BRPI0203406B1 - método e aparelho para processar um sinal analógico recebido tendo uma pluralidade de sinais de portadora modulados no mesmo - Google Patents

Abstract

"método e aparelho para recuperação simultânea de porções de um fluxo de dados de canais diferentes". aparelho (100) e método (500) para receber cada um de uma pluralidade de fluxos de canal de transporte no qual pelo menos um fluxo de bits é incluído dentro de dois dos ditos fluxos de canal de transporte, o dito fluxo de bits compreendendo uma pluralidade de pacotes tendo associado com eles a identificação do fluxo (312) e códigos de seqüência (314), o dito receptor reformando o dito fluxo de bits inicial usando a dita identificação de fluxo e códigos de seqüência.

Description

"MÉTODO E APARELHO PARA PROCESSAR UM SINAL ANALÓGICO RECEBIDO TENDO UMA PLURALIDADE DE SINAIS DE PORTADORA MODULADOS NO MESMO" FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO A invenção refere-se a sistemas de comunicações e, mais particularmente, a um receptor capaz de simultaneamente receber de cada um de uma pluralidade de canais de dados, respectivas partes de um fluxo de dados.

Sistemas de comunicação tendo maior taxa de rendimento de dados e maior eficiência no uso da largura da banda disponível estão crescentemente em demanda. Em um sistema de comunicações típico, tal como um sistema de comunicações por satélite, um satélite proporciona uma pluralidade de canais de comunicações para receptores terrestres. Cada canal de comunicações tem associado com ele, por exemplo, um trans-ceptor particular, uma polarização particular e semelhante. Normalmente, cada canal definido difunde na sua taxa de dados máxima.

Onde a quantidade dos dados a serem transmitidos é menor do que a quantidade de dados que um canal é capaz de transmitir, o canal definido é subutilizado. Nesse caso, o canal definido pode transmitir pacotes NULOS durante esses espaços de tempo nos quais não existem dados disponíveis para serem transmitidos. Onde os dados a serem transmitidos exigem mais largura da banda do que está disponível no canal, um canal alternado tendo maior capacidade disponível deve ser selecionado. Assim, os canais de comunicações tipicamente operam em um nivel de utilização menor do que 100% devido a probabilidade que o número de fluxos de dados a serem transmitidos, e a quantidade de dados dentro de cada fluxo, provavelmente não iqualarão a largura da banda disponível nos canais de transmissão.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A invenção compreende um aparelho e método para simultaneamente processar cada um de um pluralidade de sinais de portadora tendo dados modulados nos mesmos, no qual um fluxo de dados completo é formado pela extração de pelo menos partes de pelo menos dois dos sinais modulados e combinação das partes extraídas. Cada uma das partes do fluxo de dados completo compreende uma pluralidade de pacotes tendo associados com eles identificação de fluxo e códigos de seqüência respectivos, onde a identificação do fluxo identifica o fluxo de bit completo a ser formado, e os códigos de seqüência identificam a ordem ou posição dentro do fluxo de bits completo que os pacotes de dados associados devem ser inseridos.

Um aparelho, de acordo com uma modalidade da presente invenção, compreende um conversor de analógico para digital, para diretamente converter uma pluralidade de sinais de portadora em um fluxo de dados digital; uma pluralidade de processadores de canal, para simultaneamente extrair dos dados digitais os dados de fluxo transportados pelos sinais de portadora respectivos; e um processador, para combinar pelo menos partes dos dados extraídos de pelo menos dois sinais de portadora para produzir um fluxo de bits completo, os dados extraídos tendo associados com eles identificador de fluxo e informação de código de seqüência para determinar, respectivamente, o fluxo de bits completo correspondendo aos dados extraídos e a seqüência dentro do fluxo de bits completo dos dados extraídos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os ensinamentos da presente invenção podem ser prontamente entendidos pela consideração da descrição detalhada seguinte em conjunto com os desenhos acompanhantes, nos quais: A FIG. 1 representa um diagrama em bloco de alto nível de um receptor exemplar utilizável de acordo com os princípios da invenção. A FIG. 2 representa uma representação gráfica de um plano de freqüência DBS, exemplar de um plano de freqüên— cia que pode ser usado de acordo com os princípios da invenção. A FIG. 3 representa uma estrutura de dados exemplar usada de acordo com os princípios da presente invenção. A FIG. 4 representa um diagrama em bloco de alto nível exemplar de um processador auxiliar adequado para uso no receptor da FIG. 1, e de acordo com os princípios da presente invenção. A FIG. 5 representa um diagrama de fluxo exemplar de um método de acordo com os princípios da presente invenção . A FIG. 6 representa uma representação gráfica exemplar do processamento do fluxo de pacotes de acordo com os princípios da presente invenção.

Para facilitar o entendimento, números de referência idênticos foram usados, onde possível, para indicar elementos idênticos que são comuns nas figuras. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS A FIG. 1 representa um diagrama em bloco de alto nivel de um receptor exemplar utilizável de acordo com os princípios da invenção. Especificamente, o receptor 100 compreende um receptor de satélite de difusão direta (DBS) compreendendo uma seção de processamento analógico 110, um conversor de analógico para digital (A/D) 120, uma pluralidade de processadores de canal 130i a 130n (coletivamente processadores de canal 130), um processador auxiliar 140 e, opcionalmente, um dispositivo de armazenamento em massa 150. O processador analógico 110 recebe um sinal de entrada analógico SI compreendendo, de maneira ilustrativa, um sinal de 950—1.450 MHz tendo modulado no mesmo uma pluralidade de sinais de portadora analógicos tendo, de maneira ilustrativa, larguras de banda de 24 MHz e freqüência centrais separadas por 29,16MHz das frequências centrais de sinais de portadora analógicos adjacentes. O processador analógico 110 executa uma função de condicionamento do sinal para produzir um sinal de saída S2 adequado para processamento pelo conversor A/D 120.

