MXPA00004076A - Sistema de comunicaciones. - Google Patents

Sistema de comunicaciones.

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MXPA00004076A
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Oshima Mitsuaki
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Matsushita Electric Ind Co Ltd
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Abstract

En el lado transmisor, las ondas portadoras se modulan de acuerdo con una senal de entrada para producir los puntos de la senal aplicables en un diagrama de espacio de la senal. La senal de entrada se divide en dos flujos de datos, el primero y el segundo. Los puntos de la senal se dividen en grupos de puntos de senal al cual se asignan los datos del primer flujo de datos. Ademas, los datos del segundo flujo de datos se asignan a los puntos de la senal de cada grupo de puntos de senal. Se desarrolla una diferencia en la proporcion de errores de transmision entre el primer y segundo flujo de datos, mediante el desplazamiento de los puntos de de la senal a otras posiciones en el diagrama de espacio expresado por lo menos en el sistema de coordenadas polares. En el lao receptor el primer y/o segundo flujo de datos puede reconstruirse de la senal recibida. En el servicio de transmision de television, una senal de television se divide por el transmisor en componentes de baja y alta frecuencia que se designan, respectivamente como primer y segundo flujo de datos. Al recibir la senal de television, el receptor puede reproducir solamente el componente de banda de frecuencia baja o los componentes de banda de frecuencia baja y alta, dependiendo de su capacidad. Ademas un sistema de comunicaciones basado en un sistema de OFDM se utiliza para la transmision de una pluralidad de subcanales, donde los subcanales se distinguen al cambiar la longitud del segmento de tiempo de guarda o el intervalo de una onda portadora de un segmento de tiempo de transmision de simbolos, o cambiando la energia electrica de transmision al portador.

Description

fiWTECEDOTFS BE LA HICIOIH 1. Campo de la invención: La presente invención se refiore a un sistema de comunicaciones para la transmisión y recepción de una señal digital por medio de ia modulación de su onda portadora y la desmodulación de la señal modulada. 2. Descripción del arte previo: Los sistemas de comunicaciones de señales digitales han sido empleadas en diversos campos: Particularmente, las técnicas para la transmisión de señales digitales de video han mejorado grandemente.
Entre estos se encuentra un método pata la transmisión de señales digitales de televisión. Hasta ahora, tales sistemas de transmisión de señales digitales de televisión se usan particularmente para la transmisión entre estaciones televisoras. Pronto serán utilizados para servicio de difusión terrestre y/o por satélite en todos tos países dei mundo.
Los sistemas de difusión de televisión incluyen el de HDTV (Televisión de alta definición), el de música PCM (Música modulada por impulsos codificados), Facsímiles (faxes) y otros servicios de información están siendo solicitados para aumentar la información deseada en la cantidad y calidad necesarias para satisfacer a millones de espectadores sofisticados. En particular, los datos tienen que aumentarse en una anchura de la banda de frecuencia asignada ai servicio de difusión de televisión. Los datos a ser transmitidos son siempre abundantes y provistos y manejados con las técnicas más avanzadas del momento! Sc.ía idsal modificar o cambiar el sistema actual pare la transmisión de señales de manara que corresponda a) aumento en la cantidad de datos que ocurre con el tiempo.
Sin embargo, el seivitio de difusión de televisión es un negocio publico y no puede avanzar sin tener en cuenta los intereses y beneficios de los espectadores. Es esencial que todo servicio nuevo pueda ser apreciado con (os receptores y pantallas de televisión actuales. Más particularmente, se desea grandemente la compatibilidad de un sistema que pueda proveer, simultáneamente, los servicios antiguos. y (os nuovos, o un nuevo servicio que pueda ser interceptado por los receptores actuales y los avanzados.
Se entienda que para que un sistema de televisión con difusión digital pueda ser introducido, tiene que ser adaptado para la extensión de datos de manera que pueda responder a las demandas futuras y a las ventajas tecnológicas, a la vez que permite acciones compatibles para que los receptores actuales puedan recibir transmisiones.
Se explicará la capacidad de expansión y funcionamiento compatible de los sistemas digitales de televisión de arte previa. :' Se conoce un sistema digital de televisión por satélite en ai cual las servales de televisión MTSC (National Televisan Standsrxts Committee o Comité nacional de normas de televisión) comprimidas a aproximadamente 6 Mbps se transmiten por multlplax por una modulación de división de tiempo de 4 PSK y se transmiten en 4 a 20 canales mientras que las señales de HDTV se transportan en un solo canal. Se proporciona otro sistema digital da HDTV en el cual los datos de video de HDTV comprimidos hasta 15 Mbps se transmiten en una señal de 16 ó 32 QA por medio de estacionas terrestres.
Este sistema conocido de satélite permite que las señales de HDTV sean transportadas en un canal en forma convencional, ocupando una banda de frecuencias equivalente a (os mismos canales de las señales NTSC. Esto hace que los canatos correspondientes de NTSC no estén disponibles durante la transmisión de la señal de HDTV. Ademán, no so loma en cuenta la compatibilidad entre los receptores o pantallas de NTSC y HDTV y completamente se pasa por alto la capacidad de ex ansión de datos quo so necesita para adaptarse a una modalidad avanzada futura.
Este sistema terrestre común dB HDTV ofrece un servicio de HDTV en las señales convencionales de 16 ó 32 QA sin ninguna modificación. En cualquier servicio análogo de difusión de televisión, se crean bastantes regiones sombra de atenuación de señales dentro de la zona de servicio debido a los obstáculos estructurales, inconveniencias geográficas o interferencia de la señal causada por una estación vecina. Cuando la señal de televisión está en forma análoga, puede interceptarse más o menos en estas regiones de atenuación de señales aunque la imagen reproducida es de baja calidad. Si la señal de televisión está en forma digital, raramente puede ser reproducida a un nivel aceptable dentro da las regiones. Esta desventaja es significativamente hostil al desarrollo de todo sistema digital de televisión.
COMPENDIO BElA ITiVETOOM La presente invención tiene como objeto el resolver las desventajas anteriormente mencionadas mediante un sistema de comunicaciones dispuesto de manera que permita al uso compatible de lo3 servicios de difusión de NTSC actuales a la voz que introduce los servicios HDTV, particularmente por satélite, y también para mantener al mínimo las regiones sombra o de atenuación de señales en la zona de servicio terrestre.
Un sistema de comunicaciones según ta invención presente varía, a propósito, los puntos de la señal, los cuales están colocados a intervalos uniformes, para llevar a cabo la recepción y transmisión de señales. Por ejemplo, si se aplica a una señal QAM, el sistema de comunicaciones comprende dos secciones principales: un transmisor que tiane un circuito de entrada de la señal, un circuito modulador para producir números m de puntos de la señal en un campo vectorial de señales, por medio de la modulación de una pluralidad de ondas transportadoras desfasadas que utilizan una señal de entrada suministrada por el circuito de entrada, y un circuito transmisor para transmitir ta señal modulada resultante: y un receptor con un circuito de entrada para recibir la señal modulada, un circuito dssmodulí-dor para desrnodular ios puntos de la señal de 1 biiio de una onda transportadora QA , y un circuito de salid a.
En funcionamiento, la señal de entrada que contiene un primer flujo de datos de valores n y un segundo flujo do datos que se alimenta al circuito modulador del transmisor donde se produce una onda portadora QAM modificada de ra bitios, representando puntos de señal m en un campo vectorial. Los puntos de señal m se dividan en los grupos de punto de la señal n a los cuales los valores' n del primer flujo de datos se asignan respectivamente. También los datos dol segundo flujo dé-datos se asignan a los puntos de señal m/n o subgrupos de cada grupo de puntos de señal. Luego, la señal de transmisión resultante se transmite desde el circuito transmisor. En forma semejante se puede propagar un tercer flujo de datos.
En el circuito desmodulador ds p bitios, p>m, del receptor, el primer flujo de datos de la señal de transmisión se desmoduía primero medíante la división de bs puntos de señal p en un diagrama de espacio de la señal en grupos de punto de señal m. Luego, el segundo flujo de datos se desmodula mediante la asignación de valores p y n a tos puntos de señal p y n de cada grupo de puntos de señal correspondiente para reconstruir el primero y segundo flujo do datos. Si el receptor está en P = n, tos grupos de punto de señal n son recogidos y se les asignan los valores n para desmodulación y reconstrucción del primer flujo de datos. Al recibir la misma señal de transmisión desde el transmisor, un receptor equipado con una antena grande y capaz de modular grandes cantidades de datos puede producir el primer y segundo flujo de datos. Un receptor equipado con una antena pequeña y capaz de modular pequeñas cantidades de datos puedo reproducir solamente el primer flujo do datos. Por consiguiente, se garantiza la compatibilidad del sistema de transmisión de señales. Cuando el primer flujo de datos es una señal de televisión NTSC o un componente de banda de baja frecuencia de una señal HOTV y el segundo flujo de datos en un componente de banda de alta frecuencia de la señal de HOTV. el receptor de modulación de pequeñas cantidades de datos puede reconstrui la señal de televisión NTSC y el receptor de modulación de gran cantidau de datos puede reconstruir la señal de HOTV. Como se entiendo, un sor icio ds difusión digital simultáneo de NTSC y HD TV será posible utilizando la compattoiSidad del sistema y ta transmisión de señales de la invención présenle.
Más específicamente, el sistema de comunicación de la invención presente comprende; un transmisor que tiene un circuito de entrada de señales, un circuito modulador para producir tos puntos de señal m, en un campo vectorial de señales por medio de la modulación de una pluralidad de ondas portadoras desfasadas, utilizando una señal de cnlrada suministrada por la entrada- y un circuito transmisor para transmitir la señal modulada resultante, en el cual el procedimiento principal incluye el recibir una señal de entrada que contenga un primer flujo de datos de valores n y un segundo flujo de datos, dividiendo los puntos de señal m de la señal en grupos de puntos de señales n, asignando los valores n del primer flujo de datos a los grupos de puntos de señal n, respectivamente, asignando datos del segundo Rujo de datos a los puntos de señal de cada grupo de puntos da señal, respectivamente, y transmitiendo la señal modulada resultante; y un receptor que tiene un circuito do entrada para recibir la señal modulada, un circuito dssrnoduledor para desmodular los puntos de la señal p de una onda portadora QA , y un circuito de salida en el cual el procedimiento principal incluye la división de los puntos de señal p en grupos de puntos de señal n, desmodulando el primer flujo de datos del cual los valores n se asignan a los grupos de punto de señal n, respectivamente, y desmodulando el segundo flujo de datos del cual tos valores p y n se asignan a los puntos de señal p y n da cada grupo de puntos de señal, respectivamente. Por ejemplo, un transmisor 1 produce una señal QAM modificada de m bhios de la cual los flujos de datos primero, segundo y tercero — cada uno transportando valores n — se asignan a los grupos de punto de soñal aplicables con un modulador 4. La señal puede ser interceptada y reproducida, el primer flujo de datos solamente por un primer receptor de 23, tanto el primero como el segundo flujo de datos por un segundo receptor 33, y todos los flujos, el primero, segundo y tercero, por un tercer receptor 43.
Más particularmente, un receptor con la capacidad de desmodulación de datos de n b'ttios puede reproducir los bíttos n de una onda transportadora modulada de bition múltiples, transportando datos de m tritios donde m>n. permitiendo que el sistema de comunicación tenga compatibilidad y capacidad para extensiones futuras. También será posible una transmisión de señales de niveles múltiples, mediante el cambio de los puntos de señal de QA de manera que el punto de la señal más cercana at punto de origen de las coordenadas del eje I y O estén a un espacio nf del origen donde f es la distancia desde el punto más cercano de cada eje y n es más de 1.
Por consiguiente, será posible un servicio de difusión digital por satélite compat-ble para los sistemas NTSC y HDTV cuando el primer flujo de datos lleve una señal NTSC y el segundo flujo de datos transporte una señal diferencial entre NTSC y HDTV. De modo que la capacidad de corresponder a un aumento a ta cantidad de data a ser transmitida puede ser garantizada. También, en tierra, la zona de servicio será aumentada a la vez que tas 2onas de atenuación de la señal se disminuyen.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista esquemática de toda la disposición del sistema de transmisión de señales, donde se muestra la primera realización de la presente invención; La figura 2 es un diagrama en bloque de un transmisor de ta primera realización.
La figura 3 es un diagrama vectorial que muestra una señal de transmisión de la primera realización; La figura 4 es un diagrama vectorial que muestra una señal de transmisión de la primera realización; La figura 5 es una vista que muestra la asignación de los códigos binarios a los puntos de señal según la primera realización; de señal según la primera realización; La figura 7 es una vista que muestra la asignación de. los códigos binarios a los puntos de señales en cada grupo de puntos do señal según la primera realización: La figura 8 es una vista que muestra otra asignación de los códigos binarios a los grupos de puntos de señal y sus puntos de señal según la primera realización; La figura 9 en una vista que muestra los valores umbral de los grupos de puntos de señal según la primara realización; La figura 10 es un diagrama vectorial de la señal modificada de 16 QAM de la primera realización; La figura 11 es un diagrama gráfico que mue&lra la relación entre el radio de la antena ¾ y la proporción de energía de transmisión n según la primera realización; La figura 12 es una vista que muestra los puntos de señal de una señal modificada de 64 QAM de la primera realización; La figura 13 es un diagrama gráfico que muestra la relación entre el radio de la antena ¾ y la proporción de energía de transmisión n según la primera realización: La figura 14 es un diagrama vectorial que muestra los grupos de puntos de señal y sus puntos de señal de (a señal modificada de 64 QAM de ta primera realización; La figura 15 es una vista explicativa que muestra la explicación entre Ai y A¿ de la señal modificada de 64 QAM de la primera reafizacion; La figura 16 es una gráfica que muestra la relación entre et radío de la antena ¾, ¾ y la proporción de energía de transmisión nte, n&t, respectivamente, según la primera reaSzación: La figura 17 es un diagrama en bloque de un transmisor digital de ta primera realización; La figura 0 es un diagrama de espacio de la señal para una sdfial modulada de 4 PSK de la primera realización; La figura 19 es un diagrama en bloque del primer receptor de la primera realización; La figura 20 es, un diagrama de espacio de la señal para una señal modulada de 4 PSK de la primera realización; La figura 21 es un diagrame en bloque de un segundo receptar de ta primera realización; La figura 22 es un diagrama vectorial de una señal modificada de 16 QAM de la primera realización; La figura 23 es un diagrama vectorial de una señal modificada de 64 QAM de la primera realización; La figura 24 es un ffujograma que muestra la acción de ta primera realización: Las figuras 25 (a) y 25 (b) son los diagramas vectoriales que muestran una señal de 8 y 16 QAM, respectivamente, de la primera realización; La figura 26 es un diagrama en bloque del tercer receptor de la primera realización; La figura 27 es una vista que muestra los puntos de señal do la señal modificada de 64 QAM de la primera realización; La figura 28 es un flujograma que muestra otra acción da la primera realización; La figura 29 es una vista esquemática de toda la disposición del sistema de transmisión de señales, mostrando una tercera realización de la présenle invención; La figura 30 es un diagrama en bloque de un primer codificador de video de la tercera realización; La figura 31 es un diagrama en bloque de un primer codificador de video de ia tercera realización; La figura 32 es un diagrama en bloque de un segundo codificador de video de la tercera realización; La figura 33 es un diagrama en bloque de un tercer codificador de video de ;la tercera realización; La figura 34 es una vista explicativa que muestra el multiplex en el tiempo da la señales Di , D2 y 03, según la tercera realización: La figura 35 es una vista explicativa que muestra otro multiplex en el tiempo de las seríeles Di . ½ y °3. según Ja tercera realización; La figura 36 es una vista explicativa que muestra más multiplex en ei tiempo de las señales Oí . y O3, según la. tercera realización; La figura 37 es una vista esquemática de toda la disposición det sistema de transmisión de señales que muestra una cuarta realización de la presente invención; La f igura 38 es un diagrama vectorial e ta señal modificada de 18 QAM de la tercera realización: La figura 39 es un diagrama vectorial de la señal modificada de 16 QAM según la tercera realización; La figura 40 es un diagrama vectorial de una señal modificada de €4 QAM según la tercera realización; La figura 41 es un diagrama de asignación de los componentes de dalos en una base de tiempo según te tercera realización; La figuro 42 os un diagrama de asignación de los componentes de datos con una base de tiempo en acción TOMA (Acceso múltiple por distribución en el tiempo) según la tercera realización; La figura 43 es un diagrama en bloque de un circuito portador producto da le tercera realización; La figura 44 es un diagrama quo muestra el principio de la reproducción de lu amia portadora según la tercera reafización; La figura 45 es un diagrama en bloque de un circuito portador reproductor para modulación inversa de la tercera realización; La figura 46 es un diagrama que muestra una asignación de los puntos do señal de la señal da. 16 QA de la tercera realización; La figura 47 es un diagrama que muestra una asignación de los puntos de. señal de 64 QAM de la tercera realización; La figura 48 es un diagrama en bloque del circuito portador reproductor para la multiplicación por 6 de la tercera realización; La figura 49 es una vista explicativa que muestra la transmisión sucesiva de las señales Pvi. DHI . D 2> °H2. D 3 y. DH3 según la tercera realización; La figura 50 es una vista explicativa que muestra la transmisión sucesiva de señales O i . OHI . DV2. DH2I D 3 y DH3 en TCMA (Acceso múltiple por distribución en el tiempo), según la tercera realización; La figura 51 es una vista expficativa que muestra otra transmisión sucesiva de las soñaies DVl , DHI . Dva DH2/ D 3 y DH3 en TOMA, según la tercera realización; .
La figura 52 es un diagrama que muestra una región de interferencia de señales en un método de transmisión conocido, según la cuarta realización; La figura 53 es un diagrama que muestra las regiones do interferencia de señales en un método de transmisión de señales de múltiple nivel según la cuarta realización; La figura 54 es un diagrama que muestra las reglones de atenuaci n de seríales en un método de transmisión conocido, según la cuarta realización; La figura 55 e3 un diagrama que muestra los regiones de atenuación de señales en un método de transmisión da señales de múltiple nivel según ta cuarta realización; La figura 56 es un diagrama que muestra una región de interferencia de señales entre dos ' estaciones digitales de televisión según la cuarta realización; La figura 57 es un diagrama que muestra una asignación de puntos de señal de una señal modificada de 4 AS de ta quinta realización; La figura 58 es un diagrama que muestra otra asignación de puntos de serial de la señal modificada 4 ASK de la quinta realización: Las figuras 59 (a) y 59 (b) son diagramas que muestran las asignaciones de pur>to3 de señal de la señal modificada de 4 ASK de la quinta realización; La figura €0, es un diagrama que muestra otra asignación de los puntos de señal de la señal, modificada de 4 ASK de la quinta realización cuando el régimen de C/N es bajo; La figura 61 muestra un transmisor VSB (Banda latersl residual) de 4 y 8 niveles según la quinta realización de ta invención; La figura 62 (a) es un diagrama de espectro de onda de la señal ASK. por ejemplo, de una señal VS8 de múltiples valores antes de filtrar, en la quinta realización de fa invención; La figura 62 fb) es una gráfica de distribución de frecuencia de una señal VSB en la quinta realización de la invención; La figura 63 es un diagrama en bloque de un receptor VSB de 4,8 y 16 niveles en la quinta realización de la invención; 4 U G La figura 64 es un diagrama en bloque de un transmisor de señales de video de la quinta realización; La figura 65 es un diagrama en bloque de un receptor de televisión de la quinta realización; La figura 66 es un diagrama en bloque de otro receptor de televisión de la quinta realización; La figura 67 es un diagrama en bloque de un receptor de televisión de. satélite a tierra de (a quinta realización; La figura 68(a) es un mapa de constelación VSS de 8 niveles en la quinta y sexta realizaciones de la invención; La figura 68 (b) es un mapa de constelación VSB de 8 niveles en la quinta y sexta realizaciones de la invención; La figura 68 (c) es un diagrama do forma de onda del tiempo de la señal VSB de B nivetes en la quinta y sexta, realizaciones de la invención; La figura 69 es un diagrama en bloque de un codificador de vídeo de la quinta realización; La figura 70 es un diagrama de un codificador de video que contiene un circuito divisor de la quinta realización; La figura 71 es un diagrama en bloque da un codificador de video de la quinta realización; La figura 72 es un diagrama en bloque de un codificador de video que contiene un circuito mezclado de la quinta realización; La figura 73 es un diagrama que muestra la asignación do tiempo de los componentes de datos en una señal de transmisión según la quinta realización; La figura 74 (a) es un diagrama en bloque de un codificador de video de la quinta realización; La figura 7? ( ) es iin diagrama que muestra otra asignación de tiempo para los componentes de datos de una señal de transmisión según la quinta realización; La figura 75 es un diagrama que muestra la asignación de tiempo para los componentes de datos de una señal de transmisión según la quinta realización; La figura 78 es un diagrama que muestra ta asignación de tiempo para los componentes de dato de una sena! de transmisión según la quinta realización; La figura 77 es 'un diagrama que muestra una asignación de tiempo para k>s componentes de datos de una señal de transmisión según la quinta realización; La figura 78 es un diagrama en bloque de un codificador de video de la quinta realización; La figura 79 es un diagrama que muestra la asignación de tiempo para los componentes de datos de una señal de transmisión de tres niveles según la quinta realización; La figura 60 es un diagrama en bloque de otro codificador de video de la quinta realización; y La figura 81 es un diagrama que. muestra una asignación do tiempo para los componentes de datos para una señal de transmisión según la quinta realización; La figura 82 es un diagrama en bloque de un codificador de video para la señal Oj de la quinta realización; I La figura 83 es una gráfica que muestra la relación entre frecuencia y tiempo de una señal de frecuencia modulada según la quinta realización; La figura 84 es un diagrama en bloque de un aparato magnético de rnqistro y reproducción de la quinta reproducción; La figura 85 es una gráfice que muestra ta relación entre C (Portador a ruido) y el nivel según la segunda realización; La figura 86 es una gráfica que muestra la relación entre C/N y la distancia de transmisión según la segunda realización; La figura 87 es un diagrama en Woque da una transnisión de la segunda realización; La figura 88 es un diagrama en Woque de un receptor de la segunda realizanión; La figura 69 es una gráfica que muestra la relación entre C N y la proporción de error según la segunda realización; La figura 90 es un diagrama que muestra tas regiones de atenuación de señales en la transmisión de tres niveles de la quinta realización: La figura 91 es un diagrama que muestra las regiones de atenuación de señales en la transmisión de cuatro niveles de ta sexta realización; La figura 92 es un diagrama que muestra la transmisión de cuatro niveles de la sexta realización: La figura 93 es un diagrama en bloque de un divisor de la sexta realización; La figura 94 es un diagrama en bloque de un mezclador de la sexta realización; La figura 95 es un diagrama que muestra otra transmisión de cuatro niveles de la sexta realización; La figura 96 es una vista de la propagación de señales de un sistema conocido de difusión digital de televisión; La figura 97 es una vista de la propagación de señales de un sistema de difusión digital de televisión según la sexta realización; La figura 98 es un diagrama que muestra una transmisión de cuatro niveles de la sexta realización; La figura 99 es un diagrama vectorial de la señal de 16 SRQA do la tercera realización; La figura 100 es un diagrama vectorial de una señal de 32 SRQAIV, de la tercera realización; La figura 101 es una gráfica que muestra la relación entre C/N y ta proporción <jo errores según la tercera realización; La figura 102 es una gráfica que muestra la relación entre C/N' y ta proporción de errares según la tercera realización; La figura 103 es una gráfica que muestra ta relación entre la distancia de desplazamiento n y la relación entre C/N necesaria para la transmisión según la tareera realización; La figura 104 es una gráfica que muestra la relación entre ;Ia distancia de desplazamiento n y la relación entre C/N necesaria para la transmisión según la tercera realización; La figura 05 es una gráfica que muestra la relación entre el nivel de la señal y la distancia de la antena del transmisor en un servicio de difusión terrestre según la tercera realización: La figura 103 es un diagrama que muestra una zona de servicio de una señal de 32 SRQAM de la tercera realización: La figura 107 es un diagrama que muestra una zona da servicio de una' señal da 32 SRQAM de la tercera realización; La figura 106 (a) es un diagrama que muestra el perfil de distribución de frecuencias de una señal de televisión convencional; La figura 108 (b) es un diagrama que muestra el perfil de distribución de frecuencias de una señal da televisión convencional de dos capas; La figura 108 (c) es un diagrama que muestra los valores umbral de la tercera realización; La figura 108 (d) es un diagrama que muestra el perfil de distribución de frecuencias de portadores de OFD de dos capas de la novena realización; La figura 108 (e) es un diagrama que muestra los valares umbra! para un OFÜ de tres capas de la novena realización; La figura 109 es un diagrama que muestra la asignación de tiempo de la señal de televisión de la torcera realización: La figura 110 es un diagrama que muestra un principio de. C CDM (Corwtei!ation-Code División MuMpfax « Multiplex de división por código de constelación) de la tercera realización; La figura 1 1 es una vista que muestra una asignación de código según la tercera realización; -« La figura 2 es una vista que muestra ta asignación de una [señal] extendida de 30 QAM según ka tercera realización; La figura .113 es una vista que muestra una asignación de frecuencia de una señal de modulación según la quinta realización; La figura 114 es un diagrama en bloque que muestra un aparato magnético de registro y reproducción según la quinta realización; La figura 115 es un diagrama en bloque que muestra un transmisor/receptor de un teléfono portátil según la octava realización; .
La figura 16 es un diagrama en bloque que muestra las emisoras base según la octava realización; La figura 117 es una vista que ilustra la capacidad de comunicación y de distribución de tráfico do un sistema convencional; La figura 118 es una vista que ¡lustra la capacidad de comunicación, y distribución de tráfico según ta octava realización; La figura 119 (a) es un diagrama que muestra la asignación do segmentos da tiempo en un sistema convencional; La figura 119 (b) es un diagrama que muestra ta asignación de segmentos de tiempo según la octava realización; La figura 120 (a) es un diagrama que muestra la asignación de segmentos de tiempo de un sistema de TOMA convencional; La figura izo (b) es un diagrama que muestra una asignación de segmentos de tiempo según un sistema de TOMA da te octava realización; La figura 121 es" un diagrama en bloque que muestra un transmisor/receptor de un nivel según la octava "realización; La figura 122 es un diagrama en bloque que muestra un transmisor/receptor de dos niveles según la octava realización; La figura 123 es un diagrama en bloque que muestra ur» transmisor/receptor de tipo OFOM . según la novena realización; La figura 124 es una vista que ilustra un principio del sistema de OFDM según la novena realización; La figura 125 (a) es una vista que muestra la asignación da frecuencias de una señal de modulación en un sistema convencional; ? o La figura 5 (b) es una vista que muestra una asignación de frecuencias de una señal de modulación según ta novena realización; La figura 126 (a) es una vista que muestra la asignación de frecuencias de una señal no ponderada de OFOM da La novena realización ; La figura 126 (b) es una vista que muestra la asignación de frecuencias de una señal da OFOM ' de la novena realización donde dos canales dol OFDM de dos niveles estén ponderados con /energía eléctrica de transmisión: La figura 126 (c) es una vista que muestra ta asignación de frecuencias de una señal de OFDM de la novena realización donde los intervalos del portador se hacen el doble por ponderación; La figura 126(d) es una vista que muestra ta asignación de frecuencias de tina serial de OFDM de la novena realización, donde los inténsales del portador no son ponderados; La figura 127 es un diagrama en bloque que muestra el transmisor/receptor según la novena realización; La figura 128 (a) es un diagrama en bloque de un codificador en reja (proporción 1:2) en las ¦v realizaciones 2, 4 y S; La figura 126 (b) es un diagrama en bloque de un codificador en reja (proporción 2:3) en las realizaciones 2, y S; La figura 128 (c) es un diagrama en bloque de un codificador en reja (proporción 3:4} en las realizaciones 2, y 5; La figura 128 (d) es un diagrama en bloque del codificador en reja (relación 1 :2) en las realizaciones 2, y 5; La figura 128 (e) es un diagrama en bloque de un codificador en reja (proporción 2:3} en las realizaciones 2, 4 y 5; La figura 128 (0 es un diagrama en bloque de un codificador en reja (proporción 3:4) en las realizaciones 2, 4 y 5; La figura 129 es una vista que muestra una asignación de tiempos de los periodos símbolo eficaces y tos intervalos de guarda según la novena realización; La figura 130 es una gráfica que muestra ta relación entre el régimen C/N y la proporción de errores según la novena realización: j La figura 131 es un diagrama en bloque que muestra un aparato magnético de registro y reproducción según la quinta realización; La figura 132 es una vista que muestra el formato de grabación de la pista en la cinta magnética y el recorrido de la cebara; La figura 33 es un diagrama en bloque que muestra un transmisor/receptor según la tercera realización; La figura 134. es un diagrama que muestra' la asignación de frecuencias de una difusión convencional; La figura 135 es un diagrama que muestra ra relación entre la zona de servicio y la calidad de la imagen en un sistema de transmisión de señales de tres niveles según la tercera realización; La figura 136 es un diagrama que muestra ta asignación de frecuencias en caso de que el sistema de transmisión de señales de nivel múltiple, según la tercera realización, esté combinado con FD ; La figura 137 es un diagrama en bloque que muestra un transmisor/receptor según la tercera realización, en el cual la codificación en red se ha adoptado; La figura 138 es un diagrama en bloque que muestra un transmisor receptor según la novena realización, on el cual paité de (a banda de señales da baja frecuencia se transmite por OFDM: La figura 139 es un diagrama que muestra una asignación de puntos de señal de la señal 8-PS-APS de la primera realización; La figura 140 es un diagrama que muestra ia asignación de puntos de señal de la señal de 16-PS-APSK da ta primera realización; La figura 141 es un diagrama que muestra una asignación de los puntos de señal de la señal 8-PS-PS de la primera realización: La figura 142 es un diagrama ue muestra una asignación da puntos do señal de la señal 16-PS- PSK (de! tipo PS) de la primera realización: La figura 143 es un diagrama gráfico que muestra la relación entre e! radio de la antena del satélite y la capacidad de transmisión según (a primera realización; - La figura 144 es un diagrama en bloque que muestra un transmisor/receptor cargado de OFDM según ta novena realización; La figura 145 (a) es un diagrama que muestra la forma de onda del tiempo de guaida y del s tiempo-.stm olo en el OFDM de múltiples niveles según la novena realización, donde la trayectoria múltiple es corta; La figura .1 5 (b) es un diagrama que muestra la forma de onda del tiempo de guarda y el tiempo símbolo en el OFDM de múltiples niveles según la novena realización, donde la trayectoria múltiple es larga; La figura 146 es un diagrama que muestra un principio de! OFDM de múltiples niveles según la novena realización'; La figura 147 es un diagrama que muestra la asignación de los subcanales de un sistema de transmisión de señales de dos capas, ponderado con energía eléctrica sogún la novena realización; ' La figura 148 es un diagrama que muestra la relación entre D y V. el tiempo de retraso de la trayectoria múltiple y el tiempo de guarda según la novena realización- La figura 149 (a) es un diagrama que muestra los segmentos de tiempo de las respectivas copar, según la novena realización: La figura 149 (b) es un diagrama que muestra la distribución de los tiempos de guarda de hs capas respectivas según la novena realización; La figura 149 (c) es un diagrama que muestra la distribución de los tiempos de guarda de las capas respectivas según la novena realización: La figura 150 es un diagrama que muestra la relación entre el tiempo de relardo de la trayectoria múltiple y el régimen de transferencia según la novena realización donde se realiza la transmisión eficaz de ta señal de tres capas a ta trayectoria múltiple; La figura 151 es un diagrama que muestra la relación entre el tiempo de retardo de la trayectoria múltiple y ta relación C/ según ia novena realización donde se puede obtener un servicio de difusión bídirnensional, do tipo matriz, y capas múltiplos mediante la combinación de GTW-OFDM y el C-COM (o el CSW-OFDM).
La figura 152 es un cronograma de una señal de televisión jerárquica de tres niveles en cada segmento de tiempo cuando se combina el GTW-OFDM de la novena realización con C-CDM (o CSW-OFDM); La figura 153 muestra la relación entre el tiempo de retardo de la señal de trayectorias múltiples, la relación C/N, y el régimen de transmisión cuando se combina el GTW-OFDM de la novena realización con C-CDM (o CSW-OFDM), y se utiliza para describir el método de difusión jerárquica utilizando una estructura de matriz tridimensional; La figura 154 es una gráfica de distribución de frecuencia del OFDM cargado de energía en la novena realización; La figura 1S5 muestra la posición en el eje de tiempo en una señal de televisión jerárquica de tres niveles on cada segmento de tiempo cuando el tiempo de guarda OFDM de ta novena realización se combina con C-CDM; La figura 5T es un diagrama en bloque del transmisor y el receptor en la cuarta y quinta realizaciones de la invención; La figura 157 es un diagrama en bloque del transmisor y el receptor ert le cuarta y quinta . realizaciones de la invención; La figura 158 es un diagrama en bloque del transmisor y el receptor en la cuarta y quinta realizaciones de la invención: La figura 159 (a) es un diagrama de posición de tos puntos de la señal en un VSB de 16 niveles en la quinta realización de la invención; La figura 159 (b) es un diagrama de posición (VSB de 8 niveles) de los puntos de ta señal en una VSB de_-1G niveles en la quinta realización de I* invención: La figura 1S9 (c) es un diagrama de posición (VSB de 4 niveles) de los puntos de la señal en una VSB de 6 niveles en la quinta realización de la invención; La figura 159 (d) es un diagrama de posición (VSB de ?ß niveles) de los puntos de la señal en una VSB de 16 niveles en la quinta realización de la invención; La figura 160 (a) es un diagrama en bloque de un codificador ECC en ta quinta y sexta realizaciones de la Invención: La figura 160 (b) es un diagrama en bloque de un codificador ECC en la quinta y sexta realizaciones de la invención; La figura 161 es un diagrama general en bloque de un receptor de VSB en la quinta realización de la invención; La figura 162 es un diagrama en bloque de un receptor en la quinte realización de ta invención; La figura 163 es una gráfica de ta proporción de errores y ta curva de relación C/N en una VSB de 4 niveles y una VSB de nivel TC8 en la cuarta realización de la invención; i La figura 164 es una curva de la proporción de errores del subeanal 1 y el subeanal 2 en una VSB de 4 niveles y una VSB de nivel TC8 en la cuarta realización de (a invención; La figura 165 (a) es un diagrama en bloque del codificador Fteed Solorfion en ta segunda, cuarta y quinta realizaciones de la invención; La figura 65 (b) es un diagrama en bloque del codificador Fteed Sotom n en la segunda, quinta y sexta realizaciones del a invención; La figura 166 es un diagrama de circulación de la corrección de error Peed Solom n y el funcionamiento en la segunda, cuarta y quinta realizaciones de la invención; La figura 167 es" un diagrama en bloque dei desintercalador en la segunda, tercera, cuarta, quinta. •v y sexta-realizaciones de ta invención; La figura 168 (a) es un cuadro de intercalar y desintercalar, para la segunda, tercera, cuarta y quinta realizaciones de la invención; La figura 168 (b) muestra la distancia de intercalado en la segunda, tercera, cuarta y quinta realizaciones de la invención; La figura 69 es una comparación de redundancia en la VSB de 4 niveles, VSB de 8 niveles, y la VSB de 16 niveles en la quinta realización de ta invención: La figura 170 es un diagrama en bloque de un receptor de televisión para recibir la señal de alta prioridad de la segunda, tercera, cuarta y quinta realizaciones de la invención; La figura 171 es un diagrama en bloque dei receptor y transmisor en la segunda, tercera, cuarta y quinta realizaciones de la invención; La figura 172 es un diagrama en bloque del receptor y transmisor en la segunda, tercera, cuarta y quinta realizaciones de la invención: La figura 73 es un diagrama en bloque de un aparato magnético ASK para registrar y reproducir según la sexta realización de la invención. 1 DESCRIPCIÓN DET/uiM DE LAS mmm ??????/? Realización 1 Una realización de la presente invención se describirá, haciendo referencia a tos dibujos aplicables.
En ia realización preferida de la invención tanto del aparato de transmisión, ct cual comprende un transmisor para transmitir una serial digital de HDTV u otra señal digital y un receptor para recibir la señal transmitida, como el aparato de registro y reproducción (lectura), que registra la señal digital de HDTV u otra señal digital a lá cinta magnética u otro medio de registro y reproduce o ee la señal registrada en dicho medio, se describen.
Debe hacerse notar, sin embargo, que la configuración, operación y principio del modulador digital y el desmodulador, el codificador y descodificador de corrección de errores, y el . codificador y descodificador para la codificación de imágenes de la señal de HDTV son comunes a tos aparatos de transmisión y a tos aparatos de registro ¡ reproducción, y emplean esencialmente las mismas tecnologías. Por consiguiente, para describir más concisamente cada realización, los diagramas en bloque para el aparato do transmisión o al aparato de registro y reproducción se mencionan en la descripción de cada realización. Adornas, la configuración de cada realización de la invención puede lograrse por medio de cualquier, método de modulación digital de valores múltiples, por ejemplo. QAM., AS y PS . colocación do puntos de señal en una constelación y, para brevedad, las realizaciones de la presente invención se describen utilizando solamente un método de modulación.
La figura 1 muestra toda, ta disposición del sistema de transmisión de señales según la primera realización de la presenté invención. Un transmisor 1 comprende una unidad de entrada 2. un circuito divisor 3. un modulador 4 y una unidad transmisora 5. En acción, cada señal multiplex de entrada se divide por ej circuito divisor 3 en tres grupos, un primer liujo de datos de Di. un segundo flujo de datos Dz, un tercer flujo de datos 03. los cuales luego son modulados por el i i modulador A antes de ser transmitidos por el transmisor de la unidad 5. La señal modulada se transmite de la antena 6 por medio del enlace ascendente 7 a un satélite 10 donde es interceptada por la antena de enlace ascendente 11 y amplificada por un traspondedor 12 antes de ser transmitida desde la antena de enlace descendente 13 hasta tisrra.
