ES2197570T3 - Procedimiento y dispositivo de entrelazado de una secuencia de elementos de datos. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de entrelazado de una secuencia de elementos de datos.Info
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Abstract
Procedimiento para determinar los parámetros de un procedimiento de entrelazado de una secuencia fuente que comprende N elementos de datos, que da lugar a una secuencia entrelazada correspondiente a la citada secuencia fuente, comprendiendo el citado procedimiento de entrelazado, como mínimo, una etapa de entrelazado que asocia el elemento de datos de índice j de la citada secuencia entrelazada con el elemento de datos de indice i de la citada secuencia fuente, siendo determinado el valor de j a partir del valor i de la forma siguiente: j = (a.i + b)[módulo N] + 1 donde: 1 <i <N y 1 <j <N; a es un número entero predeterminado primo con N y tal que 2 <a <N-1; y b es un numero entero predeterminado tal que: 0 <_b <_N-1, , caracterizado porque los números a y b son elegidos mediante las etapas siguientes: ¿ determinación de una función fN, a, b parametrizada por el triplete (N, a, b) y tal que q = fN, a, b(p), donde: ¿ p es el número del elemento de datos sucesivos de la citada secuencia fuente sobre los cuales se aconseja no tener acumulación de errores de forma que un código corrector permita corregir los elementos de datos erróneos; ¿ q es el número máximo de elementos de datos erróneos sucesivos de la citada secuencia entrelazada correspondiente a un desvanecimiento que un canal de transmisión por el que la citada secuencia entrelazada es transmitida, puede inducir sin afectar la recepción en un receptor situado a la salida del citado canal de transmisión; ¿ cálculo para cada valor distinto del citado triplete (N, a, b), de un valor pmin del número p tal que pmin sea el valor máximo de p para el que fN, a, b(p) resulte inferior o igual a p; ¿ elección de los numeros a y b correspondientes al valor maximo de pmin
Description
Procedimiento y dispositivo de entrelazado de una
secuencia de elementos de datos.
La invención se refiere al entrelazado de los
elementos de datos de señales digitales fuente. Las técnicas de
entrelazado tienen numerosas aplicaciones en el campo del
tratamiento de las señales digitales, concretamente a la vista del
criptografiado y/o de la transmisión de estas señales.
De esta manera, en el caso de la transmisión o de
la difusión digital, el entrelazado permite suprimir o como mínimo
limitar los problemas debidos a perturbaciones diversas del canal
de transmisión, tales como, principalmente, los fenómenos de
desvanecimiento rápido o de parásitos por impulsos.
En efecto, las señales de datos están codificadas
con la ayuda de códigos correctores de errores, tales como los
códigos convolutivos, que permiten reconstruir en recepción la
señal fuente, incluso cuando ciertos elementos de datos sean
recibidos de forma errónea. No obstante, una corrección de este
tipo únicamente es posible si hay un número limitado r de elementos
de datos erróneos entre p elementos de datos consecutivos
(siendo p y r función del código utilizado). Ahora bien, no es raro
que un desvanecimiento tenga una duración correspondiente a la
transmisión de varios elementos de datos consecutivos.
El entrelazado permite paliar este inconveniente
al reordenar los elementos de datos de forma que dos elementos de
datos de la señal fuente distantes menos de p estén lo
suficientemente distantes uno del otro en la señal transmitida
(entrelazada) para que no puedan resultar afectados ninguno de los
dos por un mismo desvanecimiento.
La eficacia de un entrelazador se mide por su
capacidad para separar o dividir un bloque de errores importante.
Esto puede formalizarse de la manera siguiente, siendo q la
longitud en número de bits del bloque de error a dividir y p
el número de bits consecutivos sobre el que es aconsejable que no
haya acumulación de errores; el entrelazador está adaptado si dos
bits escogidos entre q bits consecutivos después del
entrelazado, están separados, como mínimo, por p bits antes
del entrelazado.
En la actualidad se conocen esencialmente dos
técnicas de entrelazado: el entrelazado matricial y el entrelazado
convolutivo.
La técnica del entrelazado matricial consiste en
escribir los elementos de datos de una secuencia fuente en una
matriz línea a línea y releer estos elementos de datos columna a
columna, para formar una secuencia entrelazada.
Para asegurar una descodificación sin problemas,
se sabe que el número de líneas de la matriz debe ser superior o
igual al número máximo (q) de elementos de datos que puede
contener un desvanecimiento (o, más exactamente, que contiene un
desvanecimiento de duración máxima tolerada por el sistema de
transmisión), y que el número de columnas de la matriz debe ser
superior o igual al número p de elementos de datos consecutivos
entre los cuales no debe encontrase más de un elemento de datos
erróneo.
Esto significa pues que la longitud de cada
secuencia entrelazada sea L = xy elementos de datos consecutivos.