A seção de processamento analógico 110 compreende a combinação em série de um primeiro bloco de função de controle de ganho analógico (AGC) opcional 112, um filtro de passagem de banda 114, um amplificador 116 e um segundo AGC 118. O primeiro AGC opcional amplifica o sinal de entrada SI (quando necessário). O filtro de passagem de banda 114 rejeita componentes de freqüência fora da banda (por exemplo, esses componentes de freqüência aproximadamente abaixo de 950MHz e acima de 1450MHz). O amplificador 116 aumenta o sinal limitado de passagem de banda resultante para um nivel apropriado para processamento pelo conversor de A/D 120. O AGC 118 opera para garantir que o sinal amplificado permaneça consistente sobre uma faixa relativamente larga de sinais de entrada, tal como fica disponível da parte "externa" (i.e., disco do satélite e conjunto de circuitos associado) de um sistema de satélite. O sinal de saída S2 compreende, de modo ilustrativo, o sinal de entrada SI tendo sido processado para produzir um ganho de 50db e controle de ganho automático de 45db. O conversor de A/D 120 recebe todos os 16 canais (de modo ilustrativo) simultaneamente e produz na sua saída um fluxo de bits digital S3 que é representativo dos 16 canais em um formato digital. Na modalidade do receptor de satélite exemplar, o conversor de A/D 120 compreende um conversor de A/D de 8 bits de aproximadamente 1,5 GHz . Assim, dadas as freqüências de entrada relevantes do sinal S2 de 950 a 1.450 MHz, o sinal de saida S3 compreende um sinal digital tendo um espectro invertido de 50 a 550MHz. O sinal de saída S3 do conversor de A/D 120 é acoplado em uma entrada de cada misturador 132 nos processadores de canal 130i a 130n. O conversor de A/D 120 compreende um conversor de analógico para digital de alta velocidade operando em uma taxa de amostragem de FS. O conversor de A/D 120 recebe o sinal S2 incluindo, de modo ilustrativo, os componentes de freqüência associados com cada um dos 16 transceptores tendo a mesma polarização (i.e., esquerda ou direita) em um sistema DBS. Dentro do contexto de um sistema DBS tal como directTV, a polarização circular esquerda e direita é utilizada em uma maneira conhecida para aumentar a largura da banda disponível e, portanto, aumentar o número total de canais que podem ser fornecidos para os consumidores.

Em uma modalidade da invenção, o conversor de A/D 120 opera com uma freqüência de amostragem abaixo de 950MHz. Em uma outra modalidade da invenção, o conversor de A/D 120 não usa a subamostragem. Especificamente, nessa modalidade da invenção, os critérios Nyquist são satisfeitos pela amostragem em dois momentos da freqüência mais alta (i.e., 3GHz) . Entretanto, desde que o filtro de passagem de banda 114 e o processador analógico 110 limitam na banda o sinal de entrada, uma alta taxa de amostragem pode ser evitada usando as técnicas de subamostragem descritas aqui. Pela utilização de uma freqüência de amostragem inferior, um conversor de A/D de menor custo pode ser utilizado.

Cada um dos processadores de canal 130 compreende um misturador 132, um decimador/filtro 134, um demodulador digital 136 e um processador de transporte 138. Será verificado por esses peritos na técnica que o demodulador digital 136 e processador de transporte 138 podem ser combinados em um único circuito integrado conhecido como um elo IC.

Cada um dos misturadores 132 mistura o sinal digital S3 com um sinal respectivo do oscilador numericamente controlado (NCO) para produzir componentes de sinal respectivos em fase I e quadratura Q, que são acoplados nos deci-madores/filtros respectivos 134. A freqüência do NCO respectiva é selecionada para rotacionar(derotate) um sinal ou canal desejado. Cada misturador 132 opera para executar uma função de rotação da freqüência, por meio disso o canal selecionado é girado para a banda-base do sinal digital suba-mostrado S3. Isso pode ser realizado usando uma tabela numérica para extrair (ou girar) a freqüência de canal desejado do sinal digital compreendendo todas as freqüências disponíveis processadas pelo conversor de A/D 120. O decimador/filtro 134 recebe os componentes respectivos em fase I e quadratura Q do canal selecionado e ro-tacionado. O decimador/filtro 134 processa esses componentes ortogonais para extrair o sinal desejado. Brevemente, depois que o misturador 132 desfaz o giro do sinal selecionado para a banda-base (i.e., multiplicando o sinal pelas funções de seno e co-seno), a energia do canal não desejado é removida do sinal rotacionado. Especificamente, dada a modalidade exemplar por meio da qual 16 canais são simultaneamente processados, é desejado manter somente a energia do canal associada com um canal desejado especifico. Depois de filtrar o sinal da banda-base rotacionada para remover a energia do canal indesejado, o sinal remanescente é decimado para remover a energia excessiva associada com o canal desejado. Por exemplo, desde que a freqüência de amostragem do conversor de A/D é 1,5 giga amostras por segundo, os componentes de freqüência de zero a 750MHz podem estar presentes. Essas amostras não associadas com os 24MHz (aproximadamente) associados com um canal selecionado são desnecessárias. O processo de decimação remove as amostras indesejadas. Como será verificado por esses peritos na técnica, os 24MHz associados com um canal selecionado são, na realidade, dois canais de 12MHz devido ao processamento do seno/cosseno do rotaciona-dor(derotator) ou misturador 132. O sinal resultante rotaci— onado, filtrado e decimado é então fornecido para o demodu-lador respectivo 136. O demodulador 136 opera para demodular o sinal fornecido e recuperar dele o fluxo de dados original modulado no mesmo. Desde que cada um dos processadores de canal 130 opera simultaneamente, os demoduladores respectivos 136 ficam operando sobre os fluxos transmitidos substancialmente simultâneos. Os demoduladores digitais 136 proporcionam fluxos de dados demodulados respectivos para os processadores de transporte respectivos 138.

