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ES2332836T3 - Aparato y metodo de procesamiento de datos. - Google Patents

Aparato y metodo de procesamiento de datos. Download PDF

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ES2332836T3 ES08253420T ES08253420T ES2332836T3 ES 2332836 T3 ES2332836 T3 ES 2332836T3 ES 08253420 T ES08253420 T ES 08253420T ES 08253420 T ES08253420 T ES 08253420T ES 2332836 T3 ES2332836 T3 ES 2332836T3
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Matthew Paul Athol Taylor
Samuel Asangbeng Atungsiri
John Nicholas Wilson
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Sony Corp
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Abstract

Un aparato de procesamiento de datos operativo para mapear símbolos de datos recibidos desde un número predeterminado de señales de subportadoras de un símbolo Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales, OFDM, en un flujo de símbolos de salida, comprendiendo el aparato de procesamiento un desintercalador (314) operativo para ingresar en una memoria (540) del intercalador el número predeterminado de símbolos de datos a partir de las señales de subportadora OFDM, y para leer desde la memoria (540) los símbolos de datos hacia el flujo de símbolos de datos para realizar el mapeo, siendo la lectura de salida en un orden diferente al ingreso, determinándose el orden a partir de un conjunto de direcciones, con la consecuencia de que los símbolos de datos son desintercalados a partir de las señales de subportadora OFDM, un generador (542) de direcciones operativo para generar el conjunto de direcciones, generándose una dirección para cada uno de los símbolos de datos recibidos, con el objeto de indicar la señal subportadora OFDM desde la que el símbolo de datos recibido ha de mapearse en el flujo de símbolos de salida, comprendiendo el generador (542) de direcciones un registro (200) de desplazamiento de retroalimentación lineal que incluye un número predeterminado de etapas del registro y que es operativo para generar una secuencia de bits pseudoaleatoria de acuerdo con un polinomio generador, un circuito (210) de permutación operativo para recibir el contenido de las etapas (200) del registro de desplazamiento y para permutar los bits presentes en las etapas del registro de acuerdo con un código de permutación con el objeto de formar una dirección de una de las subportadoras OFDM, y una unidad de control (224) operativa en combinación con un circuito (216) de verificación de direcciones, para regenerar una dirección cuando una dirección generada excede una dirección válida máxima predeterminada, caracterizado porque la dirección válida máxima predeterminada es menor que mil veinticuatro, el registro (200) de desplazamiento de retroalimentación lineal tiene nueve etapas de registro con un polinomio generador para el registro de desplazamiento de retroalimentación lineal, de R''i[8] = R''i-1[0] R''i-1[4], y el código de permutación forma, con un bit adicional, una dirección de diez bits R i[n] para el i-ésimo símbolo de datos a partir del bit presente en la n-ésima etapa de registro ''R-i[n], de acuerdo con la tabla: **(Ver fórmula)**

Description

Aparato y método de procesamiento de datos.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a aparatos de procesamiento de datos operativos para mapear símbolos de datos recibidos desde un número predeterminado de señales de subportadora de un símbolo OFDM en un flujo de símbolos de salida. La presente invención se refiere también a generadores de direcciones para utilizar en la escritura de símbolos en, y lectura de símbolos desde, la memoria del intercalador.
Las realizaciones de la presente invención pueden proporcionar un receptor OFDM.
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Antecedentes de la invención
El estándar Difusión de Video Digital - Terrestre (Digital Video Broadcasting-Terrestrial, DVB-T) utiliza Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) para comunicar a receptores datos que representan imágenes de video y sonido, a través de una señal de difusión de comunicaciones por radio. Es sabido que hay dos modos para el estándar DVB-T que se conocen como el modo 2k y el modo 8k. El modo 2k proporciona 2048 subportadoras mientras que el modo 8k proporciona 8192 subportadoras. Análogamente, para el estándar Difusión de Video Digital - Portátil (DVB-H, Digital Video Broadcasting - Handheld) se ha previsto un modo 4k en el que el número de subportadoras es de 4096.
Para mejorar la integridad de los datos comunicados utilizando DVB-T o DVB-H se proporciona un intercalador de símbolos para intercalar símbolos de datos de entrada a medida que estos símbolos son mapeados en las señales de subportadora de un símbolo OFDM. Un intercalador de símbolos semejante comprende una memoria de intercalador en combinación con un generador de direcciones. El generador de direcciones genera una dirección para cada uno de los símbolos de entrada, indicando cada dirección una de las señales de subportadora del símbolo OFDM sobre la cual se ha de mapear el símbolo de datos. Para el modo 2k y el modo 8k se ha descrito una disposición en el estándar DVB-T para generar las direcciones para el mapeo. Análogamente, para el modo 4k del estándar DVB-H se ha previsto una disposición para generar direcciones para el mapeo y en la solicitud de patente europea EP-A-1 463 256 se describe un generador de direcciones para implementar este mapeo. El generador de direcciones comprende un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal que sirve para generar una secuencia de bits pseudoaleatoria y un circuito de permutación. El circuito de permutación permuta el orden del contenido del registro de desplazamiento de retroalimentación lineal, para generar una dirección. La dirección proporciona una indicación de una localización de memoria de la memoria de intercalador, para escribir el símbolo de datos de entrada en la memoria de intercalador, o leer el símbolo datos de entrada desde esta, para el mapeo en una de las señales de subportadora del símbolo OFDM. Análogamente, se dispone un generador de direcciones en el receptor para generar direcciones de la memoria del intercalador, con el objeto de escribir los símbolos de datos recibidos en la memoria de intercalador, o leer los símbolos de datos desde esta para formar un flujo de datos de salida.
En un artículo publicado titulado "DVB-RCT: A standard for Interactive DVB-T", de G. Faria y F. Scalise, se describen dos sistemas para implementar un canal de retorno para DVB Terrestre.
En el documento US 6 353 900 se describe un intercalador que incluye un generador de direcciones para generar una dirección de una memoria del intercalador utilizando un generador de números pseudoaleatorios. Los datos se escriben en la memoria de intercalador en orden secuencial, y a continuación se leen utilizando direcciones especificadas por el generador de direcciones.
De acuerdo con otro desarrollo del estándar de difusión denominado Difusión de Video Digital - Terrestre y conocido como DVB-T2, se ha propuesto la posibilidad de proporcionar otros modos para comunicar datos.
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Compendio de la invención
De acuerdo con un aspecto de la presente invención se proporciona un aparato de procesamiento de datos dispuesto para, en funcionamiento, mapear símbolos de datos recibidos desde una serie predeterminada de señales de subportadora de un símbolo Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales (OFDM) en un flujo de símbolos de salida. El aparato de procesamiento de datos comprende un desintercalador dispuesto para ingresar en una memoria de intercalador el número predeterminado de símbolos de datos procedentes de las señales de subportadora OFDM, y para leer desde la memoria los símbolos de datos hacia el flujo de símbolos de salida con el objeto de llevar a cabo el mapeo, siendo la lectura de salida en un orden diferente a la lectura de entrada, determinándose el orden a partir de un conjunto de direcciones, con la consecuencia de que los símbolos de datos son desintercalados desde las señales de subportadora OFDM. Se dispone un generador de direcciones para generar el conjunto de direcciones, generándose una dirección para cada uno de los símbolos de datos recibidos, con el objeto de indicar la señal subportadora OFDM desde la que ha de mapearse el símbolo de datos recibido, en el flujo de símbolos de salida.
El generador de direcciones comprende un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal que incluye un número predeterminado de etapas de registro y es operativo para generar una secuencia de bits pseudoaleatoria de acuerdo con un polinomio generador, un circuito de permutación y una unidad de control. El circuito de permutación es operativo para recibir el contenido de las etapas de los registros de desplazamiento y para permutar los bits presentes en las etapas de los registros de acuerdo con un código de permutación, con el objeto de crear una dirección de una de las subportadoras OFDM.