Ahora bien, no es siempre posible respetar esta limitación,
especialmente cuando la longitud N de cada secuencia está impuesta
por el sistema de transmisión. Este es especialmente el caso cuando
N es un número primo, o más generalmente cuando no existen dos
números enteros x e y que cumplan las condiciones
anteriores y sean divisibles por N. N puede ser, por ejemplo, el
número de elementos de datos que contiene una unidad de protocolo
(trama, paquete,...) manejada por el sistema.
Otro inconveniente de la técnica matricial es que
el primero y el último elementos de datos inscritos no están
desplazados. En consecuencia, si se trata de dos secuencias de
L elementos de datos, el primer elemento de la segunda
secuencia quedará como el sucesor directo del último elemento de la
primera secuencia, incluso después del entrelazado. Si se produce
un desvanecimiento durante la transmisión de estos elementos, la
descodificación puede no ser posible.
El entrelazado convolutivo está adaptado a la
transmisión de bits en serie en la medida en que el entrelazador (y
el desentrelazador) cogen y sueltan los bits uno a uno,
contrariamente al caso precedente en el que los bits son acumulados
antes de ser entrelazados (o desentrelazados) y luego entregados en
bloque. Se muestra que este tipo de entrelazador introduce bits de
relleno, lo que reduce la capacidad de los sistemas, especialmente
cuando los mensajes a transmitir son cortos.
Un inconveniente importante de la técnica del
entrelazado convolutivo es que entraña la introducción de elementos
de relleno entre los elementos de datos útiles. Resulta pues una
pérdida de eficacia del sistema de transmisión, en cuanto a
rendimiento.
Se conoce además, según el documento
EP-A-0235477, un procedimiento de
entrelazado de una secuencia de B palabras codificadas de n símbolos
cada una, en el que estas palabras codificadas están ordenadas en B
líneas de n símbolos cada una de ellas de una matriz de
entrelazado, y en el que el entrelazado se realiza gracias a una
secuencia de lectura especial de la matriz, definida por lo
siguiente:
X_{k} = X_{0} + K_{p} (módulo B_{n}),
donde X_{0} es una posición de salida y donde p es el paso de la
secuencia, siendo p un número entero primo con B_{n} y k toma los
valores 0, 1,....B_{n}-1. El objetivo de este
documento es el de realizar un entrelazado que permita obtener una
transmisión resistente a la interferencia mediante un interferómetro
periódico que emite impulsos de interferencia espaciados
regularmente en el tiempo de B símbolos (lo que no permite obtener
el entrelazado matricial clásico), y sin utilizar la lectura de la
matriz siguiendo una ley pseudo-aleatoria (a fin de
respetar una valor mínimo de espaciado entre los símbolos de una
misma palabra codificada).
Asimismo se puede hacer referencia a Clark y
Caïn: ``Codificación con corrección de errores en la comunicación
digital'', 1981, páginas 349-352, Plenum Press.
La invención tiene por objetivo, especialmente,
paliar estos distintos inconvenientes del estado de la técnica.
Mas concretamente, un objetivo esencial de la
invención es proporcionar un procedimiento de entrelazado de los
elementos de datos de una secuencia que comprenda N elementos de
datos, sea cual sea el valor de N. En otras palabras, la invención
tiene por objetivo proporcionar un procedimiento tal que permita el
entrelazado bloque a bloque de bloques de elementos (paquetes,
tramas,...) de cualquier tamaño.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un
procedimiento tal que, pueda optimizar el entrelazado de los
elementos de datos en función de la estructura de la señal a
transmitir (por ejemplo, arquitecturas de las unidades de protocolo,
técnicas de transmisión).
La invención tiene también como objetivo
proporcionar un procedimiento de entrelazado de esta clase que,
introduzca un desvío suficiente entre los elementos de datos
consecutivos de una secuencia de N elementos de datos, pero
igualmente entre los elementos de datos de dos secuencias
consecutivas.
Otro objetivo de la invención es proporcionar
también un procedimiento tal que no entrañe modificación alguna, es
decir, reducción del rendimiento de la señal tratada.
Un objetivo concreto de la invención es
proporcionar un procedimiento tal que, sea fácil de poner en
práctica y que ocupe poco tiempo de tratamiento, en número de
operaciones a efectuar y de capacidad de memoria.
Estos objetivos, así como otros que aparecerán
más tarde, son alcanzados, según la invención, gracias a un
procedimiento de entrelazado de una secuencia fuente que comprende N
elementos de datos, que da lugar a una secuencia entrelazada
correspondiente a la citada secuencia fuente, comprendiendo el
citado procedimiento, como mínimo, una etapa de entrelazado que
asocia el elemento de datos de índice j de la citada
secuencia entrelazada al elemento de datos de índice i de dicha
secuencia fuente, determinándose el valor j a partir del
valor i de la forma siguiente:
donde: 1 \leq i \leq N y 1 \leq j \leq
N;
- a
- es un número entero predeterminado primo con N y tal que 2 \leq a \leq N-1; y
- b
- es un número entero predeterminado tal que: 0 \leq b \leq N-1.