Em uma modalidade exemplar, o conversor de A/D 120 opera usando uma amostra de 8 bits. Em um sistema DBS, uma amostra de 4 bits é tipicamente utilizada para o demodulador QPSK. Mais ou menos bits podem ser usados para outros esquemas de modulação. Entretanto, desde que o conversor de A/D 120 na modalidade exemplar opera para subamostrar um sinal DBS de largura de banda limitada compreendendo 16 canais, e desde que a quantidade de resolução exigida é uma soma da relação de energias, um canal normalmente demodulado é decodificado com 4—6 bits de escalas de resolução para aproximadamente 16 canais sendo demodulados ou decodificados usando 8 bits de resolução. Esses peritos na técnica saberão que mais ou menos bits de resolução podem ser utilizados onde a precisão do conversor de A/D 120 é aumentada ou diminuída, o esquema de codificação inicial utiliza uma topologia mais complexa e outros fatores.

Em uma modalidade da invenção, os processadores de transporte 138 proporcionam fluxos de vídeo e áudio de ban— da-base para o processador auxiliar 140. Nessa modalidade da invenção, os vários processadores de transporte 138i a 138n comunicam-se entre si e de outra forma trocam informação tal que os fluxos audiovisuais da banda-base podem ser recriados pela extração de partes do fluxo dos vários canais e montagem das partes do fluxo extraídas em um fluxo ou fluxos audiovisuais inteiros. Em uma modalidade alternada da invenção, cada processador de transporte 138 proporciona um de um fluxo de transporte de saida ou vários fluxos elementares que são subseqüentemente combinados em um único fluxo de transporte incluindo sub-fluxos audiovisuais, ou as partes de sub-fluxo audiovisuais são combinadas nos sub-fluxos audiovisuais completos.

Na modalidade por meio da qual os processadores de transporte 138 proporcionam a informação de vídeo e/ou áudio da banda-base, tal informação de vídeo e/ou áudio da banda-base é fornecida para processadores audiovisuais de banda-base para processamento padrão antes da apresentação. No caso da saída dos processadores de transporte 138 compreendendo informação audiovisual codificada, tal informação audio- visual codificada é fornecida para decodificadores de áudio e video apropriados para processamento antes da apresentação. O dispositivo de armazenamento em massa opcional 150 pode ser usado para armazenar partes de um fluxo de bits completo que são transportadas através de uma pluralidade de canais e recebidas através de um período de tempo relativamente longo. Por exemplo, um servidor pode transmitir para o receptor um filme ou outro conteúdo através de uma pluralidade de canais em tempo não real, tal como durante a noite. Assim, nessa modalidade da invenção, o dispositivo de armazenamento em massa 150 é usado para armazenar um arquivo pedaço por pedaço em resposta à recepção e processamento dos pedaços ou partes do arquivo pelos vários processadores de canal 130.

Uma estrutura de pacotes em rede adequada para implementar a presente invenção será descrita em mais detalhes abaixo com relação à FIG. 3. Brevemente, a estrutura de pacotes em rede 300 da FIG. 3 proporciona a inclusão em uma parte de carga útil de um ou mais pacotes do fluxo de pacotes inicial. Adicionalmente, dentro da parte de carga útil do pacote de rede ou parte de cabeçalho está incluída a informação adequada para reformar a seqüência do fluxo de pacotes inicial. Adicionalmente, a informação de identificação é fornecida tal que uma pluralidade de fluxos de pacotes iniciais pode ser reformada em um ou mais receptores.

Além do código extra regular que é transportado pela escolha da codificação e/ou modulação dentro do sistema de comunicações, a informação seguinte pode também ser in- cluida: (1) o número de transceptores utilizados dentro do sistema de comunicações e a identificação desses transceptores usados para transportar dados desejados; (2) o sincro-nismo do uso dos transceptores utilizados, incluindo informação relevante a mudança entre diferentes transceptores para dados contíguos ou fluxos de dados relacionados; (3) a ordem dos dados transmitidos e qualquer redundância de tais dados, junto com um mapa ou outro meio para facilitar a re-combinação de tais dados e (4) informação de exibição padrão. A FIG. 2 representa uma representação gráfica de um plano de freqüência DBS, exemplar de um plano de freqüên— cia que pode ser usado de acordo com os princípios da invenção. Especificamente, a FIG. 2A representa o plano de freqüência DSS nominal para canais circularmente polarizados à direita (RHCP), enquanto a FIG. 2B representa o plano de freqüência DSS nominal para os canais circularmente polarizados à esquerda (LHCP) . Dado um total de, de modo ilustrativo, 32 canais, os 16 canais ímpares são canais RHCP e são mostrados na FIG. 2A, enquanto os 16 canais pares são canais LHCP e são mostrados na FIG. 2B. Os canais ímpares iniciam em uma freqüência central de canal de 974,0MHz (canal 1) e se estendem para 1413,4MHz (canal 31) . Cada canal tem uma largura de 24MHz, cada freqüência central é separada por uma freqüência central adjacente por 29,16MHz. Similarmente, os canais pares iniciam em uma freqüência central de canal de 988,5MHz (canal 2) e se estendem para uma freqüência central de canal de 1.425, 98 MHz (canal 32) . DSS é uma marca comercial de Hughes Electronics. Uma estrutura em pacotes adequa- da para uso no sistema DSS é descrita em "DSS Transport Pro— tocol" Versão 1.1, 12 de Fevereiro de 1996, cujo protocolo é incorporado aqui por referência na sua integridade.