La unidad de control es operativa en combinación con un circuito de verificación de direcciones para regenerar una dirección, cuando una dirección generada excede una dirección válida máxima predeterminada. El aparato de procesamiento de datos está caracterizado porque la dirección válida máxima predeterminada es menor que mil veinticuatro, el registro de desplazamiento de retroalimentación lineal tiene nueve etapas de registro con un polinomio generador para el registro de desplazamiento de retroalimentación lineal, de R'_{i}[8] = R'_{i-1}[0]\oplus R'_{i-1}[4], y el código de permutación forma, con un bit adicional, una dirección de diez bits R_{i}[n] para el i-ésimo símbolo de datos a partir del bit presente en la n-ésima etapa del registro R'_{i}[n], de acuerdo con la tabla:
1
Aunque dentro del estándar DVB-T se conoce el proporcionar el modo 2k y el modo 8k, y el estándar DVB-H proporciona un modo 4k, se ha propuesto proporcionar un modo 1k para DVB-T2. Si bien el modo 8k proporciona una disposición para establecer una red de una sola frecuencia con suficientes períodos de protección para acomodar mayores retardos de propagación entre transmisores DVB, es sabido que el modo 2k proporciona una ventaja en aplicaciones móviles. Esto se debe a que el período de símbolos 2k es solo la cuarta parte del período de símbolos 8k, lo que permite que la estimación de canal se actualice con mayor frecuencia permitiendo que el receptor siga con mayor precisión la variación temporal del canal debida a efecto Doppler y otros. Por lo tanto el modo 2k es ventajoso para aplicaciones móviles. Sin embargo, se ha planteado la necesidad de un sistema de comunicaciones OFDM acorde con el estándar DVB-T2 para comunicar en entornos incluso más severos, lo que requiere que un receptor trabaje con mayores variaciones temporales en el canal de comunicaciones, tal como en aplicaciones móviles. Por lo tanto se ha propuesto un modo 1k, aunque con el modo 1k se necesitará una red de múltiples frecuencias que complica una disposición de transmisores para proporcionar un sistema de difusión. Sin embargo, para proporcionar el modo 1k debe proporcionarse un intercalador de símbolos para mapear los símbolos de datos de entrada a las señales de subportadora del símbolo OFDM.
Las realizaciones de la presente invención pueden proporcionar un aparato de procesamiento de datos operativo como un intercalador de símbolos para mapear símbolos de datos recibidos desde un símbolo OFDM, en un flujo de datos de salida, en el que el número de las subportadoras del símbolo OFDM que llevan los símbolos de datos es de sustancialmente mil señales de subportadora. En una realización, el número de señales de subportadora puede ser un valor que se encuentre sustancialmente entre setecientos y mil veinticuatro. Además, los símbolos OFDM pueden incluir subportadoras piloto, que están organizadas para transportar símbolos conocidos, y la dirección válida máxima predeterminada depende del número de símbolos de subportadora piloto presentes en el símbolo OFDM. Así, el modo 1k puede proporcionarse por ejemplo para un estándar DVB tal como DVB-T2, DVB-Cable 2, DVB-T o DVB-H.
Mapear símbolos de datos a ser transmitidos sobre, y recibidos desde, las señales de subportadora de un símbolo OFDM, donde el número de señales de subportadora es de aproximadamente mil, representa un problema técnico que requiere análisis de simulación y pruebas para establecer un polinomio generador apropiado para el registro de desplazamiento de retroalimentación lineal y el orden de permutación. Esto se debe a que el mapeo requiere que los símbolos sean intercalados en las señales de subportadora, con la consecuencia de que los sucesivos símbolos procedentes del flujo de datos de entrada se separan en frecuencia en una cantidad máxima posible, para optimizar el rendimiento de los esquemas de codificación de corrección de errores.
Los esquemas de codificación de corrección de errores tales como la codificación LDPC/BCH, que se ha propuesto para DVB-T2, funcionan mejor cuando no están correlacionados el ruido y la degradación de los valores de símbolos resultantes de la comunicación. Los canales de difusión terrestre pueden padecer cierto desvanecimiento correlacionado, en los dominios tanto de tiempo como de frecuencias. Así, mediante el recurso de separar en lo posible símbolos codificados en diferentes señales de subportadora del símbolo OFDM, puede incrementarse el rendimiento de los esquemas de codificación de corrección de errores.
Como se explicará, a partir del análisis de simulación del rendimiento se ha descubierto que el polinomio generador para el registro de desplazamiento de retroalimentación lineal, en combinación con el orden de los circuitos de permutación indicado arriba, proporcionan un buen rendimiento. Además, al proporcionar una disposición que pueda implementar la generación de direcciones para cada uno de los modos 2k, 4k y 8k mediante el recurso de cambiar las entradas del polinomio generador para el registro de desplazamiento de retroalimentación lineal y el orden de permutación, puede proporcionarse una implementación eficaz en costes del intercalador de símbolos para el modo 1k. Además, un transmisor y un receptor pueden cambiarse entre el modo 1k, el modo 2k, el modo 4k, el modo 8k y el modo 16k mediante el recurso de cambiar el polinomio generador y los órdenes de permutación. Esto puede realizarse en soporte lógico (o por medio de la señalización incorporada) mediante lo que se proporciona una implementación flexible.
El bit adicional, que se utiliza para formar la dirección a partir del contenido del registro de desplazamiento de retroalimentación lineal, puede producirse mediante un circuito de conmutación que cambia entre 1 y 0 para cada dirección, para así reducir la probabilidad de que si una dirección excede la dirección válida máxima predeterminada, entonces la siguiente dirección sea una dirección válida. En un ejemplo, el bit adicional es el bit más significativo.
En un ejemplo, el anterior código de permutación se utiliza para generar las direcciones con el objeto de llevar a cabo la intercalación para sucesivos símbolos OFDM. En otros ejemplos, el anterior código de permutación es uno de una pluralidad de códigos de permutación que se cambian con el objeto de reducir la posibilidad de que bits sucesivos o de datos que están próximos en el orden en un flujo de datos de entrada, sean mapeados a la misma subportadora de un símbolo OFDM. En el ejemplo, se utiliza un código de permutación diferente para llevar a cabo la intercalación entre sucesivos símbolos OFDM. El uso de diferentes códigos de permutación para sucesivos símbolos OFDM puede proporcionar una ventaja cuando el aparato de procesamiento de datos sea operativo para intercalar los símbolos de datos de entrada en las señales de subportadora de símbolos OFDM tanto pares como impares, para un transmisor solo mediante el recurso de ingresar los símbolos de datos en la memoria en un orden secuencial y leer los símbolos de datos desde la memoria de acuerdo con el conjunto de direcciones generadas por el generador de direcciones, y para un receptor solo mediante el recurso de ingresar los símbolos de datos en la memoria de acuerdo con el conjunto de direcciones generadas por el generador de direcciones y leer los símbolos de datos desde la memoria en un orden secuencial.
En las reivindicaciones anexas se definen diversos aspectos y características de la presente invención. Otros aspectos de la presente invención incluyen un método para mapear símbolos recibidos desde un número predeterminado de señales de subportadora de un símbolo Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales (OFDM) en un flujo de símbolos de salida, así como un receptor.
Breve descripción de los dibujos
Se describirán realizaciones de la presente invención solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos anexos en los que las partes iguales reciben números de referencia correspondientes, y en los cuales:
la figura 1 es un diagrama esquemático de bloques de un transmisor OFDM codificado que puede utilizarse, por ejemplo, con el estándar DVB-T2;
la figura 2 es un diagrama esquemático de bloques, de partes del transmisor mostrado en la figura 1, en el que un mapeador de símbolos y un constructor de cuadros ilustran el funcionamiento de un intercalador;
la figura 3 es un diagrama esquemático de bloques, del intercalador de símbolos mostrado en la figura 2;
la figura 4 es un diagrama esquemático de bloques, de una memoria de intercalador mostrada en la figura 3 y el correspondiente desintercalador de símbolos en el receptor;
la figura 5 es un diagrama esquemático de bloques de un generador de direcciones mostrado en la figura 3, para el modo 1k;
la figura 6(a) es un diagrama que ilustra resultados para un intercalador que utiliza el generador de direcciones mostrado en la figura 5 para símbolos pares, y la figura 6(b) es un diagrama que ilustra resultados de simulación de diseños para símbolos impares, mientras que la figura 6(c) es un diagrama que ilustra resultados comparativos para un generador de direcciones que utiliza un código de permutación diferente para símbolos pares, y la figura 6(d) es un diagrama correspondiente para símbolos impares;
la figura 7 es un diagrama esquemático de bloques de un receptor OFDM codificado, que puede utilizarse por ejemplo con el estándar DVB-T2;
la figura 8 es un diagrama esquemático de bloques de un desintercalador de símbolos que aparece en la figura 7;
la figura 9(a) es un diagrama que ilustra resultados para un intercalador para símbolos OFDM pares y la figura 9(b) es un diagrama que ilustra resultados para símbolos OFDM impares;
la figura 10 proporciona un diagrama esquemático de bloques del intercalador de símbolos mostrado en la figura 3, ilustrando un modo de funcionamiento en el que la intercalación se lleva a cabo solo según un modo de intercalación impar; y
la figura 11 proporciona un diagrama esquemático de bloques del desintercalador de símbolos mostrado en la figura 8, ilustrando el modo de funcionamiento en el que la intercalación se lleva a cabo solo según el modo de intercalación impar.