La señal de transmisión luego se transmite a través de enlaces descendentes 21, 32 y 41 a un primer receptor 23, un segundo 33 y un tercero 43. respectivamente. En el primer receptor 23, la señal interceptada por la antena 22 se alimenta a través de entrada 24 a un desmodulador 25 donde solamente su primer flujo de datos.es desmodulado, mientras que el segundo y tercero flujos de datos no se recuperan, antes de ser vueltos a transmitir desde la unidad de salida 26.
En forma semejante, et segundo receptor 33 permite que tos flujos de datos primero y segundo de la señal interceptada por la antena 32 y alimentada por la unidad de entrada 34, sean desmodulados por el desmoduíador 35 y luego sumados por el sumador 37 a un flujo de datos único que luego se continua transmitiendo desde la unidad de salida 36.
El tercer receptor 43 permite que los flujos de datos primero, segundo y tercero de la señal interceptada por la antena 42 "y alimentada por la unidad de entrada 44 sean desmodulados por el desmodulador 45 y luego sumados por el sumador 47 a un solo ilujo de datos que luego se continúa transmitiendo desde la unidad de salida 46.
Como se entiende, los tres receptores discretos 23, 33 y 43 tienen sus desmoduladores respectivos de características distintas de tal forma que las salidas desmoduladas por la señal de ta misma banda de frecuencia del transmisor 1 contienen datos de diferentes tamaños. Mas particularmente. 3 datos diferentes pera compatibles pueden ser transportados simultáneamente en una señal delermlnadade la banda de frecuencia a sus receptores respectivos. Por ejemplo, cada una. da las 3 señales digitales existentes, NTSC, HDTV y Super HDTV. se dividen en componentes bajos, altos y super de ia banda de alta frecuencia que, respectivamente, representan el primer flujo de datos, el segundo y el tercero. Por consiguiente, las 3 señales de televisión distintas pueden ser transmitidas por un portador con banda do frecuencia de un canal para reproducción simultánea de una imagen de eev si n e reso uc n me a, a a, y super alta, respectivamente.
En servicio, la señal de televisión NTSC se intercepta por un receptor acompañado de una pequeña antena para desmodulación de datos de poca cantidad, la señal HOTV se intercepta por un receptor acompañado de una antena mediana para desmodulación de datos de cantidad mediana, y la señal de super HDTV se intercepta por un receptor acompañado de una antena grande para desmodulación de datos de mayor cantidad. También, como se ilustra en la figura . una señal de televisión o una señal digital de televisión NTSC que contiene solamente el primer flujo de~datos para el servicio digital dé difusión NTSC se alimenta a un transmisor digital 51 donde es recibido por una unidad de entrada 52 y modulada por un desmodulador 54 antes de continuar siendo transmitida por la unidad transmisora 55. La señal dosmodulada luego se envía de la antena 56 a través del enlace ascendente 57 al satélite, el cual a su vez la transmite por el enlace descendente 58 al primer receptor 23 en tierra.
El primer receptor 23 desmodula con su desmodulador 25 la señal digital modulada suministrada por el transmisor digital 51 a la señal original del primer (lujo de datos. En forme semejante, la misma señal digital modulada puede ser interceptada y desmodulada por el segundo receptor 33 o el tercero 42 al primer flujo de datos de la señal de televisión NTSC. En resumen, los tres receptores discretos 23, 33 y 43 pueden interceptar y procesar una señal digital del sistema de televisión existente para que sea reproducida.
La disposición del sistema de transmisión de señales será descrita en más detalle.
La figura 2 es un diagrama en bloque del transmisor 1, en el cual la señal de entrada se alimenta a través de la unidad de entrada 2 y se divide por el circuito divisor 3 en 3 señales digitales que contienen un primer flujo de dalos, un segundo y un tercero, respectivamente.
Asumiendo que la señal de entrada es una señal* de video, su componente de banda de baja frecuencia se asigna ál primer flujo de dalos, el componente de banda de alta frecuencia se as g un , tercer flujo de datos. Las 3 señales de bandas de frecuencia distinla ae alimentan a la entrada del modulador 61 en ei modulador 4. Aquí un circuito 67 do modulación y cambio del punto de la señal modula o cambia las posiciones de los. puntos de ia señal según una señal dada externamente. El modulador 4 se dispone de modo que module ia amplitud en 2 portadores desfasados en 90 grados, respectivamente, que luego se suman a una señal QAM múltiple. Más especificamante, la señal de la entrada al modulador €1 se alimenta al primer modulador de AM 62 y a un segundo modulador 63. También, una onda portadora de cos(2xfct) producida por un generador del portador 64 se alimenta directamente ai primer modulador de AM 62 y también a un desplazádor 66 de fose ?/2 donde se desplaza a 90a en fase a una forma de Sin(2«Ict) antes de ser transmitida al segundo modulador de AM 63. Las dos señales de amplitud modulada del primer y segundo moduladores de AM 62 y 63 se suman por el sumador 65 a una señal de transmisión que luego es transferida a la unidad transmisora 5 para obtener una salida. El procedimiento es bien conocido y no será explicado más.
Ahora se describirá la señal QAM en una constelación común de 8 x 8 ó de 16 estados, refiriéndose al primer cuadrante de un diagrama da espacio en la figura 3. La señal de saBda del modulador 4 se expresa por un vector surnatorio de dos vectores 81 y 62, Acosarte! y BCOS2JCÍCI. que representan los dos portadores desfasados en 90° respectivamente. Cuando el punto distal de un vector surnatorio desde al punto cero representa un punto de señal, ia señal de 76 QAM tiene 16 puntos de serial determinados por medio de una combinación de 4 valores de amplitud horizontal, ai , ¾» 83, a¿ y cuatro valores de amplitud vertical bt . bg, b3 y b<». El primer cuadrante en (a figura 3 contiene cuatro puntos de señal 83 en Ci 1 , 84 en C12. 85 en C22. y ß6 en C21.
C-j 1 es un vector surnatorio de un vector 0-ai y un vector 0-b¾ y. por consiguiente, se expresa como C† \ - aicos2;tfrt-bisir¡2xfct = Acos{2jcfcl+dro¾).
Ahora se asume que la distancia entre o y ai en as coor ena as o ogona es e a gura es A-| , entre y ag está A2 entre O y bi está Bi , y entre oí y 02 está Bg.
Como se ilustra en la figura 4, loa 16 puntos de señal están distribuidos en una coordenada vectorial, en la cual cada punto representa una configuración de cuatro bilios para permitir la transmisión de datos de cuatro bilios por período o segmento da tiempo.
La figura 5 ilustra una asignación común de las configuraciones de dos bitios a los 16 puntos de señal.
CuandoJa distancia entre dos puntos de señal adyacentes es muy grande será identificada por el receptor con bastante facilidad. Por consiguiente, se desea colocar los puntos de la señal a intervalos mayores. Si dos puntos de señal particulares se distribuyen cerca el uno del otro, raramente se pueden distinguir y se aumenta la proporción de errores. Por consiguiente, se prefiere tener los puntas de la señal colocados a intervalos ¡guales como se muestra en la figura S, en la cual la señal de 16 QAM se define por Ai = A2 2.
El transmisor 1 de la realización se dispone de manera que divida una señal digital de entrada en un primer flujo de datos o de bitios, un segundo y un tercero. Los puntos 16 de señal o grupos de puntos de señal se dividen en cuatro grupos. Luego, las cuatro configuraciones de dos bilios del primer flujo de datos se asignan a los cuatro grupos de puntos de señal respectivamente, como se muestra en ta figura $. Más particularmente, cuando la configuración de dos bitios del primer flujo de datos es 11. se selecciona uno de los cuatro puntos de señal del primer grupo 91 de. puntos de señal en el primer cuadrante, dependiendo del contenido del segundo flujo de dalos para transmisión. En forma semejante, cuando 01 , se selecciona un punto de señal del segundo grupo 92 de puntos de señal en el segundo cuadrante y se transmite. Cuando 00. se transmite un punto de señal del tercer grupo 93 de puntos de serial en el tercer cuadrante y cuando 10, se transmite un punto de seña) del cuarto grupo de puntos de señal 94 en el cuarto cuadrante. También. 4 configuraciones de dos bilios en el segundo flujo de datos de la señal de 16 QAM. ó por ejemplo, 16 configureaones de 4 bitios en el segundo flujo de datos do una señal de QAM de 64 estados, se asignan a los cuatro puntos de seña es o subgrjpos e puntos e se a e ca e uno de los cuatro grupos de puntos de señal 91, 92, 93 y 84, respectivamente, como se muestra en la figura 7. Debe entenderse que la asignación es simétrica entre dos de cualquiera de los cuadrantes. La asignación de ios puntos de señal a los cuatro grupos 01, 92, 93 y 94, se determina por prioridad a los datos de dos bitios del primer flujo de datos. Como resultado, los datos de dos bitios del primer flujo de datos y ios datos de dos bitios deJ segundo flujo pueden ser transmitidos independientemente. También, el primer flujo de datos será dcsmodulado con et empleo de un receptor común de 4 PSK que tenga determinada sensibilidad de antena. Si la sensibilidad de la antena es mayor, un -tipo modificado dei receptor de 16 QAM de la presente invención intercepta y desmodula el primer flujo de datos y el segundo con el mismo éxito.
La figura 8 muestra un ejemplo de la asignación del primero y segundo flujo de datos en configuraciones de dos b ios.
Cuando el componente de banda de baja frecuencia de una señal de video HDTV se asigna al primer flujo de datos y el componente de alta frecuencia se asigna al segundo flujo de datos, el receptor de 4 PSK puede producir una imagen de nivel NTSC desde el primer flujo de datos y el receptor QAM de 16 ó 64 estados puede producir una imagen de HDTV de una señal compuesta de reproducción del primer y segundo flujos de datos.
Como los punios de la señal están distribuidos a intervalos iguales, se desarrolla en el receptor de 4 PSK una distancia umbral entre Jos ejes de las coordenadas y la zona sombreada del primer cuadrante, como se muestra en la figura 9. Si la distancia umbral es Ajo. se interceptará con éxito una señal PSK con una amplitud de AJO · Sin embargo, la amplitud tiene que aumentarse a un valor triple ó 3??0 para la transmisi n de una señal QAM de 16 mientras se mantiuno la distancia umbral de ?ts· M¿s particularmente, la energía que se necesita para transmitir la señal de 16 QAM es nueve veces mayor que la necesaria para transmitir la señal de 4 PSK. También, cuando la señal de 4 PSK se transmite en una modalidad de 16 QAM. el gasto de energía será elevado y la reproducción de una señal portadora será problemática. Por encima de todo, la energ a spon e para a ransms n por sa e no es a a uso mínimo. Por consiguiente, no se pondrá en práctica ningún sistema de transmisión de señales que consuma mucha energía hasta que haya disponible más energía para la transmisión por satélite. Se espera que un gran número de 4 PSK van a ser introducidos en el mercado a medida que la difusión digital de televisión entre en servicio. Después de ser introducidos al mercado, los receptores de 4 PSK no hay probabilidad de que sean cambiados a modelos de mayor sensibilidad porque la diferencia en la característica de tn ercepsíón de señales entro los dos modelos, los viejos y los nuevos, es bastante grande. Por consiguiente, no se debe abandonar la transmisión de las señales de 4 PSK.
En este respecto, el nuevo sistema se necesita urgentemente para transmitir los datos de puntos de señal de una señal de casi 4 PSK en la modalidad de 16 QA , empleando menos energía. De lo contrarío, la energía limitada de una estación de satélite degradará todo el sistema de transmisión.
La invención presente reside en una disposición de niveles de señales múltiples en la cual los cuatro grupos de puntos de señal 91, 92. 93 y 94 están colocados a mayor distancia entre sí, como se muestra en la figura 10, para reducir al mínimo el consumo de energía necesaria para la modulación de 16 QAM de las señales- de casi 4 PSK.
Para despejar la relación entre la sensibilidad de recepción de la serial y la energía de transmisión, la disposición del transmisor digital 51 y la el primer receptor 23 serán descritas en más detalle con referencia a la Figura 1.
Tanto el transmisor digital 51 como el primer receptor 23 están formados de tipos conocidos para la transmisión de datos o transmisión de la señal de video, por ejemplo, en el servicio de dilúsion de televisión. Como se muestra en la figura 17, el transmisor digital G1 es un transmisor de 4 PSK equivalente al transmisor QAM de múltiples bitios 1. que se muestra en la figura 2, sin la capacidad de modulación de A . n funcionamiento, una señal de entrada so alimenta n través de la unidad de entrada 52 a un modulador 54 donde se divide por una entrada de modulador en r os os componen es. o o 122 modulador de dos fases para la modulación de fase de un portador de base y un segundo circuito 123 modulador de dos fases para la modulación de fase de un portador que está desfasado en 90a con el portador de base, respectivamente. Dos solidas dol primor y el segundo circuitos moduladores de dos fases, 122 y 123, se suman por el sumador 65 para una señal modulada compuesta que sigue siendo transmitida desde la unidad transmisora 55.
La señal modulada resultante se muestra en el diagrama de espacio de la figura 18.
Se sabe que los cuatro puntos de señal están colocados a distancia para obtener una utilización óptima de ta energía. La figura 18 ¡lustra un ejemplo donde los cuatro puntos de la señal. 125, 126, 127 y 128 representan cuatro configuraciones de dos bitios. 11. 01 , 00 y 10 respectivamente. También se desea que, para la transferencia con éxito de datos desde el transmisor digitel 51 al primer receptor 23, la se al de 4 PS del transmisor digital S tenga una amplitud de no menos de un nivel determinado. Más específicamente, cuando la amplitud mínima de la señal de 4 PSK necesaria para la transmisión desde el transmisor digital 51 al primer receptor 23 de la modalidad 4 PSK, o la distancia entre 0 y ai en la figura 18 es Ajo. el primer receptor 23 puede interceptar con éxito cualquier señal de 4 PSK que tenga una amplitud de más de ATO.
El primer receptor 23 está dispuesto de manera que reciba en su antena 22 de pequeño diámetro una señal deseada o de 4 PSK que es transmitida desde el transmisor 1 o desde el transmisor digital 51 , respectivamente, por medio del transpondedor 12 del satélite 10 y se desmodula con el desmodulador 24. Más particularmente, el primer receptor 23 esté diseñado principalmente para la intercepción de una señal digital de tclovisi ti o de comtmiuar.iáii do datos de la modalidad 4 PSK o 2 PSK.
Le figura 19 es un diagrama en bloque del primer receptor 23 en el cual la señal de entrada recibida por la antena 22 desde el satélite 12 se alimenta por la unidad de entrada 24 a un circuito portador reproductor 131 donde la onda portadora se desmoduia y a un desplazadorde . , componentes desfasados en SO" se detectan por un primer circuito detector de fase 33 y un, segundo 134. respectivamente, y se transfieren a un primer circuito de discriminación desmodulación 136 y un segundo circuito 137. respectivamente. Dos componentes desmodulados por sus circuitos respectivos de discriminación/desmodulacíón. 133 y 137, que han sido individualmente discriminados en unidades de segmento de tiempo por medio de las señales sincronizantes de un circuito 135 extractor de onda sincronizada, se alimentan a ia unidad reproductora del primer flujo de datos 232 donde se suman a ia seña) del primer flujo de datos, I cual es entregada como una salida en la unidad de salida 26.
La señal de entrada al primer receptor 23 ahora será explicada en más detalle, haciéndose referencia al diagrama vectorial de la figura 20. La serial de 4 PS recibida por el primer receptor 23 del transmisor digital 51 se expresa en forma ideal sin distorsión de transmisión ni ruido, usando los cuatro puntos de señales 151 , 152, 153 y 154, ilustrados en la figura 20. En la práctica, los cuatro puntos reales de la señal aparecen en determinados zonas extensas alrededor de tas posiciones ideales de la señal 151 , 152, 153 y 154, respectivamente, debido al ruido, la distorsión de la amplitud, y el error de fase desarrollado durante la transmisión. Si un punto de señal se desplaza desfavorablemente de su posición original, a duras penas será distinguido del punto de señal vecino, aumentando así la proporción de errores. A medida que aumenta ia proporción de errores a un nivel crítico, la reproducción de datos se hace menos exacta. Para permitir la reproducción de datos a un nivel máximo aceptable de la proporción de errores, la distancia entre dos puntos de señal debe ser lo suficientemente aparte para que puedan distinguirse uno del otro. Si la distancia en 1 ARO. el punto de señal 151 de una señal 4 PSK a casi el nivel de error critico tiene que permanecer en una primera zona discrimi adora 155 indicada por la parte rayada de la figura 20 y determinada por 10-aR-j I=ARO y IO*ORII=ARO. Esto permite que el sistema de transmisión de señales reproduzca las ondas portadoras, desmodulando asi una señal deseada. Cuando el radio mínimo de la antena 22 se coloca en ro, la señal de transmisión de más de un nivel dado puede ser interceptada por cualquier receptor es mínima en Ajo y. por consiguiente, la amplitud mínima ARO de una señal de 4 PSK a ser recibida por el primer receptor 23 se determina ser igual a AJO. Como resultado, el primer i receptor 23 puede interceptar y desmodular ta señal de 4 PSK del transmisor digital 51 al nivel máximo aceptable de la proporción da errores cuando el radio de la antena 22 es más de ro- Si la señal de transmisión es de la modaCdad QAM modificada de 16 o 64 estados, el primer receptor 23 puede encontrar dificultad en reproducir su onda portadora. Para compensar, tos puntos de la señal se aumentan a 8 los cuales son distribuidos en ángulos de (it 4+??/?) como se muestra en la figura 25 (a) y su onda portadora será reproducida por una técnica de multiplicación por 16. Además, si los puntos de la señal se asignan a 16 lugares en ángulos de nit/8 como se muestra en la figura 25 (b), el portador de la señal de modalidad de casi 4 PSK 16 QAM puede ser reproducida con el circuito portador reproductor 131 que se modifica para llevar a cabo la multiplicación de frecuencia por 16. Al mismo tiempo, los puntos de la señal an el transmisor 1 deben ser dispuestos de manera que puedan satifacer a Ai/(A-j +A2)=tan{n/8).
Aquí se considera un casó de recibir una señal QPSK. E forma semejante a la manera en que actúa el circuito 67 de modulación y cambio del puni de la señal en el transmisor que se muestra en la figura 2, también es posible modular las posiciones de los puntos de la señal QPSK mostrada en la figura 18 (modulación de amplitud, modulación de pulso, o semejantes). En este caso, la unidad 138 desmoduladora de puntos .de señal en el primer receptor 23 desmodula la señal de posición modulada o posición cambiada. La señal desmodulada so produce {unto con el primer flujo de datos.
La señal de 16 PSK del transmisor 1 ahora se explicará haciendo referencia al diagrama vectorial de la figura 9. Cuando la distancia del vector horizontal Ai del punto de serial 23 es mayor que Ajo de la amplitud mínima de la señal 4 PSK del transmisor digital 5 . tos cuatro puntos de señal 83, 84, 85 y 86 en el primer cuadrante de la figura 9 permanecen en las zonas sombreadas 87 o primera zona que puede recibir la señal 4 PSK. Cuando se recibe por el primer receptor 23, los mostrado en la figura 20. Por consiguiente, cualquiera de los puntos da señal 83, 84, 85 y 80 de la figura 9 pueden traducirse en el nivel 151 de la señal en la figura 20 por el primer receptor 23 de manera que la configuración de 2 bitios de 11 sea asignada a un segmento de tiempo correspondiente, ta configuración de 2 bitios de 11 es idéntica a 11 del primer grupo de puntos de señal 91 o el primer flujo de datos de la señal del transmisor 1. Igualmente, el primer flujo de datos será reproducido en el segundo, tercero, o cuarto cuadrante. Como resultado, el primer receptor 21 reproduce datos de 2 bitios del flujo de datos fuera de la pluralidad de los flujos de datos en una señal QAM de 16, 32 ó 64 estados transmitidas desde el transmisor 1. El segundo y tercer flujos de datos están contenidos en cuatro segmentos del grupo 91 de puntos de señal y. por consiguiente, no afecta la desmodulación del primer flujo de datos. Pueden, sin embargo, afectar la reproducción de una onda portadora y un ajuste, que será descrito más adelante, será necesario.
Si el transpondedo del satélite suministra una energía abundante, la técnica anterior de transmisión de modalidad QAM de 16 a 64 estados sera factible. Sin embargo, el transpondedor del satélite en cualquier sistema existente de transmisión por satélite está estrictamente limitado en cuanto abastecimiento energético debido a su tamaño compacto y a la capacidad de las baterías sobres. Si ai transpondedor y el satélite se aumenta en tamaño y, por consiguiente, en peso, el costo da lanzarlo será altísimo. Esta desventaja raramente será eliminada por las técnicas tradicionales a no ser que el costo da lanzar un cohete satélite sea reducido bastante. En al sistema actual, un satélite de comunicaciones común proporciona un suministro de energía tan bajo como 20W y un satélite de transmisión común ofrece, como máximo, de 100W a 200W. Para transmisión de tal señal de 4 PSK en ta modalidad simétrica QAM de 16 estados como se ilustra en la figura 9, la distancia mínima de puntos da señal necesaria es 3??? con la amplitud de 16 QAM expresada por 2Ai=A2- Por consiguiente, la energía necesaria para este fin os nueve veces mayor que la necesaria para la transmisión de una setal común de 4 PSK para rxjdermanlertercompatibiSdad. , para permitir que una antena pequeña como la del primer receptor de 4 PSK intercepte una señal transmitida de este. Por ejemplo, en el sistema existente de 40W. se necesitan 360W para la transmisión adecuada de la sefíai y seria poco realista con respecto a su costo.
Debe ser entendido que ta técnica de señal simétrica de estados QA es la más eficaz cuando receptores equipados con antenas del mismo tamaño se utilizan correspondiendo a determinada energía do transmisión. Otra técnica innovadora, sin embargo, se preteriría para ser empleada con los receptores equipados con antenas de distintos tamaños.
En más detalles, mientras que la señal de 4 PSK puede ser interceptada por un sistema de receptor común de bajo costo que tenga una antena pequeña, la señal de 16 QAM tiene que ser recibida por un sistema receptor de costo elevado, arta calidad, modulador de múltiples bítios con una antena mediana o grande diseñada para proporcionar servicio sumamente valiosos, por ejemplo, espectáculos de HDTV a una persona determinada que invierte más dinero. Eslo permite que las señales de 4 PSK y 16 QAM. si así se desea, con un DMA de 64, sean transmitidas simultáneamente con la ayuda de un pequeño aumento en la energía transmisora.
Por ejemplo, la energía transmisora puede mantenerse baja cuando tos punios de la señal se colocan en Ai=A2 corrió se muestra en la figura 10. La amplitud A(4) para la transmisión de datos de 4 PSK se expresa por un vector 96 equivalente a la raíz cuadrada de (Ai-*A2)2+(Bi-tB2)2. Entonces, IA(4)l2=A12+B 2ssAT02+AT02!B2AT0S IA(16)WA<4)I=S Por consiguiente, la señal de 16 QAM puede ser transmitida a una amplitud dos veces mayor y a una energía de transmisión cuatro veces mayor que las necesarias para la señal de 4 PSK. Una señal modificada de 16 QA según la presente invención no se será desmedutada por un receptor común diseñado para un punto de señal QAM simétrico y equidistante. Sin embargo, puede ser desmodulado con el segundo receptor 33 simétrico y equidistante. Sin embargo, puede ser desmodulado con el segundo receptor 33 cuando dos umbrales Ai y A2 son predeterminados a los valores adecuados. En la figura 0. la distancia mínima entre dos puntos de señales en el primer segmento del grupo de puntos de señal 91 es Ai y A2 2A se establece en comparación con la distancia 2Ai de 4 PSK. Entonces, como A-j = 2, la distancia se convierte en 1 2. Esto explica que ia sensibilidad receptora de la señal tiene que ser dos veces mayor que el mismo régimen de error y cuatro veces mayor que el mismo nivel de la señal. Para tener un valor cuatro veces mayor de sensibilidad, el radio ¾ de la antena 32 del segundo receptor 33 tiene que ser dos veces mayor que el radio r1 de la antena 22 del primer receptor 23, satisfaciendo así Por ejemplo, la antena 32 del segundo receptor 33 tiene un diámetro de 60 cm cuando la antena 22 del primer receptor 23 es de 30 cm. De esta forma, el segundo flujo de datos representando el componente de alta frecuencia de un HDTV será transportado en un canal de señales y desmodulado con éxito. A medida que el segundo receptor 33 intercepta el segundo fkijo de datos o una señal de datos más alta, su dueño puede disfrutar un alto retomo de la inversión. Por consiguiente, el segundo receptor 33 de un precio elevado puede ser aceptado. A medida que se determina previamente la energía mínima para la transmisión de datos de 4 PSK, ia relación n 6 de la energía transmisora fue modificada de 16 APS a energía transmisora de 4 PSK será calculada si radio de ia antena ra del segundo receptor 33. empleando una relación entre Ai y A2 mostrada en la figura 0.
En particular, ni 6 se expresa por medio de ((A-|+A2)/A-|}2 la cual es la energía mínima para la transmisión de datos de 4 PSK. Como la distancia del punto de señal adecuado para la intercepción modificada de 16 QAM es A2, la distancia al punto de la señal para la intercepción de 4 PSK es 2Ai y la relación entre la distancia del punto de ia señal es A22A1 , él radio g de la antena se determina como se muestra en la figura 11. en la cual la curva 101 representa la relación me de energía transmisora y el radio 12 de la antena 22 del segundo receptor 23.
Además, el punto 102 indica que la transmisión de 16 QAM común a la modalidad de estado de la señal equidistante donde la energía transmisora es nueve veces mayor y por consiguiente no sería práctica. Como es aparente por la gráfica en la figura 11, el radío ¾ de ia antena del segundo receptor 23 no puede ser reducido más aún si se aumenta el ni Q más de cinco veces.
La energía- transmisora en el satélite se limita a un valor bajo y por consiguiente. f -¡ 6 de preferencia permanece de no más de 5 veces el .valor, como se demuestra por las rayas en la figura 11. El punto 144 dentro de ia zona rayada 103 indica comió por ejemplo, que el radio ¾ de la antena de un valor dos veces mayor equivale a un valor de cuatro veces la energía transmisora. Adem s, et punto 05 representa que ta energía de transmisión debe doblarse cuando el 12 es aproximadamente cinco veces mayor. Estos valores están lodos dentro del alcance factible. EL valor de n16 que no sea mayor a cinco veces el valor se expresa con i y A2 de la siguiente manera: n 6 = ({Ai+A2)/Ai)2= S Por consiguiente, A2=1.23Ai .
Si la distancia entre dos segmentos de k>3 grupos de puntos de señal mostrados en (a figura 0 son 2A{4) y la amplitud máxima es 2A(16), A(4) y A(16)-A{4) son proporcionales a A-j y a A2 respectivamente. Por consiguiente, (A(16))2=5(A(14))2 se establece.
La acción da una transmisión modificada de 64 ASPK será descrita ya que el tercer receptor 43 puede efectuar desmodulación QAM de 64 estados.
La figura 12 es un diagrama vectorial en el cual cada segmento del grupo de puntos de seña! contiene 16 puntos de señal en comparación con los cuatro pumos de señal de la figura 10. El primar segmento T1 del grupo de puntos de señal en la figura 12 tiene uta matr¡2 de 4x4 de los 65 puntos de señal colocados a intervalos iguales, incluyendo el punto 170. Para proporcionar compatibilidad con 4 PSK, tiene que satisfacerse ??=???. Si el radio de la antena 42 del tercer receptor 43 es 13 y la energía transmisora es puede expresarse como: Esta relación entre ra y n de una señal de QAM de 64 también se muestra en la representación gráfica de la figura 13. Se entiende que la asignación de puntos de señal mostrada en la figura 12 permite que el segundo receptor 33 desmodule solamente las configuraciones de dos bitios de datos de 4 PSK. Por consiguiente, se desea que para que haya compatibilidad entre el primer, segundo y tercer receptor, el segundo receptor 33 sea capaz de desmodular una forma modificada de 16 QAM de la señal modulada de 64 QAM.
La compatibilidad entre los tres receptores discretos puede ser implementada por una agrupación de tres niveles de los puntos de señal, como se ilustra en la figura . La descripción se hará con referencia al primer cuadrante en el cual el primer segmento 91 del grupo de puntos de señal representa la configuración 1 de dos bitios del primer flujo de datos.
En particular, un primer subsegmento 181 en el primer segmento 91 del grupo de puntos de señal se asigna la configuración 11 de dos bitios del segundo flujo de datos. Igualmente un segundo subsegmento 182. un tercero 183 y un cuarto 184 se les asigna 01, 00 y 10 del mismo respectivamente. Esta asignación es idéntica a ta que se muestra en la figura 7.
La distribución de puntos de señal .del tercer flujo de datos ahora se explicará haciendo referencia al diagrama vectorial de la figura 15 que muestra el primer cuadrante. Como se muestra, ios cuatro puntos de señal 201 , 205, 209 y 213 representan la configuración de dos bitios de 11 , los puntos de seria! 202, 20G, 210 y 2 4 representan 01 , los puntos de señal 203, 207, 211 y 215 representan 00, y los puntos de señal 204, 208, 212 y 216 representan 10. Por consiguiente, las configuraciones de dos bitíqs del tercer flujo de datos pueden ser transmitidas individualmente del primer y segundo flujos de datos. En otras palabras, tos datos de dos bitios do los tros niveles diferentes de señales pueden ser transmitidos respectivamente.
Como se entiende, la invención presente permite no solamente ta transmisión de datos de 6 bitios sino la intercepción de datos de tres, dos bitios, cuatro bitios y seis bitios. de diferente largo, con sus respectivos receptares mientras que permanece la compatibilidad de las señal éntre los tres niveles.
Se tíescrbira Ja colocación de los puntos de la señal para que proporcionen compatibilidad entre los tres niveles.
Como se muestra en la figura 15, ?? ??? es esencial pera permitir que el primer receptor 23 reciba ef primer flujo de datos.
Es necesaño colocar dos puntos de señal separados a tal distancia que los puntos de señal del subsegmento, por ejemplo, 1B2, 103 y 184 del segundo flujo de datos mostrado en la figura 5 puedan ser distinguidos del punto 91 de señal mostrado en la figura 10.
La figura 15 muestra que están a una distancia de 23A2. En tal caso, la distancia entre los dos puntos de la señal 201 y 202 en el primer subsegmento 81 es Ag 6. La. energía transmisora es necesaria para Interceptar la señal con el tercer receptor 43 se calcule ahora. Si el radio de la antena 32 es ra y la energía, transmisora necesaria es n@ veces la energía transmisora de 4 PSK. la expresión. es: Esta relación también se denota en la curva 211 de la figura 16. Por ejemplo, si la energía transmisora es 6 o nueve veces mayor que la necesaria para la transmisión 4 PSK en el punto 223 ó 222. la antena 32 con un radio de 8 ó 6 voces el valor, respectivamente, puede interceptar el primer flujo de datos, et segundo y tercero para desmodulación. A medida que la distancia del punto de la señal del segundo flujo de datos se acerca a 2/3A2. la relación entre j y ¾ se expresa por: Por consiguiente, la antena 32 del segundo receptor 33 tiene que aumentarse un poco en radio como lo indica la curva 223.
Como se entiende, mientras que el primer y el segundo flujo dé datos se transmite por medio de un satélite tradicional proporciona una pequeña energía da transmisión de señal, el tercer flujo de datos también puede ser transmitido a través de un satélite futuro que proporcione una mayor energía de transmisión de la señal sin interrumpir la acción del primer y segundo receptor 23, 33 o sin que haya necesidad de modificarlo y. por consiguiente, se garantiza la compatibilidad y el progreso.
La acción receptora de señal del segundo receptor 33 se describirá primero. En comparación con el primer receptor 23 dispuesto para la intercepción con una antena de radio pequeño r-j y la desmoduiacion de la señal modulada de 4 PSK del transmisor digital 51 o el primer flujo de datos de la señal del transmisor 1, el segundo receptor se adopta para desmodular perfectamente los datos de dos bitios de estado de 16 señales mostrados en la figura 10 o. el segundo flujo de datos de la señal de 16 QA del transmisor . En total, los datos de 4 bitios incluyendo también el primer flujo de datos puede ser desmodulado- La relación entre Ai y A2. sin embargo, es distinta en los dos transmisores. Los dos conjuntos de datos distintos se cargan en un controlador de desmoduiacion 231 del segundo receptor 33 mostrado en la figura 21 , el cual a su vez suministra los valores umbral es respectivos ai circuito desmodulador para desmodulación AM.
El diagrama en bloque del segundo receptor 33 en la figura 21 es semejante en la construcción básica al del primer receptor 23 mostrado en la figura 19. La diferencia radica en que el radio ¾ de la antena 32 es mayor que el radio r-j de la antena 22. Esto permite que ei segundo receptor 33 identifique un componente de la señal que comprenda una menor distancia del punto de la señal. El desmodulador 35 del segundo receptor 33 también contiene una unidad reproductora 233 del primer flujo de datos 232 y del segundo, además del controlador de desmodulación 231. Se proporciona un primer circuito 136 de discrimínacióri reproduccíón para la desmodulación AM de las señales modificadas de 16 QAM. Como se entiende, cada cargador es una señal de cuatro bitios con dos valores umbrales, positivo y negativo, alrededor del nivel cero. Como es aparente del diagrama vectorial en la figura 22, bs valores umbral var an dependiendo e a energía transmisora o del transmisor ya que la señal transmisora de la realización es una señal modificada de 16 OAM. Cuando el umbral de referencia es TH10. se determina por la siguiente expresión como se muestra en la figura 22: ??16 = (? +?22) (??+?2) Los diversos datos para desmodulación incluyendo Ai y A2 o TH16. y el valor m para modulación de bitios múltiples también se transmiten del transmisor 1 como se transporta en el primer flujo de datos. El contfoiador de desmodulación 231 puede disponerse para recuperar esta desmodulación de datos por medio del proceso estadístico de la reseña de la señal recibida.
Una forma de determinar el factor de desplazamiento A1/A2 se describirá con referencia a la figura 26 . Un cambio del factor de desplazamiento A1/A2 causa un cambio en el valor umbral. EL aumento de una diferencia en el valor de A1/A2 fijado en el lado receptor de un valor de A1/A2 fijado en el lado transmisor aumentará la proporción de errores. Refiriéndose a la figura 26. la señal desmodulada de la unidad reproductora 233 del segundo flujo de datos puede ser realímentada al controlador de desmodulación 231 para cambiar el factor de desplazamiento A1/A2 en el sentido que aument ia proporción de errores. Por esta disposición, el tercer receptor 3 puede no desmodular el factor de desplazamiento A1/A2, de manera que la construcción del circuito pueda ser simplificado. Además, el transmisor puede no transmitir el factor de desplazamiento A1/A2. de manara que se pueda aumentar la capacidad de transmisión. Esta técnica también puede ser aplicada al segundo receptor 33.
Las figuras 25a y 25b son vistas que ilustran las distribuciones de los puntos de la señal para los puntos de señal C-CDM, donde los puntos se suman si desplazarlos en el sentido de la coordenada polar (r, T). El C-CDM anteriormente descrito se caracteriza en que los puntos de la señal se desplazan en el sentido de la coordenada rectangular, es decir, en un sentido x y; por consiguiente se le denomina el sistema de coordenadas rectangulares C-COM. Por otra parte, el C-CDM caracterizado por el desplazamiento de puntos de señal en el sentido de la coordenada polar, es decir en un sentido r, a, se enomina e s stema -CDM de coordenadas polares. ta figura 25(a) maestra la distribución de señales 8PS-APSK, donde los cuatro puntos de señal se suman, al desplazar cada una de las cuatro señales QPSK en el sentido def radio r del sistema de coordenadas polares. De esta forma, ei APSK del sistema C-CDM de coordenadas polares que tiene 8 puntos de señal se obtiene del OPSK como se muestra en la figura 25(a). A medida que el polo se desplaza en el sistema de coordenadas polares para agregar puntos ce seriales en este APS , se denomina el APS de polo desplazado, es decir, SP-APSK en forma abreviada. En este caso, el valor de las coordenadas de las cuatro señales QPSK 85 recién agregadas se especifica utilizando el factor de desplazamiento Si como se muestra en el figura 139. Específicamente, los puntos de la señal 8PS-APS incluyen los puntos 83(r0, erj) de una señal ordinaria de QPSK y un punto de señal ((Si + 1) rrj, 00) obtenido al desplazar el punto de la señal 63 en el sentido del radio r una cantidad de Si tQ, Asi, un subcanal 2 de un bitio se obtiene además del subcanal 1 de dos bitios idéntico con el QPSK. Además, como se muestra en el diagrama de constelación de la figura 140, ocho nuevos puntos de señal, representados por las coordenadas (rg + S ro, 6o) y (rn + Si ó + S2ro, ??). puede agregarse al desplazar los ocho puntos de señales (rn. 0o) y (rn + Siró, ??) en el sentido del radio r. Como esto permite dos clases de distribuciones,- se obtiene un subcanal de un bitio y denomina 16-PS-APSK el cual proporciona d subcanal 1 de 2 bitios, un subcanal 2 de 1 bttio y un subcanal 3 de i bitio. A medida que 1&-PS-APSK coloca los puntos de la señal en las lírieas de ?=?/4. (2n + 1 ) ic, permite que el receptor ordinario QPSK explicado con referencia a la figura 19 reproduzca la onda portadora para desmodular el primer subcanal de 2 bitios aunque el segundo subcanal no pueda ser desmodulado. Como se describe anteriormente, el método de C-CDM de desplazar los puntos de la señal en e( sentido de la coordenada polar es útil en la expansión de la capacidad de transmitir datos a la vez que garantiza la compatibilidad con el PSK. especialmente al receptor QPSK, u receptor principal para el servicio actual de difusión por satélite. Por consiguiente sin per er a p mera generac n e e ev en e e serv co a • PSK, el servicio de difusión avanzará a una etapa de segunda generación en el cual APS será utilizado pana aumentar la cantidad de información transmisible mediante el uso de la modulación da nivel múltiple a la vez que se mantiene I» compaiibilidad.