Em uma modalidade da invenção, os 32 canais fornecidos pela interface de rede/elo 130 da FIG. 1 substancialmente se conformam com o plano de freqüência DSS da FIG. 2. Entretanto, será verificado por esses peritos na técnica que a presente invenção pode ser praticada com qualquer plano de freqüência e qualquer número de canais. É observado que a invenção objeto encontra utilidade particular dentro do contexto de dois ou mais canais de transmissão devido à capacidade de dividir ou distribuir um fluxo de pacotes inicial entre os dois ou mais canais de transmissão. A FIG. 3 representa uma estrutura de dados exemplar usada de acordo com os princípios da presente invenção. Especificamente, a estrutura de dados 300 compreende uma estrutura de pacotes tendo uma parte de cabeçalho 310 e uma parte de carga útil 320. A parte de cabeçalho 310 compreende dados de cabeçalho padrões 311, dados do identificador de fluxo 312 e código de seqüência 314. Em uma modalidade, a parte do cabeçalho 310 é adicionalmente aumentada por outros dados 316. A parte de carga útil 320 é usada para transportar um ou mais pacotes, por exemplo, de um fluxo de pacotes inicial. Pela associação do um ou mais pacotes iniciais da parte de carga útil com um identificador de fluxo e código de seqüência, um receptor pode reorganizar os pacotes recebidos de uma pluralidade de canais de transporte para produzir o fluxo de pacotes inicial para processamento subseqüente. Dessa maneira, um fluxo de pacotes inicial pode ser transportado usando uma pluralidade de canais de transporte e reformado em um receptor para processamento subseqüente. No caso de uma pluralidade de pacotes sendo incluída em uma parte de carga útil de uma estrutura de dados de pacotes em rede, a pluralidade de pacotes ou um grupo de pacotes é preferivelmente disposta em uma seqüência conhecida, tal que um único código de seqüência pode representar o ponto dentro de um fluxo de bits inicial que todo o grupo de pacotes deve ser inserido.

Em uma modalidade, um ou mais pacotes de fluxo de dados iniciais tal como pacotes de transporte do Grupo de Peritos de Quadro em Movimento (MPEG) são transportados dentro da parte de dados da carga útil 320 de um pacote de protocolo da Internet (IP) 300. Os dados de cabeçalho padrão 311 da parte de cabeçalho 310 são aumentados pela inclusão de um identificador de fluxo 312 e código de seqüência 314 indicativos, respectivamente, do fluxo de dados inicial específico ao qual o um ou mais pacotes dentro da carga útil pertencem, e a seqüência dentro desse fluxo de dados inicial específico do um ou mais pacotes dentro da parte da carga útil. Assume-se que o um ou mais pacotes de transporte MPEG dentro da parte da carga útil da estrutura de pacotes portadores são dispostos na mesma ordem na qual eles são normalmente fornecidos no próprio fluxo de transporte MPEG, embora esquemas não dispostos dessa forma possam também ser imple- mentados e ainda incorporar e personificar os princípios da presente invenção.

Em uma modalidade de "salto de canal" da invenção, os dados do identificador de fluxo 312 e o código de seqüên-cia 314 associados com um ou mais pacotes ou grupo de pacotes em uma parte de carga útil da estrutura de dados 300 da FIG. 3 são aumentados por outros dados 316 compreendendo um campo de identificador de canal e um campo de tempo de transmissão. Os dados do identificador de canal são usados para identificar qual transmissão ou canal(is) de transporte será(ão) usado(s) para transportar o identificador de fluxo no campo 312. Os dados do tempo de transmissão são usados para indicar o tempo real de tal(is) transmissão(ões). Dessa maneira, onde um receptor é capaz de processar um menor número de canais de transporte, um mecanismo de "salto de canal" é implementado por meio do qual um ou mais dos processadores de canal no receptor selecionam o(s) canal(is) identificado (s) no(s) tempo(s) identificado(s) para recuperar daí o fluxo identificado no campo 312.

Para reduzir o número de processadores de canal, em uma modalidade da invenção, somente um subconjunto dos canais recebidos é processado. Nessa modalidade, um transmissor insere o conteúdo em vários canais de transporte para processamento subseqüente por um receptor. Similarmente, o receptor processa cada um dos canais de transporte para recuperar o conteúdo inserido. Por exemplo, em uma modalidade, um receptor proporciona, de modo ilustrativo, dois processadores de canal 130, cada um dos quais é capaz de processar qualquer um dos, de modo ilustrativo, 16 canais de transporte recebidos. Nessa modalidade, além da identificação do fluxo e informação do código de seqüência, informação de canal e informação de sincronismo da transmissão são também fornecidas para possibilitar o esquema de "salto do canal". Nesse esquema de salto do canal, os dados transportados associados com um único fluxo identificado são fornecidos através de uma pluralidade de canais de transporte. A informação do canal e informação do tempo indicam, respectivamente, qual canal está fornecendo os dados e em qual momento este canal está fornecendo os dados.