Descripción de realizaciones preferidas
Se ha propuesto que el número de modos que están disponibles dentro del estándar DVB-T2 debería extenderse para incluir un modo 1k, un modo 16k y un modo 32k. La siguiente descripción se proporciona para ilustrar el funcionamiento de un intercalador de símbolos acorde con la técnica actual, si bien se apreciará que el intercalador de símbolos puede utilizarse con otros modos y otros estándares DVB.
La figura 1 proporciona un diagrama de bloques ejemplar de un transmisor OFDM codificado que puede utilizarse, por ejemplo, para transmitir imágenes de video y señales de audio de acuerdo con el estándar DVB-T2. En la figura 1, una fuente de programa genera datos a transmitir por el transmisor COFDM. Un codificador 2 de video, un codificador 4 de audio y un codificador 6 de datos generan video, audio y otros datos a transmitir, que son suministrados a un multiplexor 10 de programa. La salida del multiplexor 10 de programa forma un flujo multiplexado con otra información necesaria para comunicar el video, el audio y otros datos. El multiplexor 10 proporciona un flujo sobre un canal de conexión 12. Puede haber muchos de tales flujos multiplexados, que son suministrados a diferentes bifurcaciones A, B, etcétera. Por simplicidad se describirá solo la bifurcación A.
Como se muestra en la figura 1, un transmisor OFDM 20 recibe el flujo en un bloque 22 de distribución de energía y adaptación del multiplexor. El bloque 22 de distribución de energía y adaptación del multiplexor aleatoriza los datos y suministra los datos apropiados a un codificador 24 de corrección de errores hacia adelante, que lleva a cabo codificación de corrección de errores del flujo. Hay previsto un intercalador 26 de bits para intercalar los bits de datos codificados, que para el ejemplo de DVB-T2 es la salida del codificador LDCP/BCH. La salida procedente del intercalador 26 de bits es suministrada a un mapeador 28 de bits a constelación, que mapea grupos de bits a un punto de constelación, que se utilizará para transportar los bits de datos codificados. Las salidas procedentes del mapeador 28 de bits a constelación son etiquetas de puntos de constelación que representan componentes reales e imaginarias. Las etiquetas de puntos de constelación representan símbolos de datos formados a partir de dos o más bits dependiendo del esquema de modulación utilizado. Serán aludidas como celdas de datos. Estas celdas de datos se pasan a través de un intercalador temporal 30 cuyo efecto es intercalar celdas de datos resultantes de múltiples palabras de código LDPC.
Las celdas de datos son recibidas por un constructor 32 de cuadros, con celdas de datos producidas por la bifurcación B, etcétera, en la figura 1, a través de otros canales 31. A continuación el constructor 32 de cuadros conforma muchas celdas de datos en secuencias a transportar sobre símbolos OFDM, donde un símbolo OFDM comprende una serie de celdas de datos, estando cada celda de datos mapeada a una de las subportadoras. El número de subportadoras dependerá del modo de funcionamiento del sistema, que puede incluir uno entre 1k, 2k, 4k, 8k, 16k o 32k, cada uno de las cuales proporciona un número diferente de subportadoras, por ejemplo de acuerdo con la siguiente tabla:
2
Número de Subportadoras Adaptado de DVB-T/H
Así, en un ejemplo el número de subportadoras para el modo 1k es de setecientas cincuenta y seis. Para el sistema DVB-T2, el número de subportadoras por símbolo OFDM puede variar en función del número de portadoras piloto y otras reservadas. Así en DVB-T2, a diferencia de DVB-T, el número de subportadoras para transporte de datos no es fijo. Los organismos de radiodifusión pueden seleccionar uno de los modos operativos entre 1k, 2k, 4k, 8k, 16k y 32k, proporcionando cada uno un rango de subportadoras para datos por símbolo OFDM, siendo el máximo disponible para cada uno de estos modos 1024, 2048, 4096, 8192, 16384 y 32768 respectivamente. En DVB-T2, un cuadro de capa física se compone de muchos símbolos OFDM. Típicamente el cuadro comienza con uno o más preámbulos o símbolos OFDM P2, que a continuación van seguidos por una carga útil numérica que lleva símbolos OFDM. El final del cuadro de capa física está marcado por un símbolo de cierre del cuadro. Para cada modo operativo, el número de subportadoras puede ser diferente para cada tipo de símbolo. Además, este puede variar para cada uno en función de si se selecciona extensión de ancho de banda, de si se habilita reserva de tono y en función de qué patrón de subportadora piloto se ha seleccionado. Así, es difícil una generalización a un número específico de subportadoras por símbolo OFDM. Sin embargo, el intercalador de frecuencias para cada modo puede intercalar cualquier símbolo cuyo número de subportadoras sea menor o igual que el número disponible máximo de subportadoras para el modo dado. Por ejemplo, en el modo 1k el intercalador funcionaría para símbolos con el número de subportadoras siendo menor o igual que 1024, y en el modo 16k lo haría con el número de subportadoras siendo menor o igual que 16384.
A continuación la secuencia de celdas de datos a ser transportada en cada símbolo COFDM se pasa al intercalador 33 de símbolos. Después se genera el símbolo COFDM mediante un bloque 37 constructor de símbolos COFDM, que introduce señales piloto y de sincronización alimentadas desde un formador 36 de señales incorporadas y pilotos. Después, un modulador OFDM 38 forma el símbolo OFDM en el dominio de tiempos, el cual se suministra a un procesador 40 de inserción de protecciones para generar un intervalo de protección entre símbolos, y después a un convertidor 42 digital a analógico y finalmente a un amplificador de RF dentro de un frontal de RF 44, para la eventual difusión mediante el transmisor COFDM desde una antena 46.
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Provisión de un Modo 1k
Para proporcionar un nuevo modo 1k ha de definirse varios elementos, uno de los cuales es el intercalador de símbolos 1k 33. El mapeador 28 de bits a constelación, el intercalador 33 de símbolos y el constructor 32 de cuadros se muestran con más detalle en la figura 2.
Como se ha explicado arriba, la presente invención proporciona una prestación para proporcionar un mapeo casi óptimo de los símbolos de datos a las señales de subportadora OFDM. Según la técnica del ejemplo, se proporciona el intercalador de símbolos para llevar a cabo el mapeo óptimo de los símbolos de datos de entrada a señales de subportadora COFDM, de acuerdo con un código de permutación y un polinomio generador que han sido verificados por análisis de simulación.
Como se muestra en la figura 2, se proporciona una ilustración ejemplar más detallada del mapeador 28 de bits a constelación de símbolos y el constructor 32 de cuadros, para ilustrar una realización ejemplar de la presente técnica. Los bits de datos recibidos desde el intercalador 26 de bits a través de un canal 62, son agrupados en conjuntos de bits a mapear en celdas de datos, de acuerdo con un número de bits por símbolo previsto por el esquema de modulación. Los grupos de bits, que forman una palabra de datos, se suministran en paralelo a través de canales 64 de datos al procesador 66 de mapeo. A continuación, el procesador 66 de mapeo selecciona uno de los símbolos de datos, de acuerdo con un mapeo pre-asignado. El punto de constelación está representado por una componente real y una imaginaria que se proporcionan en el canal de salida 29 como una de entre un conjunto de entradas para el constructor de cuadros 32.
El constructor 32 de cuadros recibe las celdas de datos procedentes del mapeador 28 de bits a constelación a través del canal 29, junto con celdas de datos procedentes de los otros canales 31. Tras la construcción de un cuadro de muchas secuencias de celdas COFDM, se escriben entonces las celdas de cada símbolo COFDM en una memoria 100 del intercalador y estas se leen desde la memoria 100 del intercalador de acuerdo con direcciones de escritura y direcciones de lectura generadas por un generador 102 de direcciones. De acuerdo con el orden de escritura y lectura, la intercalación de las celdas de datos se consigue mediante el recurso de generar las direcciones apropiadas. El funcionamiento del generador 102 de direcciones y la memoria 100 del intercalador se describirá en mayor detalle brevemente con referencia a las figuras 3, 4 y 5. A continuación, las celdas de datos intercaladas se combinan con símbolos piloto y de sincronización recibidos desde el formador 36 de señales incorporadas y pilotos, en un constructor 37 de símbolos OFDM para formar el símbolo COFDM, que es suministrado al modulador OFDM 38 como se ha explicado antes.