En la figura 25b, los puntos de señal están distribuidos en las lineas de T « p/8. Con esta colocación, los puntos de ta señal de 16 PSK se reducen y limitan a 12 puntos de señal, es decir, tres puntos do señal en cada cuadrante. Con esta limitación estos tres puntos do señal en cada cuadrante se consideran aprox¡madament¾,como un punto de señal para señales de 4 PSK. Por consiguiente, esto permite que ei receptor QPSK reproduzca el primer subeanal de la misma forma que en la realización anterior.
Mas específicamente, los puntos de la señal se colocan en las líneas de ? - p 4, 0 = p/4 + p 8. y 6 = p/4-p/8. En otras palabras, la señales agregadas se desplazan por una cantidad más T en sentido angular del sistema de coordenadas polares partiendo de las señales QPSK colocadas en las líneas de 0 =p 4. Como todas las señales están en el alcance de 0 = p 4 + 8 pueden considerarse como uno de los puntos de la señal QPSK de la linea de ? ß ji 4. Aunque la proporción de errores se baja un poco en este caso, el receptor 23 QPSK mostrado en la figura 19 puede discriminar estos puntos como cuatro puntos de señal colocados angula/mente. Así, pueden reproducirse datos de dos bitios.
En caso del desplazamiento angular C-CDM. si los puntos de la señal están colocados en las líneas de p/?. el circuito reproductor de la onda portadora puede reproducir la onda portadora mediante la utilización de un circuito de multiplicador n de la misma forma que otras realizaciones. Si los puntos de la señal no están colocados en las lineas de p/?, la onda portadora puede reproducirse al transmitir varios datos del portador dentro de un período predeterminado en la rrferraforrrm q Asumlnedo que un ángulo entre dos puntos de señal de QPSK ó 8-SP-APSK es 2?? en el sistema de coordenadas polares y un primer factorde desplazamiento angular es P-j , dos punios e se a ro. o + 0 · - s en el sentido angular T una cantidad da signo +?-?ß?. Así, se multiplican por dos el número de puntos de sartal. Asf también, el su canal 3 de 1 bitio puede agregarse y se denomina B-SP-PSK de P=Pi . Sí se agregan otros ocho puntos de señal al desplazar las señales de ß-SP-PSK en el sentido del radio r una cantidad Stro, será posible obtener16-SP-APSK (tipo P. Si) como se muestra en la figura 142- Los subcanales uno y dos pueden ser reproducidos por dos 8PS-PSK teniendo la misma fase entre sí. Regresando a la figura 25b. como el C-CDM basado en el desplazamiento-angular en el sistema de coordenadas polares pude aplicarse a PSK como se muestra en ta figura 1, este será adoptado para el servicio de difusión por satélite de primera generación. Sin embargo, si se adopta para la difusión por satélite de segunda generación basada en el APSK, este sistema C-CDM de coordenadas polares es inferior en que los puntos de señal en el mismo grupo no pueden colocarse a espacios uniformes como se muestre en le figura 1 2. En forma correspondiente, se empeora la eficiencia de utilización de energía la eléctrica. Por otra parte, el sistema C-CDM de coordenadas rectangulares tiene buena compatibilidad con el PSK.
El sistema mostrado en la figura 25b es compatible con' ios sistemas de condenadas rectangulars y polares. A medida que se colocan los puntos de señal en las lineas angulares del 16PSK, pueden ser desmodulados por el 6PSK. Admás, a medida que los puntos de la señal se dividen en grupos, el receptor QPSK puede usarse para desmodulackSn. Aún mas. a medida que se distribuyen los puntos de la se al para adaptarse al sistema de coordenadas rectangulares, la desmodulactón se lleva a cabo por el 16-SRQA . Como consecuencia, la compatibilidad entre el sistema C-CDM de coordenadas rectangulars y el sistema C-CDM de coordenadas polares puede garantizarse en cualquiera de QPSK, 16 PSK y 16-SRQAM. El controlador de destnodulación 231 tiene una memoria 231a para almacenar en ella los diferentes valores umbrales (es decir, los tactores de desplazamiento, el número de puntos de señal, las reglas de sincronización, etc.] que corresponden a los diferentes canales de transmisión por televisión..
Cuando se reciben nuevamente uno de los canales, los valores correspondienes al canal receptor serán leídos de la memoria para así rápidamente estabilizar la recepción.
Si se pierden los datos de desmodulación, la desmodulación del segundo flujo de datos difícilmente sera ejecutada. Esto se explicará en referencia al flujograma mostrado en la figura 24.
Aún si los datos de desmodulactón no están disponibles, la desmodulación de 4 PSK en el paso 313 y del primer flujo de datos en el paso 301 puede ser implementada. En el paso 302, los datos de desmodulación recuperados por la unidad 232 reproductora del primer flujo de datos se transfiere al controlador 231 de desmodulación Si m is 4 ó 2 en el paso 303. el controlador 231 de desmcdulacfon dispara la desmodulación de 4 PSK ó 2 PSK en el paso 313. Si no, el procedimiento sigue al paso 310. En el paso 305, se calculan dos valores umbral T Q y TH15 , El valor THJQ para la desmodulactón A se alimenta en el paso S06 para el controlador de desmodulación 231 al primer circuito 136 y el segundo circuito 137 de discriminación y reproducción. Por consiguiente, la desmodulación de la señal modificada de 16 QAM y la reproducción del segundo flujo de datos puede ser efectuada en los pasos 307 y 315, respectivamente. En el paso 308. la proporción de errores se examina y de ser elevada, el procedimiento regresa al paso 3 3 para repetir la desmodulación de 4 PSK.
Como se muestra en la figura 22, los puntos de señal 85 y 83 están alineados en una línea en un ángulo de Cos(a> t+ mc/2) mientras que 84 y 86 están fuera de la línea. Por consiguiente, la retro alimentación de los datos de una onda portadora que transmite el segundo flujo de datos desde la unidad 233 reproductora del segundo flujo de dalos a una unidad 131 reproductora del portador se efectúa de manera que ningún portador tenga que ser extraído en la temporización de los puntos de señal 84 y 86.
El transmisor 1 está dispuesto para transmitir las señales de temporización del portador a intervalos de tiempo dado con el primer flujo de datos con el fin de compensar por la falta de desmodulactón del segundo flujo de datos. La señal de temporización del portador permite la identificación de los puntos de señal 03 y 85 del primor (lujo de datos, sin importar la desmodulación del segundo flujo de datos. Por lo tanto, la reproducción de la onda portadora puede ser disparada por la transmisión de datos del portador al circuito 131 reproductor del portador.
Entonces se examina en el paso 304 del flujograma en la figura 24 para determinar si m es 16 ó no según la recepción de tai señal modificada de 64 QAM como se muestra en la figura 23. En el paso 310. también se examina para ver si m es más de 64 ó no. Si se determina en el paso 311 que la señal recibida no tiene una costebción de puntos de señal equidistantes, el procedimiento sigue a paso 312. La distancia de puntos de señal THs4 de la señal modificada de 64 QAM se calcula de: TH6 = (??+ A2 2) / (Ai + A2).
Este cálculo es equivalente al de TH-J6 pero la distancia resultante entre los puntos de la señal es menor.
Si la distancia de los puntos de la señal en el primer sub segmento 181 es de A3, la distancia entre el primer sub segmento 181 y el segundo sub segmento 182 se expresa por (A2 - 2A3). Entonces, el promedio da la distancia es (A¿ - 2Ag) / (A-j + Ag) que se designa como Cuando d$4 es menor que T¾ que representa la capacidad de discriminación de puntos de señal del segundo receptor 33, será difícil distinguir cualquiera de dos punios de señal en el segmento. Este juicio se ejecuta en el poso 313. Si ds4 está fuera de) alcance permitido, el procedimiento regresa al paso 313 para la desmodulación de la modalidad 4 PSK. Si dg4 está dentro del alcance, el procfidimiemfo avanza al paso 305 para permitir ia desmodulación de 16 QAM en el paso 307. Si se determina en el paso 303 que la proporción de añ res es demasiado elevada, el procedimiento regresa al paso 313 para la desmodulactón de la modalidad 4 PSK.
Cuando el transmisor 1 suministra una señal modificada do 8 QAM como la que se muestra en la figura 25a, en la cual todos los puntos de la señal están en ángulos de cos(2nf + n . n 4). las. ondas portadoras de la señal se alargan a Ja misma fase y asi podrán ser reproducidads con más dactlidád. A la vez, los datos de dos bilios del primer flujo de datos se desmodulan con el receptor de 4 PSK mientras que los datos de un bitio del segundo flujo de datos se desmodulan con el segundo receptor 33 y el total de datos de tres bitios puede ser reproducido.
El tercer receptor 43 será descrito en más detalle. La figura 26 muestra un diagrama en bloquo del tercer receptor 43 semejante a la del segundo receptor 33 en la figura 21. La diferencia es que una unidad 234 reproductora dol tercer flujo de datos se agrega y .también, el circuito de discriminación y reproducción tiene i capacidad de identificar los datos de ocho bitios. La antena 42 del tercer receptor 43 tiene un radio ra mayor que ¾. permitiendo así señales de estado de menor distancia, por ejemplo, señales QAM de 32 ó 64 estados, que sean desmoduladas. Para la desmodulación de una señal de 64 QAM, el primer circuito 136 de discriminación y reproducción tiene que identificar ocho niveles digitales de la señal detectada en la cual participan siete niveles de umbral difámente. Como uno de los valores umbral es cero, el primer cuadrante contiene tres.
La figura 27 muestra un diagrama de espacio de la señal en el cual el primer cuadrante contiene Ires valores umbral diferente.
Como se muestra en la figura 27. cuando los tres valores umbral normalizados son THl§4, ??2ß4· y TH364i se expresan por: TH164 = (A1 + A3¾)/(Ai +A2) TH264 = (Al + A2 2) / (Ai + A2) y 7H364 = (Al + A2 - A3/2) / (Ai + A2).
Por medio de ¡a desmodulación AM de una señal de fase detectada utilizando los tres valores umbrales, el tercer flujo de datos puede ser reproducido como el primer segundo flujo de datos s explicados con la ligura 21. El tercer flujo de datos contiene, por ejemplo, cuatro puntos de señal 201. 202, 203 y 204 en el primer subsogmento 181 mostrado en la figura 23 que representa cuatro valores de la configuración de dos bitios. Por lo tanto, seis números ó señales modificadas de 64 QA pueden ser desmoduladas.
El conlrotador de desmodulación 231 detecta el valor m, Ai , Ag y A3 de los datos de dosmodulaeión contenidos en el primer flujo de datos desmodulados en la unidad 232 reproductora del primer flujo de datos y calcula los tres valores umbrales TH164. TH264 y TH36 que entonces son alimentados al primer circuito 36 y el segundo circuito 137 de discriminación y reproducción de manera que la señal modificada de 64 QAM se desmodula con certeza.
Ademas, si tos datos de desmodulación han sido codificados, la señal modificada de 64 QAM puede ser desmodulada solamente con un receptor específico o suscriptor. La figura 28 as un ílujograma que muestra la acción del controlador de desmodulación 231 para ¡as señales modificadas de 64 QAM. La diferencia entre el ílujograma para la desmodulación de 16 QAM mostrada en la figura 24 será explicada. El procedimiento continúa del paso 304 a) paso 320 donde se examina. Sí m = 32, la desmodulación de las señales de 32 QAM se ejecuta en el paso 322. Si no, el procedimiento sigue al paso 321 donde se examina si m = 64 ó no. Si lo es. A3 se examina en el paso 323. Si A3 es menor que un valor predeterminado, el procedimiento sigue al paso 305 y se implemento la misma secuencia que en la figura 24. Si se jusga en el paso 323 que A3 no es menor que el valor predeterminado, el procedimiento sigue al paso 324 donde so calculan los valores umbral. En el paso 325, los valore umbral calculados se alimentan al primer y segundo circuitos de discriminación y reproducción y en el paso 326, se efectúa la desmodulación de la señal modificada de 64 QAM. Luego, ios flujos de dalos primero, segundo y tercero se reproducen en el paso 327. En el paso 328. se examina la proporción de errores. Si la proporción de errores es elevada, el procedimiento sigue al paso 305 donde la desmodulación de 16 QAM se repite y sj es baja se continúa a la desmodulación del 64 QAM: La acción de reproducción de la onda portadora necesaria para ejecutar un procedimiento de dasmedulaeión satisfactorio se describirá ahora. El alcance do I» presante invención incluye la repro ucc n e prmer u o e atos e una se a mo ca a e con e uso e un receptor de 4 PSK. Sin embargo, un receptor comúm de 4 PSK raramente vuelve a reconstruir las ondas portadoras, de modo que no puede ejecutar una desmodulación correcta. Para compensar, tiene que hacerse arreglos en el lado transmisor y receptor.
Dos técnicas para la compensación se proporciona según la presente invención. La primera técnica se relaciona a la transmisión de los puntos de la señal alineados en ángulos de (2 n -i }??» a intervalos de tiempo dados. Una segunda técnica ofrece transmisión de los puntos de la señal dispuesta a intervalos de un angula de ?p ¾.
Según la primera técnica, los ocho puntos de señales incluyendo 83 y 85 se alinean en ángulos de Til-i, &Tt)A, 5« 4 y 7»M. como se muestra en la figura 38. En acción, por lo menos uno de los ocho puntos de la señal se transmite durante los períodos de sincronización de los segmentos de tiempo 452. 453, 454 y 455 dispuestos a intervalos de tiempo iguales en un espacio 451 del segmento de tiempo mostrado en la gráfica de tiempo de la figura 38. Todos los puntos de señal deseados se transmiten durante los otros segmentos de tiempo. El transmisor uno también se dispone de manera qué asigne datos para un intervalo de segmentos de tiempo a la región 499 de datos sincronizados de un bloque de datos sincronizados, como se muestra en la figura 41.
El contenido de una señal de tansmistón será explicado en más detalle con referencia a la figura 41. El grupo 451 da segmento de tiempo que contiene los segmentos sincronizados 452, 453, 454 y 455 representa una unidad de flujo de datos ó bloque 491 transportando datos de Dn.
Los segmentos sincronizados en la señal se disponen a intervalos iguales de un tiempo dado determinados por el intervalo del segmento de tiempo ó sincronización de datos. Por lo tanto, cuando la disposición de los segmentos sincronizados se detecta, la reproducción de las ondas portadoras será ejecutada segmento por segmento por medio de la extracción de los datos sincronizados de sus segmentos de tiempo respectivos.
Los datos sincronizados S están contenidos en un bloque sincronizado 493, acompañado en ta parte delantera de un marco de datos 492: el cual consta de un número de segmentos sincronizados indicados por las rayas en la figura 41. Por consiguiente, se aumentan ios datos a ser extraídos para la reproducción de la onda portadora, permitiendo así que ei receptor de 4 PSK reproduzca las ondas portadoras deseadas con mos exactitud y eficiencia. .
El bloque sincronizado 493 comprende las regiones de datos sincronizados 496, 497.498 — que contiene los datos sincronizados S1, S2 y S3 — respectivamente, que incluyen palabras singulares y datos de desmodulación. La región 499 de asignación de señales con fases sincronizadas está acompañada al final del bloque sincronizado 493, el cual contiene datos de ?t incluyendo información sobre la disposición de los intervalos y la asignación de los segmentos sincronizados.
Los datos del punto de sena) en el segmento de fase sincronizada tiene una fase particular y puede reproducirse por ei receptor de 4 PSK. Por consiguiente, lt en ta región 499 de asignación de señal de fase sincronizada puede ser recuperada sin error, asegurando así la reproducción de las ondas portadoras en exactitud.
Como se muestra en la figura 41 , el bloque sincronizado 493 es seguido por un bloque de datos 501 de datos de desmoduteclón que contiene los datos de desmoduiacton sobre los puntajes umbral necesarios para la desmodulación de la señal modificada QA de múltiples bitios. Estos datos son escancíales para la desmodulación de una señal QAM de múltiples bitios y puede preferiblemente, contenerse en la región 502 que es parte del bloque sincronizado 493 para recuperación más fácil.
La figura 42 muestra la asignación de ios datos de la señal para la transmisión de las señales del Impulso de sincronización a través del método TOMA.
La asignación se distingue de la que se muestra en la figura 41 por el hecho que un periodo de resguardo 521 se coloca entre cualquiera de los bloques adyacentes 491 de datos Dn. siendo 491 para la interrupción de la transmisión da la señal. También, cada bloque de datos 491 es acompañado en el lado delantero de una región sincronizada 522. formando asi el bloque de datos 492. Durante la región sincronizada 622, los puntos de la señal en una fase de (2n -l)n/4 son solamente transmitidos. Por consiguiente, la reproducción de la onda portadora será factible con el receptor de 4 PSK . Más específicamente, la señal sincronizada y las ondas portadoras pueden ser reproducidas por el método TOMA.
La reproducción de la onda portadora del primer receptor 23 mostrada en la figura 9 será explicada en más detalle en referencia a fas figuras 43 y 44. Como se muestra en la figura 43, una señal de entrada se alimenta a través de la unidad 24 a un circuito 541 detector de 'sincronización donde detecta la sincronización. Una señal desmodutada del detector 541 de sincronización se transfiero a un circuito 542 de salida pata la reproducción del primer flujo de datos. Datos de la región de datos 499 de asignación de señales con fase sincronizada (mostrada en la figura 41), se recupera con un circuito 543 controlador extractor de ternporizactón de manera que la temporización de las señales sincronizadas de datos (2n · 1) 4 pueden ser reconocidos y transferidos como un impulso 561 de oontrol de la fase sincronizada mostrada en la figura 44 a un circuito 544 de control de la reproducción del portador. Además, la señal desmodulada del circuito 541 detector de sincronización se alimenta a un circuito 545 multiplicador de frecuencia donde se multiplica por 4 antes de ser transmitido al circuito 544 controlador de la reproducción del portador. La señal resultante indicada por 562 en la figura 44 contiene datos 563 de verdadera fase y otros datos. Como se ilustra en un cronograma 564 de la figura 44, los segmentos 452 de tiempo de fase sincronizada que transportan los datos de (2n-1)p/4 también contienen a intervalos iguales. En el circuito 544 controlador de la reproducción del portador, la señal 562 se muestra por el impulso 561 de control de la sincronización de la fase para producir una señal 555 de muestra de fase que luego se convierte a través do la acción de retener la muestra a una señal de fase 566. La señal de fase 566 de) circuito 544 controlador de reproducción del portador se alimenta a través del filtro 546 del lazo a un VCO 547 donde se reproduce su onda portadora aplicable. El portador reproducido luego se envía al circuito 541 detector de sincronización.
De esta forma, los datos del punto de la señal de la fase {2n-1>n/4 indicados por las zonos rayadas en la figura 39 se recuperan y utilizan de manera que una onda portadora correcta puede sor reproducida por una multiplicación da frecuencia por 4 ó por 16. Aunque una pluralidad de las fases se reproducen a la vez, las fases absolutas del portador pueden identificarse con éxito con el uso de una palabra singular asignada a la región 496 de sincronización mostrada en la figura 41. ^ Para la transmisión de una señal modificada de 64 QAM tal como la que se muestra en la figura 40, los puntos de señal en las zonas 471 y sincronización de fase (2?-1)p 4 indicadas por las rayas se asignan a los segmentos sincronizados 452, 452b, etc. Su portador puede ser difícilmente reproducido con un receptor común de 4 PSK pero con éxito con el primer receptor 23 de la modalidad 4 PSK proporcionado con el circuito reproductor del portador de la realización.
El circuito anterior reproductor del portador es del tipo COSTAS. Un circuito reproductor del portador del tipo de modulación inversa se explicará de acuerdo a la realización.
Ida figura 45 muestra un circuito reproductor del portador del tipo de modulación inversa según la presente invención, en el cual una señal recibida se alimenta de la unidad 24 do entrada a un circuito 541 detector de sincronización para producir una serial duumodufada. Además, la svfial de entrada se atrasa por un primer circuito 591 de retardo a una señal de retardo. La señal de retardo luego se transfiere a un circuito 592 modulador de cuadratura de fase donde se desmodula inversamente por la' soñal dosmodularia del circuito G41 detector de sincronización a una señal portadora. La señal portadora se alimenta a través da un circuito 544 controlador de reproducción del portador a un comparador 593 de fase. Una onda potadora producida por el VCO 547 se retrasa por un segundo circuito 594 retardador a una señal de retardo que también se alimenta al comparador de fase 593. En el comparador de fase 594, ta señal inversa del portador dosmodulado se comparo en la fase con la señal de retamo, produciendo así una señal de ©Herencia de lase. La señal de diferencia de fase enviada a través de) filtro do lazo 546 al VCO 547 el cual, a su vez. produce una onda portadore dispuesta en fase con la onda portadota recibida. En la misma forma que el circuito reproductor del portador COSTAS que se muestra en la figura 43 un circuito 543 extractor del controlador de temporización lleva a cabo el muestren de los puntos de señal contenido en ¡as zonas de rayas de la figura 39. Por consiguiente, la onda portadora de una señal de 16 ó 64 QA puede ser reproducido con el desmodulador de 4 PSK del primer receptor 23.
La reproducción de una onda portadora por multiplicación de frecuencia por 16 será explicada. £1 transmisor 1 mostrado en la figura 1 está dispuesto de manera que module y transmite una señal modificada de 16 QAM con asignación de sus puntos de señal en la fase rmlQ como se muestra en la figura 46. En el primer receptor 23 mostrado en la figura 9, la onda portadora puede reproducirse con su circuito controlador de reproducción del portador COSTAS que contiene un circuito 661 mufóplicador'por 16 mostrado en la figura 48. Los puntos de señal en cada fase ?p/8 mostrados en la figura 46 ee procesan en el primer cuadrante b. La acción del circuito 661 multiplicador por 16, en el cual el portador se reproduce por la combinación de un filtro de lazo 546 y un VCO 541. También, ia fase absoluta puede ser determinada de 16 fases distintas, asignando una palabra especial a la región de sincronización.
La disposición del circuito multiplicador por 16 se explicará en referencia a la figura 48. Una señal de suma y una señal de diferencia se producen de la señal desmodulada por un circuito sumador 662 y un circuito substractor 663, respectivamente, y luego se multiplican entre sí por un multiplicador 664 a una señal de eos también la fase absoluta puede ser determinada de las 1 fases distintas, asignándole una palabra distintiva a ta región de sincronización .
La disposición del circuito multiplicador por 16 se explicará en relación a la figura 48. Una señal sumadora y una señal de diferencia se producen da la señal desmodulada por medio de un circuito sumador 662 y un circuito substractor 663, respectivamente, y luego se multiplican entre sí por un multiplicador 664 a una señal de eos 20 . Además, un' multiplicador 665 produce una señal de sin 2e. Las dos señales luego se mullíplícan por un multiplicador 666 a una señal se sin .
En forma semejante, una señal de sin 80 se produce de las dos señales, la de sin ?.ø y la eos 2v por ta combinación de un circuito sumador 667, un circuito substractor 663, y uno multiplicador 670. Por otra parte, se produce una señal de sin 160 por medio de la combinación de un circuito sumador 671, un circuito 672 y uno multiplicador 673. Luego, se completa la multiplicación por 16. s Durante fa anterior multiplicación por 16. la onda portadora de todos los puntos de la señal modificada de 16 QAM mostrada en la figura 46 será reproducida con éxito sin extraer los puntos déla señal particulares.
Sin embargo, la. reproducción de ta onda portadora de (a señal modificada de 64 QAM mostrada en la figura 47 puede incluir un aumento en la proporción de errores debido a la dislocación de algunos puntos de señal de las zonas de sincronización 471.
Se conocen dos técnicas para la compensación de las consecuencias. Una consiste en inhibir la transmisión de los puntos de la señal dislocados de las zonas de sincronización. Esto reduce la cantidad total de datos transmitidos pero facilita la disposición. El otro consiste en proporcionar los segmentos sincronizados como se describen el la figura 38. Más particularmente, los puntos da la señal en las zonas de fases sincronizadas iw/B, por ejemplo, 471 y 47 la, so transmiten durante el período de los segmentos sincronizados en el grupo del segmento de tiempo 451.-Esto dispara una acción exacta de sincronización durante el período, reduciendo asi al mínimo los errores de fase.
Como se entiende ahora la multiplicación por 16 permite que un receptor simple de PSK reproduzca la onda portadora de una señal modificada de 16 ó 64 QAM. También, la inserción da segmentos sincronizados hace que ta exactitud fásica se aumente durante a repro ucc n e as ondas portadoras de una señal modificada de.6 QAM¡ Como se dijo anteriormente, el sistema de transmisión de señales de la presento invención puede transmitir una pluralidad de datos en una sola onda portadora simultáneamente en la disposición de múltiples niveles de la señal.
Más específicamente, tres diferentes receptores de nivel que tienen características discretas de sensibilidad de intercepción de la señal y capacidad desmoduladora se proporciona en relación a un sola transmisor de manera que puede'seleccionarse cualquiera de ellos, dependiendo del lamaño de los datos que quieren ser desmodulados lo cual es proporcional al precio. Cuando el primer receptor de calidad es de baja resolución y bajo precio y se adquiere junto con una pequeña antena, el dueño puede interceptar y reproducir el primer flujo de datos de una señal de transmisión. Cuando el segundo receptor de calidad de resolución media y precio medio se adquiere junto con una antena media, su dueño puede interceptar y reproducir el primer y segundo flujos de datos de la señal. Cuando el tercer receptor de alta calidad de resolución y alto precio so adquiere con una antena grande, su dueño puede interceptar y reproducir todos los flujos da datos de la señal, ct primer, segundo y tercero.
Si el primer receptor es un receptor digital de difusión por satélite para uso casero de precio bajo, eerá grandemente acogido por una mayoría de los televidentes. El segundo receptor acompañado con una antena media cuesta más y será aceptado no por los televidentes comunes paro gente particular que desean los servicios da MD7V. El tercer receptor acompañado de una antena grande, por lo menos antes de que se aumente la salida del satélite, no es adecuado para uso casero y probablemente será utilizado en industrias aplicables: Por ejemplo, el tercer flujo de datos que transmite tas señales de Súper HDTV se transmite vía satélite a cinemas abonados que pueden presentar video cintas en vez de películas tradicionales y administrar el negocio de cine a bajo costo. u o c , transmiten tres imágenes de distinta calidad transmitido e una onda de la señal y serán compatibles entre sí. Aunque la primera realización de la invención se refiere a una señal de 4 PSK, una seña) modificada de 8 QAM. una señal de 16 QAM, y una señal modificada de 64 QAM, también se emplearán otras señales con igual éxito, incluyendo una de 32 QAM, una de 256 QAM, una de 8 PSK. una de 16 PSK y una do 32 PSK. Se entiende que la presente invención no se limita a un sistema de transmisión por satélite y será empleado en un sistema de comunicación terrestre o en un sistema de transmisión por cable.
El méto¾o de transmisión de ia invención también puede emplearse en una señal ASK de cuatro u ocho niveles, como se muestra en las figuras 58 y 66a y b, respectivamente.
Realización 2 Una segunda realización de la presente invención se muestra en la cual la disposición física de niveles múltiples da la primera realización se, divide en pequeños niveles por medio de la discriminación en ia capacidad de corrección de errores, formando asi una construcción lógica e niveles múltiples. En la primera realización, cada canal de múltiples niveles tiene diferentes niveles en la amplitud de la señal eléctrica o la capacidad desmoduladora física. La segunda realización proporciona diferentes niveles^ en la capacidad de realización lógica, tal como la corrección de errores. Por ejemplo, los datos Di en un canal de múltiples niveles se dh/iden en dos componentes, Di-1 y D1-2, y D-j-i tiene! más capacidad de corrección de errores quo D1.2 para discriminación. Por consiguiente, a medida que la capacidad de detección y corrección de errores difiere entre D-M y 02-3 en la desmodulación. 01.1 puede ser reproducida con éxito dentro de una proporción determinada de errores cuando el nivel C/N de una señal do transmisión original es tán bajo que deshabllita la reproducción de D1-2. Esto se pondrá en practica utilizando la disposición lógica de múltiples niveles. I Más específicamente, la disposición lógica de múltiples niveles consiste en dividir los datos de un canal modulado de múltiples niveles y de distancias discriminatorias entre los códigos de 06 corrección de errores, mezclando dichos códigos con los códigos de producto para una capacidad variable do corrección de error. Por consiguiente, se puede transmitir una señal de más niveles múltiples.
Es más, el canal Di se divide en dos subcanales. OLÍ y D1-2 y el canal D2 se divide en dos subcanales D2.1 y D2-2.
Estos se explicará en mas detalle refiriéndose a la figura 87 en la cual D|.i se reproduce de la señal de C/N más baja. Si la proporción de C/N es d, como mínima, no se pueden reproducir los tres componentes Di .2. D2.1 y D2-2 mientras se está reproduciendo DM . Si C/N no es menos que c, también se puede reproducir O1-2. Igualmente, cuando C/N es b, se reproduce D2.1 y cuando C/N es a, se reproduce 02-2- A medida que aumenta la proporción de C/N, los niveles de señal reproducibles aumentan en cantidad. Entre más bajo sea C/N, menos niveles reproducibles de la señal habrá. Esto será explicado en la forma de la relación entre la distancia de transmisión y el valor reproduclble de C/N en relación a la figura 86. En común, el valor de C/N de una señal recibida se reduce en proporción a la distancia de transmisión, expresada por la línea real en la figura 86. Actualmente se asume que la distancia entre la antena transmisora y la antena receptora es La cuando C/N=a, Lb cuando C/N=b, cuando C/N - c, Ld cuando C/N=d, y Le cuando C/N-e. Si le distancia de ia antena transmisora es mayor que Ld, Di .1 puede reproducirse como se muestra en ta figura 85 donde la zona receptora 862 se denota con rayas. En otras palabras, D-|.i puede reproducirse entre una zona más extensa En forma semejante, D1-2 uede reproducirse en una zona 863 cuando la distancia no es más que Le. En esta zona 863 que contiene la 2ona 862, no hay duda que D1.1 puede reproducirse. En una zona pequeña 854, puede reproducirse D2-1 y en la zona más pequeña 865, puede reproducirse D2-Z- Como se entiende, bs diferentes datos en una canal pueden reproducirse en forma correspondiente a los grados de declinación en la proporción de C/N. La disposición lógica de múltiples niveles del sistema de transmisión de señal en ta presente invención puede proporcionar el mismo efecto que producá un sistema tradicional de transición análoga en el cual proporción de C/N.
Se describirá la construcción de una disposición lógica de múltiples niveles on la cual se proporcionan dos niveles físicos dos niveles lógicos. La figura 87 es una diagrama en bloque de un transmisor 1 que es esencialmente idéntico en construcción al que se ha mostrado en la figura 2 y descrito previamente en la primera realización, y no seré explicado en más detalle. La única diferencia es que los codificadores del código de corrección de errores se agregan como abreviados a los codificadores ECC. Ei circuito divisor 3 tiene cuatro salidas. 1 -1. 1-2, 2-1. y 2-2. a travésTde las cuates se distribuyen las cuatro señales D\ -i , Di -2. Dg-i . y D2-2 divididas de una seña) de entrada, las dos señales Di-i y D1-2 se alimentan a dos codificadores de ECC, uno principal 872a y un subcodificador 873a, de un primer codificador ECC 871a. respectivamente, para convertirlas a tas formas del código de corrección de errores. ? codificador principal ECC 872a, tiene una capacidad más elevada de corrección de errores que el subcodificador de ECC 873a. Por consiguiente, D?„i puede reproducirse a una proporción más baja de C/N que Di -2 como es aparente por el diagrama de nivel de CN en la figura 85. Más particularmente, el nivel lógico de D1-1 se afecta menos por la declinación de C/N que el del Di -z- Después de la codificación de los códigos de correcciones de errores, Oí .1 , y D1-2 son sumados por ei sumador 874a a una señal Dt que luego es transferida al modulador 4. Las otras dos señalas 0¾-? y D2-2 del circuito divisor 3 son codificadas para corrección de errores por dos codificadores de ECC, uno principal 872b y un subcodificador 873b, de un segundo codificador de ECC 871b y luego son sumados por el sumador 874b a una señal de D2 que se transmite al modulador cuatro. El codificador da ECC principal 872b tiene una capacidad de corrección de errores más elevada que el subcodificador de ECC 873b. El modulador cuatro, a su vez. produce de las dos señales de entrada, Di y D?. una señal modulada de múltiples niveles que se transmite de la unidad transmisora 5. Como se entiende, la señal de salida del transmisor 1 tiene dos reveles físicos. Di y D2. y también cuatro nivelas lógicos, D-j . . Di.g. D2-1 y D2 2. basados en ios dos niveles físicos para proporcionar diferentes capacidades de correcciones de errores.
La recepción de tai señal de inúltiples niveles será explicada. La figura 08 es un diagrama en bloque de un segundo receptor 33 que es casi idéntico en su construcción al que se muestra en la figura 21 y que se describe en la primera realización. El segundo receptor 33 dispuesto para interceptar señales de múltiples niveles del transmisor 1 mostrado en ia figura 67, comprende un primer codificador de ECC 676a y un segundo 876b, en el cual se ejecuta la desmodulación de QA . o de cualquiera de AS , PS y FSrvsí así se desea.
Como se mostró en la figura 88, una señal receptora se desmoduia por el desmodulador 35 a las dos señales, D-j y D2, que luego se alimentan a los dos divisores 3a y 3b, respectivamente, donde se dividen en cuatro niveles lógicos, D1-1 , D .1, y D2-2- as cuatro señales entonces son transferidas al primer descodificador de ECC 876a y el segundo 876b en el cual D] . es corregida por un descodificador de ECC principal 877a, D1-2 por un subdescodificador de ECC 878a. DZA por un descodificador de ECC principal 877b. D2-2 por un subdescodificador de ECC 878b antes de ser enviados al sumador 37. En el sumador 37, las cuatro señales corregidas, D1-1 , D¾-2, P2-1 y D2-2. se suman a una señal que luego es entregada de la unidad de salida 36.
Como y D2-I tienen una capacidad superior de corrección de errores que D1- y D .2, respectivamente, la proporción de errares permanece menos que un valor dado aunque C N es bastante baja como se muestra en ta figura 85 y, por consiguiente, la señal original será reproducida con éxito.
La acción de discriminar la capacidad de corrección de errores entre los descodiíicadores de ECC principales 877a y 877b de ganancia aRa de código y los subdascodifícadores de ECC 878a y 878b de baja ganancia de código ahora se dan descritos en mas detalle. Es aconsejable para que exista una diferencia en la capacidad de corrección de errores, es decir, en la ganancia de código, el utilizar en el subdescodificador de ECC una técnica de codificación común, por ejemplo, e! método de Reed-Solomon o el do BCH, como se muestra en ia figura 165b para el descodificador de ECC, que tiene una distancia de código estándar y el descodificodor de ECC principal, otra técnica da codificación en la cual la distancia entre los códigos do corrección se aumenta con la utilización de los códigos de Reed-Solomon. sus códigos de producto, u otros códigos largos, odescodificadores en reja 744b, 744q.744r. mostrados en las figuras 128(d). (a), (f). Una variedad de técnicas conocidas para aumentar ia distancia del código de corrección de errores han sido introducidas y no serán más explicadas. La presente invención puede ser asociada con cualquier técnica conocida para tener la disposición lógica de múltiples niveles.
Además" como se muestra en el diagrama en bloque de las figuras 160 y 167, el transmisor tiene además un intercalador 744k y el receptor tiene desíntercaladnres 759k y 936b. El proceco de intercalación se efectúa por medio del cuadro de intercalación 954 mostrado en la figura 168(a). Una memoria RAM desintercaladora de 936x en el dasintercalador 936b se utiliza para descodificar los datos. Por medio de esta disposición, se puede obtener un sistema de transmisión de datos con alta confiabilidad con respecto al error de ráfaga, lo cual resulta en imágenes transmitidas estables.
La disposición lógica de /múltiples niveles se explicará en relación ai diagrama en la figura 88, que muestra la refación entre C/N y la proporción de errores después de (a corrección. Como se muestra, ia linea recta 881 representa D-j-1 en ia relación entra C/N y la proporción de errores y la linea 882 representa O1.2 en lo mismo. Al medida que disminuye la proporción C/N de una señal de entrada, aumenta l proporción de errores después de la corrección. C/N es más bajo que un determinado valor, ta proporción de errores excede un valor de referencia Eth determinado por las normas de diseño del sistema y normalmente ningún dato original será reconstruido. Cuando C/N so reduce a menos de e. la señal O) no puede reproducirse como se expresa por la linea 881 de D-f-i en la figura 89. Cuando e=C N<d, D-f.-j de la señal Di exhibe una proporción de errores más alta que Eth y no será reproducida.
Cuando C/N es d en el punto 885d, Dt-1 0311 ma capacidad de corrección de errores mayor que D1-2 no tiene una proporción de errores más alta que Elh y puede ser reproducida. A ta vez, la proporción de errores de Di -2 permanece más alta que Eth después de la corrección de errores y no será reproducida.
Cuando C/N se aumenta hasta el o en el punto 885c, D-t - tiene una proporción de errores no tan alta como Eth y puede ser reproducida. A la vez, D2-1 y Q2-2 permanecen en un estado de no desmodulación. Después de que se aumenta la proporción de C N más hasta b\ la señal D2 está lista para ser desmodulada.
Cuando C/N se aumenta hasta b en el punto 885b, D2-1 de la señal O2 no es más alta en la proporción de errores que Eth y puede ser reproducida. A la vez, la proporción de errores de Dg. 2 permanece más alia que Elh y no será reproducida. Cuando se aumenta C/N hasta a en el punto 885a, D2-2 no es más alta que Eth y puede ser reproducida.
Como se describe anteriormente, los cuatro niveles lógicos diferentes de la señal divididos de dos niveles físicos, 01 y 02, por medió de la discriminación de la capacidad correctora de errores entre los niveles, pueden transmitirse simultáneamente.