Así, la longitud N de la secuencia fuente puede
tomar un valor cualquiera y el procedimiento según la invención
permite zafarse de las limitaciones relacionadas con el entrelazado
matricial y, especialmente, de aquella según la cual la longitud de
la secuencia entrelazada debe ser igual a L = xy elementos de
datos.
Por otro lado, los elementos primero y último de
los datos de cada secuencia fuente son desplazados. Así, el
procedimiento según la invención introduce una diferencia
suficiente no sólo entre los elementos de datos consecutivos de una
misma secuencia, si no igualmente entre los elementos de datos
consecutivos de dos secuencias consecutivas (a saber el último
elemento de una y el primer elemento de la otra).
En fin, el procedimiento según la invención no
introduce ningún elemento de relleno. Esto permite evitar una
reducción del rendimiento de la señal tratada.
Ventajosamente, los citados elementos de datos
están codificados previamente con la ayuda de un corrector de
errores que admite, como máximo, r errores entre p elementos de
datos consecutivos en la citada secuencia fuente, y el número a es
superior o igual al número p.
El número a corresponde al espaciado mínimo, en
número de elementos de datos, entre dos elementos de la secuencia
fuente (lo mismo teóricamente que de la secuencia entrelazada)
correspondiente a dos elementos de datos consecutivos de la
secuencia entrelazada.
Por consiguiente, tomando a \geq p se asegura
que en recepción un desvío adecuado permite corregir los elementos
erróneos cuando dos errores consecutivos, es decir, dos elementos
erróneos consecutivos están separados por, como mínimo, p elementos
de datos sin error.
De forma ventajosa, la citada secuencia
entrelazada está destinada a ser transmitida en un canal de
transmisión hacia un receptor, pudiendo el citado canal presentar
desvanecimientos de duración máxima q.T sin afectar a la recepción
en el citado receptor. Siendo T la duración de la transmisión de un
elemento de datos y siendo q un número entero y el número a se
elige de forma que: E(N/a) \geq q, siendo la función E()
la función que asocia a un número real su parte entera.
De esta forma, se asegura que en la secuencia
entrelazada, los elementos de datos erróneos debidos a un mismo
desvanecimiento (elementos pues que son sucesivos y en número q
como máximo) no son adyacentes en la secuencia fuente.
Preferentemente, el número a es elegido de forma
tal que maximice el menor de los dos valores a y E(N/a),
siendo la función E() la función que asocia a un número real su
parte entera.
De esta forma, se consigue un compromiso entre
las dos limitaciones precedentes, a saber a \geq p y
E(N/a) \geq q.
De forma preferente, el citado procedimiento es
aplicado al entrelazamiento de las señales digitales organizadas en
bloques de elementos de datos que comprenden cada uno, N elementos
de datos.
En una modalidad de realización preferente de la
invención, el citado procedimiento está puesto en marcha en un
sistema de transmisión de elementos de datos por tramos,
comprendiendo, como mínimo, cada uno de los citados tramos un
paquete, comprendiendo, como mínimo, cada uno de los citados
paquetes dos zonas de elementos de datos útiles separadas, como
mínimo, por una zona de elementos de datos de estructura, estando
efectuada la citada etapa de entrelazado únicamente sobre los
citados elementos de datos útiles.
De esta forma, la eficacia del entrelazado está
todavía mejorada ya que las zonas de elementos de estructura, a
saber especialmente los encabezamientos de trama, las zonas
situadas en principio, centro y fin del paquete (zonas llamadas a
partir de ahora ``preámbulo'', ``midámbulo'' y ``postámbulo''
respectivamente) permiten aumentar el desvío entre elementos de
datos tras el entrelazado.
Los N elementos de datos a entrelazar de un
bloque proceden, bien de un mismo paquete o de varios paquetes
consecutivos (por ejemplo constituyendo una trama)
Ventajosamente, el citado procedimiento comprende
una etapa de determinación de los números a y b teniendo en cuenta
que, como mínimo, uno de los parámetros pertenecientes al grupo
comprende:
- \bullet
- la estructura de los citados tramos;
- \bullet
- la estructura de los citados paquetes.
En el caso de una puesta en práctica del
procedimiento de la invención en un sistema de transmisión con
saltos de frecuencia utilizando, como mínimo, dos frecuencias de
transmisión, el citado grupo de parámetros comprende igualmente:
- \bullet
- la frecuencia usada en un momento dado;
- \bullet
- los instantes de salto de frecuencia.