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Intercalador
La figura 3 proporciona un ejemplo de partes del intercalador 33 de símbolos, que ilustra la presente técnica para intercalar símbolos. En la figura 3, las celdas de datos de entrada procedentes del constructor 32 de cuadros se escriben en la memoria 100 del intercalador. Las celdas de datos se escriben en la memoria 100 del intercalador de acuerdo con una dirección de escritura suministrada desde el generador 102 de direcciones en el canal 104, y se leen desde la memoria 100 del intercalador de acuerdo con una dirección de lectura suministrada desde el generador 102 de direcciones en el canal 106. El generador 102 de direcciones genera la dirección de escritura y la dirección de lectura como se explica después, dependiendo de si el símbolo COFDM es par o impar, lo que se identifica a partir de una señal suministrada desde un canal 108, y dependiendo de un modo seleccionado que se identifica a partir de una señal suministrada desde un canal 110. Como se ha explicado, el modo puede ser uno entre un modo 1k, un modo 2k, un modo 4k, un modo 8k, un modo 16k y un modo 32k. Como se explica más adelante, la dirección de escritura y la dirección de lectura son generadas de forma diferente para símbolos impares y pares, como se explica con referencia la figura 4, lo que proporciona una implementación ejemplar de la memoria 100 del intercalador.
En el ejemplo mostrado en la figura 4, se muestra que la memoria del intercalador comprende una parte superior 100 que ilustra el funcionamiento de la memoria del intercalador en el transmisor, y una parte inferior 340 que ilustra el funcionamiento de la memoria del desintercalador en el receptor. El intercalador 100 y el desintercalador 340 se muestran juntos en la figura 4 para facilitar la comprensión de su funcionamiento. Como se muestra en la figura 4, una representación de la comunicación entre el intercalador 100 y el desintercalador 340 a través de otros dispositivos y a través de un canal de transmisión, se ha simplificado y representado como una sección 140 entre el intercalador 100 y el desintercalador 340. El funcionamiento del intercalador 100 se describe en los párrafos
siguientes.
Si bien la figura 4 proporciona una ilustración para solo cuatro celdas de datos de entrada en un ejemplo de cuatro señales de subportadora de un símbolo COFDM, se apreciará que la técnica ilustrada en la figura 4 puede extenderse a un número mayor de subportadoras tal como 756 para el modo 1k, 1512 para el modo 2k, 3024 para el modo 4k, 6048 para el modo 8k, 12096 para el modo 16k y 24192 para el modo 32k.
El direccionamiento de entrada y salida para la memoria 100 del intercalador mostrado en la figura 4, se muestra para símbolos impares y pares. Para un símbolo COFDM par, las celdas de datos se toman del canal de entrada 77 y se escriben en la memoria 124.1 del intercalador de acuerdo con una secuencia 120 de direcciones generada para cada símbolo COFDM mediante el generador 102 de direcciones. Las direcciones de escritura son aplicadas al símbolo par de modo que, tal como se ilustra, se lleva a cabo la intercalación mediante la acción de reorganizar las direcciones de escritura. Por lo tanto, para cada símbolo intercalado y(h(q)) = h'(q).
Para símbolos impares se utiliza la misma memoria 124.2 del intercalador. Sin embargo, como se muestra en la figura 4, para el símbolo impar el orden de escritura 132 es con la misma secuencia de direcciones utilizada para la lectura de salida del símbolo par 126 previo. Esta característica permite que las implementaciones de intercalador de símbolos impares y pares utilicen solo una memoria 100 de intercalador, siempre que la operación de lectura de salida para una dirección se lleve a cabo antes que la operación de escritura de entrada. Las celdas de datos escritas en la memoria 124 del intercalador durante símbolos impares, se leen a continuación en una secuencia 134 generada por un generador 102 de direcciones para el siguiente símbolo COFDM par, y así sucesivamente. Así, se genera solo una dirección por cada símbolo, con el ingreso y la escritura de salida para el símbolo COFDM impar/par llevándose a cabo durante el mismo período de tiempo.
En resumen, como se ha representado en la figura 4, una vez que se ha calculado el conjunto de direcciones H(q) para todas las subportadoras activas, se procesa el vector de entrada Y' = (y0', y1', y2', ... yN_{max}-1') para producir el vector intercalado Y = (y0, y1, y2, ...yN_{max}-1) definido por:
\quad
yH(q) = y'_{q} para símbolos pares, para q = 0, ..., N_{max}-1
\quad
y_{q} = y'H(q) para símbolos impares, para q = 0, ..., N_{max}-1.
En otras palabras, para símbolos OFDM pares las palabras de entrada se escriben de forma permutada en una memoria y se leen de vuelta de forma secuencial, mientras que para símbolos impares estas se escriben secuencialmente y se leen de vuelta permutadas. En el caso anterior, la permutación H(q) está definida por la siguiente tabla:
TABLA 1 Permutación para un caso sencillo donde N_{max} = 4
3
Como se muestra en la figura 4, el desintercalador 340 funciona para invertir la intercalación aplicada por el intercalador 100, mediante la acción de aplicar el mismo conjunto de direcciones que el generado por un generador equivalente de direcciones, pero aplicando de forma inversa las direcciones de escritura de entrada y de lectura de salida. Así, para símbolos pares las direcciones 342 de escritura de entrada están en orden secuencial, mientras que las direcciones 344 de lectura de salida son proporcionadas por el generador de direcciones. Correspondientemente, para los símbolos impares el orden 346 de escritura de entrada se determina a partir del conjunto de direcciones generadas por el generador de direcciones, mientras que la lectura de salida 348 es en orden secuencial.
Generador de Direcciones para el Modo 1k
Un diagrama esquemático de bloques del algoritmo utilizado para generar la función de permutación H(q), se representa en la figura 5 para el modo 1k.
En la figura 5 se muestra una implementación del generador 102 de direcciones para el modo 1k. En la figura 5, un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal está formado por nueve etapas 200 de registro y una puerta lógica XOR 202 que está conectada a las etapas del registro de desplazamiento 200 de acuerdo con un polinomio generador. Por lo tanto, de acuerdo con el contenido del registro 200 de desplazamiento se proporciona un siguiente bit del registro de desplazamiento procedente de la salida de la puerta lógica XOR 202, mediante el recurso de someter al operador lógico XOR el contenido del registro de desplazamiento R[0] y la etapa de registro R[4], de acuerdo con el polinomio generador:
4
De acuerdo con el polinomio generador se genera una secuencia de bits pseudoaleatorios a partir del contenido del registro de desplazamiento 200. Sin embargo, para generar una dirección para el modo 1k ilustrado, se proporciona un circuito de permutación 210 que permuta eficazmente el orden de los bits dentro del registro de desplazamiento 200, desde un orden R'_{i}[N] a un orden R_{i}[n] a la salida del circuito de permutación 210. A continuación se suministran a un canal de conexión 212 nueve bits procedentes de la salida del circuito de permutación 210, a los que se añade un bit más significativo, a través de un canal 214 que se proporciona mediante un circuito de conmutación 218. Por lo tanto se genera una dirección de diez bits en el canal 212. Sin embargo para asegurar la autenticidad de una dirección, un circuito 216 de verificación de direcciones analiza la dirección generada para determinar si ésta excede un valor máximo predeterminado. El valor máximo predeterminado puede corresponder al número máximo de señales de subportadora que están disponibles para símbolos de datos dentro del símbolo COFDM, disponible para el modo que se esté utilizando. Sin embargo el intercalador para el modo 1k puede también utilizarse para otros modos, de manera que el generador 102 de direcciones puede también ser utilizado para el modo 2k, el modo 4k, el modo 8k, el modo 16k y el modo 32k mediante el recurso de ajustar correspondientemente el número de la dirección válida máxima.
Si la dirección generada excede el valor máximo predeterminado, se genera entonces una señal de control mediante la unidad 216 de verificación de direcciones, y esta se suministra a una unidad de control 224 a través de un canal 220 de conexión. Si la dirección generada excede el valor máximo predeterminado entonces se rechaza esta dirección y se genera una nueva dirección para el símbolo concreto.
Para el modo 1k se define una palabra de (N_{r} - 1) bits R'_{i}, con N_{r} = log_{2}M_{max}, donde M_{max} = 1024, utilizando un LFSR (Linear Feedback Shift Register, registro de desplazamiento de retroalimentación lineal).
El polinomio utilizado para generar esta secuencia es:
\quad
Modo 1k: R'_{i}[8] = R'_{i-1}[0]\oplus R'_{i-1}[4]
\quad
donde i varía de 0 a M_{max} - 1.