Utilizando las disposición lógica de múltiples niveles de la presente invención, en compañía con una construcción de múltiples niveles en la cual por lo menos parte de la señal original se reproduce aun cuando loa datos a un nivel más alto se pierden, la transmisión de la señal digital será ejecutada con éxito eift perder el efecto ventajoso de una transmisión de señales análoga en ta cual la transmisión de datos se reduce gradualmente a medida que la proporción de C/N se toma baja.
Gracias a las técnicas avanzadas de compresión da datos de imágenes, los datos de imágenes comprimidos pueden ser transmitidos en una disposición lógica de múltiples niveles para permitir que una estación receptora reproduzca una imagen de calidad más ana que la que se puede con un sistema análogo y además, y el nivel de la señal no declina repentinamente sino en 1 6I invención puedo proporcionar un efecto adicional de la disposición de múltiples capas que a duras penas se ejecuta por un sistema conocido de transmisión digital de señales sin dete iorar la alta calidad de tos datos de la imagen.
Además, ios datos de dirección de tos datos del segmento de imagen, los datos de imagen básicos para la compresión de la imagen, los datos de cancelación de codificación en el descodificodor (figura 66), y los datos de alta prioridad (HP), es decir, los datos (v.g., ta señal de sincronización de cuadros y el encabezamiento) que son más esenciales para la expansión de ta imagen-de la señal de HDTV, se transmiten como D-j-i por el codificador y £CC 743a de ganancia alta (figuras 88. 133, 170 y 172), y es recibido por el descodificador ECC 758 de ganancia alta del receptor 43.
Estos datos de alta prioridad se protegen porque la proporción de errores de los datos de prioridad D1-1 no aumenta notablemente. El deterioro fatal de la calidad característica de la imagen en las transmisiones de video digital se evitan de esta forma y se obtiene un efecto de 'degradación elegante" donde la calidad de la imagen se deteriora gradualmente.. El modulador 749 y el desrnodulador 760 de las figuras 133 y 70, respectivamente, pueden lograr este efecto do degradación elegante con el QAM de 16 niveles y de'32 niveles descrito anteriormente, la VSB de 4 niveles (figura 57) y la VSB de 8 niveles (figura 68), descrita a continuación en la descripción de fe cuarta realización, y el PSK de 8 niveles.
Además, como se muestra en los diagramas en bloque de las figuras 133 y 156, puede crearse una gran diferencia en la proporción de errores de los datos de alta prioridad y los datos de baja prioridad durante la recepción de la señal si se aplica una codificación de errores de ganancia afta en tos datos de alta prioridad por medio del codificador de ECC 744a y el codificador de reja 744b en te entrada 744 del segundo flujo de datos, mientras qua los datos de baja prioridad se codifican con la corrección de errores de baja ganancia por ol codificador ECC 743a únicamente.
Como resultado, aun cuando la proporción de C/N del sistema del transmisión se deteriora substancialmente, pueden recibirse los datos o alta prioridad. Por consiguiente, mientras que la calidad de ja imagen se deteriora con el deterioro de tos datos de baja prioridad, los datos de alta prioridad también pueden ser reproducidos en aplicaciones sujetas a un serio deterioro de la proporción de C/N, como se encuentra en las condiciones receptoras que ocurren con receptores móviles de televisión, y la información de posición del bloque del pixel también puede ser reproducida. Como ta destrucción del bloque del imagen se evita de esta forma, ios espectadores también pueden recibir y ver la programación transmitida bajo condiciones de recepción sumamente malas.
Realización 3 Una tercera realización de la presente invención será descrita relacionándose a los dibujos aplicables.
La figura 29 es una vista total esquemática que ilustra la tercera realización en forma de un sistema digital de transmisión de televisión. Una señal 402 de entrada de video en una imagen de televisión de resolución súper alta se alimenta a la unidad de entrada 403 del primer codificador de video 401. Luego, la señal se divide por el circuito divisor 404 en 3 flujos de datos, primero, segundo, y tercero, que se transmiten a un circuito compresor 405 para comprimir los ciatos antes de seguirlos entregando.
Igualmente, otras tres señales dé entrada de video 406, 07 y 408 se alimentan a un segundo codificador de video 409, un tercero 410. y un cuarto 41 , respectivamente, lodos los cuales están dispuestos en una construcción idéntica al primer codificador de vídeo 401 para compresión de ios datos.
Los cuatro flujos de sus codificadores respectivos 401, 09. 410 y 4 1. los cuatro primeros flujos de datos se transfieren a un primer multiplexor 413 del mulliplexor 412 donde se nace la transmisión sucesiva de señales por un proceso de TD a una señal múttiplex del pr mer flujo de datos que so alimenta al transmisor 1.
Una patte o todos ios cuatro segundos flujos de datos se transfieren desde sus codificadores respectivos, 401, 409, 410 y 411, a un segundo muftiplexor 414 del muliiptexor 412 donde se hace la transmisión sucesiva de señales a una señal múttiplex del segundo flujo de datos que el cual luego se alimenta el transmisor 1. También, una parte o todos los ouatro terceros flujos de datos se transfieren a un tercer tnuttiplexor. 415 donde se hace la transmisión sucesiva de señales a una señal muHiptex del tercer flujo de datos que luego se alimenta al transmisor 1. El transmisor 1 ejecuta la modulación de las tres señales de los flujos de datos con su modulador 4 de la misma manera que se describe en la primera realización. Las señales moduladas se envían de la unidad transmisora 5 por medio de la antena 6 y un enlace ascendente a un transpondedor 12 del satélite 10 que, a su vez, la transmite a tres diferentes receptores, incluyendo el primer receptor 23.
La señal modulada transmitida por medio de un enlace descendente 2t se intercepta por una pequeña antena 22 que tiene un radio ri y se alimenta a una unidad reproductora 232 del primer flujo de datos en el primer receptor 23, donde solamente el primer flujo de datos se desmodula. El primer flujo de datos desmodulado luego se convierte por medio del descodificador del primer descodificador de video 421 a una seña! de salida de imagen ancha de NTSC o de video 426 de baja resolución de la imagen.
Además la señal modulada transmitida por el enlace descendente 31 se intercepta por la antena mediana 32 que tiene un radio ¾ y se alimenta a la unidad reproductora 232 del primer flujo de datos y la unidad 233 del segundo flujo de datos de un segundo receptor 33 donde el primer y segundo flujos de datos se desmodulan respectivamente. El primer y segundo flujos desmodulados de datos se suman y se convierten por un segundo dsseodificador de video 422 a una señal de HOTV o de salida do video 427 de a¾a resolución de la imagen y/o a las señales de salida de video 425 y 426.
Además fe señal modulada transmitida por el enlace descendente 41 se intercepta por una antena grande 42 que tiene un radio de ra que se alimenta a una unidad reproductora 232 del primer flujo de datos, una unidad 233 reproductora del segundo flujo de datos, y una unidad 234 reproductora de) tercer flujo de datos de un tercer receptor 43 donde sus primer, segundo y tercer flujo de datos se desmodulan respectivamente. Los flujos desmodulados de datos primero, segundo y tercero, luego se suman y se convierten por un tercer descodilicador de video 423 a una señal de salida de súper HDTV o de video 428 de una resolución de imagen super alta paia ser utilizada en un teatro de video o en un cine. Uas señales de salida de video 425, 426 y 427 tambí rípueden reproducirse si asf se desea.. Una señal digital de televisión común se transmite desde un transmisor convencional SI y cuando se intercepta por el primer receptor 23 . se convierte en una señal de salida de video 426, tal como la señal de televisión NTSC de baja resolución.
El primer codificador de video 401 ahora se explicará en más detalle en relación al diagrama en bloque de ta figura 30. Una señal de entrada de video de resolución súper alta se alimenta a través da la unidad de entrada 403 al circuito divisor 404 donde se divide en cuatro componentes por el proceso de codificación de la su banda. En particular, la señal de video de entrada se separa al pasarla por un filtro contra. un filtro horizontal de paso bajo {filtro contra el paso de bajas frecuencias) y un filtro horizontal de paso alto 452 de. por ejemplo, la modalidad QMF a dos componentes de frecuencia horizontal baja y alta que luego se submuestrean la mitad de sus cantidades por dos su muestreadores 453 y 454 respectivamente. El componente horizontal bajo se filtra por un filtro vertical de paso bajo 455 y un filtro vertical de paso alto 456 a un componente bajo horizontal y bajo vertical o una señal H(_VL y un componente bajo horizontal y alto vertical o una señal H(_ H , respectivamente. Las dos señales, HLVL y HJ_VH. se submuestrean a la mita por dos submuestreadores 457 y 458. respectivamente, se transfieren al circuito compresor 405.
Ei componente alto horizontal se filtra por un filtro vertical de' paso bajo 459 y un filtro vertical de paso alto 460 a un componente alto horizontal bajo vertical o una serial HHVL y un componente alto horizontal alto vértice! o una señal HH VH . respectivamente. Las dos señales, HH VL y HH H luego se submuestrean a |a mitad por submusst readores 461 y 462. respectivamente, y se transfieren al circuito compresor 405. i La señal Hi. Vi. preferiblemente se comprime por DCT por un primer compresor 471 del circuito compresor 405 y se alimenta a una primera salida 472 como el primer flujo de datos.
Además, la señal HL H se comprime por un segundo compresor 473 y se alimenta a una segunda salida 464. La señal HH L se comprime por un tercer compresor 463 y se alimenta a la segunda salida 464.
La señal HH H se divide por un divisor 465 en dos señales de video de afta resolución (HH H 1) y resolución super alta (HH VH 2}, que luego se transfieren a la segunda salida 464 y a la tercera salida 468, respectivamente.
El primer desoodifieador de video 421 ahora será explicado en mas detalle en relación a la figura 31. B primer flujo de datos o (a señal Di del primer receptor 23 se alimenta a través de una unidad de entrada 501 a un desoodificador 502 del primer descodif cador de video 421 donde se descodifica. La señal descodificada Di se expande por un expensar 503 a H|_ t que luego se alimenta a un circuito de cambió 504 d la proporción dimensional (formato). Así. la señal H|_ L puede ser entregada a través de una unidad de salida 505 como un formato standard 500, formato buzón 507, de pantaBa ancha 508, o una señal NTSC de formato de panel latera) 509. formato de exploración puede ser del tipo no entrelazado o entrelazado en sus líneas de la modalidad NTSC puede ser 525 o puede doblarse a 050 por doble rastreo de señales. Cuando la señal recibida del transmisor digital 51 es una señal digital de televisión de ta modalidad 4 PS , también puede sor convertido por el primer receptor 23 y el primer descodifícador de video 421 a una imagen de televisión. El segundo descodifícador de video 422 será explicado en mas detalle en relación al diagrama en bloque de la figura 32. La señal de uno del segundo receptor se a men a a trav s e a prmera en ra a a un pr mer exp nsur para a expens n de los datos y luego se transfiere a un sobre muestreador 523 donde sé muestra a 2x. La señal sobre muestreada se filtra por un f iltro vertical 524 de paso bajo a H|_VL- También la señal O2 del segundo receptor 33 se alimenta a través de una segunda entrada 530 a un divisor 531 donde se divide en tres componentes que luego san transferidos a un segundo expansor 532. un tercero 533 y un cuarto 534 para la expansión de ios datos. Los tres componentes expandidos se maestrean en 2x por 3 sobre muestreadores 535, 536 y 537, y se filtran por un filtro vertical de paso alto 538, con filtro vertical de paso bajo 539. y un filtro vertical de paso alto 540. Luego, se suman por el sumador 525 la HL VL del filtro vertical 524 de paso bajo y HL VH del filtro vertical de paso alto, se muestrea por un sobre muestreador 541, y se filtran por un filtro horizontal de paso bajo 542 a una señal de video horizontal de baja frecuencia. HH L del filtro vertical 539 de paso bajo y HH VH 1 del filtro vertical de paso alto 540 se suman por el sumador 526, se muestrean por el sobre muestreador 544 y se filtran por un filtro horizontal 545 de paso alto a una señal de video horizontal de alta frecuencia. Las dos señales de video horizontales, la de alta y ta de baja frecuencia, luego se suman por el sumador 543 a una señal de video HD de alia resolución que se continúa transmitiendo a través de una unidad de salida 546 como a la salida de video 547 de por ejemplo, un formato HDTV. Si se desea, se puede reconstruir una salida tradicional de video NTSC con igual éxito.
La figura 33 es un diagrama en bloque del tercer descodificador de video 423. en el cual las señales Di y O2 se alimentan a través de una primera entrada 521 y una segunda entrada 530, respectivamente, a un circuito descodificador de video 527 de banda de alta frecuencia donde se convierten a una señal de HD de la misma manera como se describió anteriormente. La señal D3 8 alimenta a través de una tercera entrada 551 a un circuito descodificador de video 552 de una banda de frecuencia súper aha donde se expande, descodifica y se compone a una señal HH VH 2. La señal HD del circuito descodificador de video 527 con una banda de afta frecuencia y la señal HH H 2 del circuito descodificador de video 552 con una banda de alta frecuencia se suman por el sumador 553 a una señal de televisión de alta resolución de televisión o una S-HD que entonces se entrega por medio de la unidad de salida 554 como la salida de video S55 de súper resolución. ' ' .
La acción de transmisión sucesiva de señales en el muUiplixor 412 mostrado en la figura 29 será explicada en mas detalle. La figura 34 Ilustra una asignación de datos en la cual tos tres flujos de datos . el primero, segundo y tercero, D¾ , D2 y O3, contienen en un período de T seis datos de canal NTSC, L1. L2, L3, L4, L5 y L6, seis datos de canal HOTV Mi. 2, 3. M4, M5 y M6 y seis datos de canal S-HDTV, H1, J-I2, H3, H4, H5 y H6 respectivamente. En acción, los datos de la señal NTSC ó Di, de L1 a L6, se transmiten sucesivamente por un proceso de TDM durante el período t. Mas particularmente, H|_ L de Di se asigna a un dominio 601 para el primer canal. Luego ios datoa de diferencia MI entre HDTV y NTSC o una suma de HL. H. HH L, y HH HI se asignan a un dominio 602 para el primer canal. También, los datos de diferencia H1 entre HDTV y súper HDTV o HHVH2 (refiérase a la figura 30), se asignan al dominio 603 para el primer cana!.
La selección de la señal de televisión del primer canal se describirá ahora. Cuando se intercepta por el primer receptor 23 con una pequeña antena acoplada al primer descodiCcador de video 421. la señal dei primer canal se convertía a una señal standard o de pantalla ancha de NTSC. como se muestra en la figura 31. Cuando se intercepta por un segundo receptor 33 con una antena mediana acoplada ai segundo descodificador de video 422, la señal se convierte al sumar L1 del primer flujo de datos D asignado al dominio 601 y M1 del segundo flujo de datos O2 asignado al dominio 602 a una señal de HDTV del primer canal equivalente en programa a la señal de NTSC.
Cuando se intercepta por un tercer receptor 43 con una antena grande acoplada al tercer descodificador de ideo 423, ta señal se convierte al sumar Ll de Di asignado al dominio 601. M1 de D2 asignado al dominio 602, y H1 de D3 asignado al dominio 603 a una señal de Súper HDTV del primer canal equivalente en programa a la señal de NTSC. Las señales del otro canal pueden ser reproducidas de igual forma. 63 La figura 35 muestra otra asignación de datos L1 de una señal de NTSC del primer canal asignada a un primer dominio 601. El dominio 601 qu está colocado en la parte delantera del primer flujo de datos Di también contiene en ta parte delantera datos S11 que incluyen (os datos da descodücación y los datos de desmodulación descritos en la primera realización. Una señal de HDTV del primer canal se transmite como L1 y 1. MI que es los datos de diferencia entre NTSC y HDTV se asignan a los dos dominios 602 y 611 de 02. Si L1 es un componente de NTSC comprimido de seis Mbps. M1 es dos veces más alto que 12 Mbps. Por consiguiente, el total de Lt y MVpueden ser desmodulados en 18 Mbps con el segundo receptor 33 y el segundo descodificador de video 423. Según las técnicas actuales de compresión de datos, las señales comprimidas de HDTV pueden ser reproducidas a aproximadamente 15 Mbps. Esto permite que la asignación d datos mostrada en la figura 35 permita la reproducción simultánea de una señal de NTS y de HDTV en el primer canal. Sin embargo, esta asignación no permite que se transporte una señal de HDTV en el segundo canal. S21 constituye los datos de la segunda desoodificación en la señal de HDTV. Un componente de señal Súper HDTV en el primer canal comprende L1. M1 y H1. Los dalos de diferencia H1 se asignan a los tres dominios 603, 612 y 613 de D3. Si la señal de NTSC es de 6 Mbps, la señal de súper HDTV se transporta hasta una altura de 36 Mbps. Cuando la proporción comprimida se aumenta, los datos de video de súper HDTV de aproximadamente 2.000 lineas de barrido para reproducción de una imagen de tamaño cine pare uso comercial puede ser transmitida de igual forma.
La figura 36 muestra una asignación de datos en la que H1 de una señal de súper HDTV se asigna a los dominios de seis tiempos. Sí una señal de NTSC comprimido es de 6 Mbps, esta asignación puede transportar hasta nueve vece9 más como 54 Mbps de datos de tres. Por consiguiente, los datos de súper HDTV de una calidad de imagen mas alta pueden ser transmitidos.
La asignación anterior de datos utiliza uno de dos planos de polarización, el horizontal y el vertical, de una onda de transmisión. Cuando se usan ambos planos de polanzación, el horizontal y el vertical, la utilización de frecuencia es el doble. Esto se explica a continuación.
La figura 49 muestra una asignación de datos en la cual Dvi V DH 1 800 una señal de polarización vertical y horizontal, respectivamente, del primer flujo de datos. Ov2 y DH2 son una seña! de polarización vertical y horizontal, respectivamente, del segundo grupo de datos y DV3 y DH3 son una señal de polarización vertical y horizontal, respectivamente, del tercer flujo de datos. La señal de polarización vertical D ¾ del primer flujo de datos transporta datos de banda de baja "frecuencia o de televisión NTSC y la señal de polarización horizontal DHl transporta datos de banda de alta frecuencia o.THOTV. Cuando el primer receptor 23 está equipado con una antena de polarización vertical, puede reproducir solamente la señal de NTSC. Cuando el primer receptor 23 esté equipado con una antena para ondas polarizadas horizontal y verticalmente. puede reproducir ia señal de HDTV e través de la suma de L1 y M1. Mas específicamente, el primer receptor 23 puede proporcionar compatibilidad entre NTSC y HDTV con un tipo particular de antena.
La figura 50 ilustra un método de TOMA en ai cual cada ráfaga da datos 721 viene acompañada en la parte delantera de datos de sincronización y una tarjeta de 731 datos y datos de tárjela 741. También» datos de sincronización de cuadro 720 se proporcionan en ia parte delantera del cuadro, Los canales semejantes se asignan a segmentos de tiempo semejantes. Por ejemplo, un primer segmento de tiempo 750 transporta dalos de NTSC, HDTV y súper HDTV en el primer canal simultáneamente. Los seis segmentos de tiempo 750. 750a, 750b, 750c, 750d y 750e. están dispuestos independientemente el uno del otro. Por consiguiente, cada estación puede ofrecer servicio de NTSC, HDTV y fo súper HDTV independientemente de las otras estaciones por medio de ia selección de un canal particular de segmentos de tiempo. También, el primer receptor 23 puede reproducir una señal de NTSC cuando esté equipado con una antena de polarización horizontal y las dos señales, la NTSC y la HDTV, cuando esté equipado con una antena de polarización compatible. En este respecto, el segundo receptor 33 puede reproducir una señal de súper HDTV en una resolución mas baja mientras que el tercer rectiptor 43 puede reproducir una señal completa de súper HDTV. Según ia tercera realización, tiene que construirse un cisterna de transmisión de señales compatible. Se entiende que la asignación de datos no está limitada al método TVMA de modalidad de ráfaga mostrado en la figura 50 y otro método tales como la transmisión sucesiva de señales continuas por división de tiempo como ee muestra en la figura 49 serán empleadas con igual éxito. También la asignación de datos mostrada en la figura 51 permitirá que una señal de HDTV se reproduzca a una resolución alta.
Como se índica anteriormente, el sistema de transmisión compatible de señales de televisión digitales expresada en la tercera realización puede ofrecer tres servicios de transmisión de televisión simuftáneos, Súper HDTV, HDTV y el convencional NTSC. Además, una señal de video interceptada por una estación comercial o un dné puede ser electronizada.
El QAM modificado de (as realizaciones ahora ee denomina SRQAM y se examinará su proporción de error.
Primero, se calculará la proporción de errores en 16 SRQAM. la Figura 90 muestra un diagrama vectorial de los puntos de la señal 16 SRQAM. Como es aparente del primer cuadrante, los 16 puntos de la señal de 15 QAM standard, incluyendo 83a, 63b, 84a, 83a están distribuidos en intervalos iguales de 28.
El punto de la señal 83a está a una distancia de 8 del eje I y el eje O de Ja coordenada. Ahora se asume que n es un valor de desplazamiento del 16 SRQAM. En el 16 SRQAM, el punto de la señal 03a del 16 QAM se desplaza a un punto de señni 83 donde ia distancia de cada eje es r>8. . El valor d desplazamiento n se expresa de la siguiente forma: 0<n<3 Los otros puntos de la señal 84a y 86a también se desplazan a . dos puntos 84 y 86, respectivamente.
Si la proporción de errores del primer (luto de datos es Pe-) , se obtiene de obtiene de la siguiente: También la proporclóo de errores Pe2 se obtiene de datos de: La proporción de errores de 36 ó 32 SRQAM será calculada. La figura 00 es un diagrama vectorial de una señal de 36 SRQAM en el cual la distancia entre dos puntos de ta señal 36 QAM es 2/.
El punto de la señal 83a de 36 QAM está a una distancia / dé cada eje de la coordenada. Ahora se asume que n es un valor de desplazamiento de 10 SRQAM. En 36 SRQAM, el punto de señal 83a se desplaza a un punto de señal 83 donde la distancia de cada eje es n/. En forma semejante, los nueve puntos de la señal 36 QAM en el primer cuadrante se desplazan a los puntos 83. 84, 85, 8ß, 97, 08, 99. 00 y 101 , respectivamente. Si un grupo de puntos de señal 90 que comprenda los nueve puntos de la señal, se considera como un solo punto de señal, la proporción de añores Pe1 en la reproducción de solamente el primer flujo de datos Oí con un receptor modificado de 4 PSK y la proporción de errores Pe2 en ta reproducción del segundo flujo de datos 02 después da discriminar los nueve puntos de la señal del grupo 90. el uno del otro, so obtienen respectivamente de: La figura 101 muestra (a relación entre ia proporción de errores Pe y la proporción de C/N en la transmisión en ta cual ia curva 900 representa una señal convencional o no modificada de 32 QA . La linea recta 905 representa una señal con una proporción de errores de 10"1·5. La curva 901a representa un nivel D\ de Ja señal do 32 SRQAM de la presente invención en la proporción de desplazamiento ND1 de 1.5. Como se muestra, la proporeión de C/N de ia señal de 32 SRQAM e$ 5 dB más bajo en la proporción de errores de 10"1 ·5 que el de la señal convencional de 32 QAM. Esto significa que la presenté invención permite que una sefial Di sea reproducida a una proporción de error determinada cuando su proporción de C/N es relativamente baja. .
La curva S02a representa una sefial G¾ de nivel SRQAM en la que 0 1.5. la cual puede ser reproducida a la proporción de errores de 10"1 5 solamente cuando su proporción de C/N es Z 5 dB más alta que la de 32 QAM convencional de la curva 900. Además, Jas curvas 901b y 902b representan las señales de SRQAM D-| y O2 n=2.0, respectivamente. Las curvas 902c representan una señal de SRQAM D¿ en la que n=2.5. Es aparente que la proporción do C/N de ta se al de SRQAM a Ja proporción de errores de 10"1 ·5 es 5 dB. 8 dB y 10 dB más' alto en n»1.5, 2.0 y 2.5 respectivamente, en el nivel Df y 2.5 dB más bajo en el nivel D2 que la señal común do 32 QAM.
En la figura 103 se muestra (a proporción de C/N del primer y segundo flujos de dato. D y D¿ de una señal de 32 SRQAM que se necesita para mantener una proporción de errores constante contra una variación de desplazamiento n. Como es aparente, cuando el desplazamiento n es más de 0.8, se desarrolla una diferencia clara entre tos dos proporciones de C/N de sus respectivos niveles y 0 . de manera que la señal de múltiples niveles, o sea (os primeros y segundos datos, la transmisión puede ser ejecutada con éxito. En breve, n> 0.65 es esencial para la transmisión de datos de múltiples niveles de la señal de 32 SRQAM de la presente invención.
La figura 02 muestra la relación entre la proporción de C/N y la proporción de errores para las señales de 16 SRQAM. La curva 900 representa una señal común de 16 QAM. Las curvas 001a, 901b, 901c, y el nivel Di o el primer flujo de datos de las señales de 16 SRQAM en n=r.2. 1.5 y 1.8, respectivamente. Las curvas 902a, 902b, 902c son de nivel O o señales de 16 SRQAM del segundo flujo de datos en n=1-2. 1.5 y 1.8. respectivamente.
La proporción de C/N del primer y segundo flujos de datos Oí, O2 de una señal de 16 SRQAM se muestra en la figura 104, la cual es necesaria para mantener una proporción de errores constante contra una variación del desplazamiento n. Como es aparente, cuando el desplazamiento h es más que 0.9 <n 0.9) la transmisión de datos de múltiples niveles de la señal de 16 SRQAM será ejecutada.
Un ejemplo de la propagación de las señales de SRQAM de la presente invención, se deserto'irá ahora para ser empleado con un servicio digital de transmisión de televisión terrestre. La figura 105 muestra la relación entre la nivel de la señal y la distancia entre la antena de transmisor y una antena receptora en el servicio de transmisión terrestre. La curva 911 representa una señal transmitida de la antena transmisora de 1250 pies de altura. Se asume que la proporción de errores esencial para la reproducción de una señal de televisión digital aplicable es de 10'1 ·5. La sección con rayas 912 representa la interrupción de ruido. El punto 910 representa el limite de recepc n e a se a e una se a convencona e en = on s n es de 60 millas y una señal digital de HDTV puede ser interceptada al mínimo.
La proporción de C/N varia en S dB bajo la peor condición receptora, tal como el mal clima. Si un cambio en la condición aplicable, es decir, el clima, atenúa la proporción de C/N . la intercepción de una señal de HDTV difícilmente puede ser garantizada. También, las condiciones geográficas grandemente afectan la propagación de tas señales y una disminución de aproximadamente de por lo menos 0 dB será Inevitable. Por consiguiente, la intercepción de la señal con éxito dentro de 60 millas nunca será garantizada y sobre todo, una señal digital será propagada con mayor dtficurtacf que una señal análoga. Se entenderá quo zona de servicio de un servicio digital de transmisión de televisión es menos confiable.
En el caso de la señal de 32 SRQAM de la presente invención o del 0-VSB mostrada en la figura 68, se constituye, un sistema de transmisión de señales de tres niveles, como se muestra en las figuras 133 y 137. Esto permite que una señal de NTSC de baja resolución al nivel MPEG sea transportada en el flujo de datos 1-1, D1-1 , datos de televisión de mediana resolución, por ejemplo de un sistema de NTSC, sea transportado en el flujo de datos V2, Oí -a. y un componente de alta frecuencia de datos HDTV sea transportado on un segundo flujo de datos. D2. En forma correspondiente, a la zona de servicio del flujo de datos 1 -2 de la señal SRQAM se aumenta a un punto de 70 millas 9 0a mientras que el segundo flujo de datos permanece dentro de un punto de 55 rfflllas 910b. como se muestra en la figura 105. La figura 106 ilustra un resultado de simulación por computador de la zona de servicio de ta señal de 32 SRQAM de la presente invención, que es semejante a la figura 53 pero explica en más detalle. Como se muestra, las regiones 708. 03c, 703a, 703b y 712 representan una zona receptora convencional de 32 QAM, una zona receptora de nivel de datos 1-1. D-j .1. una zona receptora de nivel de datos 1-2, D1-2. una zona receptora de segundo, nivel de dalos D?, y una zona de servicio de una estación de televisión análoga vecina, respectivamente. Los dalos convencionales de la señal de 32 QAM utilizadas en este dibujo se basan en uno revelado convencionalmente. ara la se a com n e 92 , a zona e serv c o con un ra o m as pu establecerse teóricamente. El nivel do la seña), sin embargo, será atenuado por las condiciones geográficos o climatológicas y, particularmente, grandemente declinado en el punto cercano al límite de la zona de servicio.
Si el componente de televisión de banda de frecuencia baja del grado MPEG1 se transporta en los datos del nivel 1-1, Di-i, y el componente de televisión de banda de frecuencia mediana de) grado NTSC en los datos de nivel 1-2, D-|-2> y el proponente de televisión de banda de alta frecuencia de KDTV en los datos de segundo nivel, 02, la zona de servicio de la señal de 32 SR A cle la presente invención se aumenta por 10 millas en el radío de la recepción de una señal de EDTV de un grado de resolución mediana y 18 millas para la recepción de una señal de LDTV de un grado de baja resolución, aunque disminuido en S millas para la recepción de una señal de HDTV de un grado do alta resolución como se muestra en la figura 106. La figura 107 muestra una zona de servicio en caso de un factor de desplazamiento n o s = 1.8. La figura 35 muestra la zona de servicio de la figura 107 en términos de superficie.
Mas particularmente, el componente de resolución media de una señal digital de transmisión de televisión en la modalidad SRQAM de la presente invención puede ser interceptada con éxito en una región de servicio desfavorable o una zona sombra donde una señal convencional de banda de frecuencia media es difícilmente propagada y atenuada debida a obstáculos. Dentro de por lo menos la zona de servicio predeterminada, la señal de televisión NTSC de la modalidad SRQAM puede ser interceptada por cualquier receptor de televisión tradicional. A medida que (a zona sombra o de atenuación de señal creada por estructuras y otros obstáculos po interferencia dé una señal análoga vecina producida en un terreno bajo se disminuye al mínimo, los televidentes o abonados aumentarán en número.
Además, el servicio de HDTV puede ser apreciado solamente por unos cuantos televidentes que pueden costear el costo elevado de un receptor y pantalla de HDTV. según el sistema convencional. El sistema de la presente invención permite que un receptor tradicional de NTSC, PAL o SECA , Intercepta un componente de resolución media de la señal digital de HDTV con el empleo de un sintonizador digital. La mayoría de los Jelevidentes pueden disfrutar «I servicio a un costo más bajo y sus números pueden aumentar. Esto estimulará al negocio de transmisión de televisión y creará un beneficio social adicional.
Por otra parte, la zona receptora de la señal para el servicio del resolución media o de NTSC según la presente invención se aumenia en un 36% a n=2.5. en comparación con el sistema convencional. A medida que la zona de servicio y el número de televidentes se aumenta, el negocio de transmisión de televisión disfruta de un aumento en ganancia. Esto reduce el riesgo en el desarrollo de un nuevo negocio de televisión digital que será estimulado al ponerse en práctica.
La figura 107 muestra ta zona de servicio de una señal de 32 SRQAM de la presente invención en la cual el mismo efecto será asegurado a n=1.8. Dos zonas de servicio 703a, 703b de señales de ?· y [¾>, respectivamente, pueden ser determinados en extensión por la propagación óptima de ia señal, variando el desplazamiento n en consideración de un perfil de la distribución de loe receptores de HOTV y NTSC o de las características geográficas. Por consiguiente, los televidentes podrán satisfacer el servicio y una estación abastecedora disfrutará una cantidad máxima de televidentes.
Esta ventaja se obtiene cuando: n>1.0 Por consiguiente, si ta señal de 32 SRQA se selecciona, el desplazamiento n se determina por; 1<rx5 Además, si se emplea la señal de 16 SRQAM, se determina n por: 1 rx3 7.7 En el servicio de transmisión de ta señal terrestre en la modalidad SROAM. en la cual se crean el primer y segundo niveles de datos por modio del desplazamiento de los punios de lo señal correspondientes, como se índica en las figuras 99 y 100. ia ventaja de la presente invención se dará cuando el desplazamiento n en una señal de 16, 32 ó 64 SROAM es más de 1.0.
En las realizaciones anteriores, los componentes de banda de frecuencia alta y baja de una señal de video se transmiten como el primer y segundo flujo de datos. Sin embargo, la señal transmitida puede ser una señal sonora. En este caso, tos componentes de baja frecuencia o de baja resolución de una señal de sonido pueden ser transmitidos como el primer flujo de datos, y los componentes de alta frecuencia o de alta resolución de la señal de sonido pueden ser transmitidos como el segundo flujo de datos. Por consiguiente, es posible recibir una porción alta de C/N en alta calidad de sonido y una porción baja de C/N en baja calidad de sonido. Esto puede utilizarse en una transmisión de PCM de radio, teléfono portátil y cosas semejantes. En este caso, la zona de transmisión de la distancia de comunicación puede ampliarse en comparación con los sistemas convencionales.
Por otra parte, la tercera realización puede incorporar un sistema de múltiple* por división de tiempo {TOM de time división mult/ptexlng) como se muestra en la figura 133. La utilización de TDM permite el aumento det número de subcanales. Un codificado de ECC 743a y un codificador de ECC 743b, proporcionados en los dos subcanales diferencian las ganancias del código ECC de manera que se diferencien entre los umbrales de estos dos subcanales. Por lo tanto, un aumento en el número de canales de la transmisión de señal de múltiples niveles puede obtenarse. En tal caso, también es posible proporcionar el codificador ECC tal como Jos dos codificadores en reja, 743a y 743b para señales de VSB-ASK de 4 VSB, 8 VSB y 16 VSB, como se muestra en la figura 137, y diferenciar las ganancias del código. La explicación de este diagrama en bloque es esencialmente idéntica a. (a que se describe posteriormente para el diagrama on la figura 131 que muestra la sexta realización de la presente invención y. por lo tanto, no cera descrito aquí. , figura 137 es un diagrama en bloque del aparato de transmisión.
El convertidor ascendente del transmisor y el convertidor descendente del receptor del aparato de transmisión pueden ser substituidos por el circuito amplificador de la señal de registro de la cabeza magnética y el circuito amplificador de la señal reproductora de la cabeza magnética, respectivamente, del aparato magnético para registro y reproducción, y estos componentes respectivos son. por lo tanto, de construcción idéntica. La configuración y funcionamiento del modulador y désmodulador del aparato magnético de registro y reproducción también son idénticos a los del aparato de transmisión. En forma semejante, el sistema de registiO reproducctón transmisión mostrada en la figura 84 es idéntico en construcción al sistema de transmisión mostrada en la figura 156. Para más simplificar el sistema, la configuración mostrada en el diagrama en bloque en la figura 157 puede ser utilizado, o para aún más simplificación puede usarse el diagrama en bloque de la figura 158.
En una simulación de la figura 106. se proporciona una diferencia de 5 dD de una ganancia de código entre el «ubcanal i-1 Oi.-j y el subcanol 1-2 D1.2. SROAM es el sistema que aplica un C-CDM (múltipfex de división por código de constelación) de la presente invención a un rectángulo QAM. El C-CDM, que es un método multiplexor independiente da TDM o FDM, puede obtener subcanales por medio de la división del código de constelación que corresponde a un código. Un aumento en ef número de códigos causará una expansión de la capacidad de transmisión, que no puede ser alcanzada por TOM o FDM únicamente, a la vez que mantiene una compatibilidad casi perfecta con los aparatos de comunicación convencional. Así. C-CDM pueda traer excelentes efectos.
Aunque la realización anterior combina el C-CDM y el TDM, también es posible combinar el C-CDM y el TDM, también combinar el C-CDM con el FDM (múltiplex de división de frecuencia) para obtener un efecto de modulación semejante de los valores umbral. Tal sistema puede ser utilizado para transmisión de televisión y la figura 08 muestra una distribución de f ecuencia de la serial de televisión. Un espectro 725 representa una distribución de frecuencia de una seña! de difusión análoga convencional, por ejemplo, NTSC. La señal más grande es una portadora de video 722. Un portador de color 723 y un portador de sonido 724 no son tan grandes. Se conoce un método de utiBzar et FDM para dividir una señal digital de difusión en dos frecuencias. En este caso, el portador se divide en un primer portador 726 y un segundo portador 727 para transmitir una primera 720 y una segunda 721 respectivamente. Se puede reducir la Interferenci sí se colocan el primer portador 726 y el segundo 727 suficientemente distante del portador de-video 722. La primera señal 720 sirve ara transmitir una señal de televisión de baja resolución en un nivel de salida grande, mientras que la segunda señal 721 sirve para transmitir una señal de televisión de arta resolución en un nivel de salida pequeño. Como consecuencia, la transmisión de señales de múltiples niveles que utiliza un FDM puede ser llevada a cabo sin ser afectada por obstrucciones.
La figura 134 muestra un ejemplo de un método convencional que utiliza un sistema de 32 QAM. A medida que el subcanal A tiene una salida mayor que ta del subcanal 8, un valor de umbral para el subcanal A, es decir, un umbral 1, puede fijarse bajo, 4~5 dB, que un valor del umbral para el subcanal B, o sea, un umbral de 2. Por consiguiente, una difusión de dos niveles que tenga una diferencia de umbral de 4"5dB puede realizarse. En este caso, sin embargo, una grande reducción de la cantidad de señales recibidas ocurrida si el nivel receptor de señales baja a menos del umbral de 2. Como la segunda señal 721a, que tiene una gran cantidad de información como se muestra por la sección sombrada en un dibujo, no se puede recibir en tal caso y solamente ta primera señal 720a, que tiene una pequeña cantidad de información, se recibe. Por consiguiente, la calidad de la imagen traída por el segundo nivel será bastante mala.
Sin embargo, la presente invención resuelve este problema. Según la presente invención, la primera señal 720 se da por la modandad 32 SRQA que se obtiene a través de la modulación C-CDM de manera que el subcanal A se divide en dos subsánales 1 de A y 2 de A. El subcanal recién agregado 1 de A, que tiene el valor umbral más bajo, lleva un componente de baja resolución. La segunda señal 721 también se da por la modalidad de 32 SnQA , y un valor umbral para el subcanal 1 de B se iguala con el umbral 2.
