicación 15, en donde el proceso (DM) de ajuste de distribución y el proceso (DM-1) de ajuste de distribución inversa son inversas entre sí.
  17. 17. Sistema (T) de transmisión y/o recepción de datos, que comprende una unidad de procesamiento configurada para realizar un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.
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