En una modalidad de realización preferente de la
invención, el citado procedimiento comprende las etapas siguientes
de:
- \bullet
- determinación de una función f_{N,a,b} parametrizada por el triplete (N,a,b) y tal que q = f_{N,a,b}(p),donde:
- * p es el número de elementos de datos sucesivos de la citada secuencia fuente sobre los cuales es aconsejable no tener acumulación de error de forma que un código corrector de errores permita corregir los elementos de datos erróneos;
- * q es el número máximo de elementos de datos erróneos sucesivos de la citada secuencia entrelazada correspondiente a un desvanecimiento que un canal de transmisión sobre el que la citada secuencia entrelazada es transmitida puede inducir sin afectar la recepción en un receptor situado a la salida del citado canal de transmisión.
- \bullet
- cálculo, para cada valor distinto del citado triplete(N,a,b) de un valor p_{min} del número p tal que p_{min} sea el valor máximo de p para el cual f_{N,a,b}(p) resulte inferior o igual a p:
- \bullet
- elección de los números a y b correspondientes al valor máximo de p_{min}.
Se puede mostrar que sea cual sea el valor del
triplete (N,a,b), la función f_{N,a,b} es decreciente y tiene,
como mínimo, un punto de intersección con la primera bisectriz.
Mencionemos que N está generalmente impuesto por
el sistema de transmisión, por ejemplo debido a la estructura de las
tramas o de los paquetes.
En una modalidad de realización ventajosa de la
invención, los citados elementos de datos son elementos binarios y
el citado procedimiento es puesto en práctica en un sistema digital
de radiocomunicación.
Ventajosamente, el citado procedimiento
comprende, como mínimo, dos etapas consecutivas de entrelazado, una
primera etapa de entrelazado que asocia el elemento de datos de
índice j de una secuencia intermedia con el elemento de datos de
índice i de la citada secuencia fuente, estando determinado el valor
de j a partir del valor de i de la forma siguiente:
- a_{1}
- y a_{2} son números enteros predeterminados primos con N; y
- b_{1}
- y b_{2} son números enteros predeterminados tales que:
- 0
- \leq b_{1} \leq N-1 y 0 \leq b_{2} \leq N-1.
Esto corresponde a un entrelazado múltiple. El
principio de cada de una de las etapas de entrelazado sucesivas es
similar al principio expuesto anteriormente en el caso de una única
etapa de entrelazado.
La invención se refiere, igualmente, a un
dispositivo de entrelazado que comprende medios de puesta en
práctica de un procedimiento de entrelazado según la invención.
Otras características y ventajas de la invención
aparecerán con la lectura de la siguiente descripción de una
modalidad de realización preferente del invento, expuesta a título
de ejemplo indicativo y no limitativo y de los dibujos adjuntos en
los que:
la figura 1 presenta un esquema por bloques de un
sistema de transmisión que permite explicar el principio general
del entrelazado;
la figura 2 presenta un ejemplo de tabla de
correspondencia entre los índices de los elementos de una secuencia
fuente y los índices de los elementos de una secuencia entrelazada
obtenidos con una modalidad de realización especial del
procedimiento según la invención;
la figura 3 presenta un ejemplo de estructuración
de un tren de elementos de datos transmitido en un sistema tal como
el presentado en la figura 1, estando esta estructuración adaptada
especialmente a una puesta en práctica ventajosa del procedimiento
de la invención; y
la figura 4 presenta tres ejemplos de variación
del número q = f_{N,a,b}(p) en función del número p,
correspondiendo cada ejemplo a un valor distinto del triplete
(N,a,b).
La invención atañe pues a un procedimiento de
entrelazado, así como a un dispositivo de entrelazado (o
entrelazador) que pone en práctica un procedimiento como el que nos
ocupa.
La figura 1 presenta un esquema para bloques de
un sistema de transmisión que permite explicar el principio general
del entrelazado. La señal a transmitir es puesta en forma por un
modulador 1 antes de ser enviada al canal de transmisión 2. Ahora
bien, este canal de transmisión 2 degrada la señal, lo que provoca
errores en la salida del demodulador 3. Esta degradación de la señal
está compensada parcialmente por la utilización de un código
corrector de errores ejecutado por un lado, en un codificador 4
situado aguas arriba del modulador 1 (codificación de canal) y, por
otro lado, en un decodificador 5 situado aguas abajo del
desmodulador 3(descodificación).
La experiencia muestra que los errores inducidos
por el canal de transmisión 2 pueden producirse por paquetes. Se
habla entonces de desvanecimientos cuya longitud puede ser medida
en número de elementos de datos erróneos consecutivos. Tales
desvanecimientos se producen especialmente con los canales
encontrados en radiomóvil.