Con esta disposición, la región en la cual no se recibe una señal transmitida cuando el nivel de la señal baja a menos del umbral 2 se reduce a una parte sombrada <Je la segundo serial 721 a en la figura 108. Como el subcanal 1B y el subcanal A pueden recibirse, la cantidad de transmisión no se reduce tanto en total. Por consiguiente, se reproduce una imagen de mejor calidad aun en el segundo nivel en el nivel de la señal del umbral 2.
Aí transmitir un componente de resolución' normal en un subcanal, es posible que aumente el número de niveles multiplexos y ampliar la zona de servicio de baja resolución. Este subcanal de bajo umbral se utiliza para transmitir información importante tal como la información de sonido, información de sincronización, los encabezamientos de datos respectivos, porque esta informacicn llevada en este subcanal de bajo umbral puede recibirse con seguridad. De manera que la recepción estable es factible. Si un subcanal se agrega recientemente en la segunda cefial 721 de la misma forma, el número de nivel de la transmisión de los niveles múltiples puede aumentarse en la zona de servicio. En el caso donde una señal de HDTV tiene 1050 lineas de barrido, una nueva zona de servicio equivalente a 775 líneas puede ser proporcionada ademas de las 525 lineas.
Por consiguiente, la combinación de FDM y C-CDM realiza un aumento en la zona de servicio. Aunque la realización anterior divide un subcanal en dos, do más está .decir que también serrí preferible dividirlo en tres o más.
Luego, se explicará un método de evitar las obstrucciones mediante la combinación de TD EC-CD . Como se muestra en la figura 09. una serial análoga de televisión incluye una porción 732 de la linea horizontal de retorno y una porción 731 de la señal dé video. Este método utiliza un bajo nivel de la señal en la porción horizontal 732 de la línea de retomo y no excito la obstrucción en el p!ano de la imagen durante este periodo. Al sincronizar lo señal digital de televisión con una señal análoga de telsvísión, los seríenlos sincronizados horizontales 733o de la línea de retomo en la porción horizontal 732 de la lineo de retomo puedo utilizarse para la transmisión de una señal importante, por ejemplo, sincronización, o numerosos datos a un nh/el de salida alto. Por consiguiente, es posfcíe aumentar ia cantidad de datos o el nivel de salida sin aumentar la obstrucción. El efecto semejante puede esperarse aun si los segmentos sincronizados verticales 737 y 737a de la línea de retorno se proporcionan en sincronización con las porciones verticales 735 y 735a de la línea de retorno.
La figura 110 muestra un principio de C-CDM. Por otra parte la figura, 1 1 muestra una asignación de códigos del C-CDM equivalente a un 16 QAM expandido. La figura 112 muestra una asignación de códigos expandido. La figura 112 muestra un asignación de códigos de C-CDM equivalente a un 32 QAM expandido. Como se muestra en las figuras 110 y 111 , una señal de 256 QAM se divide en cuatro niveles, 740a, 740b, 740c y 740dr que tienen segmentos 4, 16, 64 y 256 respectivamente. Una palabra código de la señal 742d de 256 QAM en el cuarto nivel 740d es"H1 11i de ocho bitios. Esto se divide en cuatro palabras código 741a. 741b, 741c, y 741 d de dos Míos. Es decir, "11 ," "i 1 "1 ," "11 , " que luego se distribu e en las regiones del punto de la señal 742a, 742b, 742c. y 742d de los niveles primero, segundo, tercero y cuarto, 740a. 740b, 740c y 740d respectivamente. Como resultado, los subcanales 1. 2. 3 y 4 de dos bitios sé crea. Esto se denomina C-CDM (múllíplex de división por código de constelación). La figura 111 muestra una asignación detallada de códigos dei equivalente de C-CDM a un 16 QAM expandido, y ta figura 12 muestra una asignación detallada de códigos del equivalente C-CDM a un 32 QAM expandido. Como el C-CDM es un método multiplexor independiente, puede combinarse con el FDM (múllíplex de división de frecuencia) o TDM (múltiplex de división de tiempo) para aumentar mas el número de subcanales. De esta forma, el método C-CDM realiza un sistema innovador de múltiplex. Aunque el C-CDM se explica por medio del empico del rectángulo QAM. otro sistema de modulación con puntos de señal, por ejemplo, QAM, PSK. AS , y aun FSK. si las regiones de frecuencia se consideren como puntos de señal, puede utilizarse para esta acción de múltiplex de la misma marera. 02 Por ejemplo, la proporción de errores del subeanal 1 de APS-APSK, explicada en la realteación 1 c La proporción de errores del subeanal 2 se expreso de la siguiente manera: Por otra parte, la proporción de errores der subeanal 1 de 16 PS-APSK (tipo P5), explicada con referencia la figura 142 se expresará de a siguiente manera: La proporción de errores del subeanal 2 se expresa de la siguiente manera: 1 / SÍ6 \ 1 /(S1+S2)o\ 1 /(S1+S2)5\ Pe2-16 s erfe f 1 + — arfe I 1 + erfe I 1 4 \ 2s / 8 \ 2s / 8 \ 2s / La proporción de errores del subeanal 3 se expresa de la siguiente manera A Realización 4 Una cuarta realización de la présenle invención se describirá con referencia a los dibujos aplicables.
La figura 37 lustra toda la disposición de un sistema de transmisión de señales de la cuarta realización, que. está dispuesto era servicio terrestre y es semejante en construcción al de la tercera realización mostrada en la figura 29. Ln diferencia es que la antena <3 del transmisor se cambia por una antena terrestre Cay los antenas receptoras 22.23 y 24 se reemplazan con tres antenas terrestres 22a, 23a y 24a, La Acción del sistema es Idéntica a la de la tercera realización y no será explicada más. El servicio de difusión terrestre a diíerencia del servicio de satélite depende mucho de la distancia de la antena del transmisor 6a y las antenas receptoras 22a, 32a y 42a. Si el receptor está distante del transmisor, en nivel de la señal recibida es bajo. Particularmente, una señal común de QAM de múltiples niveles difícilmente puede ser desmodulada por el receptor, de manera que no reproduce ningún programa de televisión. .
El sistema de transmisión de señales de la présenle invención permite que el primer receptor 23 equipado con la antena 22a, que está situado a bastante distancia como se muestra en la figura 37, puede interceptar una serial modificada de 16 ó 64 QAM y desmodule en la modalidad de 4 PSK el primer flujo de datos o el componente Oí de la señal recibida a una señal de video de NTSC de manera que la imagen del programa de televisión de resolución media- pueda mostrarse aún cuando eí nivel de la señal recibida es relativamente bajo.
Además, el segundo receptor 33 con la antena 32a está situado a una distancia media de la antena 6a y, por consiguiente, puede interceptar y desmodular et primer y segundo flujos de datos o los componentes Di y 02 de la señal modificada de 16 ó 64 QAM a una señal de video de HDTV que, a su vez. produce una imagen de programa HDTV.
El tercer receptor 43 con la antena 42a está situado a una distancia cercana y puede interceptar y desmodular el primer flujo de datos, el segundo y ei tercero o los componentes 0-j , D¿ y D3 de la señal modificada de 16 o 64 QAM a una señal de video de súper HDTV que. a su vez, produce una imagen dé súper HDTV'que tiene una calidad de película común.
La asignación de frecuencia se determina de la misma manera que el multiplexor por división de tiempo que se muestra en las figuras 34, 35 y 36. Como la figura 34, cuando las frecuencias se asignan primero á los sets canales L1 del componente Di transporta datos ds NTSC en el primer canal, Mi del componente D2 transporta datos de diferencia de HDTV del primer canal y Hl del ¦ componente O3 transporta datos de diferencia de súper HDTV del primer canal. Por eortsigufsrrte, los datos, de NTSC, HDTV y Súper HDTV todos pueden sor transportados en el mismo canal. Si D2 y D3 de los otro canales se utilizan como se muestra en las figuras 35 y 36 mas datos de HDTV y de Súper HDTV. respectivamente, pueden ser transmitidos para una presentación de una resolución mas alta.
Como se entiende, el sistema permite tres señales de televisión digitales diferentes pero compatibles que son transportadas en un solo canal o utilizado las regiones D¿ y D3 de oíros canales. Además, tos datos de imagen de televisión de resolución media en cada canal pueden ser interceptado en una zona de servicio mas amplía según la presente invención.
Se han propuesto una variedad de sistemas de difusión digital terrestre que emplean una señal de HDTV de 16 QAM de un ancho de banda de 6 Hz. Sin embargo, esos no son compatibles con el sistema existente de NTSC y, por consiguiente, tienen que ser asociados a una técnica de difusión simultánea para transmitir las señales de NTSC del mismo programa en otro canal. También, una señal común de 16 QAM limita la zona de servicio. B sistema de servicio terrestre de la presente invención permite que un receptor situado relativamente distante puede interceptar con éxito la señal de televisión de resolución media sin tener que utilizar un dispositivo adicional ni un canal adicional.
La figura 52 muestra una región de interferencia de la zona 702 de una estación 701. de difusión digital de HDTV convencional, terrestre. Como se muestra, la zona de servicio 702 de la estación convencional de HDTV 701 se cruza con la zona de servicio 712 de una estación de televisión análoga vecina 711. En la región de cruce 713, una señal de HDTV es atenuada por le interferencia de la señal de la estación análoga 7 1 y será interceptada con menos uniformidad.
La figura 53 muestra una región de interferencia asociada con él sistema de transmisión de señales de múltiples niveles de la presente invención. El sistema es de baja utilización de energía en comparación con el sistema convencional y su zona de servicio 703 para una propagación de HDTV es mas pequeña que. la zona 702 del sistema convencional. Por el contrario, la zona de servicio 704 para la señal digital de NTS o la propagación de la señal de televisión da resolución media es mayor que la zona convencional 702. El nivel de interferencia de la señal de una estación de televisión digital 701 de! sistema a una estación vecina 711 de televisión análoga es equivalente a la de una estación digital convencional como la que se muestra en la figura 52.
En las zonas de servicio de la estación digital de televisión 701. hay tres regiones dé interferencia creadas por la interferencia de la señal de la estación análoga 711. Tanto las señales de HDTV y de NTSC pueden difícilmente ser interceptadas en la primera región 705. Aunque esté interferida, una seña) de NTSC puede ser interceptada a un nivel igual en la segunda región 708 representada por las rayas de izquierda descendiente. La señal de NTSC se transporta en el primer flujo de dalos que puede ser reproducido a una proporción relativamente baja de C/N y será mínimamente afectada cuando decline proporción de C/N por la interferencia de la señal de la estación análoga 711.
En la tercera región 707 indicada por tas rayas descendentes hacia la derecha, una señal de HOTV también puede ser interceptada cuando está ausente la interferencia d la señal mientras que la señal de NTSC puede ser constantemente interceptada a un nivel bajo.
Por consiguiente, la zona total dónde se puede recibir la señal del sistema puede aumentarse aunque la zona de servicio de las señales de HDTV sea un poco mas pequeña que la del sistema convencional. También, en las regiones de atenuación de señales producidas por la interferencia de una estación vecina de televisión análoga, las señales de nivel NTSC de un programa de HDTV pueden interceptarse con éxito en comparación con el sistema convencional donde ningún programa de HDTV se ve en la misma zona. El sistema de la presente invención grandemente reduce el tamaño de la zona de atenuación de la señal y cuando se aumenta la energía de la transmisión de la señal en una estación de transmisor o trespondedor, se puede extender la zona de servido de la señal de HDTV a un tamaño igual al sistema convencional. También,, las señales de nivel de NTSC de un programa de televisión pueden r>er interceptadas mas p menos a una zona de bastante distancia donde no hay servicio provisto por el sistema convencional o una zona de interferencia de la señal causada por una estación adyacente da televisión análoga.
Aunque la realización utiliza un método de transmisión de señales de dos niveles, se usará un método de tres niveles tal como el que se muestra en la figura 78 con igual éxito. Si la señal de HDTV se divide en tres niveles de imagen-MDTV, NTC y NTSC de baja resolución, la zona de servicio mostrada en la figura 53 será aumentada de dos a tres niveles donde la propagación de la señal se extiende radialmente y hacia afuera. Además, las señales de baja resolución de NTSC pueden ser recibidas a un nivel aceptable en la primera región 705 de interferencia de la señal donde las señales de NTSC son dócilmente interceptadas en el sistema de dos niveles. Como se entiende, la inter erencia de la señal también afecta de una estación de televisión digital a una análoga.
La descripción continúa ahora mientras que no haya una estación da televisión digital que cause una interferencia de la señal a ninguna estación vecina de televisión análoga. Por consiguiente un sistema innovador bajo estudio en bs Estados Unidos, los canales sin uso de ios canales de servicio existentes se utilizan para HDTV y, por consiguiente, las señales digitales no interfieren con las señales análogas. Para este propósito, el nivel de transmisión de una señal digital tiene que disminuirse a menos del que se muestra en la figura 53. Si la señal digital es de la modalidad convencional de 16 QAM o de 4 PSK, su zona 708 de servicio de HDTV se disminuye como la región 713 de interferencia de la señal indicada por las rayas cruzadas, es bastante grande, como se muestra en ta figura 54· Esto resulta en menos espectadores y patrocinadores, haciendo que este sistema digital tenga mucha dificultad de funcionar como un servicio rentable.
La figura 55 muestro un resultado semejante según el sistema de la presente invención. Como es aparente, la señal de HDTV 703 que se puede recibir es un poco mas equeña que la zona igual 708 de un sistema convencional. Sin embargo, la resolución mas baja o la zona 704 que puede recfór de la señal de televisión NTSC se aumentará en comparación con el sistema convencional. Lo zona rayada representa una región donde la señal de nivel NTSC de un programa puede ser recibida mientras que ia señal de HDTV de la mismo es difícilmente interceptada. En la primera región 705 de interferencia, tanto tas señales de HDTV como las de NTSC no pueden ser interceptadas debido a ia interferencia de la señal de la estación análoga 711.
Cuando el nivel de las señales es igual, el sistema de transmisión de múltiples niveles de . la presente invención proporciona una zona más pequeño de servicio de HDTV y una zona mayor de servicio de 'NTSC para la intercepción de un programa de HOTV en un nivel de señal de NTSC. Por consiguiente, la zona totai.de servicio de cada estación s aumenta y mas espectadores pueden disfrutar de su servicio de difusión de televisión. Por otra parte, el negocio de televisión con HDTV y NTSC compatible puede funcionar con ventajas económicas y uniformidad. También se tiene ta intención que el nivel de la señal transmitida se aumente cuando se reduce el control sobre la desviación de la interferencia de la señal a estaciones vecinas de televisión análoga, lo cual corresponde a un aumento marcado en el número de receptores digitales de uso casero. Por consiguiente, la zona de servicio de las señales de HDTV será aumentada y en este respecto, las dos regiones distintas para intercepción de los niveles de ia señal de televisión digital de HDTV7NTSC y NTSC, respectivamente, mostrados en la figura 55 pueden ser ajustados proporcionalmente mediante la variación de la distancia del punto de la señal en ei primer y/o segundo flujo de dalos. A medida que el primer flujo de datos transporta la información Sobre la distancia del punto de la señal, una señal de múltiples niveles puede ser recfcida con mas certeza.
La figura 56 ilustra la interferencia de la señal entre dos estaciones de televisión digitales en la cual la estación vecina 701a también proporciona un servicio de difusión digital, en comparación con ta estación análoga de ia figura 52. Como el nivel de la señal transmitida se sube, el servicio de HDTV o ia señal de alta resolución en la zona 703 donde se puede recibir se aumenta a una extensión igual a ta zona de servicio 702 de un sistema de televisión análoga. n a reg n e cruce en re as os zonas e servc o e sus es acones respec vas, a se a recibida puede ser reproducida no a una imagen de nivel HDTV con el uso de una antena común direocional debido a una interferencia de señal pero a una imagen de nivel NTSC con una antena direccional determinada apuntada hacia la estación deseada. Si se utiliza una antena sumamente direccional, la señal recibida de la estación objetivo puede ser reproducida a una imagen de HDTV. La zona 704 que puede recibir señales de resolución baja se aumenta mas que en la zona de servicio 702 con el sistema de televisión análoga y un par do regiones de cruce 715 y 716 creadas por las dos zonas 704 y 704a que pueden recibir la señal de baja resolución de sus estaciones digitales respectivas 701 y 70 a, permitiendo que la señal recibida de la antena apuntada a una de las dos estaciones, pueda ser reproducida a una imagen del nivel NTSC.
La zona de servicio de HDTV del sistema de transmisión de señales de múltiples niveles de la presente invención será grandemente aumentado cuando tos reglas de restricción de señales se supriman cuando madure él servicio de transmisión digital que está llegando.
En la actualidad, el sistema de la invención actual también proporciona una zona extensa que puede recibir la señal de HDTV del sistema convencional y, particutarmente, le permite que transmita la señal a ser reproducida a una nivel de NTSC en una mayor distancia o en zonas de cruce donde las señales de televisión del sistema convencional son difícilmente interceptadas. Por consiguiente, la atenuación de la señal o las regiones sombra en la zona de servicio serán reducidas al mínimo.
Realización 5 Una quinta realización de la presente invención reside en la modulación de amplitud o el procedimiento AS . La Figura 57 ilustra la asignación de los puntos de la señal de una sen» ASK de 4 niveles, tate como la señal de VSB, según la quinta realización, en la cual los cuatro puntos de la señal se denotan como 721 , 722, 723 y 724. la Figura 68(a) muestra IB constelación de la señal de VSB de B niveles. La transmisión d9 cuatro niveles permite la . señales 721, 722, 723 y 724 i el caso de 4 VSB representan configuraciones de 2 bitios 00. 01. 10 y 11 , respectivamente.
En la Figura 58, la constelación de AS de 4 niveles, tal como el VSB de 4 niveles, como se muestra. Para facilitar (a transmisión de las señales de 4 niveles de la realización, los dos puntos de señal 721 y 722 son designados como un primer grupo 725 de puntos de señal y los otros dos 723 y 724 se designan como un segundo grupo 726 de puntos de señal. La distancia entre los dos grupos de puntos de señal 725 y 726 se determina más amplia de la que existe entre dos puntos de señal adyacentes. Más específicamente, la distancia Lo entre las dos señales 722 y 723 se disponer más amplia que la distancia L entre los dos puntos adyacentes 721 y 722 o 723 y 724. Esto se expresa como: Lo>L Por consiguiente, el sistema de transmisión de múltiples niveles de la realización se basa en Ln>L. Sin embargo, la realización no se limite a Ln>L. y L = Lo será empleada provisionalmente o permanentemente dependiendo de ios requisitos de diseño, condición y ajuste. En el caso de VSB, se han tomado las constelaciones mostradas en las Figuras 60(a) y (b).
A ios dos grupos de puntos de señal se les asignan configuraciones de un bitto del primer flujo de datos D-| , como se muestra en la Figura 59(a). Más particularmente, un bitio 0 del sistema binario se asigna ai primer grupo 725 de puntas de señal y otro bitio 1 al segundo grupo 726 de puntos de señal. Luego, una conflgjración de un bitio del segundo flujo de dalos D¿ se asigna a cada punto de señal. Por ejemplo, los dos puntos de señal 721 y 723 se asignan a D2 = 0 y los otros dos puntos de señal 722 y 724 se asignan a D2 = 1. Así estos son expresados por dos bitios por símbolo.
La transmisión de señales de múltiple nivel de la presente invención puede ejecutarse en una modalidad ASK con el empleo de la asignación anterior de puntos de señal. El sistema de ta equidistantes cuando la proporción de la señal al ruido o la proporción C/N es alta. Si la proporción C/N baja y no se pueden reproducir los datos por la técnica convencional, el sistema presante garantiza la reproducción del primer flujo de datos Di pero no ei segundo flujo de datos 02- En mas detalle, .el estado de un C/N bajo se muestra en la Figura 60. ¡lustrando la constelación de AS de 4 VSB. Los .puntos de señal transmitidos se desplazan por una distribución gausiana a los alcances 721a. 722a. 723a. respectivamente, en el lado receptor debido al mido y la distorsión de la transmisión. Por consiguiente, la distinción entre la» dos señales 721 y 722, en el caso del seccionador de nivel 2, o entre 723 y 724 en el caso del seccionador 4, será difícilmente ejecutado. En otras palabras, la proporción de errores en el segundo flujo de datos ¾ será aumentado. Corno es aparente por la Figura 60, los dos puntos de señal 721 y 722 se distinguen fácilmente de los otros dos puntos do señal 723 y 724. La distinción entre los dos grupos de puntos de seña) 725 y 726 puedo efectuarse con facilidad. Como resultado, el primer flujo de datos D será reproducido a una proporción de errores baja.
Por consiguiente, los dos datos de diferente nivel, Oí y O2. pueden ser transmitidos simultáneamente. Más particularmente, tanto el primer como el segundo flujo de datos Di y D2 de una señal dada, transmitida por medio del sistema de transmisión de múltiple nivel puede reproducirse en una zona donde la proporción de C/N es alta y el primer flujo de datos Di solamente puede ser reproducido en una zona donde la proporción de C/N es baja.
La Figura 61 es un bloque del transmisor 741 en el cual una unidad de entrada 742 comprende una entrada 743 del primer flujo de datos y una entrada 744 del segundo flujo de datos. Una onda portadora de un generador 64 del portador tiene la amplitud modulada por un multiplicador 748, utilizando una señal de entrada alimentada a través de un procesador 745 de una unidad de entrada 743, para proporcional una señal ASK de 4 u B niveles, como se muestra en lo Figura 62(a). La señal modulada, o sea, la señal ASK de 4 u 8 niveles, es limitada por banda por un fStro 747 de paso de banda a la Banda totoral residual (Vestigial Sida Band) del portador, como , , . , entonces se distribuye de una unidad de salida 748.
Ahora se examinará la forma de onda de la señal ASK después de filtrar. La Figura 62(a) muestra un espectra de frecuencia de la señal ASK modulada en la cual dos bandas laterales se proporcionan eri ambos lados de la banda de frecuencia del portador. Una de las bandas laterales se elimina con el filtro 474 para producir una señal 749 que contiene un componente del portador, como se muestra en la Figura 62(b). La señal 749 es una señal de VSB y si la banda de modutedón de la frecuencia es fo, será transmitida en una banda de frecuencia de aproxirradamentefo 2. Por lo tanto, la utilización de frecuencia es alia. Utilizando la transmisión de modalidad VSB, la señal ASK de dos bitios por símbolo mostrada en la Figura 60 puede transportar en la misma banda de recuencia una cantidad de datos igual al de la modalidad de 16 QAM de cuatro bitios por símbolo para 4 VSB y la modalidad de 32 QAM hecha a cinco bitios por símbolo para 8 VSB.
La Figura 63 es un diagrama en bloque de un receptor 751 en el cual una señal de entrada interceptada por una antena terrestre 32a se transfiere por medio de una unidad de entrada 752 a un mezclador 753 donde se mezcla con una señal del oscilador variable 754 controlado por la selección de canales a una señal más baja de frecuencia media. La señal del mezclador 753 luego se detecta por el detector 755 y se filtra por un LPF 756 a una señal de banda de base que se transfiere a un circuito 757 de discriminación y reproducción, que tiene un seccionador de 4 niveles en el caso de 4 VS8, y un seccionador de 8 niveles en el caso de 8 VSB. El circuito 757 de discriminación y reproducción reproduce los dos flujos de datos, el primero D-j y el segundo Da, de la señal de banda da base y los transmite más a través de una salida del primer flujo de datos 758 y del segundo flujo de datos 759. respectivamente.
Se explicará la transmisión de una señal de televisión que utiliza un transmisor y un receptor. La Figura 64 es un diagrama en bloque del transmisor 774 de la señal de video en el cual una señal de televisión de alta resolución, por ejemplo, una señal de HDTV, se alimenta a través de une divido en cuatro componentes do ia señal de televisión de alta y baja frecuencia, indicados, por ejemplo, por H^VL,. HLVH, HH,V|_ y HH H- Esta acción es idéntica a la de la tercera realización descrita anteriormente en relación a la Figura 30 y no será más explicada. Las cualro señales de televisión dietintas-se codifican respectivamente por un compresor 405. empleando una técnica codificadora DPCMDC , de uso común- (por ejemplo, MPEG), que usa códigos da largo variable. Mientras tanto, la compensación de movimiento de la señal se realiza en la unidad de entrada 403. Las señales comprimidas se suman por et sumador 771 a dos flujos de detos. Di y D2, el primero y el segundo. El componente de ia señal de video de baja frecuencia o la señal H(. L está contenido en el primer flujo de datos Oí . Las dos señales de flujo de datos,. Di y D2 entonces se transfieren a una entrada 743 del primer flujo de datos y una 744 del segundo flujo de una unidad transmisora 741 donde se medula su amplitud y se suman a una señal AS de, por ejemplo, ta modalidad VSB que se propaga de una antena terrestre para servicio de difusión.
La Figura 65 es un diagrama en bloque de un receptor de televisión para tal sistema de difusión digital. Una señal de televisión digital de 4 VSB o 8 VSB interceptada por una antena terrestre 32a se alimenta a una entrada 752 a un receptor 781. La señal luego se transfiere a un circuito 760 de detección de VSB y desmodulación donde se selecciona una señal de un canal deseado y se desmodula a dos flujos de datos, primero Di y segundo D2, que Juego se alimentan a una salida 758 del primer flujo de datos y una 759 del segundo flujo de datos, respectivamente. La acción en ta unidad receptora 751 es semejante a la anteriormente descrita y no será más explicada. Los dos flujos de datos, Di y Dg se envían a la unidad divisora 776 en la cual D| se divide por un divisor 777 en dos componentes: uno o el comprimido ss transfiere a una primera entrada 521 de un segundo descodificador de video 422 y el otro ss alimenta a un sumador 778 dondo se suma con D2 antes de transferirlo a una segunda entrada 531 del segundo descodificador de video 422. El Hj_V|, comprimido luego se envía desde la primera entrada 521 and un primer expansor 523 donde se expande a HLVL del largo original que iuego se transfiere a un mezclador de video 548 y un circuito 779 de cambiar la proporción . . _ una señal do NTSC de pantalla ancha. Cuando la misma es una señal de NTSC. HL L representa un señal de video con una resolución más baja, por ejemplo, MPEGl > que el nivel de NTSC. .
La señal de televisión de entrada do ía realización T3 una señal de HOTV y HLVL SC convierte una señal da NTSC de pantalla ancha. Si la proporción dimensional de una presentación disponible es de 16:9; H|_Vi_ se distribuyo directamente a través de una unidad de salida como una salida 426 de video de 16:9. Si la representación tiene una proporción dimensional de 4:3, HLVU se desplaza por el circuito 77T de cambio de la proporción dimensional, distribuida por la unidad de salida 780 como una salida 425 de video en formato correspondiente. ? segundo flujo de datos Dg alimentado de ia salida 759 del segundo flujo de datos al sumador 778 se suma. con ia salida del divisor 777 a una señal de suma que luego se alimenta a la segunda entrada 531 del segunda descodtfícador de vídeo 422. La señal de suma se transfiere aún mas a un circuito divisor 531 mientras se divide en tres formas comprimidas de H|_VH, HH L. V HHVH- L&8 *res señales comprimidas luego se alimentan a un segundo expansor 535. un tercero 536, y un cuarto 537, respectivamente, para convertir por expansión a H|_VH, HH VL. y HH H del largo original Las tres señales se suman con HL L POR el mezclador de video 548 a una señal compuesta de HDTV que se alimenta a través de la salida 546 del segundo descodíncador do video a la unidad de salida 780. Por último, la señal de HDTV se entrega desde ia unidad de salida 780 como una señal de video de HOTV 427.
La unidad del salida 780 está dispuesta de manera que pueda detectar una proporción de errores en el segundo flujo de datos de la salida 759 del segundo flujo de datos por medio dnl detector 782 do la proporción de errores y si una condición en et cual la proporción de errores es alta continúa por un tiempo predeterminado, H|_V|_ de datos de video de baja resolución se producen sistemáticamente por un tiempo predeterminado. or eonsguDBnte, e s stema o transm s n e se a es e m p s nve es para a ransms n y recepción de señales de televisión digitales es factible. Por ejemplo, si una estación transmisora de la señal de televisión está cerca, tanto el primer flujo de datos como el segundo de una señal recibida puede reproducir se con éxito para exhibir una imagen de calidad de HDTV. Si la estación transmisora está muy distante, el primer flujo de datos puede ser reproducido a H|_VL que se convierte a una imagsn de televisión de baja resolución. Por lo tanto, cualquier programa de televisión será interceptado en una zona más amplia y será exhibido en una calidad de imagen que comprende desde el nivel de HDTV a NTSC.
La figura 66 es un diagrama en bloque que muestra otra disposición del receptor de televisión. Como se muestra, la unidad receptora 751 contiene solamente una salida 768 del primer (lujo de datos y, asi, el procesamiento del segundo flujo de datos de los datos de HDTV no es necesario de manera que se puede reducir ta construcción total. Es recomendable tener el primer descodfficador 421 mostrado en la figura 31 como descodificador de video del receptor. Por consiguiente, una imagen de nivel de NTSC será reproducida. O receptor se fabrica a mucho menos costo sin que tenga la capacidad de recibir ninguna señal del nivel de HDTV y será grandemente aceptado en el mercado. En breve, el receptor puede utilizarse como un sintonizador adaptador para la intercepción de una señal digital de televisión sin ninguna modificación al sistema de televisión existente,, incluyendo su presentación.
Cuando una VSB codificada de 4 niveles o de S niveles se recibe como se muestra en la figura 66, la señal de cancelar la codificación transmitida con la señal de. VSB se compara por el comparador S02B descodificador de números con el número almacenado en el registro de números descodificadores 502C en el descodificador 502. Solamente cuando los números transmitidos y los almacenados son iguales es que se permite la descodificación de las transmisiones específicamente oodificadas. ? receptor de televisión 781 puede tener olra disposición mostrada en la figura 67, que sirve como receptor de difusión por satélite para la desmodulación de les señales de PSK y un . , de PSK recibida por una antena de satélite 32 se mezcla por el mezclador 786 con una señal del oscilador 787 a una señal de baja frecuencia que luego se alimenta a través de la unidad de entrada 34 a una mezcladora 753 semejante a la que se muestra en la figura 63. La señal de baja frecuencia de la modalidad PSK o QAM en un canal dado del sistema de televisión por satélite se transfiere a un modulador 35 -donde dos flujos de datos Oí y D? son reproducidos de la señal. D-| y D2 se envían a Iravás del divisor 788 a un segundo descodificador d video 422 donde se convierten a una señal de video que luego es entregada de una unidad de salida 780. Además, una señal de televisión terrestre digital o análoga interceptada por una antena terrestre 32a se alimenta a través de la unidad de entrada 752 a la mezcladora 753 donde un canal deseado se selecciona de la misma manera que se describe en la figura 63 y so dotada a una señal de banda de base de baja frecuencia. La señal de forma análoga se envía directamente al desmodulador 35 para desmodulación. La señal de la forma digital luego se alimenta al circuito 757 de diseñminadórireproducción donde los dos flujos de datos Di y D¿ se reproducen de la señal. Di y D% se convierten por el segunda descodificador de video 422 a una señal de video que luego se distribuye más. Una señal da televisión análoga por satélite se transfiere a un desmodulador de video 788 donde se modula la AN a una señal de video análoga que luego es distribuida de la unidad de salida 780. Como se entiende, el mezclador 753 del receptor de televisión 781 mostrado en la igura 67 se coloca de manera compatible entre los dos servicios de difusión, de satélite y el terrestre. Además, un circuito receptor que incluye un detector 755y un LPF 756 para modulación de AN de una señal análoga puede ser utilizado compatible con una señal digital de ASK del servicio de televisión terrestre. La parte principal do la disposición que se muestra en la figura 67 es ta de uso compatible, reduciendo así la construcción de circuitos.
Según la realización, una señal de ASK de 4 niveles se divide en dos componentes de nivel, D-j y Ü2 para la ejecución de ta transmisión de señales de múltiples niveles en la modalidad de un büio. Si se utiliza una señal ASK de 8 niveles como se muestra en la figura 68 A, B. ilustrando la constelación de le señal de 8-VS3, o sea. la señal de VSB de P niveles, puede transmitirse en una disposición de tres niveles y modalidad dB un bitio, D-j, D2 y O3 dando así en total tres biiios por símbolo. Como se muestra en ia figura €8 (a), la primera codificación se hace de la siguiente forma. D3 se asigna a los 8 puntos de señal 721a y ?2ib; 7%a y 722b; 723a y 723b: y 7¾4a y 724b, cada par, p «ea grupo pequeño représenla una configuración de dos niveles usando un bitio. Luego, la segunda codificación de bitios se hace de la siguiente manera. O2 se asigna a dos grupos de puntos da señal 721 y 722; y 723 y 724, dos medios grupos representando una configuración da dos niveles usando un bitio. Luego. Ja tercera codificación d bríos se hace de la siguiente manera. Oí se asigna a dos grupos grandes de puntos de señal 725 y 726, que representan una configuración de dos niveles utilizando un bitio. Más particularmente, este es el equivalente a una forma en el cual cada uno de los cuatro puntos de señal 721 , 722, 723 724 mostrados en la figura 57 se dividen en dos componentes, produciendo, como máximo, datos de tres diferentes niveles.
Como se entienda de lo anterior, cada uno de los 8 puntos de la señal se asigna con datos de tres bitios (Di, D¾, D3) por ejemplo, si el lado izquierdo y el lado derecho se definen como lógica 0 y lógica 1 , respectivamente, los datos de tres bitios (Di, D2, D3) para el punto de señal 722 será (0, 1 , 0). Esto se puede explicar de la siguiente manera. Como el punto de señal 722a está en el lado izquierdo de los dos grupos grandes 725 y 726, la lógica 0 se da a Di . También el punto de señal 722a está en el lado derecho de ios dos grupos medios 721 y 722, de manera que la lógica 1 se da a O2. Además, el punto de la señal 722a está en el lado izquierdo de los dos pequeños grupos 722a y 722b. d manera que la lógica 0 se da a D3. En forma semejante, los datos de tres bitios (Di , D .03) para el punto de señal 723 será ( , 0, 0).
La transmisión de señal de tres niveles, tal como la de HDTV digital, es idéntica a la que se describe en la tercera y cuarta realizaciones y no será explicada en más detalles.
Los efectos de la difusión da televisión utilizando la VSB mostrada en la figura €8 (a), (b) y (c) se describen a continuadón. . . , proporción de errores más alta que la VSB de 4 niveles para el mismo valor de C/N. Sin embargo, en las transmisiones de HOTV de alta calidad de imagen, la capacidad de transmisión disponible permite la aplicación de más codificación para corrección de errores, reduciéndose asi la proporción de errores. Esta capacidad de banda también permite las difusiones de televisión de múltiples niveles (jerárquicas) y otras nuevas características en el futuro.
Los efectos relativos de la VSB de 4. 8 y 16 niveles se describe a continuación.
En las transmisiones de estación terrestre que utiliza la banda de frecuencia de IMTSC o PAL, ia banda de transmisión útil se limita efectivamente a aproximadamente 5 Hz por el límite de frecuencia de 6 MHz del formato NTSC, por ejemplo, como se muestra en la figura 136. Con la VSB de 4 niveles, la cantidad efectiva de transmisión de datos es de 5 MHz x 4 = 20 Mbps porque la eficiencia de utilización de frecuencia es de 4 bitios/Hz. Se necesita un mínimo de 15 Mbps a18 Mbps-, sin embargo, para ia transmisión de una señal digital de HDTV. Como no hay capacidad adicional con la VSB de 4 niveles, la redundancia uttfizada para la corrección de. errores es sólo del 10 al 20 % de la cantidad de transmisión efectiva de HOTV, como se muestra én el cuadro da comparación de la figura 169. Con VSB de 8 niveles, la cantidad efectiva de transmisión de datos es 5 MHz x 6 = 30 Mbps porque la eficiencia de utilización de frecuencia es de S bitios/Hz. Mientras que se necesitan de 15 Mbps a 18 Mbps para la transmisión de la señal digital de HDTV como se describe anteriormente, cuando se usa Ja modulación VSB de 8 niveles, más del 50% de ia señal actual d ta cantidad de transmisión puede utilizarse para codificación de corrección do errores como se muestra en la figura 169. Como se muestra por las curvas de la proporción de errores de error 805 y 806 en ia figura 161, la proporción de errores relativa al mismo valor de C N en eJ sistema de transmisión es menos con el VSB de 8 niveles de TCM que con et VSB de 4 niveles aunque por medio de ta corrección de errores la ganancia de código es mayor con VSB de 8 niveles que con el ÓB 4 niveles, porque puede agregarse mucha más codificación para corrección de errores con la VSB de 8 niveles durante la transmisión de la . banda de 8 Hz. Como resultado, la VSB de 8 niveles con ganancia de código alia para la codificación de corrección de errares también tiene el objeto de permitir una zona de servicio mayor para las transmisiones de HDTV de estación terrestre de lo que permite la VSB de 4 niveles. Aunque el tamaño' mayor de los circuitos de corrección de errores necesarios con una VSB de 8 niveles sí aumenta la complejidad de bs circuitos receptoras, la escala del circuito del ecualizador en el receptor es mucho más pequeña que la de los receptores que emplean una modulación do QAM, que contiene un componente» de fase, porque VSB y ASK son métodos de modulación da amplitud. Como resultado, un tablero de circuito VSB de 8 niveles que contiene el circuito corrector de errores es más pequeño que un tablero equivalente de QAM con 32 niveles y la misma capacidad de transmisión.
Un receptor digital de HDTV con una escala adecuada del circuito y una zona de servicio de difusión con una estación terrestre grande puede lograrse con una VSB de 8 niveles.