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Una vez que se ha generado una palabra R'_{i}, la palabra R'_{i} es sometida a una permutación para producir otra palabra de (N_{r} - 1) bits denominada R_{i}. R_{i} se deriva de R'_{i} mediante la permutación de bits dada como sigue:
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5
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Como ejemplo esto significa que, para el modo 1k, el número de bit 8 de R'_{i} es enviado a la posición de bit número 4 de R_{i}.
A continuación se deriva la dirección H(q) a partir de R_{i}, a través de la siguiente ecuación:
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6
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La parte 600 de la ecuación anterior está representada en la figura 5 por el bloque de conmutación T 218.
A continuación se lleva a cabo una verificación de dirección en H(q), para verificar que la dirección generada está dentro del rango de direcciones aceptables: si (H(q) < N_{max}), donde N_{max} = 756 en el modo 1k del ejemplo, entonces la dirección es válida. Si la dirección no es válida, la unidad de control es informada e intentará generar una nueva H(q) mediante la acción de incrementar el índice i.
El papel del bloque de conmutación es asegurarse de que no generamos una dirección que excede el doble de N_{max} en una fila. En efecto, si se genera un valor excesivo esto significa que el MSB (es decir, el bit de conmutación) de la dirección H(q) era un uno. Por lo tanto el siguiente valor generador tendrá un MSB de valor cero, lo que asegura que se produce una dirección válida.
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Las siguientes ecuaciones sintetizan el comportamiento global y ayudan a comprender la estructura en bucle de este algoritmo:
7
Como se explicará brevemente en un ejemplo del generador de direcciones, el código de permutación mencionado arriba se utiliza para generar direcciones para todos los símbolos OFDM. En otro ejemplo los códigos de permutación pueden cambiarse entre símbolos, con la consecuencia de que se cambia cíclicamente un conjunto de códigos de permutación para sucesivos símbolos OFDM. A este respecto, las líneas de control 108, 110 que proporcionan una indicación sobre si el símbolo OFDM es impar o par, y el modo actual, se utilizan para seleccionar el código de permutación. Este modo de ejemplo en el que se cambia cíclicamente una pluralidad de códigos de permutación, es especialmente apropiado para el ejemplo en el que se utiliza solo el intercalador impar, como se explicará después. A través de un canal de control 111 se proporciona una señal que indica que debería utilizarse un código de permutación diferente. En un ejemplo, los posibles códigos de permutación están previamente almacenados en el circuito 210 de códigos de permutación. En otro ejemplo, la unidad de control 224 suministra el nuevo código de permutación a ser utilizado para un símbolo OFDM.
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Análisis de Soporte del Generador de Direcciones para el Modo 1k
La selección del polinomio generador y el código de permutación, explicada arriba para el generador 102 de direcciones para el modo 1k, ha sido identificada siguiendo el análisis de simulación del comportamiento relativo del intercalador. El comportamiento relativo del intercalador se ha evaluado utilizando una capacidad relativa del intercalador para separar símbolos sucesivos, o una "calidad de intercalación". Como se ha mencionado antes, de hecho la intercalación debe realizarse para símbolos tanto impares como pares, para utilizar una sola memoria de intercalador. La medida relativa de la calidad del intercalador se determina definiendo una distancia D (en número de subportadoras). Se escoge un criterio C para identificar un número de subportadoras que están a una distancia \leq D a la salida del intercalador, que estaban a una distancia \leq D a la entrada del intercalador, estando el número de subportadoras para cada distancia D ponderado con respecto a la distancia relativa. El criterio C se evalúa para símbolos COFDM tanto impares como pares. Minimizar C produce un intercalador de calidad superior.
8
donde: N_{par}(d) y N_{impar}(d) son el número de subportadoras en un símbolo par e impar respectivamente a la salida del intercalador, que quedan dentro de una separación de subportadoras de d entre ellas.
El análisis del intercalador identificado arriba para el modo 1k para un valor de D = 5, se muestra en la figura 6(a) para los símbolos COFDM pares y en la figura 6(b) para los símbolos COFDM impares. De acuerdo con el análisis anterior, el valor de C para el código de permutación identificado antes para el modo 1k produjo un valor de C = 24, de modo que el número ponderado de subportadoras con símbolos que están separados por cinco o menos en la salida, fue de 24 de acuerdo con la ecuación anterior.
Se proporciona un análisis correspondiente para un código de permutación alternativo para símbolos COFDM pares en la figura 6(c), y para símbolos COFDM impares en la figura 6(d). Como puede verse en comparación con los resultados ilustrados en las figuras 6(a) y 6(b), hay más componentes presentes que representan símbolos separados por distancias pequeñas tales como D = 1 y D = 2, en comparación con los resultados mostrados en las figuras 6(a) y 6(b), lo que muestra que el código de permutación identificado arriba para el intercalador de símbolos en modo 1k produce un intercalador de calidad superior.
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Códigos de Permutación Alternativos
Se ha encontrado que los siguientes diez posibles códigos alternativos ([n]R_{i} posiciones de bit, donde n = 1 a 10) proporcionan un intercalador de símbolos con una buena calidad, como se determina mediante el criterio C identificado arriba.
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Receptor
La figura 7 proporciona una ilustración ejemplar de un receptor que puede utilizarse con la presente técnica. Como se muestra en la figura 7, una señal COFDM es recibida por una antena 300 y detectada por un sintonizador 302, y convertida a una forma digital mediante un convertidor 304 analógico a digital. Un procesador 306 de supervisión del intervalo de protección suprime el intervalo de protección de un símbolo COFDM recibido, antes de que se recuperen los datos desde el símbolo COFDM utilizando un procesador 308 de transformada rápida de Fourier (FFT, Fast Fourier Transform) en combinación con un dispositivo 310 de estimación y corrección de canal en cooperación con una unidad 311 de descodificación de señalización incorporada, de acuerdo con las técnicas conocidas. Los datos desmodulados se recuperan desde un mapeador 312 y se suministran a un desintercalador 314 de símbolos, que sirve para efectuar el mapeo inverso del símbolo de datos recibido, para regenerar un flujo de datos de salida con los datos desintercalados.
El desintercalador 314 de símbolos se forma a partir de un aparato de procesamiento de datos como se muestra en la figura 7, con una memoria 540 de intercalador y un generador 542 de direcciones. La memoria de intercalador es tal como la mostrada en la figura 4, y funciona como ya se ha explicado antes para efectuar la desintercalación mediante el recurso de utilizar conjuntos de direcciones generadas por el generador 542 de direcciones. El generador 542 de direcciones está formado como se muestra en la figura 8, y está preparado para generar correspondientes direcciones con el objeto de mapear los símbolos de datos recuperados desde cada una de las señales de subportadora COFDM en un flujo de datos de salida.
Las restantes partes del receptor COFDM mostrado en la figura 7 se proporcionan para efectuar descodificación de corrección de errores 318 con el objeto de corregir errores y recuperar una estimación de los datos fuente.
Una ventaja proporcionada por la presente técnica tanto para el receptor como para el transmisor, es que un intercalador de símbolos y un desintercalador de símbolos funcionando en los receptores y transmisores pueden conmutarse entre los modos 1k, 2k, 4k, 8k, 16k y 32k mediante la acción de cambiar los polinomios generadores y el orden de permutación. Así, el generador 542 de direcciones mostrado en la figura 8 incluye una entrada 544 que proporciona una indicación del modo, así como una entrada 546 que indica si hay símbolos COFDM impares/pares. De ese modo, se proporciona una implementación flexible puesto que pueden formarse un intercalador de símbolos y un desintercalador de símbolos tal como se muestra en las figuras 3 y 8, con un generador de direcciones tal como se ilustra en la figura 5. Por lo tanto, el generador de direcciones puede adaptarse a los diferentes modos mediante el recurso de cambiar a los polinomios generadores y los órdenes de permutación indicados para cada uno de los modos. Por ejemplo, esto puede efectuarse utilizando un cambio de software. Alternativamente, en otras realizaciones puede ser detectada una señal incorporada que indica el modo de la transmisión DVB-T2 en el receptor, en la unidad 311 de procesamiento de señalización incorporada, y utilizarse para configurar automáticamente el desintercalador de símbolos en función del modo detectado.
Uso Óptimo de Intercaladores Impares
Como se muestra en la figura 4, dos procesos de intercalación de símbolos, uno para símbolos COFDM pares y otro para símbolos COFDM impares, permiten reducir la cantidad de memoria utilizada durante la intercalación. En el ejemplo mostrado en la figura 4, el orden de escritura de entrada para el símbolo impar es el mismo que el orden de lectura de salida para el símbolo par; por lo tanto mientras está leyéndose un símbolo impar de la memoria, puede escribirse un símbolo par en la localización desde la que se acaba de leer; posteriormente, cuando se lee tal símbolo par desde la memoria, puede escribirse el siguiente símbolo impar en la localización desde la que se acaba de leer.