Dessa maneira, um ou mais processadores de canal podem ser induzidos a processar diferentes canais em tempos diferentes para seletivamente recuperar pacotes associados com um fluxo de dados identificado desejado. Essa modalidade da invenção é especialmente útil onde alguns dos canais não estão disponíveis em alguns momentos. Assim, quando alocando dados a serem transmitidos entre os canais de transmissão disponíveis, a alocação de canal e tempo real é pré determinada, e essa alocação de tempo e canal pré determinada é inserida no fluxo de dados a ser transmitido para o receptor. O receptor deve receber essa informação com tempo suficiente para adaptar um processador de canal particular para recuperar os dados desejados no momento apropriado. A FIG. 4 representa um diagrama em bloco de alto nível exemplar de um processador auxiliar adequado para uso no receptor da FIG. 1, e de acordo com os princípios da presente invenção. O processador auxiliar 140 da FIG. 4 recebe uma pluralidade de partes de fluxo de transporte Ti a TN dos processadores de canal 130i a 130n. O processador auxiliar 140 recombina partes de fluxo de transporte apropriadas (ou partes de fluxo elementar) para produzir um ou mais fluxos de transporte. O um ou mais fluxos de transporte são adicio— nalmente processados para extrair fluxos elementares incluídos no mesmo, tal como fluxos de vídeo, fluxos de áudio, fluxos de dados e outros fluxos (ou fluxos elementares). Os fluxos elementares são então acoplados em elementos de processamento apropriados, tal como decodificadores, processadores de dados e semelhantes. Assim, o processador auxiliar 140 recebe uma pluralidade de partes de fluxo de transporte Ti a Tn e, de maneira responsiva, produz um ou mais fluxos de dados recuperados a partir deles. O processador auxiliar 140 compreende um processador 144 bem como memória 146 para armazenar vários programas 146P. O processador 144 coopera com um conjunto de circuitos de suporte convencional 148, tal como abastecimentos de energia, circuitos de relógio, memória cache e semelhante bem como circuitos que ajudam na execução das rotinas de software armazenadas na memória 146. Como tal, é considerado que algumas das etapas do processo discutidas aqui como processos de software podem ser implementadas dentro do hardware, por exemplo, como um conjunto de circuitos que coopera com o processador 144 para executar várias etapas. O processador 144 também contém conjunto de circuitos de entra-da/saída (I/O) 142 que forma uma interface entre o processador auxiliar 140, os processadores de canal 130 e quaisquer dispositivos de processamento de fluxo elementares (não mostrados) . Embora o processador auxiliar 140 da FIG. 4 seja representado como um computador de uso geral que é programado para executar várias funções de detecção e processamento de acordo com a presente invenção, a invenção pode ser implementada em hardware como, por exemplo, um circuito integrado de aplicação específica (ASIC). Como tal, as etapas do processo descritas aqui são planejadas para serem amplamente interpretadas como sendo equivalentemente executadas por software, hardware ou uma combinação dos mesmos. A FIG. 5 representa um diagrama de fluxo exemplar de um método de acordo com os princípios da presente invenção. Especificamente, a FIG. 5 representa um diagrama de fluxo de um método 500 implementando várias funções do receptor 100 da FIG. 1. É observado que as funções do processador analógico 110 são mostradas como etapas 505-510; as funções do conversor de A/D 120 são mostradas como etapa 515; as funções dos processadores de canal 130 são mostradas como etapas 525-540 e as funções do processador auxiliar 140 são mostradas como etapa 545.

Na etapa 505, um bloco das freqüências portadoras incluindo canais de transporte ou portador de interesse é recebido. Na etapa 510, o bloco do canal recebido é limitado na banda para excluir freqüências fora do bloco dos canais desejados. Na etapa 515, o bloco com banda limitada de freqüências é digitalizado usando, preferivelmente, uma técnica de subamostragem. A função de digitalização é descrita em mais detalhes acima com relação ao conversor de A/D 120 da FIG. 1. As funções de recepção e limitação da banda 505,510 são descritas em mais detalhes acima com relação ao processador analógico 110 da FIG. 1.

Na etapa 520, cada um dos canais de interesse dentro do bloco de canais digitalizados e com banda limitada é desfeito do giro para produzir um fluxo rotacionado respectivo proporcionando o canal de interesse. Na etapa 525, cada um dos fluxos rotacionados é filtrado para remover a energia do canal de outros canais (i.e., a energia de canal associada com canais que não serão processados pelo processador de canal particular 130). Na etapa 530, cada um dos fluxos filtrado e rotacionado é decimado para remover amostras excessivas. Na etapa 535, cada um dos fluxos decimados é demodu-lado para recuperar os fluxos de transporte portadores respectivos . Como previamente discutido, os fluxos de transporte portadores incluem indícios do identificador de fluxo e código de seqüência para cada pacote ou grupo de pacotes usados para formar, de modo ilustrativo, um fluxo de transporte MPEG. Opcionalmente, os fluxos de transporte incluem identificação de canal e tempo dos dados de transmissão. As funções das etapas 520-540 são discutidas em mais detalhes acima com relação aos processadores de canal 130 do receptor 100 da FIG. 1.