Nótese que el ECC 744a y el codificador en reja 744b en el diagrama en bloque del transmisor y el receptor de la figura 84 para la presente realización, las figuras 131, 137, 158 y 157 pera la realización 6, y la figura 144 para la realización 9 se utilizan como ejemplos del método especifico de corrección de errores, y el modulador 749 de VSB de 4, 8 y 6 niveles descrito con relación a la figura 61 se utiliza para la transmisión. El desmodulador 760 de VSB descrito con relación a la figura 63 se utiliza en el receptor para producir los datos digitales de recepción por medio del seccionador de nivel 757 de 4, 8 y 16 niveles de la serial de VSB de 4, 8 y 16 niveles. Después de la corrección de errores por medio dei descodificador en reja 759b y el descodificador £CC 759a, descrito a continuación con referencia a la figura 84 para la presente realización, y las figuras 131 , 137, 155 y 157 para la realización 6, se genera una señal digital de HDTV por medio del expansor de imagen del descodificador de imagen 02 y, entonces, se produce tas señal digital de HDTV. , codificador ECC 744a utiliza un codificador Reed Solomon 744j y un intercalado* 744K, y utiliza un desintercalador 759K y un descodificador Reed Solomon 759j para el descodiflcador ECC 759a. AI aplicar la intercalación como se describe en la realización anterior se mejora la resistencia al ruido- en e) sistema de transmisión, tai como los errores de ráfaga.
La ganancia de código puede aumentarse aún más y reducirse la proporción de errores si se usa un codificador en reja como se muestra en la figura 128 (a), (b), (c). (d). (e) y (f). Un codificador en reja 744b con una proporción de 2/3 y un descodificador 759b como se muestra en la figura 172 son los más adecuados con una VSB de 8 niveles debido a la codificación de 3 bitios y símbolos. La cantidad de datos se comprime a 2/3 en este caso.
Las realizaciones se han descrito utilizando principalmente el ejemplo de la señal de televisión digital de múltiples niveles (jerárquica}. Aunque se puede lograr un formato ideal de difusión con una señal de múltiples niveles, el circuito de compresión de imagen y los circuitos modulador/desmodulador se vuelven mas compiejos y. por consiguiente, no son preferibles debido al costo que Implica el comienzo de nuevos servicios de difusión. Como se describe ai comienzo de ia quinta realización, un sistema de di usión con un solo circuito de televisión puede lograrse con un intervalo de señal a señal de L = Lo. o sea, un intervalo igual, en ios señales do VSB de 4 y 8 niveles y una transmisión de televisión que no sea de múltiples niveles, y mediante, la simplificación del circuito mostrado en la figura 137, como se muestro en la figura 57. Cuando el formato de HDTV esté en uso común, será posible cambiar el formato jerárquico de transmisión VSB de 8 niveles.
Arriba se han descrito las VSB de 4 y 8 niveles, y las de 16 y 32 niveles se describen a continuación en relación a la figura 58(a) a (d). la figura 159(a) muestra la constelación de VSB de 16 niveles. Como se muestra en la figura 159(b), la señal entre los dos puntos de la señal se agrupa entre ocho grupos 722a a 722h, que se tratan como ocho puntos de señal y pueden ser tratados como señales de VSB de 8 niveles para permitir una transmisión de múltiples niveles en . , división d» tiempo aun cuando se esté transmitiendo una señal de VSB de 8 niveles en forma intermitente. La máxima proporción de datos con este método es de 2/3. En la figura 157(c), los datos se agrupan aún más en cuatro grupos 723a a 723d, lo cual puede tratarse como señales de VSB de 4 niveles, agregándole un nivel más a ia jerarquía. Mientras que la proporción máxima de datos recae con e) tiempo, la transmisión de multiplexión por división de tiempo de señales de VSS de 4 niveles, la transmisión de múltiples niveles es posible con la transmisión de VSB de múltiples niveles en tres etapas.
Con esta método, se puede lograr una transmisión de múltiples niveles en la que se pueden reproducir datos de VSB de 8 ó 4 niveles cuando la proporción de los datos de VSB de 16 niveles se deteriora. Al doblar tes puntos de te señal del formato VSB de 16 niveles como se muestra en la figura 159(d), se habilita la transmisión de VSB de 32 niveles. Cuando se aumente ia capacidad de VSB de 16 niveles, este método mantendrá su compatibilidad a la vez que permite la obtención de una capacidad de datos de 6 bitios símholos.
Al resumir lo anterior, se pude lograr el receptor de VSS que se muestra en el diagrama en bloque de la figura 161 y el transmisor de VSB mostrado en el diagrama en bbque de la figura 162.
Mientras que VSB de 4 y 8 niveles se utiliza en forma de ejemplo, anteriormente, la VSB de 6 niveles como se muestra en la figura 159(a) a- (c) también se puede .usar para transmisión. Con la VSB de 16 niveles, puede usarse para la transmisión. Con la VSB de 16 niveles, puede emplearse una capacidad de transmisión de 40 Mbps con' una banda de 6 MHz en la difusión desde la estación terrestre. Como la proporción de datos de la señal de compresión digital para la HDTV es de 15 a 18 Mbps, utilizando la Norma MPEG, hay un exceso de reserva en la capacidad de transmisión. Como sé muestra en la figura 1G9, la redundancia Rie= 100% o mayor; la redundancia es, por consiguiente, demasiado par transmitir HDTV digital de un canal, y tas circuitos simplemente se hacen más complejos con poca ventaja adicional sobre la VSB de B redundancia de VSB de 4 niveles, en la transmisión por HDTV desde la estación terrestre de dos programas con VSB de 16 niveles. Como resultado, la 2ona de servicio se reduce porque no puede aplicarse suficiente codificación de corrección de errores con VSB de dos programas y i 6 niveles. Como se describo anteriormente, no puede aplicarse suficiente corrección de errores con VSB de 4 niveles porque la redundancia R = 10 - 20% y la zona de servicio es limitada. Como se puede ver por la figura 169, puede lograrse suficiente codücación para la corrección de errores con un VSB de 8 niveles porque la redundancia de Rg «=50%. También puede obtenerse una zona amplia de servís» sin En particular, la disposición del codificador de video 41 ds la tercera realización mostrada en la figura 30 se substituye con una modificación de la cual el diagrama en bloque es la figura 69. La operación de la disposición modificada es semejante y no será explicada en detalle. Se proporcionan dos circuitos divisores de la señal de video, 404 y 404a, que pueden ser filtros de subbanda, los cuales forman una unidad divisara 794. La unidad dfvisore 794 también puede colocarse más simplemente como se muestra en el diagrama en bloque de la figura 70, en la cual un señal pasa dos veces a través de un circuito divisor de señal en la modalidad de división de tiempo. Más específicamente, una señal de video de, por ejemplo, HDTV o Super H0VT, de la unidad de entrada 403 se comprime en tiempo de base por un compresor de tiempo de base 795 y se alimenta ai circuito divisor 404 donde se divide en cuatro componentes HHVH-H, HHVL-H y HL H-H y HL L-H en un primer ciclo. En ese momento, cuatro interruptores 765, 765a. 765b 7 765c permanecen en la posición 1 de manera que HHVH*H. HHVL"H y H|_VH-H se transmiten a un circuito compresor 405. Mientras tanto, HL H-H se realimenta a través del torminal 1 del interruptor 765c al compresor 795 de tiempo de base. En un soguiido ciclo, los cuatro interruptores 765, 785a, 765b y 765c se mueven a la posición 2 y todos los cuatro componentes del circuito divisor 404 se transfieren simultáneamente al circuito compresor 405. Por consiguiente, la unidad dhrisora 796 de la figura 70 dispuesto para el procesamiento de circuito divisor.
En el lado receptor, tal descodSfjcadorde video como se describe en la tercera realización qua se muestra en la figura 30 se necesita para la transmisión de tres niveles de una señal de video. Más. particularmente, se proporciona' un tercer descodificador de video 423 que. contiene dos mezcladores 556 y 556a de diferente capacidad de procesamiento como se muostra en el diagrama en bloque de la figura 71.
También, el tercer descodificador de video 423 puede modificarse de manera que la misma acción se ejecute con un soto mezclador 556 como se muestra en la figura 72. En el primer tiempo, los cinco interruptores 765, 765a, 755b, 765c y 765d permanecen en la posición 1. Por lo tanto, HLVL, H(.VH. HHV|_ y HHV*H ee alimentan de un primer expansor 522, un segundo 522a, un tercero 522b y un cuarto 522c, por medio de sus interruptores respectivos, hasta el mezclador 556 donde se mezclan con una sola señal de video. La señal de video que representa HL,VL-H de una señal de video de entrada de alta resolución vuelve por éi terminal 1 del interruptor 765d al terminal del interruptor 765c. Al segundo tiempo los cuatro interruptores 765, 765a, 765b, y 765c están en la posición 2. La señal de video qué representa HHVH-H. HHVL-H, HLVH-H y H|_VL-H se transfieren a la mezcladora 556 donde se mezclan con una sola señal de video que luego se envía a través del terminal 2 del interruptor 765d, y luego a la unidad de salida 554 para más distribución.
En este modo de procesar la división de tiempo de una señal de (res niveles, se substituyen dos mezcladores con uno.
Más particularmente, cuatro componentes HL L, HLVH, HHVL y HHVH SC alimentan para producir HI_VL*H en el primer tiempo. Luego, HLV|-|-H, HHV"L-H y HHVH'H se alimentan al segundo tiempo retardado del primer tiempo y mezclado con H^V -H al objetivo de una señal de video. Es por esto esencial que sa lleven a cabo las dos acciones en un intervalo do tiempo. , quo ajustarse en tiempo de base a una secuencia determinada, empleando las memorias que acompañan los interruptores respectivos 765, 765a, 765b y6 765c En la manera anterior, una señal se transmite del transmisor en dos periodos de tiempo diferentes, como se muestra e la figura 73 de manera que no" se necesita un circuito controlador de! tiempo de base en el receptor, el cual puede arreglarse de forma mas compacta.
Como se muestra en la figura 73, Di es el primer flujo de datos de una señal transmisora y se transmite HI_VL, HL H. HHVL y HH H en una canal Di en el período del primer tiempo. Luego, en el periodo del segundo tiempo. HLVH, HHVL y HH H se transmiten en el canal 2. Como la señal se transmite en una secuencia de división de tiempos, el codificador del receptor puede arreglarse de manera más simple.
La técnica de reducir el número de expansores en el descodificador será explicada aquí. La figura 74(b) muestre una asignación de tiempo de base de cuatro componentes de datos 8 0, 810a, 810b y 810c de una señal. Cuando los otros cuatro componentes de datos 811. 811a. 811b y 811c se insertan entre los cuatro componentes de datos 81 T, 81 la, 811b y 8lic, respectivamente, estos últimos pueden ser transmitidos en intervalos de tiempo. En acción, el Segundo descodificador de video 422 mostrado en la figura 74(a) recibe los cuatro componentes del primer flujo de datos D-j en la primera entrada 521 y los transfiere a través de un interruptor 812 a un expansor 503, uno tras otro. Más particularmente, el componente 810 primero alimentado se expanda durante la alimentación del componente 811 y después de completar ef procesamiento del componente 810, se alimenta ei siguiente componente 81 Oa. Por lo tanto, el expansor 503 puede procesar una hilera de componentes a intervalos de tiempo por la misma división que el mezclador, sustituyendo así las acciones simultáneas de un grupo de expansores.
La figura 75 es una asignación de tiempo de base de los componentes de dalos de una señal de HDTV, en el cual HL L(1) dé un componente de NTSC de la señal del primer canal para un programa de televisión, de un programa de televisión se adjudica a un dominio de datos 021 de . . ., . señal del primer canal adjudicada a los tres dominios. 821a. 821b. 821c de la señal O2. respectivamente. Se proporciona otros componentes de datos 822, 822a. 622b y 822c entre los componentes de datos de la señal del primer canal que puede ser expandida con un circuito expansor durante la transmisión de los otros datos. Por k> tanto, todos los componentes de la señal de un canal serán procesados por un solo expansor capaz de funcionar a una velocidad más alta.
Efectos semejantes serán garantizados para la asignación de componentes de datos a otros dominios 82 , 821 a, 821b y 821c como se muestran en la figura 76. Esto es más efectivo en la transmisión y la recepción de una señal común de 4 PSK o ASK que no tiene niveles digitales distintos.
La figura 77 muestra una asignación de base de datos de los componentes de datos durante la transmisión física de dos niveles: por ejemplo, NTSC, HOTV y súper HOTV o NTSC de baja resolución, resolución standard de NTSC. y HDTV,. Por ejemplo, para transmitir tres componentes de datos de NTSC.de baja resolución, NTSC standard y HOTV, la NTSC de baja resolución o HLVL. se adjudica al dominio de datos 821 de la señal Di . También, H|_VH, HHVL y HHVH del componente standard de NTSC se adjudican a tres dominios, 82 a, 821b y 821c, respectivamente. HL H-H, HHV|_-H y HH H-? del componente de HDTV se adjudican a los dominios 823, 823a y 823b, respectivamente.
Aquí, como se muestra por el diagrama en bloque de las figuras 158 y 170, una disposición lógica de niveles basada en la discriminación de la capacidad de corrección de error, como se desaine en la segunda realización, se agrega a 4 VSB o 8 VSB. Más particularmente. ?? ? se transporta en el canal D1-1 de la señal de Di . H canal de D1-1 es más elevado en la eapacidad de corrécción de errores que el canal Di .2, como se describe en ta segunda realización. El canal D1-1 es más alto en redundancia pero más bajo en la proporción de errores que el carel D-j-2 y los datos 821 pueden reconstruirse a una proporción más baja da C N que la de los otros a os o, y . e p , será reproducido en una lugar distante de la antena transmisora o en una ona de atenuación de señal o zona sombra, por ejemplo, el interior de un vehículo. En vista de la proporción de errores, los datos 821 del canal D1-1 son menos afectados por la interferencia de la serial que los otros datos 821 a, 821 b y 821 c del canal D-) -2, mientras que se discriminen específicamente y permanezcan en un nivel de lógica distinto, como se describe en la segunda realización. Mientras que Di y 02 se dividen en dos niveles físicamente distintos, tos niveles determinados por la discriminación de la distancia entre los códigos de corrección de error se colocan de manera distinta en el nivel de lógica.
La desmodulaclón de los datos D2 requieren una proporción de C/N más elevada que para los datos D-j . En acción, Hi_V|_ o la señal de NTSC de baja resolución puede por lo menos ser reproducida en una zona de servicio distante o con una proporción de C N más baja. H{.VH. HH J. y HHVH pueden, además, ser reproducidas en tina zona.de C/N más baja. Luego, en una zona de C/N alta, los componentes de HL H-H. HH L-H y HHVH-H también pueden ser reproducidos para crear una señal de HDTV. Por lo tanto, tres señaíes de difusión de diferentes niveles pueden ser reproducidas (leídas). Este método permite que la zona que puede recibir la señal, mostrada en la figura 53, aumente de una región doble a una triple, como se muestra en la figura 90, asegurando así una mayor oportunidad de disfrutar de los programas de televisión.
La figura 78 es un diagrama en bloque, del tercer des odiflcador de video dispuesto para ala asignación de datos al tiempo de base mostrada en la figura 77. que es semejante a la mostrada en la figura 72, excepto que la tercera entrada 561 para la señal O3 se elimina y se agrega la disposición mostrada en la figura 74a.
En funcionamiento, las señales Di y D2 se alimentan a través de dos unidades de entrada 521 y 530, respectivamente, a un interruptor 81 en el primer tiempo. A medida que sus componentes, incluyendo HLVL se dividen en tiempo, se transfieren en una secuencia por el interruptor 812 a un expansor 503. Esta secuencia añora será explicada en relación a la asignación de tiempo de . _ expansor 503 donde se expande. Luego, HLVH, HH L y HH H se expanden. Todos los cuatro componentes expandidos se envían a través de un interruptor 812a a un mezclador 558 donde se mezclan para producir ??, ^?. Luego. H|_ i H se realimenta del terminal 1 del interruptor 765a a través de la entrada 2 del interruptor 765 a la entrada H|.Vi_ del mezclador 556.
En el segundo tiempo, HLVH-K, HH L-H y HH H-H de la señal D2 mostrada en la ligua 77 se alimentan al expansor 503 donde se expanden antes de ser transferidas a través del interruptor 821a al mezclador 556. Se mezclan por el mezclador 556 a una señal de HDTV que se alimenta por el terminal 2 del interruptor 765a a la unidad de salida 521 para más distribución. La asignación de tiempo de base de los componentes de datos para la transmisión, mostrados en la figura 77 contribuye a la disposición más simple del expansor y el mezclador, aunque la figura 77 muestra dos niveles de señal. Di y D2. la transmisión de cuatro niveles de una señal de televisión será factible, utilizando la suma de una señal Di y una señal de HDTV do cúpor resolución.
La.ffgura 79 ilustra una asignación de tiempo dé base de los componentes de datos de una señal de tres niveles físicos, Di, D¿ y D3, en la cual los componentes de datos del mismo canal se disponen de manera que no queden superpuestos con el tiempo. La figura 80 es un diagrama en bloque de un descodificador de video modificado 423, semejante a la figura 78. en el cual se agrega una tercera entrada 521a, La asignación de tiempo de base de los componentes de datos mostrados en la figura 79 también contribuye a la construcción simple del descodificador.
La acción del descodificador modificado 423 es casi idéntica a la que se muestra en la figura 78 y se relaciona con la asignación de tiempo de base mostrada en la figura 77 y no será más explicada. También es posible la multiplexión de los componentes de datos en la señal Di como se muestra en la figura 31. Sin embargo, los datos 821 y 822 se aumentan en la capacidad de corrección de errores en comparación con los otros componentes de datos 821 a, 812b y 812c, permaneciendo asi a un nivel de señal más alto. Más en una relación de dos niveles lógicos. También cada componente de datos del segundo canal se inserta entre dos componentes de datos adyacentes del primer canal de manera que se pueda ejecutar ei procesamiento en serie en el lado receptor y se puedan obtener los mismos efectos que la" asignación de tiempo de base mostrada en la figura 79.
La asignación de tiempo de base de los componentes de datos mostrada en la figura 81 se basa en la modalidad del nivel de lógica cuando la velocidad de transmisión de bitios de los dos componentes de datos 821 y 822 se disminuye a 1/2 o 1/3, reduciendo así la proporción de errores. La disposición del nivel físico consiste en tres niveles distintos.
La figura 82 es un diagrama en bloque de otro descodificador de video modificador 423 para descodificar la señal Dj dispuesta en tiempo de base como se muestra en la figura 81 , que es de una construcción más sencilla que la que se muestra- en la figura 80. Su acción es idéntica a la del descodificador mostrado en la figura 80 y no será explicada más, .
Como se entiende, la asignación de tiempo de base de los componentes de datos mostrados en la figura 81 también contribuye a la disposición semejante del expansor y el mezclador. También, los cuatro componentes de datos de la señal Di se alimentan en secciones de tiempo respectivas a un mezclador 556. Por lo tanto, la disposición de los circuitos del mezclador 556 o una pluralidad de bloqües de circuito tale como se proporciona con el mezclador de video 548 de la figura 32 puede disponerse para cambiar la conexión que corresponde a cada componente de datos de manera que sean compatibles en la acción de la división de tiempo y, por consiguiente, reducir al mínimo la construcción de circuitos.
Por lo tanto, el receptor puede reducirse al mínimo en construcción general. métodos, incluyendo la modulación PS y QAM, tal como se describe en la primera, segunda y tercera realizaciones, serán empleados con igual éxito.
También, la modulación FSK puede seleccionarse en cualquiera de las realizaciones. Por ejemplo, los puntos de señal de una señal F-SK de múltiples niveles que constan de cuatro componentes de frecuencia, f 1 , f2, f3 y f4, se dividen en grupos como se muestra en ia figura 58 y, cuando la distancia entre cualquier par de grupos se aumenta para facilitar la discriminación, la transmisión de nivel múltiple de la señal FSK puede ponerse en práctica, como se ilustra en la figura 83. .
Más particularmente, se asume que el grupo de frecuencia 841 de f 1 y fZ se le asigna Di =i 0 y el grupo 842 de f3 y f4 se te asigna Di = 1. Si f 1 y f3 representan a 0 en O2 y fZ y f4 representan 1 en D¿ la transmisión de datos de dos bitios, un bitio en Di o D2, será posible como se muestra en la figura 83. Cuando la proporción de C/N es alta, se reconstruye una combinación de D-j *s 0 y D? *= 1 en t =» t3 y una combinación de Di = 1 y Ü2 ß 0 en t - 14. Cuando la proporción de C/N es baja, Di = 0 solamente se reproduce en T =» t3 y Di a 1 en t = t4. En este forma, ia señal de FSK puede ser transmitida en la disposición de múltiples niveles. Esta transmisión de la señal de FSK de múltiples niveles es aplicable a la tercera, cuarta y quinta realizaciones.
La quinta realización puede ser puesta en práctica en la forma de un aparato magnético de registro y reproducción (lectura) que se muestra en el diagrama en bloque de ia figura 84 porque su acción de modalidad ASK es apta para la operación de registro magnético y lectura. I La Figura 84 es n diagrama en bloque del registrador/transmisor y el lector (reproductor)/receptor.' realización 5 que comprende el transmisor 1 y el receptor, se vuelve idéntico en constitución cuando se substituye el circuito Sa de transmisión del transmisor con un amplificador magnético 857a, registrador de la señal, y él circuito receptor 24a del receptor 43 con un amplificador magnético 857b reproductor de la señal.
Para describir el funcionamiento, la señal de HDTV se divide en dos conjuntos de datos a ser comprimidos por el codificador de video 401, un primer flujo de datos se somete a codificación de errores en el codificador ECC 743a, y un segundo flujo de datos se somete a codificación de errores en el ECC 744a, y luego se somete a más codificación en reja con el codificador en reja 744b para entrar al modulador 749 de VSB-ASK. En el caso del transmisor 1, un voltaje de corriente continua de compensación se superpone en la señal de VSB-ASK por un generador 856 de voltaje de compensación, los datos se graban en una cinta magnética 855 por medio de un circuito 853. En el caso del transmisor 1 , se superpone un voltaje DC contrapesado en la señal VSB-ASK por un generador de voltaje contrapesado 856, y la señal se transmite por ei convertidor 5a. Asi, es fácil reproducir la señal sincrónica del receptor. Las señales de VSB-ASK transmitidas de 4VS6, 8VS5 y 16VSB son recibidas por la antena 32b y se alimentan en un desmodulador 852a por medio de un convertidor descendente 24a.
Por otra parte» ja señal registrada por ei registrador se reproduce por una cabeza reproductora 854a, y se envía a un desmodulador 852b por medio de un circuito reproductor 858.
La señal de entrada se desmodula por un desmodulador de ASK 852b, tal como V5B, a través del filtro 858a del desmodulador 852b, y ef primer flujo de datos desdoblado se somete a la corrección de errores por el descodificador 758a, y la segunda hilera de datos se somete a Ja corrección de errores por ei descodificador en reja 759b y ECC 759a.
Como consecuencia, la señal de HDTV expandida a video, la señal de televisión, la señal de i no SDTV se distribuye por ei descodificador de video 402. P r medio de la codificación en reja, se reduce ia proporción de errores, se extiende la distancia de transmisión del transmisor, y se mejora ia calidad de la imagen del aparato registrador y reproductor, en tal caso, el filtro 858a del receptor 43, mediante el uso de un filtro e peine que posee dicha característica filtrante de modo que puede eliminar la señaUanálog del portador, cómo se muestra en la figura 134, puede eliminar la interferencia de la señal análoga, y la proporción de errores puede reducirse, en este caso, si se coloca siempre el filtro, la señal se deteriora. Para evitar esto, como se muestra en la figura 65, el filtro análogo 760a se activa solamente cuando la señal se deteriora debido a la interferencia de la televisión análoga por el detector de proporción de errores 782, y se desactiva cuando no hay interferencia de manera que se pueda evitar el deterioro d la señal por el filtro.
En el caso que se muestra en la figura 84, del primer flujo de datos y ei segundo flujo de datos, la proporción de errores es menor en ei segundo flujo de datos. Por lo tanto, al transmitir/registrar información de alta prioridad (HP), tal como la información descodiflcadora (de-scramble) y la información de encabezamiento para los datos de la imagen en la figura 66 en el segundo flujo datos, se puede estabilizar la reproducción de la imagen descodifkada o cada bloque de la imagen.
Realización € Una sexta realización de la presente invención es un aparato magnético de registro y reproducción (lectura) en el cual se emplea el método anterior de transmisión y registro. Aunque en la quinta realización ee describe una transmisión dé datos ASK de múltiples niveles, también es factíblo de la misma forma adaptar esía Invención a un aparato magnético de registro y reproducción (lectura) de un sistema registrador de ASK de múltiples niveles, como se muestra en el diagrama en bloque de la figura 173. Puede realizarse un registro magnético de múltiples niveles o sin múltiples niveles, mediante la aplicación del método de C-CD do. la presente invención a PS , FCK y QA , así como también de ASK. , magnético do registro y repmriiicaón de 16 QAM o 32 QAM se explicará según el motado de C-CDM de la presente invención. La figura 84 es un diagrama de un bloque de circuito que muestra un sistema de 16 QAM. 32 QAM, 4 ASK. 8 ASK, 16 ASK y 8 PSK, incorporando el modulador de C-CDM.. D aquí en adelante, cuando se emplea el método de C-COM pora ta multiplexión el sistema QAM. éste se denomina SRQAM. Las figuras 137 y 154 muestran diagramas en bloque en los que se aplica SRQAM al sistema de transmisión, tal como el de difusión.
Como se muestra en la figura 84, una señal de video — por ejemplo, una señal de HDTV — de entrada a un aparato magnético 851 de registra/reproducción, se divida y se comprimo por un codificador de video 401 de manera que queda en una señal de banda de baja frecuencia, a través de un primer codificador de video 401a y una señal de banda de alta frecuencia a través do un .segundo codificador de video 401b, respectivamente. Luego, un componente de banda de baja frecuencia, por ejemplo, HLVL> de b señal de video se alimenta al primer flujo de datos, entrada 743, de una unidad 742 de entrada y un componente de banda de alta frecuencia, incluyendo HH *H se alimenta a la entrada 744 del segundo flujo de datos del mismo. Los dos componentes so transfieren a un modulador 749 de una unidad 852 moduladora;desmoduladora. La entrad 743 del primer flujo da datos agrega un código corrector de errores a la señal de banda de baja frecuencia en un ECC 743a. Por otra parte, et segundo flujo datos alimentado a la entrada 744 del segundo flujo de datos es de 2 bitios en caso de 16 SRQAM, 3 bitios en caso de 36 SRQAM, y 4 bitios en caso de 64 SRQAM. Después de que código de corrección de errores se codifica por el ECC 744a, esta señal se suministra al codificador en reja 744b, tai como el que se muestra en las figuras 128(a). (b) y {c), en el cual una señal codificado on reja con un relación de 1/2 en et caso de 16 SRQAM, 2/3 on el caso de 32 SRQAM. y 3/4 en caso de que se produzca 64 SRQAM. Una señal de 64 SRQAM, por ejemplo, tiene un primer flujo de datos de 2 bitios y un segundo flujo de 4 bitios. Un codificador en reja 74 h de la figura 128(c) permite que esta señal de 64 SRQAM haga una codificación de proporción de 3/4 en el cual los datos de 3 os so conv e en en a os o os. n e coso e -, , . a co cac n on reja en la proporción de 1/2, 2/3 y 4/3 puede efectuarse con seguridad. Así que aumenta la redundancia y disminuye ta proporción de datos mientras que aumenta la capacidad de corregir errores. Esto resulta en la reducción de la proporción de errores en la misma proporción que los datos. Por lo tanto, aumentará grandemente la cantidad de información que se puede transmitir por sistema de registro reproducción o el sistema de transmisión.
Como ei sistema de transmisión de 8 VS6 descrito anteriormente en conexión con ia quima realización requiere 3 bitios por símbolo, el codificador en reja 744g y el descodificador en reja 744q con la proporción de 2/3 que se muestra en las figuras 128 (b), (e) pueden ser usados y todo el diagrama en bloque será como se muestra en la figura 171.
No obstante, es posible constituir ia entrada 743 del primer flujo de datos de manera que no se incluya e codificador en reja como se muestra en ta figura 84 de esta sexta realización porque el primer flujo de datos tiene una proporción de errores intrínsecamente baja. Esto será ventajoso en vista de la simplificación de la configuración del circuito. El segundo flujo datos, sin embargo, tiene una -distancia angosta entre código, en comparación con el primer flujo de datos y, por consiguiente, un peor proporción de errores. La codificación en reja del segundo flujo de datos mejora esa peor proporción de errores. No cabe duda que la configuración general del circuito se simplifica si se elimina la codificación en reja del primer flujo de datos. Una operación para modulación es casi idéntica a la del transmisor de la quinta realización mostrada en la figura 64 y no será explicada. Una señal modulada del modulador 749 se alimenta en el circuito 853 de registro reproducción el cual es polarizado por corriente alterna por medio de un generador de polarización 856 y amplificador por un amplificador 857a. De ahí, la señal sa alimenta a la cabeza magnética 854 para ser registrada en una cinta magnética 855.
Un formato de la señal registrada se muestra en la asignación de frecuencia a la señal de ¦ registro en la figura 113. Una señal principal 859, por ejemplo, una de 16 SRQAM quo tiene un portador de frecuencia fe registra la información y también una señal piloto fp 859a con una . reduce puesto que una señal de polarización 859b con una frecuencia de fBlAS. agrega polarización de corriente alterna para el registro magnético, dos de las señales de tres niveles mostradas en la figura 1 3 se registran en un estado múltiple, para reproducir estas señales registradas, se dan dos umbrales Th-1-2 y Th-2, Una señal de 85S reproducirá tos dos niveles mientras que una señal de 855c reproducirá solamentB los datos de Di . dependiendo del nivel de C/N del registro reproducción: Una señal principal de 16 SRQAM tendrá una asignación dé punto de la señal mostrado en la figura 10. Además, una señal principal de 36 SRQAM tendrá una asignación de punto de la señal como se muestra en la figura 00. Cuando se emplean 4 A y 8 ASK, la constelación será como se muestra en la figuras 58, 68(a) y (b). En ia reproducción de esta señal, tanto la señal principal 859 y la señal pilo 859a se reproducen a través de la cabeza magnética 854 y se amplifican por el amplificador 857b, Una señal de salida del amplificador 857b se alimenta a un circuito 858 reproductor del portador en el que un filtro 850a separa ia frecuencia de la señal piloto fp con una f ecuencia de 2f0 y un divisor 858b de frecuencias de 1/2 reproduce un portador de frecuencia fO para transferirlo a un desmodulador 760. Este portador reproducido se utiliza para desmodular la señal principal en ei desmodulador 760. Asumiendo que la cinta de registro magnética 855, por ejemplo, la cinta de HDTV es de una alia proporción de C/N, 16 puntos de le señal se pueden discriminar, de modo que Df y D2 pueden ser desmodulados en el desmodulador 760. Subsecuentemente, un descodificador de video 402 reproduce todas las señales. Un VCR de HDTV puede reproducir una señal de televisión de una lata proporción de bitios, tale como ta señal de HDTV de 15 Mbps. Entre más baja es la proporción de C/N, más barata será la videocinta. Hasta ahora, una cinta de video en el mercado es inferior más de 10 dB en la proporción de C/N a una cinta de calidad difusora. Si una cinta de video de 855 es de una proporción baja de C/N, no podrá discriminar todos los 16 ó 32 puntos valiosos de la señal. Por consiguiente, el primer flujo de datos Di puede ser reproducido, mientras que un flujo de datos de 2 bitios, 3 bitios o 4 bitios del segundo flujo de datos D2 no puede ser reproducido. . vídeo de HDTV de dos niveles se registra y se reproduce, una cinta de baja C/N que tenga insuficiente capacidad de reproducir una señal de video de banda alta frecuencia puede emitir solamente una señal da video del primer flujo da dalos de baja proporción y bajo frecuencia, específicamente una señal 'de NTSC de un ancho de 7 Mbps.
Como S9 muestra en el disgrama en bloque de la figura 114, es posible suprimir la salida 759 de un segundo flujo de datos, la entrada 744 del segundo flujo de datos, y el segundo descodificador de video 402a. para dar a los clientes un aspecto de los productos de menor grado. En tal caso, el aparato registrador/lector 851. dedicado a una proporción baja de bitios. incluiría un desmodulador tais como el QPS que modula o desmodular solamente el primer flujo de datos. Este aparato solamente permite registrar y reproducir el primer flujo de datos. Específicamente, uno serial de video de NTSC de grado ancho puede regislrarse y reproducirse.
La cinta de video 855, antes mencionada, con un una alta proporción de C/N es capaz de reducir la señal de afta proporción de bitios, por ejemplo, una señal de HDTV, podrá usarse en dicho aparato magnético dedicado, de registro y reproducción, con una proporción de bilios baja pero solamente reproducirá el primer flujo de datos Di. Es decir, que la señal ancha de NTSC se emite pero no se reproduce el segundo flujo de datos, en otras palabras, un aparato de registro/reproducción que tenga una configuración complicada puede reproducir una señal de HDTV y el otro aparato de registro/reproducción que tenga una configuración simple puede reproducir una señal ancha de NTSC si ia cinta de video determinada incluye la misma señal de HDTV de múltiples niveles. Por consiguiente, en caso de un estado múltiple de dos niveles, se realizarán cuatro combinaciones con perfecta compatibilidad entre las dos cintas que tengan diferentes proporciones de C/N y dos aparatos registradores/reproductores que tengan proporciones distintas para el registro y reproducción de datos. Esto tendrá un efecto notable, en este caso, una aparato de NTSC dedicado será de construcción simple en comparación con un aparato de HDTV ctedicado. En más detalle, ta escala de circuitos do un descodificador da , de baja función a un costo relativamente bajo. La realización de los dos tipos, el HDTV y EDTV, de apáralos de registro y reproducción con diferente capacidad de registrar y reproducir ta calidad da la imagen proporcionará varios tipos de producios con mayor amplitud de precios. Las- usuarios pueden seleccionar libremente un cinta entre una pluralidad de cintas, desde la cinta cara dé arta proporción de C/N a la cinta más barata de baja proporción de C/N, según lo exija la ocasión de manera que se pueda satisfacer la calidad de la imagen. No sólo, se logrará una compatibilidad perfecta sino que se podrá tener una capacidad expansflale y se podría garantizar mayor compatibilidad con un sistema futuro. ' Como consecuencia, será posible establecer normes duraderas para los aparatos de registró y reproducción. Otros mátodas de reproducción se usarán de la misma forma. Por ejemplo, se hará un registro de múltiples niveles mediante la utilización de la modulación de fase expfinada en la primera y tercera realizaciones. Un registro hecho con AS , explicado en la quinta realización, también será posible. Se realizará un estado de dos o tres niveles ai convertir los registros actuales de dos niveles a registros ASK.de cuatro niveles o ASK de ocho niveles, dividendo los dos grupos como se muestra en Jas figuras 59(c) y 59(d), o en las figuras 68(a) y 68(b).
Un diagrama en bloque del circuito para ASK será como se muestra en la figura 173 que es semejante a la que sa muestra en la figura T4. Por la combinación de la reja y da ASK. se reducirá la proporción de errores. Además de las realizaciones de la invención ya descritas, también se realizará un registro de múltiples niveles mediante el uso de pistas múltiples en una cinta magnética. Además, un registro teórico de múltiples niveles será factible por medio de la diferenciación de Ja capacidad de corregir errores para discriminar los datos respectivos.
La compatibilidad con las normas, futuras será descrito a continuación. El establecimiento do normas para aparatos de registro y reproducción taJ como el VCR se hace normalmente tomando en cuenta la cinta con la proporción más alta de C/N disponible en la práctica. Las características de registro de una cinta progresa rápidamente. Por ejemplo, la proporción de C/N a me ora o r p amen e. or e emp o, a pr e s e comparado con la cinta utilizada hace 10 años. Si se supone que las nuevas normas serán eslablecktas en 10 a 20 años debido a ün avance en las propiedades da las cintas, un método convencional tendrá dificultad para mantener la compatibilidad con las normas antiguas. Es más, las normas nuevas y viejas' antes eran compatibles en un solo sentido o no eran compatibles entre si. Por el contrario, con la presente invención, las normas primera se establecen para el registro y/o la reproducción del primer flujo de datos 6y/o el segundo flujo de datos en las cintas da hoy en día. Consecuentemente, si la proporción de C N mejora magníficamente en el futuro, un flujo de datos de nivel superior, por ejemplo, un tercer flujo de datos, será agregado sin dificultad mientras que la presente invención se incorpora en el sistema. Por ejemplo, un VCR de HDTV capaz de registrar o reproducir un señal de 64 SRQAM o de 8 ASK será realizado mientras se mantiene perfecta compatibilidad con las normas convencionales. Una cinta magnética, quo registra de primer a tercer flujo de dalos según las nuevas normas, podrá por supuesto usarse en el aparato de registro/reproducción capaz de registrar y/o reproducir solamente el primer y segundo flujo de datos, en tal caso, el primer y segundo flujo de datos puede reproducirse perfectamente aunque el tercer flujo de datos quede sin reproducir. Por consiguiente, la señal de HDTV puede reproducirse. Por estos motivos, se espera tener el mérito de ampliar la cantidad de datos mientras se mantiene la compatibilidad entre las normas nuevas y las antiguas.
Volviendo a la explicación de la operación de reproducción en la (igura 84, la cabeza magnética 654 y ol circuito 853 de reproducción magnético reproduce un señal reproductora de la cinta magnética 855 y (a alimenta al circuito de modulación/desmodulación 852. La operación desmoduladora es casi idéntica a la primera, terce a y cuarta realizaciones y no será explicada. El desmodulador 760 reproduce et primer y el segundo flujo de datos, Di y l¾. El segundo flujo de dalos, Da, tiene corrección de errores con una ganancia de código alta en un descodKicador en reja 759b, tal corno descodifícador Vitabi, para que tenga una proporción de errores baja. E ?7 HDTV.
La Figura 131 es un diagrama en bloque que muestra un aparato magnético de registro/reproducción de tres niveles, según la presente invención que incluye un nivel teorético además de los dos niveles ffsicos. Este sistema es esencialmente igual al ÚB la figura 04. La diferencia radica en que el primer flujo da datos se divide en dos subsánales por medio de un TDM para realUar una constitución de tres niveles.