Como se ha mencionado antes, durante un análisis experimental del funcionamiento de los intercaladores (utilizando el criterio C que se ha definido antes) y para el ejemplo mostrado en la figura 9(a) y en la figura 9(b), se ha descubierto que los esquemas de intercalación diseñados para los intercaladores de símbolos 2k y 8k para DVB-T y el intercalador de símbolos 4k para DVB-H, funcionan mejor para símbolos impares que para símbolos pares. Así, a partir de los resultados de evaluación del rendimiento de los intercaladores, por ejemplo como se ilustra mediante las figuras 9(a) y 9(b), se ha revelado que los intercaladores impares funcionan mejor que los intercaladores pares. Esto puede verse comparando la figura 9(a) que muestra resultados para un intercalador para símbolos pares, y la figura 9(b) que ilustra resultados para símbolos impares: se puede ver que la distancia promedio en la salida del intercalador de las subportadoras que estaban adyacentes a la entrada del intercalador, es mayor en un intercalador para símbolos impares que en un intercalador para símbolos pares.
Como se comprenderá, la cantidad de memoria de intercalador necesaria para implementar un intercalador de símbolos depende del número de símbolos de datos a ser mapeados en los símbolos de portadora COFDM. Así, un intercalador de símbolos en modo 16k necesita la mitad de la memoria necesaria para implementar un intercalador de símbolos en modo 32k y, análogamente, la cantidad de memoria necesaria para implementar un intercalador de símbolos 8k es la mitad de la necesaria para implementar un intercalador 16k. Por lo tanto, un transmisor o un receptor que esté configurado para implementar un intercalador de símbolos en un modo que establezca el número máximo de símbolos de datos que pueden ser transportados por símbolo OFDM, incluirá memoria suficiente para implementar dos procesos de intercalación impares para cualquier otro modo, lo que proporciona la mitad o menos de la mitad del número de subportadoras por símbolo OFDM en tal modo máximo dado. Por ejemplo, un receptor o un transmisor que incluyan un intercalador 32k tendrá memoria suficiente para acomodar dos procesos de intercalación impar 16k, cada uno con su propia memoria 16k.
Por lo tanto, para explotar el mejor rendimiento de los procesos de intercalación impar, se puede disponer un intercalador de símbolos capaz de acomodar múltiples modos de modulación de manera que se utilice solo un proceso de intercalación de símbolos impares si está en un modo que comprende la mitad o menos de la mitad del número de subportadoras en un modo máximo, lo que representa el número máximo de subportadoras por símbolo OFDM. Por lo tanto, el modo máximo fija el tamaño máximo de memoria. Por ejemplo en un transmisor/receptor válido para el modo 32k, cuando funciona en un modo con menos portadoras (es decir 16k, 8k, 4k o 1k) entonces en lugar de utilizar procesos de intercalación de símbolos impares y pares separados, se utilizarían dos intercaladores impares.
En la figura 10 se muestra una ilustración de una adaptación del intercalador de símbolos 33 que se muestra en la figura 3, cuando intercala símbolos de datos de entrada en las subportadoras de símbolos OFDM solo en el modo de intercalación impar. El intercalador 33.1 de símbolos corresponde exactamente al intercalador 33 de símbolos que se muestra en la figura 3, excepto en que el generador 102.1 de direcciones está adaptado para llevar a cabo solo el proceso de intercalación impar. Para el ejemplo mostrado en la figura 10, el intercalador 33.1 de símbolos está funcionando en un modo en el que el número de símbolos de datos que pueden portarse por símbolo OFDM es menor que la mitad del número máximo que puede portarse mediante un símbolo OFDM en un modo operativo con el número máximo de subportadoras por símbolo OFDM. Así, el intercalador 33.1 de símbolos se ha dispuesto para dividir la memoria 100 del intercalador. Para la presente ilustración mostrada en la figura 10, la memoria 100 del intercalador está dividida por tanto en dos partes 401, 402. Como una ilustración del intercalador 33.1 de símbolos funcionando en un modo en el que los símbolos de datos son mapeados a los símbolos OFDM utilizando el proceso de intercalación impar, la figura 10 proporciona una vista expandida de cada mitad 401, 402 de la memoria de intercalador. La vista expandida proporciona una ilustración del modo de intercalación impar representado para el lado del transmisor para cuatro símbolos A, B, C, D reproducidos de la figura 4. Así, tal como se muestra en la figura 10, para sucesivos conjuntos de símbolos de datos primero y segundo los símbolos de datos se escriben en la memoria 401, 402 del intercalador en un orden secuencial y son leídos de salida de acuerdo con direcciones generadas por el generador 102 de direcciones en un orden permutado, de acuerdo con las direcciones generadas por el generador de direcciones tal como se ha explicado previamente. Así, como se ilustra en la figura 10, puesto que está llevándose a cabo el proceso de intercalación impar para sucesivos conjuntos primero y segundo de símbolos de datos, la memoria del intercalador debe dividirse en dos partes. Los símbolos procedentes de un primer conjunto de símbolos de datos se escriben en una primera mitad 401 de la memoria del intercalador, y los símbolos procedentes de un segundo conjunto de símbolos de datos se escriben en una segunda parte 402 de la memoria del intercalador, puesto que el intercalador de símbolos ya no es capaz de reutilizar las mismas partes de la memoria del intercalador de símbolos que cuando funciona en un modo de intercalación impar y par.
En la figura 11 se muestra un correspondiente ejemplo del intercalador en el receptor que aparece en la figura 8, pero adaptado para funcionar solamente con un proceso de intercalación impar. Como se muestra en la figura 11, la memoria 540 del intercalador está dividida en dos mitades 410, 412 y el generador 542 de direcciones está adaptado para escribir símbolos de datos en la memoria de intercalador y leer símbolos de datos desde la memoria del intercalador en respectivas partes de la memoria 410, 412 para sucesivos conjuntos de símbolos de datos, con el objeto de implementar solo un proceso de intercalación impar. Por lo tanto, en correspondencia con la representación mostrada en la figura 10, la figura 11 muestra el mapeo del proceso de intercalación que se lleva a cabo en el receptor y se ilustra en la figura 4, como una vista expandida funcionando para las mitades tanto primera como segunda 410, 412 de la memoria de intercalación. Así, se escribe un primer conjunto de símbolos de datos en una primera parte 410 de la memoria del intercalador, en un orden permutado definido de acuerdo con las direcciones generadas por el generador 542 de direcciones, como se ilustra por el orden de escritura en los símbolos de datos, que proporciona una secuencia de 1, 3, 0, 2. Tal como se ilustra, a continuación se realiza la lectura de salida de la primera parte de la memoria 410 del intercalador en un orden secuencial, recuperándose de este modo la secuencia original A, B, C, D.
Del mismo modo, un segundo subconjunto de símbolos de datos que se recuperan desde un sucesivo símbolo OFDM, se escribe en la segunda mitad de la memoria 412 del intercalador de acuerdo con las direcciones generadas por el generador 542 de direcciones en un orden permutado, y se lee de salida en el flujo de datos de salida en un orden secuencial.
En el ejemplo, las direcciones generadas para escribir un primer conjunto de símbolos de datos en la primera mitad de la memoria 410 del intercalador, pueden reutilizarse para escribir un subsiguiente segundo conjunto de símbolos de datos en la memoria 412 del intercalador. Del mismo modo, el transmisor puede además reutilizar direcciones generadas por una mitad del intercalador para un primer conjunto de símbolos de datos, para la lectura de salida de un segundo conjunto de símbolos de datos que han sido escritos en la segunda mitad de la memoria en orden secuencial.
\vskip1.000000\baselineskip
Intercalador Impar con Desplazamiento
El rendimiento del intercalador que utiliza dos intercaladores impares, podría mejorarse adicionalmente mediante el uso de una secuencia de intercaladores solo impares en lugar de un único intercalador solo impar, de modo que cualquier bit de datos introducido al intercalador no siempre module la misma portadora en el símbolo OFDM.
Una secuencia de intercaladores solo impares podría obtenerse mediante las acciones de:
\bullet
añadir un desplazamiento a la dirección de intercalador, módulo el número de portadoras de datos, o bien
\bullet
utilizar una secuencia de permutaciones en el intercalador.