Na etapa 540, as partes do fluxo de transporte são recuperadas dos fluxos de transporte portadores. Na etapa 545, as partes do fluxo de transporte são combinadas em fluxos de transporte totais usando o ID do fluxo e informação do código de seqüência. Os fluxos de transporte combinados são então processados em uma maneira padrão por decodifica-dores de video, decodificadores de áudio, processadores de dados ou outro conjunto de circuito de processamento de fluxo elementar.

Em uma modalidade da invenção, somente um subconjunto dos canais recebidos é processado. Isto é, para reduzir custos e complexidade do receptor 100 da FIG. 1, dois ou mais processadores de canal 130 são utilizados. Entretanto, o número de processadores de canal 130 na realidade utilizado é menor do que o número de canais presentes dentro do sinal de saida S3 do conversor de A/D 120. Nessa modalidade, a informação do identificador de canal e tempo de transmissão do canal é utilizada para induzir que pelo menos um dos processadores de canal 130 seletivamente processe canais diferentes em momentos diferentes. Dessa maneira, o pelo menos um processador de canal selecionado é induzido a "pular" entre canais diferentes tal que todos os dados necessários para reconstruir um fluxo de bits inicial podem ser recuperados utilizando menos do que um complemento completo dos processadores de canal. A FIG. 6 representa uma representação qráfica do processamento do fluxo de pacote exemplar executado de acordo com os princípios da presente invenção. Especificamente, um fluxo de pacote de canal de transmissão nominal 610 é mostrado compreendendo uma pluralidade de pacotes de dados Dl intercalados com pacotes N NULO. Depois do processamento de acordo com a invenção, os pacotes N NULOS no fluxo de transporte nominal 610 são substituídos por pacotes de uma pluralidade de fluxos inseridos. Especificamente, um fluxo modificado 620 é mostrado compreendendo os pacotes de dados iniciais Dl intercalados com pacotes de dados inseridos XI e X2 dos fluxos de bits respectivos. Dessa maneira, com a transmissão do fluxo modificado 620, nenhuma largura de banda é desperdiçada pela transmissão de pacotes NULO.

Em um receptor, os pacotes de dados do canal principal Dl são recuperados como fluxo de dadas 630, os primeiros pacotes de fluxo inseridos XI são recuperados como fluxo de dados 640 e os segundos pacotes de fluxo inseridos X2 são recuperados como fluxo de dados 650. É observado que cada um dos pacotes X inseridos no fluxo se conforma com a estrutura de pacotes discutida acima com relação às FIGS. 1 a 5.

Um método, aparelho e estrutura de dados adequados para uso em um transmissor em um sistema, de acordo com os princípios da presente invenção são descritos no Pedido de Patente U.S. simultaneamente arquivado No. ________ (Certificado do Representante No. PU010164). Nessa descrição, aparelho e método são fornecidos nos quais um fluxo de dados a ser transmitido para um receptor compreendendo uma pluralidade de estruturas de pacotes de dados é encapsulado em uma estrutura de pacote de dados adaptada em um meio ou rede de transmissão. Cada pacote ou grupo de pacotes incluído em uma parte de carga útil da estrutura de dados de encapsulação está associado com uma identificação de fluxo e código de seqüência, como discutido acima. Em uma modalidade, a parte de cabeçalho da estrutura de pacotes de rede é adaptada para incluir um campo do identificador de fluxo e um campo de có- digo de seqüência para armazenar essa informação. Em uma modalidade, a parte de cabeçalho da estrutura de pacotes em rede é adicionalmente adaptada para incluir um campo de identificador de canal e um campo de tempo de transmissão para identificar qual canal de transporte transportará os dados desejados, e em qual momento os dados desejados serão transportados. Em uma outra modalidade, os campos são inseridos nas partes de cabeçalho dos pacotes subjacentes a serem transportados (i.e., os pacotes a serem encapsulados). Também descrito é um aparelho e métodos de monitoramento e utilização da largura de banda do canal de transmissão, por meio dos quais um único fluxo de dados a ser transmitido pode ser transportado para um receptor usando múltiplos canais, de modo ilustrativo, inserindo pacotes de dados dentro do fluxo de dados no lugar dos pacotes NULO. Os pacotes NULO são normalmente inseridos em um canal de fluxo de dados quando dados a serem transmitidos não estão de outra forma disponíveis. O processamento de pacotes NULO é discutido em mais detalhes no pedido de patente U.S. acima referenciado. O receptor da presente invenção, pelo processamento simultâneo de múltiplos canais recebidos e extração dos mesmos das partes respectivas de um fluxo de bits completo permite a utilização mais eficiente da largura de banda disponível de cada canal a ser processado.

Vantajosamente, um receptor de acordo com os princípios da presente invenção, elimina o estágio de conversão analógica típica encontrado em um receptor de conversão direta. Especificamente, os misturadores e osciladores analó- gicos são evitados. As disposições prévias diretamente convertem para a banda-base um único canal, tal como as frequências associadas com um canal de polarização circular direita ou esquerda como fornecido por um único transceptor. A invenção proporciona a capacidade para não somente converter descendentemente ou receber um canal, mas receber canais N simultaneamente. Todos os N canais convertidos descendentemente são incluídos em um fluxo de bits digital, que é processado digitalmente para recuperar em paralelo qualquer um dos N canais do transceptor original. Em um sistema analógico, tal capacidade exige o uso de N sintonizadores analógicos para selecionar os N sinais analógicos para processamento subseqüente. Desde que os N sintonizadores analógicos no processamento subseqüente operam em sinais de RF que não podem ser divididos devido ao processamento do domínio de energia de tais sinais, os N sintonizadores analógicos seriam agrupados juntos. Dentro do contexto da presente invenção, o processamento de conversão direta de múltiplos canais simultaneamente evita essa sintonização e disposição de processamento de alto custo.