Como se muestra en la figura 131, una señal de HDTV se separa primero que todo en dos señales de video de banda de mediana y baja frecuencia, Di-i y D1-2. por medio de un codificador de video 1 -1 401 c y un codificador de video 1 -2 401 d , después , se alimenta e n una entrada 743 del primer flujo dB datos de una sección de entrada 742. El flujo de datos D-j-i con una calidad de imagen del grado MPEG está codificado para que corrija errores con una alta ganancia de código en un codificador da ECC 743a, mientras que el flujo de datos Di -2 está codificado para corregir errores con una ganancia de código normo) en un codificador de ECC 743b. Dt-t y D1-2 se unen en multiplexión en un TDM 743c para ser un flujo de datos Di. Di y D2 se modulan en señales de dos niveles en un C-CD 749 y luego se registran en cinta magnética 855 por medio de la cabeza magnética 854.
En el funcionamiento de reproducción, una señal registrada reproducida a través de la cabeza magnética 854 se desmodula en Di y g por el desmodulador de C-CDM 760 en la misma forma que ta explicación de la figura 84. El primer flujo de datos i so desmodula en dos subcanales, D1-1 y .2, por medio del TDM 75Bc proporcionado en la salida 756 del primer flujo de datos. Los datos D1-1 están codificados para coiregtr los errores en un descodificador de ÉCC 758a con una afta ganancia de código. Por consiguiente, los datos D1-1 pueden ser desmodulados a una proporción de C N mas baja en comparación con los datos D . - Un descodificador 402a de video de 1-1 doscodifica los datos Di ,1 y produce una serial de 10TV. Por otra parte, los datos Di -2 están codificados para corregir errores en un descodificador de ECC 758b con una . , - . alta de C/N con datos D-|_i y, por consiguiente, no serán desmodulados cuando el nivel de la señal no sea grande. Los datos D-j-2 se desmodulan en un descodificador de video de i-2 402d y SO suman con los datos Di-1 para producir una señal TSC de ancho grado. £3 segundo flujo 'do datos D2 es un Vitatn" desrnodulado en un descodificador en reja 759b con errares corregidos en un descodsfioudor de ECC 758a. En adelante los datos D2 se convierten en una señal de video de alta frecuencia por medio de un segundo descodificador de video 402b y, luego, se suma con los datos DJ--J y D1-2 para producir una señal de HDTV. En tal caso, se establece un valor umbral más a o para la proporción de C/N de los datos D2 que el de la proporción de C/N para datos Di-2< Por consiguiente, los datos 0¾-? , o sea, una señal de LDTV, será reproducida de una cinta 855 con una proporción menor de C/N. Los datos D- y D 1-2. o seo, una señal de EDTV, será reproducida de una cinta 855 con una proporción normal de C/N. Y se reproducirá D-M, D1-2 y 0 , es decir, un señal de HDTV, de una cinta 855 que tenga una proporción alta de CN.
EJ aparato magnético de registro/reproducción de tres niveles puede ser realizada en la siguiente forma. Como se describe en la descripción anterior, la cinta 855 tiene una relación reciproca entre la proporción de C/N y el costo. La presente invención permite que los usuarios seleccionen un grado de cinta según el contenido del programa de televisión que quieren grabar porqua las señales de video que tengan calidades de imagen en tres grados se registran y/o reproducen do acuerdo con el costo de la cinta.
Luego, un efecto del registro de múltiples niveles será descrito con respecto a la reproducción (lectura) de avance rápido. Como se muestra en el diagrama de Ja pista de registro en la figura 132, una pista de registro 855a con un ángulo azimutal A y una pista de registro 855b con un ángulo azimutal opuesto G se colocan alternadamente en la cinta magnética 855. La pista de registro 855 tiene una región de registro 855c en su porción central y las restantes son regiones 855d para registrar D1-2,. como ss indica en el dibujo. La configuración especial de registro se . un cuadro de la señal de LDTV. una señal de banda de alta frecuencia, 02. se registra en una región 855 para registrar D2, correspondiente a toda un región de registro de la pista de registro 855a. Este formato de registro, rio causa ningún efecto nuevo contra una operación de registro reproducción a velocidad normal.
Una reproducción de avance rápido en dirección inversa no permite que un trazo de la cabeza magnética 855F con un ángulo azimutal A coincida con la pista magnética como se muestra en el dibujo. Como la presente invención proporciona la región 855c de registro D1-1 en una región centrai angosta de ia cinta magnética como se muestra en ia figura 32. esta región solamente se reproduce con seguridad aunque ocurre a una probabilidad predeterminada. Así, la señal de D-j-1 reproducida puede desmodular todo un plano de la imagen en el mismo tiempo aunque la calidad de la imagen es de LDTV de nivel MPEG1- En esta forma, varias a varias decenas de seríales de LDTV por segundo pueden reproducirse con imágenes perfectas durante la operación • de reproducción de avance rápido, permitiéndoles a los usuarios que confirmen con seguridad • las: imágenes durante la operación de avance rápido.
Un trazo 855g de la cabeza corresponde a un trazo de la cabeza en la operación de reproducción inversa, del cual se entiende que solamente una parte de la pista magnética se traza en la operación de reproducción inversa, el fórmalo de registro/reproducción que se muestra en la figura 132. sin embargo, permite aun tal operación de reproducción inversa, para reproducir la región de registro D1-1 y, por lo tanto, una animación del grado de LDTV se producá en forma intermitente.
Por consiguiente, la presente invención permite ei registro de uno Imagen e grado LDTV dentro de una región angosta en la pista registradora, lo cual resulla en una reproducción intermitente de imágenes fijas casi perfectas con la calidad de la imagen siendo de grado LDTV durante operación normal y de reproducción inversa de avance rápido. Así que los usuarios pueden confirmar fácilmente las imágenes aun cuando están buscando a alta velocidad. , rápido a mayor velocidad. Una región 855c registradora de Di .1 se proporciona como se muestra en ia parte baja derecha de la figura i32, de manera que un cuadro de la señal de LDTV se registre en ella. Por otra parte, una región 8S5h angosta registradora de Di .1 * D2 se proporciona como parte de la región 855c registradora de D-|-->- Un subeanal D1.1 en esta región registra una parte de la información relacionada a un cuadro de la señal de LDTV. La información de LDTV restante se registra en la región 855j registradora de D2 de la región 855h registradora de D1-1 * D2 en forma duplicada. E3 subeanal D2 tiene una capacidad de registro de datos de 3 a 5 veces mas que el subeanal D j -t . Por consiguiente, los subcanales Di .1 y D2 pueden registrar información de un cuadro de señal LDTV en un zona más pequeña, de 1/3-1/5, do la cinta registradora. Como el trazo de la cabeza puedo registrarse en regiones más angosta 8S5h y 855j, tanto el tiempo como la superficie se reducen a 1/3-1/5 en comparación con el tiempo Tsi de trazo de la cabeza. Aun cuando el trazo de la cabeza se inclina aún más ai aumentar ta cantidad de velocidad del avance rápido, se aumenta la probabilidad de trazar totalmente esta región. Por lo tanto, se reproducirán imágenes intermitentes de LDTV perfectas, aun cuando la veloctdad de avance rápido se aumente de 3 a 5 veces, como ocurre solamente en el subeanal D1-1.
En caso de un VCR de dos niveles, este método es inútil para la reproducción de la región 855j registradora do D2 y, por consiguiente, esta región no será reproducida en una operación de reproducción de avance rápido de afta velocidad. Por otra parte, un VCR de alto rendimiento, de tres niveles, permitirá que los usuarios confirmen la imagen aun cuando se ejocuta la operación de reproducción de avance rápido a una velocidad de 3 a 5 veces la velocidad de un VCR de dos niveles. En otros palabra, no solamente se obtiene una calidad cxcol nt» de la imagen en rotación a eu costó sino que una velocidad máxima de avance rápido capaz' de producir imágenes puede aumentarse según el costo. , , que un sistema de modulación normal, o sea, de 16 QA , también puede adaptarse para que realice la operación de reproducción de avance rápido según la presente invención, siempre y atando la codificación de las imágenes es de tipo múltiple.
Un método de registrar un VCH digital convencional, no múltiple, en el cual las imágenes se comprimen grandemente, dispersa los datos de video en forma uniforme. Por consiguiente, no es posible en una operación de reproducción de avance rápido el reproducir al mismo tiempo todas las' imágenes on un plano de imagen. La imagen reproducida fue una que consistía en la pluralidad de los bloques de la imagen que no coincidían en sus tiempos de base. Sin embargo, ta presente invención, proporciona un VCR de HDTV de múltiple nivel que puede reproducir los bloques de la imagen con tiempos de base coincidentes en un plano durante la operación de reproducción de avance rápido aunque la calidad de la imagen sea de grado LDTV. registro de tres niveles.de acuerdo con la presente invención podrá roproducir una señal de televisión de alta resolución, tal como una señal de HDTV, cuando el sistema de ' registro reproducción tiene una alta proporción de C/N. Mientras tanto, una señal de grado EDTV, por ejemplo, una señal ancha de MTSC, o una señal de grado LDTV, por ejemplo, una señal dé NTSC de baja resolución, será producida cuando el sistema de registro reproducció tiene una proporción baja de C/N o mala función.
Como ee describe en la descripción anterior, el aparato magnético de registro reproducción, según ia presente invención puede reproducir imágenes de video que consten del mismo contenido aun cuando la proporción de C/N es baja o la proporción de errores es alta, aunque la resolución o ta calidad do ta imagen es relativamente baja.
Realización 7 Una séptima realización de la presente invención se describirá para la ejecución de la transmisión de la señal de video de cuatro niveles. Una combinación de la transmisión de la se a e cua ro n s y a cons c n e e v eo e cj ro n ve es rear una zona e servicio de señales de cuatro niveles, como se muestra en la figura 91. la zona de servicio de cuatro niveles consta de, desde la mas interna, una primera zona receptora de señales 890a, una segunda zona 890b, una tercera zona 890c y una cuarto zona 890d. El método de crear tal zona de servicio de cuatro niveles se explicará en más detalle.
La disposición de cuatro niveles puede ponerse en práctica mediante la utilización de cuatro niveles físicamente distintos, determinados por medio de modulación o cuatro niveles de lógica definidos por las discriminación de datos en la capacidad do corrección de errores, la anterior proporciona una gran diferencia en la proporción de C/N entre tos dos niveles adyacentes y la proporción de C/N tiene que aumentarse para discriminar todos los cuatro nivalos entre sí. Este último se basa en la acción desmoduladora y la diferencia en la proporción de C/N entre dos niveles adyacentes debe ser mínima, por lo tanto, la disposición de cuatro niveles se construye mejor utilizando una combinación de dos niveles físicos y dos niveles lógicos. La división de una señal de video en cuatro niveles de señal será explicada.
La figura 93 es un diagrama en bloque de un circuito divisor 3 que comprende un divisor de video 895 y cuatro compresores 405a, 405b, 405c y 405d. El divisor de video 895 contiene tres divisores 404a. 404b y 404c que están colocados en forma idéntica al circuito divisor 404 del primer codificador dé video 401 mostrado en la figura 30 y no se explicara más. Un señal do entrada, de video se divide por ios divisores en cuatro componentes, HLVL de datos de baja resolución, HH H de datos da alta resolución, y H_.VH Y HH L para datos de mediana resolución. La resolución de HLVL es la mitad da la de la señal de entrada original.
La señal de entrada de video primero se divide por un divisor 404a en dos componente:» de banda de frecuencia, alta y baja, siendo cada componente dividido en dos segmentos, uno horizontal y otro vertical. El intermedio entre tas frecuencias alta y baja es un punto divisorio según la realización. Por lo tanto, sí la señal de entrada de video es una señal de HQTV de un resolución de 1000 lineas verticales, H|_Vt_ tiene una resolución vertical de 500 líneas y una resolución horizontal de un valor de mitad.
Cada dato, horizontal y vertical, del componente de baja frecuencia H|_VL se divide aún más por el divisor AQAc en dos segmentos de banda de frecuencia.. Por lo tnnto. una calida do segmento H|_Vj_ tiene 250 líneas en la resolución vertical y 1Z;4 de la resolución horizontal original. Esta salida del divisor 404c, que se denomina una señal LL, luego se comprime por el compresor 405a a una señal D1-1.
Los otros tres segmentos de frecuencia más alta de H|_V|_ se mezclan por un mezclador 772c a una señal LH que luego se comprime por el compresor 405b a una señal de D-12. El compresor 405b puede ser substituido por tres compresores proporcionados entre ei divisor 404c y el mezclador 772c. ?|_??· HlVf_ y HH H del divisor 404a se mezclan por un mezclador 772a a una señal HH VH-H. Si la señal de entrada es tan alta como 1 00 lúteas en resolución horizontal y vertical, HH H-H tiene de 500 a 1000 líneas de una resolución horizontal y vertical. HHVH-H se alimenta al divisor 404b donde ee divida nuevamente en cuatro componentes.
En forma semejante. HLV|_ del divisor 404b tiene 500 a 750 Ifneas de una resolución horizontal y vertical y se transfiere como una señal HL el compresor 405c. Los otros tres componentes, HLVH, ^HVL HHVH» divisor 404b tienen 750 a 1000 línaas de una resolución horizontal y vertical y son mezclador por un mezclador 772b a una serial HH que luego se com rime por el compresor 4G5d y se distribuye como una señal de Ü202- Después de ia compresión, la señal de HL se distribuye como una señal de D2.1. Como resultado, LL o D1 - 1 lleva datos de frecuencia de mas de 250 líneas asta 500 líneas, ML o D2-1 lleva datos de una frecuencia de más de 500 líneas hasta 750 líneas, y HH o D2-2 "EVA dalos de frecuencia du más de 750 tiiisas hasta 00 líneas do manera que el ciicuito divisor 3 puede proporcionar una señal de cuatro niveles. Por consiguiente, cuando ol circuito divisor 3 dsl transmisor 1 nx^strado en la figura ?7 , será ejecutada.
La combinación de datos de múltiples niveles y transmisión de múltiples niveles permite que una serial de video decline en escalones con respecto a la calidad de la imagen, en relación a la proporción de CÜN durante la transmisión., contribuyendo asi a la expansión de la zona de servicio de difusión de televisión. En et lado receptor, lo acción de desmodulación y reconstrucción es idéntica a la del segundo receptor do la segunda realización mostrado en la figura 88 y no será explicado más. En particular el mezclador 37 se modifica para la transmisión de la señal de video en ez de comunicaciones de datos y no sera explicado en más detalles.
Como se describe en la segunda realización, una señal recibida después de desmodulada y corregidos tos errores, se alimenta a un conjunto de cuatro componentes, D1-1 , 0-1-2. ½·1 y D2-2. ai mezclador 37 del segundo receptor 33 de la figura 80, La figura 94 es un diagrama en bloque de un mezclador modificado 33 en ei cual Di -i , Ü-| Oz* 1 y 02-2 se explican por sus expansores respectivos, Sü3a, 523b, 523c y 523d a una señal de LL, LH, HL y HH, respectivamente, que son equivalentes a las descritas con la figura 93. Si el ancho de banda de la señal de entrada es 1 , LL tiene un ancho de banda de 1/4, LL+LH tiene un ancho de banda de 1/2^ LL+LH+HL tiene un ancho de banda de 3/4, y LL+L.H+HL+HH tiene un ancho de banda de 1. la señal LH luego se divide por un divisor 531a y se mezcla por un mezclador de video 548a con la señal LL una salida del mezclador de video 548a se transfiere a un terminal de H|_V|_ de un mezclador de video 548c. El mezclador de video 531a es idéntico al del segundo deacodificacJor 527 de la figura 32 y no será explicado más. Además, la señal HH se divide por un divisor 531 b y so alimenta a un mezclador de video 54(3b. En t>l mezclador de 546b, la señal HH so mezcla con la señal HL a una señal HH H-H que luego se divide por un divisor 531c y se envía al mezclador de video 548c. En el mezclador de video 548c, Mu VH-H se combina con la señal de suma de LH y LL a una salida de video. La salida de video de la mezcladora 33 se transfiero a la unidad rio salida 3S del segundo receptor mostrado en ia figura . líneas de resolución vertical o si es una señal do HOTV de una resolución de aproximadamente 1000 líneas, sus cuatro componentes con diferentes niveles de la señal pueden ser interceptados en sus zonas respectivas do recibir la señal que se muestran en la figura 91.
La calidad de la'imagen de los cuatro componentes disiinios so describirá en más detallo, la ilustración de la figura 92 representa uha combinación de figuras 86 y 91. como es aparento con los aumentos en. la proporción de C/N, el nivel general de la señal de cantidad de datos se aumenta de 862d a 832a por los escalones de los cuatro niveles de la señal Di -1. D1-2, f¾>-1 y D2-2- También como se indica en la figura 95, ios cuatro componentes de distinto nivel LL, LH, HL y HH se acumulan en relación a la proporción de C/N. Más específicamente, la calidad de una imagen reproducida será aumentada a medida que so reduce la distancia de la antena transmisora, cuando L ^ Ld, el componente LL se reproduce. Cuando L = C. la señal LL+LH se reproduce, cuando L = Lb, la señal LL+LH+HL se reproduce. Cuando L « La, la señal LL + LH + HL +?? se reproduce. Como resultado, si ei ancho de banda de la señal original es 1. la calidad de la imagen so realza en incrementos de 1/4 de ancho de banda de 1/4 a 1 , dependiendo de la zona receptora, si la señal original es una HOTV de una resolución de 1000 lineas verticales, la señal de televisión reproducida es de 250, 500, 750 y 1000 líneas en la resolución en sus zonas receptoras respectivas. La calidad de la imagen será variada en escalones, según el nivel de la señal, la figura S6 muestra la propagación de la señal de un sistema convencional de transmisión de señales digitales de HDTV, en el cual no es posible la reproducción de señales cuando la proporción de C/N es menos da V0. Además, la intercepción de la señal difícilmente puede garantizarse en las regiones de interferencia de la señal, regiónos sombras y otras reglones da atenuación de la señal, indicadas por el símbolo x de Ja zona de servicio, la figura 97 muestra la propagación de un sistema de' transmisión de señales do HDTV de la presente Invención. Como se muestra la calidad de la ¡magon será un grado completo de IOO lineas en 1Ü6 de 500 líneas en la distancia Le donde C/N = c, y un grado de 250 lineas en la distancia Ud dónde C/N = d. Dentro de la distancia La. SB muestran regiones desfavorables donde la proporción de C/N cae rápidamente y no se reproducirá una imagen con ja calidad de HOTV. Corno se entiende, una ábñai de calidad de imagen más baja puede ser interceptada y reproducida según e) sistema de transmisión de señales de múltiples niveles de la presente invención. Por ejemplo, la calidad de la imagen será de un grado de 750 líneas en el punto T en iá zona de sombra de un edificio, de grado de 750 lineas en el punto F en un zona donde se crean fantasmas, un grado de 250 líneas en el punto L donde hay una zona con interferencia de la señal por una señal vecina. Como se indica anteriormente, el sistema de transmisión de señales de la presente invención permite que una señal de televisión se reciba con éxito a un grado en la zona donde ei sistema convencional tiene poca competencia, aumentando así la zona de servicio, la figura 98 muestra un ejemplo de la transmisión simultánea de cuatto programas distintos de televisión, en las cuales tres programas de calidad G, 8 y A se transmiten por sus canales respectivos Di<2> D2-2 mientras que un programa D. idéntico al de una estación análoga de televisión local se propaga en canal D- -i . Por consiguiente, miontras que el programa De se mantiene listo para un servicio de transmisión simultánea, los olios tres programas también pueden ser distribuidos en el aire para ofrecer un servicio de transmisión de múltiples programas.
Realización 8 De aquí B adelante, se explicará una octava realización de la presente invención, con relación a los dibujos. La octava realización emplea un sistema de transmisión de señales de múltiplo nivol de la presente invención para un transmisor receptor en un sistema telefónico celular.
La figura 115 es un diagrama en bloque que muestra en transmisor/receptor de un teléfono portátil, en ei cual una conversación telefónica emitida por un micrófono 762 se comprime y se codifica en un compresor 405 como datos D-j , D2 y O3, descritos anteriormente. Estos datos üi , , predeterminados y, luego, se modulan en un modulador ? y so conviorlen en la señal de múltiples niveles, por ejemplo, SRQAM. descrita previamente. En adelante, la unidad compartidora de antena 764 y una antena 22 transmiten una onda portadora que lleva un serial mojulacia, que será interceptada por .un estación de base descrita más adelanto y se vuelve a transmitir a otras estaciones de base o.a un conmutador de central telefónica, de modo que pueda comunicarse con otros teléf nos.
Por el contrario, la antena 22 recibe una transmisión de ondas de radio de otras estaciones de base en forma de señales de comunicaciones de otros teléfonos. Una señal recibida se dasmodula en un modulador 45 de múltiples niveles de tipo SRQAM, y se convierten en datos Di, Dz y D3- Un circuito sincronizador 767 detecta las señales de tiempo en basa de las señales desmoduladae. Estas señales de tiempo se alimentan ai circuito divisor do tiempo 765. Las señales desmoduladas D-j , G¾ y D3 se alimentan en un oxpans r 503 y eß expanden a una señal de sonido, que aa transmite a un parlante 763 y so convierte en sonido. ta figura 6 muestra un diagrama en bloque que en forma ejemplar muestra la disposición de las estaciones de base, donde las tres estaciones de base 771. 772 y 773 están situadas en el centro de sus células receptoras respectivas 768, 769 y 770 de hexágono o círculo. Estas estaciones de base 771, 772 y 773. respectivamente, tienen una pluralidad de unidades de transmisiónrecepción 76ia-76lj, cada una semejante a la figura 115 de modo que tengan canales de comunicación equivalentes al número de estas unidades transmisoras receptoras. Un controlador 774 de la estación de base se conecta a todas las estaciones de ase y siempre vigila la cantidad de tráfico de comunicaciones en cada estación de base. En base al resultado dé la observación, el controlado»1 de la estación base 774 efectúa un control general del sistema, incluyendo las frecuencias de canales a estaciones de base respectivas controlando la recepción de células en las estaciones de base respectivas.
La figura 117 es una vista que muestra la distribución de la cantidad de tráfico de comunicaciones en un sistema convencional, por ejemplo, uno QPS . Un diagrama d = A muestra los dalos 774a y 774 b que tienen una eficiencia de frecuencia de utilización de 2 bitios Hz, y un diagrama d = 0 que muestra los datos 774c con una eliciuncia do irucuwrcia de utilización de 2 bitios/Hz. Una suma do estos datos 774a. 774b y 774c se convierto en los datos 774f, lo cual representa una cantidad . de transmisión de Ach que consiste en las células receptoras 768 y 770. La eficiencia de la frecuencia de utilización de 2 bitios/Hz es distribuida uniformemente. Sin embargo, la densidad de población en una zona urbana real es totalmente elevada en varias zonas superpobladas 775a, 775b y 775c, que incluye la concentración de aditicios. El dato 774e que representa una cantidad de tráfico de comunicaciones que muestra varios horas pico en los Jupa/es que corresponden a esas zonas superpobladas 775a, 775b y 775c, en contrate con la otra zona que tiene poca cantidad de comunicaciones. La capacidad de un'tel fono celular convencional se estableció uniformemente en una eficiencia de frecuencia para .toda la región de 2 bilkxJhz, como se muestra por k»s datos 7~4d, no importa cuál sea tu cantidad de tráfico TF mostrado por los datos 774e. No es eficoz que se dó la misma eficiencia de frecuencia, no importa cuál sea la cantidad real de tráfico. Para compensar esta falta de eficacia, los sistemas convenciones han adjudicado muchas frecuencias a las regiones que tienen una gran cantidad de trárico, aumentando el número de canales, o reducido ta célula receptora del mismo. Sin embargo, un aumento en la cantidad de canales está restringido por e! espectro de frecuencia. Es más, los sistemas, de transmisión convenciones de múltiples niveles, por ejemplo, los de modalidad 16 QAM o 64 QAM aumentan la potencia de transmisión. Una reducción de la célula receptora inducirá un aumento en la cantidad de estaciones de base, aumentado así los costos de instalación.
Es ideal para el mejoramiento de la eficiencia general de un sistema que se aumente la eficiencia de frecuencia de la región que tiene mayor cantidad de tráfico y se reduzca la eficiencia de frecuencia de la región que tiene menos tráfico. Un sistema de transmisión de snráles de múltiple niveles de acuerdo con la presenta invención realiza esta modificación ideal. Esto será tráfico según la octava realización de ia presente invención.
Más específicamente, la figura 118 muestra la cantidad de comunicación en las células receptoras respectivas 770b, 76ü. 769. 770 7 770, tornadas a lo largo do la Jfnea ?-?'. Los células receptoras 7T8 y 770 utilizar»" trecue cías de un grupo de canales A, miuiitras que ¡as células receptoras 770b, 769 y 770 utilizan frecuencias de un grupo de canales T que no queda superpuesto ai grupo A. El controlador de la estación de base 774 mostrado en la figura 116 aumenta o disminuye el número de estos canales, según la cantidad de trófico en las células receptoras respectivas. En la figura 1 8, un diagrama d - A representa la distribución de una cantidad de comunicaciones en el canal A. Un diagrama d « B representa una distribución do la cantidad de comunicaciones del canal B. Un diagrama d = A+Q representa una distribución do una cantidad de comunicaciones de todos los canales. Un diagrama T representa una cantidad de tráfico de comunicacionQs, y un diagrama P muestra la distribución de edificios y habitantes.
Las células receptoras 769, 769 y 770 emplean un sistema de transmisión de señóles de múltiples nivelas, por ejemplo, SRQAM. Por consiguiente, es posible obtener una eficiencia da utiSzación de frecuencia de 6 bitios/hz, tres veces ia de 2 bitios Hz del QPSK, en los alrededores de las estaciones de base como lo indican los datos 776a, 77Gb y 776c. Mientras tanto, la eficiencia de la frecuencia de utilización disminuye en escalones de 6 bitios/Hz a ? bitios/Hz y de 4 bitios Hz a 2 bitios/Hz, a medida que saie a las zonas do los subuibios. Si la potencia de transmisión no es suficiente, las zonas de 2 bitios/Hz se angostan más que las células receptoras, indicadas por las lineas punteadas 777a, 777b, 777c de QPSK. Sin embargo, una célula receptora equivalente se puede obtener fácilmente con sólo aumentar un poco la potencia de transmisión do las estaciones de base.
La operación de transmisión recepción de una estación móvil capaz de responder a una señal de 64 SRQAM se efectúa por el uso modificado de QPAK, que se obtiene mediante la colocación de una cantidad de desplazamiento de SRQAM a S - 1 , en un lugar distante de ta esta ión do base. p r me o e a u eac n , luga» cercano. Por consiguiente, la máxima potencia de transmisión no aumenta en comparación con QPS .
Por otra parte, el transmisor/receptor de tipo 4 SRQAM, cuya configuración de circuito se ha simplificado como se muestra en un dagiariia en bloque en la figura 121 , podrá comunicarse con los otros teléfonos mientras mantiene compatibilidad. Esto será lo mismo on el transmisor/receptor do tipo 16 SRQAM mostrando en diagrama en bloque do la figura 122. Como resultado, sa proporcionarán tres tipos de teléfono distintos con diferentes cisternas de modulación. El tamaño pequeño y peso liviano es importante en teléfonos portátiles. En este aspecto, el sistema de 4 SRQAM con una configuración de un solo circuito será adecuado para los usuarios que quieren un teléfono pequeño y liviano aunque la eficiencia da la frecuencia de utilización es baja y, por consiguiente, puede subir el costo de las llamadas. De esta forma, el sistema de presente invención puede adaptarse a una gran variedad de usos.
Como se ha explicado anteriormente, se logra un sistema de transmisión con una distribución de d - A+B como la de la figura 118, cuya ¡capacidad so altera localmente. Por consiguiente, una eficiencia de la frecuencia de utilización será más eficazmente mejorada si ta colocación de las estaciones de base se determina de manera que se adapte a la cantidad de tráfico real indicado por TF. Especialmente, el efecto de la presente invención será un sistema grande de microcólulas, cuyas células receptoras son más pequeñas y, por consiguiente, se necesitan numerosas estaciones de subbase. Dado que varias estaciones de subbase ueden instalarse fácilmente en los lugares donde exista la mayor cantidad de tráfico.
Luogo, lu asignación de datos a cada segmento de tiempo será explicada e referencia o la figuro 119. donde la figura 199(a) muestra un segmento do tiompo convencional y la figura 119(b) muestra un segmento de tiempo convenciones según la octava realización. El sistema convencional ejecuta un transmisión descendente, o sea, de la estación de base a un terminal, como so muestra en ¡a figura 119(a). donde la señal de sin ronización S se transmito por un , , , . respectivamente, en la frecuencia A. Por otra parte, una transmisión ascendente, o sea, de la estación móvil a la estación de bono, se ejecuta de tal manera que señal de sincronización S y las señaléis de transmisión de los canales a. b y c se transmiten por segmentas de tiempo 78 la. 7Btb, 718c y 781d a una frecuencia Bs ..
La presente invención que se caracteriza por un sistema de transmisión de señales do múltiples niveles, por ejemplo, 64 SRQAM, permite que se tengan datos de tres niveles que conpisten en Di . D2. Ü3 do 2 b¡tios/Hz como oc muestra en la figura 199(b). Como los datos de Ai y A2 se transmite por 16 SRQAM, sus segmentos do tiempo tienen doble proporción de datos como se muestra por ios segmentos 782b, 782c y 783b, 783c. Significa que la misma calidad de sonido puede transmitirse en la mitad del tiempo. Por consiguiente, un anchura de tiempo de los segmentos respectivos 782b y ?82e se vuelve en la mitad. De esta forma, puede adquirirse una doble capacidad de transmisión en la región de dos niveles 776c mostrada en la figura 1 18. o sea en loe alrededores de la estación de base.
Del mismo modo, tos segmentos de tiempo 782g. 783 g ejecutan la transmisión recepción de datos Ei por el uso do una señal de 64 SRQAM. Como ia capacidad de transmisión es el triple, un segmento de tiempo puede usarse para tres canales de E-j , E¿, E3. Esto seria utilizado para una zona más cerca a la estación de base. De modo que puede obtenerse una capacidad triple de comunicación en la misma banda de frecuencia. La eficiencia de la transmisión real se reduciría a 90%. Es aconsejable para realzar el efecto de la presente invención que se haga coincidir tan perfectamente corno sea posible la distribución de la cantidad de transmisión según ta presente invención con la distribución regional de ia cantidad reaJ do itálico.
Es más, una zona urbana real con3¡stc en un distrito de edificios bastante poblado y un cerco silvestre que rodea osla zona de edificios. Aun un suburbio real consta de un distrito residencial y campos o un bosque alrededor do un distrito residencial. Éstas zonas urbanas y subutbanas eß asemejan ß distribución al diagrama TF. De modo que la aplicación de la presento invención será elica-j.
La figura 120 es un diagrama que muestra los segmentos do tiempo por el método de TOMA, donde Ja figura 120(a) muestra un método convencional y la figura 120(b) muestra la presente invención. El método convencional utiliza. Jos segmentos de tiempo 7üba. /Bbb para la transmisión a teléfonos portátiles de canales A y B, en la misma frecuencia y segmentos de tiempo 787a 7707b para la transmisión desde el mismo, como se muestra on la figura 120(e).
Por el contrarío, la modalidad de 16 SF1QAM de la presento invención utiliza un segmento de tiempo 788a para la recepción de un canal Ai y un segmento de tiempo 788c para la transmisión a un canal Ai como se muestra en la figura 120(b). La anchura riel segmento de tiempo se vuelve aproximadamonte 1/2. En caso de la modalidad de 64 SRQAM, un segmento de tiempo 788¡ se utiliza pana la recepción dal canal Di y un segmento de tiempo 7081 so utiliza para la transmisión a un canal D-f . La anchura de la ranura de tiempo se vuelve de aproximadamente 1/3.
Para ahorrar energía eléctrica, se ejecuta una transmisión dol canal £¦} mediante el uso UR un segmento 788r de tiempo normal de 4 SRQAM, mientras que la recepción del canal Ei se ejecuta por el uso de un segmento 7S8p de tiempo de 16 SRQAM, ei cual es un segmento de 1/2 tiempo. La fuerza do transmisión seguramente se suprime, aunque los costos de comunicaciones pueden aumentar debido al tiempo prolongado de utilización. Esto será eficaz para un teléfono pequeño y portátil equipado con una pequeña pila o cuando la pila casi esta agotada.
Como se describo en la descripción anterior, la presente invención permite que se dctermini* la distribución de la capacidad de transmisión de manera que coincida con la distribución real del tráfico, aumentado así la capacidad efectiva de transmisión. Es más, la présenlo invención pomrité que estacionas de base o estaciones terminales libremente üduccione entre doy ? ti es capacidades de transmisión. Si se reduce la eficiencia de la frecuencia de utilización, se . más alta, so ahorrará en el costo de ras comunicaciones. Por otra parte, la adopción de un 4 SRQAM de menor capacidad simplificará los circuitos y reducirá el tamaño y el costo del teléfono, Corno se explicó en las realizaciones anteriores, una de las curucl iríslit;as de la presente invención os la compatibilidad que se mantiene» entra todas las estaciones asociadas. Aeí, la presenta invención no sólo aumenta la capacidad de transmisión sino quo porroiie ofrecerle a los clientes una variedad de servicios, desde un mini teléfono Itasla un teléfono de alto rendimiento.
Realización 9 Aquí so describirá la novena realización do la presente invención en relación a los dibujos. La novena realización utiliza esta invención en un sistema de transmisión de OFDM. La figura 123 es un diagrama en bloque do un transmisor/receptor de OFDM y la figura 124 es un diagrama que muestra el principio de un OFDM en acción. E3 OFDM es uno de tos FDM y tiene mnjor eficiencia on frecuencia de utilización en comparación con un FDM general, porque el OFDM se cofoca adyacenia a dos portadores para cuadrar enlre sí. Es más, el OFDM puede tolerar la obstrucción de trayectoria múltiple, tal como un fantasma y, por consiguiente, puede aplicarse en el futuro a ta transmisión digital de música o la transmisión dígita/ de televisión.
Como se muestra en el diagrama de principio de la figura 124, OFDM convierte una señal de entrada, por medio de un convertidor 791 de serie a paralelo, en datos dispuestos en un eje de frecuencia 793 a intervalos do 1?$, de manera que produzca los subcanales 794a~794£. Esta señal es convertida inversamente por FFT, mediante un modulador 4 que tiene un FFT inverso 40, en una señal en un eje de tiempo 799 para producir una señal de transmisión. Esta señal de FFT inversa se transmite durante un periodo 796 símbolo efectivo del periodo de tiempo ts. Un intervalo de guardo 797 con una cantidad tg provista entre los periodos símbolos.
Una acción transmisora receptora de la señal de HDTV de acuerdo con este novena realización Será explicada en referencia al diagrama en bloque de la figura 123, que muestra un sistema r o e - . señales de video de tres niveles, una da banda de baja truculencia D1-1. una de banda do mediana a baja frecuencia Oí .2, y una de banda de alta-mediana-baja frecuencia. Di . y se alimentan a una sección de entrada.
En Uriá 'entrada 743 del primer flujo datos, la. señal Dj- se codifica por el ECC con uno alta ganancia y una señal Q1-2 se codifica por el ECC con una ganancia de código normal. Un TD 743 ejecuta la división de tiempo por rmdtiplexor de las señales D1-1 y D1-2 para producir una señal do Di que luego se alimenta a un convertidor D | de serie a paralólo. 79 Id, en un modulador 852a. La señal Di consista do n piezas de datos paralelos, que se entran en las primeras entradas de piezas n de un modulador c-Cdm 41 y 4b, respetivamente.
Por otra parte, la señal dé banda do alta frecuencia. Di , se alimenta a una entrada 744 de un sogundo flujo de datos de las sección de entrada 742, en la cual la señal O2 se codifica por el (Código de Corrección de Errores)en un ECC.744a y luego se codifica en reja en un codificador en re/a 744b. Después, Ja señal 02 se suministra a un convertidor D? de serie a paralelo 791b del -modulador 852a y se convierten en n piezas de datos paralelos, que se ingresan en las segundas entradas de las piezas n del modulador de C-CDM a y 4b, ruspuctivamenté.
Lps moduladores de C-CDM 4a, 4b y 4 c, respectivamente, producen la señal de 16 SRQA n base a los datos Di del la entrada del primer flujo do datos y los datos Ü2 de la entrada del segundo flujo de datos. Estas piezas n del modulador de C-CDM. respectivamente, tienen un portador distinto entre sí. Como se muestra en la figura 124, los portadores 794a, 794b y 794c, están colocados alrededor del eje de frecuencia 733 de manera que los dos portadores adyacentes estén a 90* uero de fase entre sí. Así, los pedazo?; n modulados po C-CDM do la so nal modulada se alimentan en el circuito 40 da FFT inverso y se sitúan desde la dimensión del eje de frecuencia 793 a la dimensión 790 del eje de tiempo. Así. se producen las señales de tiempo 796a y 796b, con una longitud de símbolo efectiva do ts. Se proporciona una zona 797a de intervalo de guarda do Tg segundos entre la zonas de tiempo símbolo efectivo 78Ga y 796b, r , . una relación entre el eje do tiempo y el nivel do \o sañai. El tiempo de guarda Ty do la b-si i'ia e intervalo de guarda 797a s determino al lomar en cuenta corno lo afuman las múííipi¾-5 trayectorias y el uso de la señal. Al fijar el tiempo da guarda T<3 trias largo que ei tiempo afectado por la trayectoria múltiple,, por ejemplo, el fantasma de la («'«visi n, las se-fiales moduladas del circuito 40 de FTT inversa se convierten por el convertidor 4e ífe pArs'aío n serie en una ««¾¾- yvfasgo, se Írsnsmío de/ e¿reu¾c tasrisr nisor 5 como ura ceña? RF.