Ahora bien, los códigos correctores de errores
son más eficaces cuando los errores están aislados. Por esta razón
se sitúa un entrelazador 6 entre el codificador 4 y el modulador 1
así como un desentrelazador entre el desmodulador 3 y el
descodificador. De esta manera, se entrelaza el flujo binario antes
de la emisión, después se desentrelaza en la recepción para dividir
los paquetes de errores y mejorar la eficacia del código corrector
de errores.
El procedimiento de entrelazado de la invención
es del tipo que entrega una secuencia entrelazada que corresponde a
una secuencia fuente que comprende N elementos de datos.
Este procedimiento comprende, como mínimo, una
etapa de entrelazado tal que el elemento de datos de índice i de la
secuencia fuente sea desplazado y corresponda al elemento de datos
de índice j de la secuencia entrelazada, determinándose el valor
j a partir del valor i de la forma siguiente:
- a
- es un número entero predeterminado primo con N y tal que: 2 \leq a \leq N-1; y
- b
- es un número entero predeterminado tal que:
- 0
- \leq b \leq N-1
La figura 2 presenta un ejemplo de tabla de
correspondencia entre los índices de los elementos de una secuencia
fuente y los índices de los elementos de una secuencia entrelazada
de elementos de datos. En esta modalidad de realización especial, se
tiene N = 17,
\hbox{a = 4} y b = 0.
Así, por ejemplo, el elemento de datos que ocupa
la decimocuarta plaza en la secuencia fuente (índice 14) ocupa la
sexta plaza en la secuencia entrelazada (índice 6). En efecto, se
tiene: (4 x 14 + 0)[módulo 17] + 1 = 5 + 1 = 6.
A partir de ahora, se considera que el código
corrector de errores utilizado es del tipo que admite, como máximo,
un error entre p elementos de datos consecutivos en la secuencia
fuente. En otras palabras, p es el número de elementos de datos
consecutivos sobre el que se recomienda no tener una acumulación de
errores.
En este caso, el procedimiento según la invención
es tal que el número a es elegido de forma que: a \geq p.
En el curso de la descripción, se considera
igualmente que el canal de transmisión puede presentar
desvanecimientos de duración máxima q.T, siendo T la duración de la
transmisión de un elemento de datos y q un número entero. En otras
palabras, q es la longitud (en número de elementos de datos) del
paquete de errores a dividir.
En este caso, el procedimiento según la invención
es tal que el número a es elegido de forma que:
E(N/a)\geq q, donde E es la función que asocia a un
número real su parte entera.
Un ejemplo de compromiso entre las dos
limitaciones sobre a, a saber a \geq p y E(N/a) \geq q,
consiste por ejemplo en elegir el número a con el fin de maximizar
el menor de los dos valores a y E(N/a). En otras palabras, se
trata de determinar el número a que maximice la función:
Así, cuando se respetan estas dos limitaciones,
el entrelazado es adaptado al código corrector de errores por una
parte y al canal de transmisión por otra parte. Dicho de otro modo,
dos elementos de datos escogidos entre q elementos consecutivos tras
el entrelazado están separados, como mínimo, por p elementos de
datos antes del entrelazado.
b puede ser asimilado a una fase. El valor de b
es elegido de tal forma que se obtenga el entrelazado más eficaz.
Esta elección puede tener en cuenta numerosos parámetros y
especialmente la estructura del bloque a entrelazar.
Mencionemos que a fin de mejorar todavía el
entrelazado, el procedimiento según la invención puede comprender,
como mínimo, dos etapas sucesivas de entrelazado del tipo descrito
anteriormente. Así, en el caso que haya dos etapas sucesivas, los
elementos de la secuencia fuente son primero entrelazados a fin de
constituir una secuencia intermedia, después los elementos de la
secuencia intermedia son entrelazados a fin de constituir la
secuencia entrelazada emitida en el canal de transmisión.
Mencionado i, j y k el índice de un mismo
elemento de datos en la secuencia fuente, la secuencia intermedia y
la secuencia entrelazada respectivamente, se tiene:
donde:
- *
- a_{1} y a_{2} son números enteros predeterminados primos con N; y
- *
- b_{1} y b_{2} son números enteros predeterminados tales que:
- 0 \leq b_{1} \leq N-1 y 0 \leq b_{2} \leq N-1.
Los distintos coeficientes (a_{1}, a_{2},
b_{1}, b_{2}) son elegidos de forma que el entrelazado global
obtenido por la sucesión de las dos etapas del entrelazado sea tal
que dos elementos de datos elegidos entre q elementos consecutivos
tras el entrelazado estén separados, como mínimo, por p elementos
de datos antes del entrelazado.
El número N de elementos de datos de la secuencia
fuente a entrelazar puede tomar cualquier valor predeterminado, el
procedimiento de la invención está adaptado perfectamente al
entrelazado de señales digitales organizadas en bloques de
elementos de datos que comprenden cada una, N elementos de
datos.