Embora as várias modalidades, que incorporam os ensinamentos da presente invenção, tenham sido mostradas e descritas em detalhes aqui, esses peritos na técnica podem prontamente imaginar muitas outras modalidades variadas que ainda incorporam esses ensinamentos.

Claims (28)

1. Método para processar um sinal analógico recebido tendo uma pluralidade de sinais de portadora modulados no mesmo CARACTERIZADO por: limitar a banda do sinal analógico recebido para obter um sinal analógico de banda limitada; converter (515) o sinal analógico limitado por banda em um fluxo de dados digital representativo da pluralidade de sinais de portadora; extrair (535) simultaneamente do dito fluxo de dados digital, os dados transportados por pelo menos duas das sinais de portadora; e, combinar (545) pelo menos partes dos dados extraídos dos ditos pelo menos duas sinais de portadora para formar um fluxo de bits completo, ditos dados extraídos tendo associado com eles a informação do identificador de fluxo e código de següência para, respectivamente, identificar o fluxo de bits completo correspondendo aos dados extraídos e determinar a posição dos dados extraídos dentro do fluxo de bits completo.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que dito fluxo de bits completo compreende um fluxo de transporte, dito método adicionalmente compreendendo: selecionar (640, 650) pacotes de transporte dentro dos dados extraídos tendo um identificador de fluxo (312) correspondendo ao dito fluxo de bits completo; e organizar os pacotes selecionados de acordo com os códigos de següência respectivos (314) para formar dito fluxo de bits completo.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados extraídos compreendem pacotes de fluxo de transporte de acordo com um primeiro formato de transporte, e o fluxo de bits completo compreende um pacote de fluxo de transporte do primeiro formato de transporte.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados extraídos compreendem pacotes de fluxo de transporte de acordo com um primeiro formato de transporte, e o fluxo de bits completo compreende um fluxo de transporte de um segundo formato de transporte (300).

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que os pacotes de fluxo de transporte de acordo com dito primeiro formato de transporte são transportados em uma parte de carga útil (320) dos pacotes do fluxo de transporte de acordo com dito segundo formato de transporte.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que dito identificador de fluxo e dito código de sequência são armazenados em uma parte de cabeçalho (310) dos ditos pacotes de fluxo de transporte de acordo com dito primeiro formato de transporte.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que dita etapa de extrair compreende : rotacionar (520) cada um da pluralidade digitalizada de portadoras para produzir respectivas sinais de portadora rotacionadas; e, demodular (535) cada um de pelo menos duas sinais de portadora filtradas para extrair das mesmos respectivos fluxos portadores de dados.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que dita etapa de extrair adicionalmente compreende: filtrar (525) simultaneamente cada uma das sinais de portadora rotacionadas para reduzir a energia espectral sem canal; e decimar (530) cada um dos sinais filtrados para reduzir o número de amostras representativas dos dados.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que alguns dos ditos dados extraídos têm associados com eles a informação de identificação do canal e tempo de transmissão (315) para, respectivamente, indicar qual da dita pluralidade de sinais de portadora transportará partes do dito fluxo de bits completo e o momento que ditas partes serão transportadas.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que dita etapa de extrair inclui: identificar uma sinais de portadora tendo dados correspondendo a um fluxo de bits completo desejado; e processar a dita sinais de portadora identificada para extrair ditos dados correspondendo ao dito fluxo de bits completo desejado.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que dita etapa de extrair adicionalmente inclui: determinar um tempo quando a dita sinal de portadora identificada incluirá ditos dados correspondendo ao dito fluxo de bits completo desejado, a dita sinal de portadora identificada sendo processada no dito tempo determinado.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que alguns dos ditos dados extraídos têm associados com eles a informação de identificação do canal para indicar qual da dita pluralidade de sinais de portadora transportará ditos dados correspondendo ao dito fluxo de bits completo desejado.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que ditos dados extraídos são associados com dita informação de identificação do canal e também são associados com a informação do tempo de transmissão para indicar o momento quando a dita sinal de portadora identificada incluirá ditos dados correspondendo ao dito fluxo de bits completo desejado.

14. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que alguns dos ditos pacotes de fluxo de transporte de acordo com dito primeiro formato de transporte têm armazenados nos mesmos dentro da dita parte do cabeçalho a informação de identificação de canal e tempo de transmissão para, respectivamente, indicar qual da dita pluralidade de sinais de portadora transporta partes do dito fluxo de bits completo e o momento que ditas partes serão transportadas.