Luego, so describirá la acción del receptor 43. Una señal recibida, mostrada coma una serial símbolo de tiempo de base 795e de la figura 124, se alimenta en un sección de entrada 24 ds la figura 123. Luego, ta señal recibida se convierte en una soñal digital en un desmodu-ádor ü52b y se cambia aún más por los coeficientes de Fourler en F T 40a. Así, la serial se Iraza del *j* de tiempo 799 al eje de frecuencia 793a como se muestra en la figuro 124. Es dncir. que la señal símbolo de tiempo de base se convierto en los portadores de 1 recua ida ue base ?¾4a » 794b. Como estos portadores están en relación de cuadratura entre sí, es posible separar las señales moduladas respectivas. La figura 125(g) muestra la serial desmodulocto de 16 SRQAM, que luego se alimenta a los desrnoduladores respectivos de C-CDM 45a y 4ob de un dosmeduiodor de C-CDM 45, en ei cual la señal desmodulada de 16 SRÜA so desrnodula en subsánales de múltiples niveles D-| y D2- Es s subsc-nales Di y O2 se dcsmodulan más por un convertidor Di de serie a paralelo 852a y convertidor Dg de paralelo a serie 852b en las seriales originólas Di y Da- Corno d sistema de transmisión original es de múltiples niveles de C-CDM mostrados en 125(b), las señales y D2 serán dosmodutadas bajo mejoras condiciones do rece ci n pero solamente i la señal i será desmodulada bajo peores condiciones do recepción, por ejemplo, baja proporción de C/N. la señal deamodulada Di so desmoduia en una sección de salida 757. Una señal D1-1 tiona una ganancia de código de ECC más aiia en cuinjjaitteióft cotí la señal D-| -2. uno soñal de error do la señal D1-1 se reproduce aun bajo peores con iciones de recepción.
La señal D1-1 ee convierte por un 1-1 dascodif'cador de video 402^ a lina ssrioi da banda de baja frecuencia y. se emite como una serial da LUTV. y la seiüil O1 -2 se convierte por HI i -ü deooodificador do video 402d en una seña de anda de frecuencia mediana y se emite como La 5¡sñai ¾ descalificada an reja'po? un risscc-dHicsdor ¾n reja 759B y s« «niwiert.e por un segundo dcscodificador de video 402b a. uno sañal de banda de alta frecuencia y se emite como una eoñal do HDTV. Es decir, una señal de L TV emitida en caso de la sonai de banda de baja frecuencia únicamente. La señal de EDTV de un grado ancho da NTSc se emite si ia señal de banda de frecuencia mediana se agrega a ta señal da banda de baja frecuencia, y una señal de HDTV se produce al agregar señales de banda do frecuencia baja, mediana y lata. Corno en la anterior realización, puede recibirse un señal de televisión con una calidad de ¡mayen que depende de la proporción de C/N receptora. De manera que la novena realización realiza un sistema innovador de transmisión de señales de múltiples niveles, medíante ia combinación de OFDM y un C-CDM. que no se obtuvo por el OFDM únicamente.
Un OFDM es ciertamente fuerte contra las trayectorias múltiples, tales como el fantasma de la televisión, porque el tiempo de guarda Tg puede absorber una señal de interferencia de múltiples trayectorias. Por consiguiente, el OFDM es aplicable a la difusión. digital de televisión, para los receptores de televisión en automóviles. Mientras tanto, no se recibe ninguna seiial de OFDM cuando la proporción de C N es menos que un valor predeterminado porque la conf iguración de la transmisión de señales no es de un tipo de múltiples niveles.
Sin embargo, la presente invención puede resolver osta desventaja, mediante la combinación do OFDM con el C-CDM. realizando asi una degradación gradual, según la proporción de G/N en la recepción de ia señal de video sin ser perturbada por las trayectorias múltiples.
Cuando se recibe la señal de televisión en el comportamiento do un vehículo, no sólo se perturba la recepción por las trayectorias múltiples sino que so deteriora lá proporción de C/N. Por consiguiente, la zona do servicio da una estación de transmisión r*e televisión no sera ampiiocio corno se espera si la conttamedida es solamente para las trayectorias irwüi ius.
Por otra parte; una recepción de la señal de televisión de por lo menos grado Lbi v será asegurada por la combinación con la transmisión de múltiples niveles da C-CUM aun emitido la proporción de w N esiá óasKuñe aciúnoradi*,. Comu oí támuñú o'cí íúñv de la irnagan en el televisor de un automóvil es de monos de o pulgadas, la señal do televisión de un grado bajo da LDTV proporcionará una calidad de imagen satisfactoria. Asi, la zona de servicio de grado l.D ÍV de un televisor en un aulomóvil será grandemente ampliada. Si se usa OFD en toda la banda de frecuencia de la señal da HDTV, la tecnología semiconductora actual no puede impítdir qué la escala de circuitos aumanle.
Ahora, un método OFDM da transmitir solamente una señal de televisión D1 -1 de banda de baja frecuencia se tratará a continuación. Como se muestra en et diagrama en bloque de la figura 138, componente D-j.t de banda de frecuencia mediana y un componente DP de banda de alta frecuencia de una señal da HOTV se transmite por muttiplexión al modulador C-COM <la. y luego se transmite a una banda de frecuencia A por medio de FDM 40d.
Por otra parte, una señal recibida por el receptor 43 es, primero que todo, separada par frecuencia por un FDM 40e y, luego, desmodulada por un destnodulador de C-CDM 4b de la presente invención. Después, la señal asi desmodu/uda por C-COM se reproduce en componentes cíe HDTV de frecuencia mediana y sita en lo misma forma que ta figura 123. El funcionamiento de un descodifteador do video 402 es idéntico al de las realizaciones 1. 2 y 3 y no se explicará más.
Mientras tanto, la señal Df-1, una señal de banda de baja frecuencia de grado Pt-tí 1 de HDTV, se convierte por al convertidor 791 de serie a paralelo de una señal paralela y se alimenta al nmdulador de OFDM 852c, que ejecuta QPS de las modulación de 16 QAM. Seguidamente, la señal de D-j .-i se convierte por un FTT 40 inverso en une seña de tiempo de base y se transmite a una banda do frecuencia B a través de FDM 40d.
Por otra parte, una gonaJ recibido por oi receptor 43 se sopara por 'recuencia en el huM <iüu y, luego, se convierto en varías sonatas de frecuencia de base en un FFT 40a du un i nuiiuiadur da OFDM G52d. Después, la seriales de frecuencia de base se desriioduidn en (iMucnu iiSadorés» respectivos 4a y 4b, y se alimentan en un convertidor 882 de páratelo a serie, donde la señal Di . 1 se desmodula. Así que Una señal üj.i de grado LOTV se emite del receptor 43.
En esta formal, solamente una señal da UDTV se modula por OFDM en la transmisión de serbios de múltiples niveles. El método de la figura 138 permite que se proporcione un dreuiio complicado de OFDM solamente para una señal de LDTV. Una pioporción de odios de !a serial de LOTV es 1/20 de la de la HOTV. Por consiguiente, la escala de circuiio del Grüfví só reducirá' a 1/20, lo cual resulta en una reducción sobresaliente de toda la escala del circuito.
Una sistema de transmisión de señales de OFDM es fuerte contra las trayectorias múltiples y rcnUtmente será empleando en urca esta ión móvil, tal como un televisor portátil, un televisor de automóvil o un receptor de música digital, que se expono bajo tuerte obstrucción de trayectorias múltiples, Para tales usos, un imagen da poco tamaño de menos de 1Ü pulgadas, de 4 a 8 pulgadas, es lo acostumbrado. De esto se puede deducir que la modulación CFDfvl de una seí¡»í de televisión do alta resolución, tai como HDTV o EDTV tendrá menos erecto. En otras palabras, la recepción de una señal de grado LDTV sería suficiente para una televisión de automóvil: Por el contrarío, ¡as trayectorias múltiples son constantes en una estación fija tai como un televisor casero. Por consiguiente, las contramedidas contra las trayectorias múltiples son reiativarnertte fáciles. Menos efecto tendrá el OFDM en tal estación fija, a no ser que sea la zona fantasma. Utilizando el OFDM para los componentes de HDTV do banda de mediana y alta frecuencia no os ventajoso en vista do la actual escala de los circuitos da OFDM. que aún son grandes.
Por consiguiente, el método de la presente invención, en el cual se utiliza OFDM solamente para la señal de televisión de banda de frecuencia baja, como se muestra en la figura 130, puedo reducir grandemente la escala de los circuitos de OFUM a menos de /'iü sin petder el electo ?G.9 intrínseco do OFDM ca az do reducir grandemente las otistrucciorss rmiilipins fia Lü i'V cu;mdo se recibe en una estación móvil tal como en un automóvil.
Aunque la modulación de OFDM en la figuro 138 se ejecuta solamente por la señal Di .1 . también oe posible modular a Di-1 y D I -1 por rñodio de OFDM. En lai caso, una transmisión de la sefta! por C-CQM dodoe niv«k-s se «tilica para la transmisión de D-j . i y O ASÍ. sa realizará una transmisión de múltiplos niveles, resistente a las trayectorias múltiples, so podrá obtener para un vehículo. Aún en un vehículo, la graduación de gradiente será realizada en lai forma que las señales do LDTV y las do SDT v" se reciban con calidad de imaynn que depende del nivel de ta señal receptora o la sensibilidad de la antela.
La transmisión de señales de múltiples niveles según la presente invención es factible en esta forma y produce loa diversos efectos descritos anteriormente. Es más, si la transrnisión de múltiples niveles de la señal de la presenta invención se incorpora con un OFDM. será posible proporcionar un sistema resistente co tra las trayectorias múltiples y alterar el grado de la transrnisión da datos según el cambio de nivel de la señal que se puede recibir.
La figura 126(a) muestra otro método de realizar el sistema de transmisión de señales de múltiples niveles, donde los subsánales 794a-79 c del OFDM se asignan a una primera capa 801a y los subcanales 794d-794f se asignan a una segunda capa 801 b. Se proporciona una zona 802a de guarda de frecuencia, de fg, entre estas dos capas, la pr'miera y la segunda. La figura 126(b) muestra una dSerencia 802b en potencia eléctrica de Pg, que* so proporciona para diferenciar la potencia de transmisión de la primera y segunda capas 801a y 80 Ib.
La utilización de diferenciación permite el aumento de la energía eléctrica de la primera capa 801a en al alcance, sin obstruir el servicio de transmisión de televisión análoga, como se muestra en la figura 108(d) previamente mencionada. En este caso, un valor umbral de la proporción de C N capaz da recibir la primera capa 801 a es más bajo que para la segunda copa 801 , cómo se muestra en la figura 108(e). Por consiguiente, la primera cnpa 8Qi puede ser recibida aun en una zona de nivel de señal bajo o en una zona con bastante ruido. Asi, una transmisión de soñólas de dos capas se realiza como se muestra en la lisura 14/. Esto se denomina un Sisteme do OFDM Ponderado por Potencia (PW-Ü DM) en esto ecpadíicación. Si este sistema se combina con el sistema de C-CÜM previamente explicada, las tres capas serón realizadas como se muestra en la figura lüu(o) y, por consiguiente, la zona que puede recibir ia señai se ampliará on forma corrospo'ñdiánle.
La figura 144 muestro un circuito específico, donde los datos de la primera capa pasan por el circuito 791a dol primer flujo de datos y se modula' en ios portadores de f - f 3 por los moduladores 4a-4e con una gran amplitud y, luego, se modulan por ÜHJWÍ en T inverso 40. Por el contrario, los datos da la segunda capa que pasan por el circuito 7¾1 b del segundo iiujo de datos se modula én los portadores fe-fa por los moduladores 4d-4f con una amplitud ordinaria y, luego, son modulados por OFDM en FTT inverso 40. Luego, estas señales moduladas por OFDM se transmiten por ei circuito de transmisión 5.
Una señal recibida por el receptor 43 se separa en varias señales con portadores f 1 -fn por medio de FFT 40a. Los portadores f | - 3 se desmoduian por los desmoduladores 45a-45c para reproducir e) primer flujo de datos D1 , por ejemplo, ia primera capa «Ola, Por otra parte, los portadores f g-fg se desmodulan por los desmoduladores 45U-45I para reproducir el segundo flujo do datos D2, o sea, la segunda capa 80 ib.
La primera capa 801 a tiene una energía eléctrica tan grande que puedo recibirse aun en una Zona con señal débil. De esta forma el sistema PW-OFÜM realiza la transmisión de señales de dos capas y múltiples. Si este PW-QFDM se combina con ei C-CDM, sera posible proporcionar de 3 a capas. Debido a que ei circuito 144 es idéntico al circuito de la figura 123 en lo quu refiera a las operaciones reatantes y, por consiguiante, no será c¾p!k¾!'J'- s sb.
Luego sa explicará un método de realizar un transmisión de se ales da múliipfes niveies con OFDM Ponderado por Tiempo (TW-OFD ) según la presente invención. Aunque ei sistema de OFDM viene acompañado de una zona tg de guarda de tiempo . coma se describió anteriormente, se eliminará ei efecto adverso del fantasma si el tiempo de retardo tH de la seri l i41 fantasma, o sea, tas trayectorias múltiples, satisface ei requisito de ih<tg- El tiempo de retardo t|¾ será relativamente corto, por ejemplo de varios [is en una estación fija tal como el receptor de televisión de uso casero. Adamas, como su valor es constante, la cancelación dei fantasma se puede hacer relativamente fácilmente.. Por ei contrario, la onda refleja aurneniara en caso de unu estació inávíi tai cerno al rsccp!c-r do ís/svisicn en un vehículo. Por consiguiente, el tiempo do retardo fy\ varia en reacción si movimiento del vehículo en marcha. ?e? que el cancelar ol fantasma tiende a ser difícil. Por lo tanto, la transmisión de Ja . señal de múltiples niveles es . esencial para eso receptor de televisión móvil de manera que se pueda eliminar el efecto adverso de las trayectorias múltiples.
La transmisión de señales con múltiples niveles según la presente invención se explica a continuación. Un símbolo contenido en el subsana! ds capa A puede intensificarse contra el fantasma si se establece un tiempo de guarda tga de la capa. A qué sea más largo que tiempo de guarda tgb de la capa B que se muestra en la figura 146. Üe esta forma, la transmisión de señales da múUipIss ntvoles puede realizarse contra las trayectorias múltiples por medio de la ponderación dei tiempo de guarda. Este sistema se denomina OFDM Ponderado por Tiempo de Guarda (OTW-OFDM).
Si el número de símbolo del tiempo símbolo Ts no difiere de la capa A y en la ca a 8. un tiempo símbolo tsa de la capa A se establece para que sea mayor que el tiempo símbolo t^b de la capa B. Con esta diferenciación, un ancho ¿fa del portador A es más grande que el ancho afb dei portador B. (Afa>álD). Por consiguiente, la proporción de errores es más baja que la desmodulación del símbolo do la capa A en comparación con la desmodulariún del símbolo de la capa B. De modo que lo diferenciación de las capas A y B en la ponderación del tiempo símbolo Ts puede realizar una transmisión se señales de dos capas contra las trayectorias múltiplos. Ese sistema se denomina a un OFDM ponderado? por espaciado del portador (CWS-OFDM).
Af realizar la transmisión de señales de dos copas basada en GTW-OFQM, donde una señal de televisión de baja resolución se transmite por la capa A y un componente de alta frequencia se transmite por la capa B, el receptar de televisión en el vehículo pi-sde recibir en forma establo la señal do televisión de baja resolución, o importa lo persistente que sea el fantasma. Además, la transmisión de señales de múltiples niveles con respecto a la proporción do C/IM puede realizarse por la diferenciación del tiempo símbolo ts, basado en la CSW-QFDM entre las capas A y B. Si este -CSW-OFDM r,e combina con éi.GTW-OFDM. la recepción do la se ial en el receptor del vehículo puede estabilizarse aún más. -.La alia resolución no se requiere rx?rrna.'rrje.»>te en el televisor del vehículo o en un televisor portátil.
Como la proporción de tiempo del tiempo símbolo incluye una señal de baja resolución es pequeña, la eficiencia general de la transmisión no disminuirá mucho aun si se extiende el tiempo de guarda. Por consiguiente, si se usa el GTW-OFUM de la presente invención para suprimir las trayectorias múltiples, poniendo énfasis en la señal de baja resolución resultará en la realización de un servicio de transmisión con múltiples capas. En este servicio la estación móvil tal como un receptor de lelevíston portátil o en un vehículo pueda ser compatible con la estación lija, tale como el del televisor casero, sin reducir la eficiencia de transmisión significativamente. Si se combina con el CSW-OFDM o e C-CD descrito anteriormente, la proporción de capas múltiples al C/N también puede realizarse. Así , la recepción de la señal en la estación móvil se estabilizará aún más.
Se explicará en más detalle el efecto de las trayectorias múltiples. £n el caso de las trayectorias múltiples 810a, 810b, 810c y 81 Od, con tiempos de retardos más cortos como se muestran en la figura 145(a), las señales de la primera y la segunda capa se pueden recibir y, por consiguiente, la señal de HDTV puede ser desmodulada. Por el contrario, en el caso de las trayectorias múltiples 811 a, 811b, 811c y 81 Id con un tiempo de retardo más largo como se muestra en la figura 148(b), la señal B de la segunda capa no puede ser recibida ya que el tiempo de guarda tgb no es lo suficiente largo. Sin embargo, la señal A de la primera capa puede recibirse sin ser afectada por las trayectorias múltiples ya que el tiempo de guarda tga es lo suficientemente largo. Como ae describe anteriormente, la señal B incluye iol componente de ella frecuencia de la señal da televisión. La señal A incluya un componente de baja frecuencia ds la señal de televisión. Por consiguiente, el televisor en el vehículo puede reproducir la señal de LO I V. Es más, como el tiempo símbolo Tsá es más largo que el tiempo símbolo f «b, la primera capa es resistente contra el deterioro de la proporción de C/ .
Tal discriminación del tiempo de guarda y el tiempo símbolo es eficaz para realizar la transmisión de señales bidimensional do capas múltiples del OFDM en una forma sencilla. Si la discriminación del tiempo do guarda se combina con C-CDM en ct circuito mostrado en la figura 123, so realizará la transmisión de señales en capas múltiples que sea eficaz contra las trayectorias múltiples y el deterioro de la proporción de C N. .
Luego, se describe a continuación un ejemplo específico.
Entre monos sea la proporción DAJ de la señal receptora, mayor será el tiempo da retardo tn de Jas trayectorias múltiples. Esto se debe a que la onda reflejada aumenta en comparación con la onda directa. Por ejemplo, como se muestra en la figura 148. si la proporción de D U es menos que 30 dB, el tiempo de retardo tH excede los 30 ß por el aumento en la onda reflejada. Por lo tanto, como se puede entender por figura 148, será posible recibir la señal aun en las peores condiciones si se establece el Tg superior a 50 µd.
Por consiguiente, como se muestra en detalle en las figuras 149(a) y 149(b), se asignan tres grupos de capas, el primero 801a, el segundo 801b. y el tercero 801c, a un período de 2 ins de una señal de televisión de 1 seg. Los tiempos de guarda 797a, 797b, 797c, o sea, Tga, Tgb, Tgc, ds estos tres grupos han sido ponderados para que sean, por ejemplo, 50 us. 5 µ5 y lus, respectivamente, como se muestra en la figura 149(c). Asi. la transmisión de señales de tres capas que sea eficaz contra las trayectorias múltiples será realizada en ia tigura 150, donde se proporcionan las tres capas 801a, fiOIby 801c.
Si se apüca GTW-OFDM a toda la calidad de la imagen, es indudable que disminuirá la eficiencia de ta transmisión. Sin embargo, si el GTW-OFDM solamente se aplica a la señal dé LOTV, incluyendo menos información para ei propósito de suprimir las hay en tonas múltiples, se espara qua una eficiencia general de ia iransmisión no empeore mucho. Especialmente, como la primera capa 801a tiene un tiempo largo de guarda Tg de 50ps m's largo que 30 d, será recibido aun por ei receptor de televisión en el vehíettio. ti circuito mostrado en ia figura i 2? será apto para este propósito. Especialmente, el requisito da calidad e! televisor para e! vsriículo es da arado LDTV. Por te tamo, su capacidad de transmisión será de aproximadamente 1 Mbps de la clase MFSG 1. Si ei simboío del tiempo 795a, o sea, Isa, se .estabilice a 200 µ$ con respecto al periodo de 2 ms como se muestra en la figura 149, la capacidad de transmisión se convierto en 2 Mbps. Aunque la proporción del símbolo se reduzca a menos de la mitad, una Capacidad do aproximadamente 1 Mbps puede mantenerse. Por lo tamo, es posible garantizar la calidad de ta imagen de grado LDTV. Aunque la eficiencia de la transmisión se reduce ligeramente, la proporción de errores puede reducirse efectivamente por «I CSW-OFDM según la presente invención. Sí el C-CD de la presente invención se combina con ei G7W-OFD , podrá evitarse el deterioro de la eficiencia de la transmisión. En la figura 149, los tiempos símbolos 796a, 796b y 790c del mismo número de símbolo se diferencia como 200 ps, 150 us, y 100 µß, respectivamente. Por consiguiente. Ia proporción de errores se vuelve alta, en ei orden de la primera, segunda y tercera capas para poder realizar la transmisión de la señal en múltiples capas.
A la vez. .puede realizarse ia transmisión efectiva de la señal en múltiples capas con respecto a la proporción de C/N. Al combinar el CSW-OFDM y el CSW-OFD . se realiza una transmisión bidimensíonaJ de múltiples capas con respecto a las trayectorias múltiples y la proporción de C/N como se muestra en la figura 151. Como se d escribió anteriormente, es posible combinar ei CSW-OFDM y el C*CDM de la presente invención para evitar una reducción de la eficiencia general de la transmisión. ' En ei primero, tas capas 1-2 y 1-3 80 la, 85 la y 851 az, la señal de grado LDTV puede recibirse establemente por, como ejemplo, el receptor del vehículo sometido a ia trayectoria múltiple TH y la proporción baja de C/N. En la segunda y 2-3 capas 801 b y 85 I . la señal de g ado SDTV de resolución standard puede recibirse por la estación fija situada, por ejemplo, en ios límites da ta zona de servicio que generalmente sstn sometida a una proporción más baja de C/N y a fantasmas. En la tercera capa 801c qu j ocupa más du la milud do la zona de servicio, la señal ds grado HDTV puede recibirse ya que la proporción de C/N es alta y el fantasma es menos debido a la onda directa grande. £n este forma, un servicio bidimensional de transmisión por capas múltiples que., sea efsclivo para la proporción CIN y para tes trayectorias múltiples puede realizarse por combinación de GTW-OFD y el C-CDM o la combinación de GTW-OFDM y el CSW-C-CDM de scuardo con la pre»cnte'invenciorí. Asi. la presante invención realiza un sistema de transmisión de soñates bidiinenuional. de tipo matriz, de capas múltiples, eficaz para la proporción de C/N y la trayectoria múltiple que no ha sido realizado antes por las tecnologías de arte previo.
Un cuadro de tiempos de una señal de tres niveles (HDTV, SDTV, LDTV) en una transmisión bidimensional de múltiples niveles con tras niveles de C/N y tres niveles de trayectorias múltiples se muestra en la figura 152. Como se muestra en la figura, ta señal de LDTV se coloca en él segmento 79Ga1 del primer nivel A. ei nivel con la mayor resistencia a la interferencia de trayectorias múltiples, la señal de sincronización de SDTV, la señal de dirección y otras señales importantes de alta prioridad se colocan en el segmento 79Ga2, que tiene la mayor resistencia la interferencia de trayectoria múltiple, y al segmento 7S6 l , que tiene un gran resistencia ai deterioro de C/N. La señal común de SDTV, o sea, señales de baja prioridad, y . las seríales de HDTV de afta prioridad se colocan en los niveles 2 y 3 del nivel 0. Las sánalos de SDTV, EDTV, HDTV, y otras señales de componentes de alta frecuencia se colocan en los niveles 1 , 2 y 3 del nivel C, A medida que aumenta el deterioro de C/N y la interferencia a trayectorias múltiples, cae la velocidad de transmisión, lo cual liact» que decaiga la resolución do la señal de televisión, alcanzando el efecto de degradación elegante tridimensional que se muestra en ta figura 153 y que no se puede obtener con métodos convencionales. Como se muestra en la figura 153, la estructura do transmisión de múltiples niveles y tres dimensiones se iogra con tres paramemos: proporción de C/N, tiempo de retardo de trayectoria múltiple, y la velocidad de transmisión.
La presente realización se ha descrito empleando el ejemplo de una estructura de transmisión tridimensional de múltiples niveles, obtenida ai combinar G'I"WOFDM de la invención con C-COM da la invención corno se ha descrito previamente, o combinando GTW-OFDM, CSW-C-CDM, paro pueden obtenerse otras estructuras de transmisión bkfimens nal do múltiples niveles si se combinan GTW-OFD y el OFDM ponderado por potencia, o GTW-OFDM con otros métodos de transmisión da múltiples nivel de proporción C/N.
La figura 154 se obtiene al transmitir la energía dé los portadores 794o, 794c y 794e, con menos ponderación con los portadores 794b, 794d y 794f, logrando un OFDM ponderado por potencia de dos niveles. Se obtienen dos niveles al ponderar con potencia los portadores 795a y 795c, que son perpendicular al portador 794a, a los portadoras 795b y 79Sd. Aunque se obtiene un total da cuatro niveles, la realización con sólo dos niveles se muestra en la figura 154.. Como se muestra en la figura, como las frecuencias del portador se distribuyen, la interferencia con otras ¦transmisiones análogas en la misma. banda de frecuencia se dispersan y hay un efecto adverso mínimo.
Usando un posictonamiento de tiempo y variando el ancho de los tiempos de guarda 797a, 797b y 797c para cada símbolo 796a, 796b y 796c como se muestra en la figura 155, se puede lograr una transmisión de tres niveles y trayectorias y niveles múltiples. Utilizando el posictonamiento da tiempo mostrado en la figura 155. los datos del nivel Á, B y C se distribuyen en el eje de tiempo. Como resultado, aun si se produce- al ruido da ráfaga a tiempos específicos, la destrucción do los datos puedo ser evitada y la señal de televisión puede desmodularse en forma estable por medio de la intercalación de datos de diferente capas. En particular, ai intercalar con los datos del nivel A distribuidos, la interferencia del ruido de ráfaga producido por los sistemas do encendido de otros vehículos puede reducirse significativamente en los receptores de televisión móviles.
Loo diagrnmos en faloquo do un codificador do ECC específico 74 ¡ y un dosfiodilicador específico de £CC 749j so muestran en las figuras 160(a) y (b), respectivamente. LÍI ligura 167 es un diagrama en bloque del dedntercalador 936b. El cuadro intercalador 954 procesador en ta memoria RAM 936á desintercaladora dsl desintercaládor 03Gb se muestra en la figura 168(a) y la distancia L1 de ¡ntercslado'áo muestra en la figura 168(b).
La interferencia del ruido de ráfaga puede reducirse si intercala la datn dn nst f rma. Utilizando un aparato do transmisión de VSB do 4 niveles, de VSB de 8 niveles o de VSB de 16 niveles, respectivamente, y mostrados en el esquema en bloque del receptor VSB (figura 161) y el diagrama en bloque del transmisor VSB {figura 162). o usando un aparato de transmisión QAM o PSK como so describe en la realizaciones i y 2, respectivamente, puedo reducirse la interferencia del ruido de ráfaga y puede lograrse la recepción de televisión con niveles de ruido muy bajos en la transmisión por estación terrestre.
Utilizando la transmisión efe irse niveles por medio daf método mostrado en la figura 55. puede estabilizarse la recepción de televisión de grado LDTV por receptores móviles, incluyendo los receptores de> televisión móviles en vehículos y televisores portátiles, porque el nivel A tiene el efecto de reducir la interferencia del ruido de ráfaga además de la interferencia de trayectoria múltiples y el deterioro de la proporción de C/N.
El método de transmisión de señales de múltiples niveles de ia presente invención tiene como f in el aumentar la utflizacion de frecuencias pero puede no ser apto para todos los sistemas de transmisión porque puede hacer que unos tipos de receptores declinen en la utilización de energía. Es aconsejable para uso con un sistema de comunicaciones por satélite para subscriptores (abonados) seleccionados para emplear los transmisores y receptores más avanzados diseñados para la mejor utilización de frecuencias y energfa adecuadas. Tal sistema de transmisión de señales con finalidad especifica no se somete a fa presente invención- La presente invención sería ventajosa para usarse con un servicio de transmisión por satélite o terrestre que es esencial para que funcione en los mismos estándares por lo menos durante 50 años. Durante ol período da servicio, los estándares da transmisión no deben sor alterados pero so proporcionarán mejoramientos de tiempo en tiempo que corresponderán a los más avanzados logros tecnológicos. Particularmente, la energía para la transmisión de señales seguramente que será aumentada en cualquier satélite. Cada estación de televisión debe proporcionar un servicio ampalibíQ qua garantice la recepción de la serial de programas ds televisión a cualquier tipo de receptor, desde los comunes de-noy en día rrasra los avanzados m el futura. 61 sistema de transmisión de la señal de la presente invención puede proporcionar un servicio de transmisión compatible para I03 sistema existentes de NTSC y HDTV y también par» una extensión futura para la transmisión de datos en volumen.
La presente invención se trata más de la utilización de frecuencia que la utilización de la energía. La sensibilidad de recepción de la señal de cada receptor se dispone en forma diferente, dependiendo del nivel de estado do la señal a ser recibido de manera que la potencia de transmisión del transmisor no necesita ser aumentada grandemente. Por lo tanto, los satélites existentes que ofrece poca energía para la recepción y transmisión de una señal puedan usarse mejor con el sistema de la presente invención. El sistema también se disponer para ejecutar los mismas estándares que corresponden a un aumento en la energía de transmisión en el futuro y ofreciendo la compatibilidad entre los receptores do tipo nuevo y tipo antiguo. Además, la presente invención será más ventajosa para utilizarse con los estándares de transmisión por satélite.
El método de niveles múltiples para transmisión de la señal de la presente invención se emplea más favorablemente para el servicio de transmisión de televisión terrestre, en el cual la utilización de energía no es de suma importancia, en comparación con el servicio de transmisión por satélite. Los resultados son tales que las regiones de atenuación de señales en una zona de servicio que se atribuyen a un sistema de transmisión digital convencional de HDTV se reducen grandemente, en extensión y, también se obtiene la compatibilidad de un receptor de HDTV o pantalla con el sistema NTSC. Además, la zona do servicio se aumenta substancialmente de manera que los provaedoroa y patrocinadoras do I03 programas usdo obtener más espectadores. Aunque les realizaciones de la présenle invención se reliaren a los procedimientos do it> y 32 QAM,.otms técnicas de modulación, induyetido G4, 128 y 256 QAM se emplearán con igual exito. . También, técnicas 'múltiplos de PSK. ASK y FSK serán aplicable como se describen en las realizaciones de la invención.
Una combinación dol TDM con el SF1QAM <JM la prusentH iuvuncic'm se lian desciito anteriormente. Sin embargo, el SFIQA do la presente invención puede combinarse con cualquiera do los «¡fetoiros do cotnurúcacbnes PDM, CDMA y de dispersión do frecuencia.

Claims (6)

Re i i ndicaciones
1. Un aparato de transmisión y recepción de señales, para transmitir y recibir una señal VSB de 8 niveles que incluye una primera corriente de datos y una segunda corriente de datos, dicho aparato comprende un aparato de transmisión y un aparato de recepción de señal A, dicho aparato de transmisión comprende: un modulador para modular dicha primera corriente de datos y dicha segunda corriente de datos en una señal de modulación VSB de 8 niveles^ dicho modulador comprende un medio para asignar puntos de código a lo largo de un sistema coordinado de modulación uniaxial, y un medio de filtro que tiene una pluralidad de coeficientes que son una serie de respuestas de impulso definidas por respuestas base de tiempo de trazado hacia dicha señal de modulación VSB a' lo largo de ejes en fase y su eje ortogonal, para filtrar una serie de dichos puntos de código asignados a lo largo de dicho sistema coordinado de modulación uniaxial; y un transmisor para transmitir dicha señal de modulación en la banda de frecuencia limitada de 6 MHz, y dicho aparato de recepción comprende: un receptor para recibir una señal transmitida de modulación VSB de 8 niveles, dicho receptor incluye un desmodulador para desmodular dicha señal recibida de modulación VSB de 8 niveles en dicha primera corriente de datos y dicha segunda corriente de datos; en donde el número de puntos de señal dé dicha primera corriente de datos es diferente al número de puntos de señal de dicha segunda corriente de datos en espacio de señal.
2. Un aparato de transmisión para transmitir una señal VSB de 8 niveles que incluye una primera corriente de datos y k10 una segunda corriente de datos, que comprende: un modulador para modular dicha primera corriente de datos y dicha segunda corriente de datos en una señal de modulación VSB de 8 niveles, dicho modulador comprende un medio para asignar puntos de código a lo largo de un sistema 15 coordinado de modulación uniaxial, y un medio de filtro que tiene una pluralidad de coeficientes que son una serie de respuestas de impulso definidas por respuestas base de tiempo de trazado hacia dicha señal de modulación VSB a lo largo de ejes en fase y su eje ortogonal, para filtrar una serie de 20 dichos puntos de código asignados a lo largo de dicho sistema coordinado de modulación uniaxial; un transmisor para transmitir dicha señal de modulación en la banda de frecuencia limitada de 6 MHz, y en donde el número de puntos de señal de dicha primera corriente de datos en espacio de señal es diferente al número de puntos de señal de dicha segunda corriente de datos en espacio de señal.
3. Un aparato de recepción de señal para reconstruir cada corriente de datos a partir de una señal recibida, en donde una primera corriente de datos y una segunda corriente de datos son asignadas a una constelación en un espacio de \ 10 señal, de modo que el número de puntos de señal de dicha
I primera corriente de datos en espacio de señal es diferente al número de puntos de señal de dicha segunda corriente de datos en espacio de señal, que comprende: un receptor para recibir una señal transmitida de 15 modulación VSB de- 8 niveles en la banda de frecuencia limitada de 6MHz, dicho receptor incluye un desmodulador para desmodular dicha señal recibida de modulación VSB de 8 niveles en dicha primera corriente de datos y dicha segunda corriente de datos. 20 4. Un método de transmisión y recepción de señal para transmitir y recibir una señal VSB de 8 niveles que incluye una primera corriente de datos y una segunda corriente de datos, dicho método comprende un método de transmisión y un método de recepción, dicho método de transmisión comprende: medios de modulación para modular dicha primera corriente de datos y dicha segunda corriente de datos en una señal de modulación VSB de 8 niveles, dicho medio de modulación comprende un medio para asignar puntos de código a lo largo de un sistema coordinado de modulación uniaxial, y un medio de filtro que tiene una pluralidad de coeficientes que son una serie de respuestas de impulso definidas por respuestas base de tiempo de trazado hacia dicha señal de modulación VSB a lo largo de ejes en fase y su eje ortogonal,' para filtrar una serie de dichos puntos de código asignados a lo largo de dicho sistema coordinado de modulación uniaxial; y medios de transmisión para transmitir dicha señal de modulación en la banda de frecuencia limitada de 6 MHz, y dicho método de recepción comprende: medios de recepción para recibir una señal transmitida de modulación VSB de 8 niveles, dicho medio de recepción incluye medios de desmodulación para desmodular dicha señal recibida de modulación VSB de 8 niveles en dicha primera corriente de datos y dicha segunda corriente de datos; en donde el número de puntos de señal de dicha primera corriente de datos en espacio de señal es diferente al número de puntos de señal de dicha segunda corriente de datos en espacio de señal.
5. Un método de transmisión para transmitir una señal VSB de 8 niveles que incluye una primera corriente de datos y una segunda corriente de datos, que comprende: medios de modulación para modular dicha primera corriente de datos y dicha segunda corriente de datos en una señal de modulación VSB de 8 niveles, dicho medio de modulación comprende un medio para asignar puntos de código a lo largo de un sistema coordinado de modulación uniaxial, y un medio de filtro que tiene una pluralidad de coeficientes que son una serie de respuestas de impulso definidas- por respuestas base de tiempo de trazado hacia dicha señal de modulación VSB a lo largo de ejes en fase y su eje ortogonal, para filtrar una serie de dichos puntos de código asignados a lo largo de 'dicho sistema coordinado de modulación uniaxial; medios de transmisión para transmitir dicha señal de modulación en la banda de frecuencia limitada de 6 MHz, y en donde el número de puntos de señal de dicha primera corriente de datos en espacio de señal es diferente al número I de puntos de señal de dicha segunda corriente de datos en espacio de señal.
6. Un método de -recepción de señal para reconstruir cada corriente de datos a partir de una señal recibida, en donde una primera corriente de datos y una segunda corriente de datos son asignadas a una constelación en un espacio de señal, de modo que el número de puntos de señal de dicha primera corriente de datos en espacio de señal es diferente al número de puntos de señal de dicha segunda corriente de datos en espacio de señal, que comprende: medios de recepción para recibir una señal transmitida de modulación VSB de 8 niveles en la banda de frecuencia limitada de 6MHz, dicho medio de recepción incluye un desmodulador para desmodular dicha señal recibida de modulación VSB de 8 niveles en dicha primera corriente de datos y dicha segunda corriente de datos. ¡ ¡Q /£ ??? ESUMEN DE LA INVENCION t* Eín o\ la lo transmisor, las ondas; fjorinücraü í>e modulan do acu irdo «on una acíU»! de cnlrnda para producir ios puntos de la soñal aplicables sn un diagrama de espacio cíe la señal. La señal , ? de entrada so divido en dos flujos da datos, el pnmoro y til ecjundo. Loa puntos de la señal se . ' - ¦! ' ¦ « *. » d'rvidon en grupos de puntos de soñal .al <;mil. j;w a. iyiv-n lo:-, düloi; tk-.l primor I lujo d datos. Además, los datos dat segundo H g de datos se asignan a los puntos du la K MUII do cuda' grupo da puntos de serial. Sa desarrolla una diiorencia en la. proporción da errurus de transmisión en¾ra el primor y seg ndo flujo de datos, medianía «1 di.,Mp|u¿am ;,nto do los punios I
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