Una modalidad de realización particular del
procedimiento de la invención se describe a continuación en el caso
de un sistema digital de radiocomunicación, siendo en este caso los
elementos de datos elementos binarios. Es claro, sin embargo, que
el procedimiento de la invención no está limitado a tal aplicación,
yl que puede fácilmente ser adaptado a otros muchos casos, sin
salirse del marco de la invención.
En un sistema digital de radiocomunicación, los
elementos de datos (o elementos binarios, más concretamente) son
transmitidos por tramas.
La figura 3 presenta un ejemplo de estructuración
de un tren de elementos binarios a transmitir. El tren está
constituido por una sucesión de tramas (...TRAMA X, TRAMA (X
+1)...). Cada trama está constituida por una sucesión de paquetes,
cuatro en este ejemplo, (PAQUETE 1 a PAQUETE 4). En el caso de un
sistema TDMA (``Acceso Múltiple por División de Tiempo''), los
paquetes dedicados a una comunicación dada no vuelven, salvo con
una cierta recurrencia. Así, en el ejemplo presentado, a saber el
sistema TDMA 4, cuatro comunicaciones son multiplexadas
temporalmente y los paquetes de una misma comunicación vuelven
todos.
En fin, cada paquete contiene cinco zonas:
- \bullet
- de una parte, tres zonas de elementos de datos de estructura, situadas al principio, en medio y al final del paquete y llamadas respectivamente ``preámbulo'' ``midámbulo'' y ``postámbulo'' a partir de ahora: y
- \bullet
- por otra parte, dos zonas de elementos de datos útiles.
Las zonas 31, 32 de elementos de datos útiles
transportan información en calidad de tal, mientras que las zonas
33 a 35 de elementos de datos de estructura son requeridas para el
funcionamiento del sistema pero limitan el rendimiento de la
información útil transmitida por el sistema.
El entrelazado tan solo afecta a los elementos
binarios de información (es decir, a los elementos de datos útiles
de las zonas referenciadas 31,32)
Un bloque de N elementos de datos que constituyen
una secuencia fuente puede, pues, corresponder a los elementos
binarios de un mismo paquete o bien a varios paquetes. Una
utilización tal de la estructura de tramas y de paquetes permite
aumentar la eficacia del entrelazado. En efecto, las zonas de
elementos de datos de las estructuras aumentan el desvío entre los
elementos binarios de información tras el entrelazado. Esto vuelve
a aumentar el posible valor de q, para un valor dado de p.
Una etapa de determinación de los números a y b
precede generalmente a la etapa de entrelazado. Así, en el caso de
un sistema de transmisión por paquetes, la etapa de determinación
consiste en elegir los números a y b teniendo en cuenta la
estructura de las tramas y/o la estructura de los paquetes.
Por otro lado, cuando el procedimiento es puesto
en práctica en un sistema de transmisión a saltos de frecuencia
utilizando, como mínimo, dos frecuencias de transmisión, la
frecuencia utilizada en un momento dado y/o los instantes de salto
de frecuencia pueden igualmente ser tenidos en cuenta durante la
etapa de determinación de los números a y b.
En el ejemplo que sigue, expuesto únicamente a
título indicativo, se limita al entrelazado al interior de un solo
paquete. En este caso, el midámbulo se aprovecha para mejorar el
entrelazado de los elementos de datos útiles de las dos zonas
correspondientes comprendidas en el paquete.
En este ejemplo, la primera y la segunda zonas
31 y 32 de los elementos datos útiles contienen respectivamente
n_{1} y n_{2} elementos, siendo n_{1} + n_{2} = N.
La secuencia fuente está pues constituida por la
concatenación:
- \bullet
- de n_{1} elementos de índice i comprendidos entre 1 y n_{1}; y
- \bullet
- de n_{2} elementos de índice i comprendidos entre (n_{1} + 1) y N.
La etapa de entrelazado consiste, como ya se
describió anteriormente, en desplazar el elemento de datos útiles
de orden j de la secuencia fuente de forma que tome la plaza de
orden j de la secuencia entrelazada, estando j definido como
sigue:
- *
- a es un número entero predeterminado primo con N y tal que:
- *
- b es un número entero predeterminado tal
- que:
- 0 \leq b \leq N-1
Los números a y b están determinados por ejemplo
la forma siguiente:
- \bullet
- se determina una función f_{N,a,b} parametrizada por el triplete (N,a,b) y tal que: q = f_{N,a,b}(p);
- \bullet
- se calcula, para cada valor distinto del triplete (N,a,b), un valor p_{min} del número p tal que p_{min} sea el valor máximo de p para el que, f_{N,a,b}(p) resulte inferior o igual a p;
- \bullet
- se eligen los números a y b que correspondan al valor máximo de p_{min}.