\vskip1.000000\baselineskip
Añadir un Desplazamiento
Añadir un desplazamiento a la dirección del intercalador módulo el número de portadoras de datos, desplaza y cruza eficazmente el símbolo OFDM de manera que cualquier bit de datos introducido al intercalador no siempre modula la misma portadora en el símbolo OFDM. Así, el generador de direcciones podría opcionalmente incluir un generador de desplazamiento, que generaría un desplazamiento en una dirección generada por el generador de direcciones en el canal de salida H(q).
El desplazamiento cambiaría cada símbolo. Por ejemplo, este desplazamiento podría proporcionarse como una secuencia cíclica. Por ejemplo, esta secuencia cíclica podría ser de longitud 4 y podría consistir, por ejemplo, en números primos. Por ejemplo, una secuencia semejante podría ser:
0, 41, 97, 157
Además, el desplazamiento podría ser una secuencia aleatoria que puede generarse mediante otro generador de direcciones a partir de un intercalador de símbolos OFDM similar, o puede generarse mediante algún otro medio.
\vskip1.000000\baselineskip
Utilización de una Secuencia de Permutaciones
Como se muestra en la figura 5, una línea de control 111 se extiende desde la unidad de control del generador de direcciones al circuito de permutación. Como se ha mencionado antes, en un ejemplo el generador de direcciones puede aplicar un código de permutación diferente de entre un conjunto de códigos de permutación para sucesivos símbolos OFDM. Utilizar una secuencia de permutaciones en el generador de direcciones del intercalador reduce la probabilidad de que cualquier bit de datos introducido al intercalador no siempre module la misma subportadora en el símbolo OFDM.
Por ejemplo esto podría ser una secuencia cíclica, de manera que para sucesivos símbolos OFDM se utilice un código de permutación diferente en un conjunto de códigos de permutación en una secuencia, y a continuación se repita. Esta secuencia cíclica podría ser, por ejemplo, de longitud de dos o cuatro. Para el ejemplo del intercalador de símbolos de 16k, una secuencia de dos códigos de permutación que se utilizan cíclicamente para los símbolos OFDM podría ser, por ejemplo:
10
\vskip1.000000\baselineskip
mientras que una secuencia de cuatro códigos de permutación podría ser:
11
La conmutación entre un código de permutación y otro podría realizarse en respuesta a un cambio en la señal impar/par indicado en el canal 108 de control. En respuesta, la unidad de control 224 cambia el código de permutación en el circuito 210 de códigos de permutación, a través de la línea de control 111.
Para el ejemplo de un intercalador de símbolos 1k, dos códigos de permutación podrían ser:
12
\vskip1.000000\baselineskip
mientras que cuatro códigos de permutación podrían ser:
13
Hay otras posibles combinaciones de secuencias para modos de portadora 2k, 4k y 8k, o por supuesto para el modo de portadora 0,5k. Por ejemplo, los siguientes códigos de permutación para cada uno de los 0,5k, 2k, 4k y 8k proporcionan buena des-correlación de símbolos y pueden utilizarse de forma cíclica con el objeto de generar el desplazamiento para las direcciones generadas mediante un generador de direcciones para cada uno de los respectivos modos:
Modo 2k:
14
\vskip1.000000\baselineskip
Modo 4k:
15
16
\newpage
Modo 8k:
17
Para los códigos de permutación indicados arriba, los dos primeros podrían ser utilizados en una secuencia de dos ciclos, mientras que podrían utilizarse los cuatro para una secuencia de cuatro ciclos. Además, a continuación se proporciona algunas otras secuencias de cuatro códigos de permutación, que se utilizan de forma cíclica para proporcionar el desplazamiento en un generador de direcciones con el objeto de producir una buena des-correlación en los símbolos intercalados (algunos son comunes a los anteriores):
Modo 0,5k:
18
Modo 2k:
19
Modo 4k:
20
Modo 8k:
21
22
\newpage
En la solicitud de patente europea número 04251667.4 se describen ejemplos de generadores de direcciones e intercaladores correspondientes para los modos 2k, 4k y 8k. En nuestra solicitud de patente UK con el número 0722553.5 y en tramitación con la presente, se describe un generador de direcciones para el modo 0,5k.
Puede realizarse varias modificaciones a las realizaciones descritas arriba sin apartarse del alcance de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones anexas. En concreto, la representación ejemplar del polinomio generador y del orden de permutación que se ha utilizado para representar aspectos de la invención no pretende ser limitativa, y se extiende a formas equivalentes del polinomio generador y del orden de permutación, tal como se define en las reivindicaciones anexas.
Como se apreciará, el transmisor y el receptor mostrados en las figuras 1 y 7 respectivamente, se proporcionan solo como ilustraciones y no pretenden ser limitativos. Por ejemplo, se apreciará que puede cambiarse la posición del intercalador de símbolos y del desintercalador de símbolos con respecto, por ejemplo, al intercalador de bits y al mapeador. Como se apreciará, el efecto del intercalador y del desintercalador es invariante en función de su posición relativa, aunque el intercalador puede estar intercalando símbolos I/Q en lugar de vectores de v-bits. Puede realizarse un cambio correspondiente en el receptor. Por consiguiente, el intercalador y desintercalador pueden estar trabajando sobre diferentes tipos de datos y pueden posicionarse de modo diferente a la posición descrita en las realizaciones ejemplares.
Como se ha explicado antes, los códigos de permutación y el polinomio generador del intercalador que se han descrito con referencia a una implementación de un modo concreto, pueden aplicarse igualmente a otros modos mediante el recurso de cambiar la dirección permitida máxima predeterminada de acuerdo con el número de subportadoras para tal modo.
Como se ha mencionado antes, realizaciones de la presente invención hallan aplicación con los estándares DVB tales como DVB-T, DVB-T2 y DVB-H. Por ejemplo, pueden utilizarse realizaciones de la presente invención en un transmisor o receptor que funcione de acuerdo con el estándar DVB-H, en terminales móviles manuales. Los terminales móviles pueden estar integrados con teléfonos móviles (de generaciones ya sea segunda, tercera o superior) o asistentes digitales personales o Tablet PCs, por ejemplo. Tales terminales móviles pueden ser capaces de recibir señales compatibles DVB-H o DVB-T/T2 en el interior de edificios o en movimiento, por ejemplo en coches o trenes, incluso a altas velocidades. Los terminales móviles pueden estar, por ejemplo, activados por baterías, electricidad de la red eléctrica o suministros de CC de baja tensión, o a través de la batería de un coche. Los servicios que pueden proporcionarse mediante DVB-H pueden incluir voz, mensajería, navegación por Internet, radio, imágenes de video estáticas y/o en movimiento, servicios de televisión, servicios interactivos, video y cuasivideo a la carta y extras. Los servicios pueden funcionar unos en combinación con otros. En otros ejemplos, hay realizaciones de la presente invención que hallan aplicación con el estándar DVB-T2 tal como se especifica según el estándar ETSI EN 302 755. En otros ejemplos, hay realizaciones de la presente invención que hallan aplicación con el estándar de transmisión por cable conocido como DVB-C2. No obstante, se apreciará que la presente invención no se limita a la aplicación con DVB, y que puede extenderse a otros estándares para transmisión o recepción, tanto fijas como móviles.

Claims (21)

1. Un aparato de procesamiento de datos operativo para mapear símbolos de datos recibidos desde un número predeterminado de señales de subportadoras de un símbolo Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales, OFDM, en un flujo de símbolos de salida, comprendiendo el aparato de procesamiento
un desintercalador (314) operativo para ingresar en una memoria (540) del intercalador el número predeterminado de símbolos de datos a partir de las señales de subportadora OFDM, y para leer desde la memoria (540) los símbolos de datos hacia el flujo de símbolos de datos para realizar el mapeo, siendo la lectura de salida en un orden diferente al ingreso, determinándose el orden a partir de un conjunto de direcciones, con la consecuencia de que los símbolos de datos son desintercalados a partir de las señales de subportadora OFDM,
un generador (542) de direcciones operativo para generar el conjunto de direcciones, generándose una dirección para cada uno de los símbolos de datos recibidos, con el objeto de indicar la señal subportadora OFDM desde la que el símbolo de datos recibido ha de mapearse en el flujo de símbolos de salida, comprendiendo el generador (542) de direcciones
un registro (200) de desplazamiento de retroalimentación lineal que incluye un número predeterminado de etapas del registro y que es operativo para generar una secuencia de bits pseudoaleatoria de acuerdo con un polinomio generador,
un circuito (210) de permutación operativo para recibir el contenido de las etapas (200) del registro de desplazamiento y para permutar los bits presentes en las etapas del registro de acuerdo con un código de permutación con el objeto de formar una dirección de una de las subportadoras OFDM, y
una unidad de control (224) operativa en combinación con un circuito (216) de verificación de direcciones, para regenerar una dirección cuando una dirección generada excede una dirección válida máxima predeterminada, caracterizado porque
la dirección válida máxima predeterminada es menor que mil veinticuatro,
el registro (200) de desplazamiento de retroalimentación lineal tiene nueve etapas de registro con un polinomio generador para el registro de desplazamiento de retroalimentación lineal, de R'_{i}[8] = R'_{i-1}[0]\oplus R'_{i-1}[4], y el código de permutación forma, con un bit adicional, una dirección de diez bits R_{i}[n] para el i-ésimo símbolo de datos a partir del bit presente en la n-ésima etapa de registro R'_{i}[n], de acuerdo con la tabla:
23
2. Un aparato de procesamiento de datos como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que la dirección válida máxima predeterminada es un valor entre setecientos y mil veinticuatro.