15. Método para processar um sinal analógico recebido tendo uma pluralidade de sinais de portadora modulados no mesmo, CARACTERIZADO por: limitar na banda (510) o sinal analógico recebido para corresponder a uma transmissão de banda de frequência do sinal analógico recebido para obter um sinal analógico limitado por banda; converter (515) o sinal analógico limitado por banda em um fluxo de dados digital representativo da pluralidade de sinais de portadora; processar o fluxo de dados digitais para passar uma pluralidade de sinais de portadora digitalizadas, cada uma das sinais de portadora digitalizadas tendo modulações na mesma, e dentro de uma largura de banda de canal, um respectivo fluxo portador de dados; rotacionar cada um da pluralidade digitalizada de sinais de portadora para produzir respectivas sinais de portadora rotacionadas; e, demodular (535) cada um de pelo menos duas sinais de portadora filtradas para extrair das mesmas respectivos fluxos portadores de dados; e combinar dados a partir de pelo menos dois fluxos portadores de dados e um fluxo de dados resultante, o dito pelo menos dois fluxos portadores de dados compreendendo respectivas partes do fluxo de dados resultante.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO adicionalmente por: filtrar (530) simultaneamente cada uma das sinais de portadora rotacionadas para reduzir a energia espectral sem canal; e, decimar (530) simultaneamente cada um dos sinais filtrados para reduzir o número de amostras representando cada fluxo portador de dados.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que dito fluxo de dados resultante compreende um fluxo de transporte, dito método adicionalmente compreendendo: identificar esses pacotes de transporte dentro dos ditos primeiro e segundo fluxos portadores de dados sendo associado com um identificador de fluxo (312) correspondendo ao dito fluxo resultante; e organizar os pacotes identificados de acordo com respectivos códigos de seqüência (314) associados com ditos pacotes identificados para formar dito fluxo resultante.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um dos ditos fluxos portadores de dados simultaneamente demodulados é fluxo de transporte de acordo com um primeiro formato de transporte; e, o dito fluxo portador de dados resultantes é um fluxo de transporte de acordo com um segundo formato de transporte (300) .

19. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que os fluxos portadores de dados compreendem fluxos de transporte de acordo com um primeiro formato de transporte, e o fluxo de dados resultante compreende um fluxo de transporte do dito primeiro formato de transporte.

20. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que os fluxos portadores de dados compreendem fluxos de transporte de acordo com um primeiro formato de transporte, e o fluxo de dados resultante compreende um fluxo de transporte de um segundo formato de transporte .

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que dados de acordo com dito segundo formato de transporte são transportados em uma parte de carga útil (320) dos pacotes de dados de acordo com dito segundo formato de transporte.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um dos ditos pacotes de dados de acordo com dito segundo formato inclui, em uma parte de cabeçalho, um identificador de fluxo e código de se-qüência para dados transportados em uma respectiva parte de carga útil.

23. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO por: a referida limitação de banda compreender limitar na banda (510) o sinal recebido para passar substancialmente essas freqüências ocupando uma região de transmissão espectral entre uma primeira freqüência fi e uma segunda freqüên-cia f2; a referida conversão compreender converter (515) usando um conversor de analógico para digital tendo uma taxa de amostragem fs, o sinal com banda limitada para produzir um sinal digital a partir do mesmo, dita taxa de amostragem fs sendo maior do gue Í2; a referida rotação compreender rotacionar (520) cada uma de uma pluralidade de sinais de portadora de dados dentro do dito sinal digital para produzir respectivos sinais rotacionados; o método adicionalmente compreende filtrar (530) simultaneamente cada um dos sinais rotacionados respectivos para remover a energia do canal fora do respectivo canal definido ; o método adicionalmente compreende decimar (530) simultaneamente cada um dos sinais filtrados e rotacionados para reduzir o número de amostras representando cada sinal de portadora de dados; a referida demodulação compreende demodular (535) cada um de pelo menos duas sinais de portadora filtradas para extrair das mesmas o respectivo sinal de portadora de dados ; e a referida combinação compreende combinar (545) pelo menos respectivas partes de pelo menos dois dos sinais de portadora de dados decimados resultantes em um único sinal de dados.

24. Aparelho para processar um sinal analógico recebido tendo uma pluralidade de sinais de portadora e res- pectivos dados modulados no mesmo, CARACTERIZADO por compreender : um limitador de banda, para limitar a banda do sinal analógico recebido para obter um sinal analógico de banda limitada um conversor de analógico para digital (120) para converter o sinal analógico de banda limitada em um fluxo de dados digital representativo da pluralidade de sinais de portadora e respectivos dados; uma pluralidade de processadores de canal (130) para extrair do dito fluxo de dados digital, os dados transportados por respectivos sinais de portadora; e um processador (140) para combinar pelo menos partes dos ditos dados extraídos de pelo menos dois sinais de portadora para produzir um fluxo de bits completo, ditos dados extraídos tendo associados com eles a informação do identificador de fluxo (312) e código de següência (314) para determinar, respectivamente, o fluxo de bits completo correspondendo aos dados e a seqüência dentro do fluxo de bits completo dos dados.

25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um dos ditos processadores de canal compreende: um rotacionador (132) para rotacionar um respectivo sinal de portadora digitalizado (53) para produzir um respectivo sinal de portadora rotacionado; e, um demodulador (136) para demodular o dito respectivo sinal de portadora rotacionado para extrair da mesma um fluxo de dados.

26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um dos ditos processadores de canal adicionalmente compreende: um filtro (134) para filtrar os respectivos sinais rotacionados para remover a energia do canal de fora do respectivo canal definido; e, um decimador (134) para decimar cada um dos sinais filtrados e rotacionados para reduzir o número de amostras representando os respectivos dados.

27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito conversor de analógico para digital utiliza uma taxa de amostragem (Fs) menor do que duas vezes a máxima frequência de interesse dentro da pluralidade de canais de dados.

28. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de sinais de portadoras substancialmente se conforma com um grupo de canais comumente polarizado (RHCP; LHCP) proporcionado por um transceptor.