- Se puede mostrar que esta función f_{N,a,b }es decreciente y tal que:
- \bullet
- para todo triplete (N,a,b) se tiene: f_{N,a,b}(N) = 1
- \bullet
- f_{N,a,b}(1) \geq 1.
Por consiguiente, siempre hay un valor p_{min}
sea cual sea el valor del triplete (N,a,b).
Un ejemplo de utilización de un método tal de
optimización de la elección de los números a y b se presenta en
relación con la figura 4. En este ejemplo, se dan N = 432 y b = 0 y
se trata de determinar el número a.
Con un deseo de simplificación, la figura 4
presenta solamente tres ejemplos de variación del número q =
f_{N,a,b}(p)en función del número p, correspondiendo
cada ejemplo a un valor distinto del triplete (N,a,b).Por
consiguiente, estando fijados N y b en este caso, cada ejemplo
corresponde a un valor distinto de a.
Así:
- \bullet
- para a = 199, se tiene un p_{min.1} = 13;
- \bullet
- para a = 151, se tiene un p_{min.2} = 20;
- \bullet
- para a = 103, se tiene un p_{min.3} = 21.
Por consiguiente, se elige a = 103 que
corresponde al valor máximo de p_{min} a saber p_{min.3} =
21.
Es evidente que pueden ser consideradas otras
numerosas modalidades de realización de la etapa de determinación de
los números a y b.
En general, se pueden prever simulaciones y
ensayos para un juego de diferentes valores de los números a y b,
por ejemplo, mediante un dispositivo de cálculo digital, siendo los
valores retenidos los que se revelan como los más eficaces con
relación a la descodificación.
Conviene, sin embargo, verificar que los números
elegidos permiten un entrelazado adaptado igualmente al canal de
transmisión.
Claims (13)
1. Procedimiento para determinar los parámetros
de un procedimiento de entrelazado de una secuencia fuente que
comprende N elementos de datos, que da lugar a una secuencia
entrelazada correspondiente a la citada secuencia fuente,
comprendiendo el citado procedimiento de entrelazado, como mínimo,
una etapa de entrelazado que asocia el elemento de datos de índice
j de la citada secuencia entrelazada con el elemento de datos de
índice i de la citada secuencia fuente, siendo determinado el valor
de j a partir del valor i de la forma siguiente:
- a
- es un número entero predeterminado primo con N y tal que 2 \leq a \leq N-1; y
- b
- es un número entero predeterminado tal que:
- 0
- \leq b \leq N-1,
caracterizado porque los números a y b son
elegidos mediante las etapas siguientes:
- \bullet
- determinación de una función f_{N,a,b} parametrizada por el triplete (N,a,b) y tal que q = f_{N,a,b(}p), donde:
- \bullet
- p es el número del elemento de datos sucesivos de la citada secuencia fuente sobre los cuales se aconseja no tener acumulación de errores de forma que un código corrector permita corregir los elementos de datos erróneos;
- \bullet
- q es el número máximo de elementos de datos erróneos sucesivos de la citada secuencia entrelazada correspondiente a un desvanecimiento que un canal de transmisión por el que la citada secuencia entrelazada es transmitida, puede inducir sin afectar la recepción en un receptor situado a la salida del citado canal de transmisión;
- \bullet
- cálculo para cada valor distinto del citado triplete (N,a,b), de un valor p_{min} del número p tal que p_{min} sea el valor máximo de p para el que f_{N,a,b}(p) resulte inferior o igual a p;
- \bullet
- elección de los números a y b correspondientes al valor máximo de p_{min}
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que N es igual a 432, b es igual a 0 y a es igual a 103.
3. Procedimiento de entrelazado de una secuencia
fuente que comprende N elementos de datos, que da lugar a una
secuencia entrelazada correspondiente a la citada secuencia fuente,
comprendiendo el citado procedimiento, como mínimo, una etapa de
entrelazado que asocia el elemento de datos de índice j de la citada
secuencia entrelazada al elemento de datos de índice i de la citada
secuencia fuente, estando determinado el valor j a partir del valor
i de la forma siguiente:
- a
- es un número entero predeterminado primo con N y tal que 2 \leq a \leq N-1; y
- b
- es un número entero predeterminado tal que:
- 0
- \leq b \leq N-1,
caracterizado porque al ponerse en
práctica el citado procedimiento de entrelazado en un sistema de
transmisión de elementos de datos por tramas (TRAMA X, TRAMA (X +
1)), comprendiendo cada una de las citadas tramas, como mínimo, un
paquete (PAQUETE 1 a PAQUETE 4) comprendiendo cada uno de dichos
paquete al menos dos zonas (31,32) de elementos de datos útiles
separadas por, como mínimo, una zona (33 a 35) de elementos de
datos de estructura, la citada etapa de entrelazado es efectuada
únicamente sobre los citados elementos de datos útiles y porque N
es igual a 432, b es igual a cero y a es igual 103.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado en que la elección de la números a y b tiene
en cuenta, como mínimo, uno de los parámetros pertenecientes al
grupo que comprende:
- \bullet
- la estructura de las citadas tramas;
- \bullet
- la estructura de los citados paquetes.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, del
tipo puesto en práctica en un sistema de transmisión a saltos de
frecuencia utilizando, como mínimo, dos frecuencias de transmisión,
caracterizado porque el citado grupo de parámetros comprende
igualmente:
- \bullet
- la frecuencia utilizada en un momento dado;
- \bullet
- los instantes de salto de frecuencia.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se aplica al
entrelazado de señales digitales organizadas en bloques de
elementos de datos que comprenden, cada uno, N elementos de
datos.
7. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los citados
elementos de datos son elementos binarios.
8. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque es puesto en
práctica en un sistema digital de radiocomunicación.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que N es igual a 432, b es igual a 0
y a es igual a 103.
10. Dispositivo para determinar los parámetros de
un procedimiento de entrelazado de una secuencia fuente que
comprende N elementos de datos, que da lugar a una secuencia
entrelazada correspondiente a la citada secuencia fuente,
comprendiendo el citado procedimiento de entrelazado, como mínimo,
una etapa de entrelazado que asocia el elemento de datos de índice
j de la citada secuencia entrelazada con el elemento de datos de
índice i de la citada secuencia fuente, estando determinado el
valor j a partir del valor i de la forma siguiente:
- 1
- \leq i \leq N y 1 \leq j \leq N;
- a
- es un número entero predeterminado primo con N y tal que 2 \leq a \leq N-1; y
- b
- es un número entero predeterminado tal que:
- 0
- \leq b \leq N-1,
caracterizado porque el citado dispositivo
comprende:
- \bullet
- medios para la determinación de una función f_{N,a,b} parametrizada por el triplete (N,a,b) y tal que q = f _{N,a,b}(p), donde:
- * p es el número de elementos de datos sucesivos de la citada secuencia fuente sobre los cuales se aconseja no tener acumulación de error de forma que un código corrector de errores permita corregir los elementos de datos erróneos;
- * q es el número máximo de elementos de datos erróneos sucesivos de la citada secuencia entrelazada correspondiente a un desvanecimiento que un canal de transmisión por el que la citada secuencia entrelazada es transmitida, puede inducir sin afectar la recepción en un receptor situado a la salida del citado canal de transmisión.
- \bullet
- medios de cálculo para cada valor distinto del citado triplete(N,a,b) de un valor p_{min} del número p tal que p_{min} sea el valor máximo de p para el cual f_{N,a,b}(p) resulte inferior o igual a p:
- \bullet
- medios para la elección de los números a y b correspondientes al valor máximo de p_{min}.
11. Dispositivo según la reivindicación 10 en el
que N es igual a 432, b es igual a 0 y b es igual 103.
12. Dispositivo de entrelazado (6) de una
secuencia fuente que comprende N elementos de datos, que entrega
una secuencia entrelazada correspondiente a la citada secuencia
fuente, comprendiendo el citado dispositivo de entrelazado medios
para efectuar, como mínimo, una etapa de entrelazado que asocie el
elemento de datos de índice j de la citada secuencia entrelazada con
el elemento de datos de índice i de la citada secuencia fuente,
estando determinado el valor de j a partir del valor i de la forma
siguiente:
- a
- es un número entero predeterminado primo con N y tal que 2 \leq a \leq N-1; y
- b
- es un número entero predeterminado tal que:
- 0
- \leq b \leq N-1,
caracterizado porque el citado dispositivo
está incorporado en un sistema de transmisión de elementos de datos
por tramas (TRAMA X, TRAMA( X+1)), comprendiendo cada una de las
citadas tramas, como mínimo, un paquete (PAQUETE 1 a PAQUETE 4),
comprendiendo cada uno de los citados paquetes, como mínimo, dos
zonas (31,32) de elementos de datos útiles separadas, como mínimo,
por una zona (33 a 35) de elementos de datos de estructura,
comprendiendo el citado dispositivo medios para efectuar la citada
etapa de entrelazado únicamente sobre los citados elementos de
datos útiles, y porque N es igual 432, b es igual 0 y a es igual a
103.
13. Utilización del procedimiento según la
reivindicación 1 en un sistema de transmisión de elementos de
datos por tramas (TRAMA X, TRAMA(X+1)), comprendiendo cada
una de las citadas tramas, como mínimo, un paquete (PAQUETE 1 a
PAQUETE 4), comprendiendo cada uno de los citados paquetes, como
mínimo, dos zonas (31,32) de elementos de datos útiles separadas,
como mínimo, por una zona (33 a 35) de elementos de datos de
estructura, efectuándose la citada etapa de entrelazado únicamente
sobre los citados elementos de datos útiles.
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