3. Un aparato de procesamiento de datos como el reivindicado en la reivindicación 1 o 2, en el que el símbolo OFDM incluye subportadoras piloto, que están dispuestas para transportar símbolos conocidos, y la dirección válida máxima predeterminada depende de un número de los símbolos de subportadoras piloto presentes en el símbolo OFDM.
4. Un aparato de procesamiento de datos como el reivindicado en la reivindicación 1, 2 o 3, en el que la memoria (540) del desintercalador está dispuesta para efectuar el mapeo de los símbolos de datos recibidos desde las señales de subportadora sobre el flujo de datos de salida, para símbolos OFDM pares mediante la acción de ingresar los símbolos de datos de acuerdo con un orden secuencial y leer los símbolos de datos desde la memoria (540) en función de un conjunto de direcciones generadas por el generador (542) de direcciones, y para símbolos OFDM impares mediante la acción de ingresar los símbolos en la memoria (540) de acuerdo con el conjunto de direcciones generadas por el generador (542) de direcciones y leer los símbolos de datos desde la memoria (540) de acuerdo con un orden secuencial.
5. Un aparato de procesamiento de datos como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el circuito (210) de permutación es operativo para cambiar el código de permutación, que permuta el orden de los bits de las etapas de registro para formar las direcciones, desde un símbolo OFDM a otro.
6. Un aparato de procesamiento de datos como el reivindicado en la reivindicación 5, en el que el circuito de permutación (210) es operativo para funcionar cíclicamente a través de una secuencia de diferentes códigos de permutación para sucesivos símbolos OFDM.
7. Un aparato de procesamiento de datos como el reivindicado en la reivindicación 6, en el que la secuencia de códigos de permutación comprende dos códigos de permutación, que son:
25
y
26
8. Un aparato de procesamiento de datos como el reivindicado en la reivindicación 6 o 7, en el que las subportadoras de los símbolos OFDM son la mitad o menos de la mitad de un número máximo de subportadoras en los símbolos OFDM de cualquiera de una pluralidad de modos operativos, y los símbolos de datos incluyen primeros conjuntos de símbolos de datos recibidos desde símbolos OFDM pares, y segundos conjuntos de símbolos de datos recibidos desde símbolos OFDM impares, y el aparato de procesamiento de datos es operativo para desintercalar los conjuntos primero y segundo de datos de símbolos en el flujo de datos de salida de acuerdo con un proceso de intercalación impar,
incluyendo el proceso de intercalación impar
escribir los primeros conjuntos de símbolos de datos recibidos desde las subportadoras de los símbolos OFDM pares en una primera parte (410) de la memoria (540) del intercalador, de acuerdo con un orden determinado por el conjunto de direcciones generadas con uno de los códigos de permutación de la secuencia,
leer los primeros conjuntos de símbolos de datos desde la primera parte (410) de la memoria (540) del intercalador hacia el flujo de datos de salida, de acuerdo con un orden secuencial de los primeros conjuntos de símbolos de datos de entrada,
escribir el segundo conjunto de símbolos de datos recibidos desde las subportadoras de los símbolos OFDM impares en una segunda parte (412) de la memoria (540) del intercalador, de acuerdo con un orden definido por el conjunto de direcciones generadas con otro de los códigos de permutación de la secuencia, y
leer los segundos conjuntos de símbolos de datos desde la segunda parte (412) de la memoria (540) del intercalador hacia el flujo de datos de salida de acuerdo con un orden secuencial de los segundos conjuntos de símbolos de datos de entrada.
9. Un receptor para recibir datos desde una señal modulada con Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales, OFDM, incluyendo el receptor un aparato de procesamiento de datos acorde con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, siendo el aparato de procesamiento de datos operativo para mapear símbolos de datos recibidos desde un número predeterminado de señales de subportadora de un símbolo Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales, OFDM, en un flujo de símbolos de salida.
10. Un receptor como el reivindicado en la reivindicación 9, en el que el receptor es operativo para recibir datos que han sido modulados de acuerdo con un estándar de Difusión de Video Digital tal como el estándar de Difusión de Video Digital - Terrestre, el estándar de Difusión de Video Digital - Portátil, el estándar de Difusión de Video Digital -
Terrestre 2 o el estándar de Difusión de Video Digital - Cable 2.
11. Un generador (542) de direcciones para ser utilizado en la recepción de símbolos de datos intercalados en subportadoras de un símbolo Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales, siendo el generador (542) de direcciones operativo para generar un conjunto de direcciones, siendo cada dirección generada para cada uno de los símbolos de datos con el objeto de indicar una de las señales de subportadora desde la que ha de mapearse el símbolo de datos recibido, desde una memoria de intercalador hacia un flujo de datos de salida, comprendiendo el generador (542) de direcciones
un registro (200) de desplazamiento de retroalimentación lineal que incluye un número predeterminado de etapas de registro y que es operativo para generar una secuencia de bits pseudoaleatoria de acuerdo con un polinomio generador,
un circuito (210) de permutación operativo para recibir el contenido de las etapas del registro de desplazamiento y para permutar los bits presentes en las etapas de registro de acuerdo con un código de permutación para formar una dirección, y
una unidad de control (224) operativa en combinación con un circuito (216) de verificación de direcciones, para regenerar una dirección cuando una dirección generada excede una dirección válida máxima predeterminada, caracterizado porque
la dirección válida máxima predeterminada es menor que mil veinticuatro,
el registro de desplazamiento de retroalimentación lineal tiene nueve etapas de registro con un polinomio generador para el registro de desplazamiento de retroalimentación lineal, de R'_{i}[8] = R'_{i-1}[0]\oplus R'_{i-1}[4], y el orden de permutación forma, con un bit adicional, una dirección de diez bits R_{i}[n] para el i-ésimo símbolo de datos a partir del bit presente en la n-ésima etapa de registro R'_{i}[n], de acuerdo con un código definido por la tabla:
27
12. Un método para mapear símbolos recibidos desde un número predeterminado de señales de subportadora de un símbolo Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales, OFDM, en un flujo de símbolos de salida, comprendiendo el método
ingresar en una memoria (540) de intercalador el número predeterminado de símbolos de datos a partir de las señales de subportadora OFDM,
leer desde la memoria (540) del intercalador los símbolos de datos, hacia el flujo de símbolos de salida para efectuar el mapeo, siendo la lectura de salida en un orden diferente que el ingreso, determinándose el orden a partir de un conjunto de direcciones, con la consecuencia de que los símbolos de datos son desintercalados a partir de las señales de subportadora OFDM,
generar el conjunto de direcciones, generándose la dirección para cada uno de los símbolos de datos recibidos, con el objeto de indicar la señal subportadora OFDM desde la que ha de mapearse el símbolo de datos recibido, desde la memoria (540) del intercalador hacia el flujo de símbolos de salida, comprendiendo la generación del conjunto de direcciones
utilizar un registro (200) de desplazamiento de retroalimentación lineal que incluye un número predeterminado de etapas de registro, para generar una secuencia de bits pseudoaleatoria de acuerdo con un polinomio generador,
utilizar un circuito (210) de permutación para recibir el contenido de las etapas del registro de desplazamiento y para permutar los bits presentes en las etapas del registro de acuerdo con un código de permutación para formar una dirección, y
regenerar una dirección cuando una dirección generada excede una dirección válida máxima predeterminada, caracterizado porque
la dirección válida máxima predeterminada es menor que mil veinticuatro,
el registro (200) de desplazamiento de retroalimentación lineal tiene nueve etapas de registro con un polinomio generador para el registro de desplazamiento de retroalimentación lineal, de R'_{i}[8] = R'_{i-1}[0]\oplus R'_{i-1}[4], y el orden de permutación forma, con un bit adicional, una dirección de diez bits R_{i}[n] para el i-ésimo símbolo de datos a partir del bit presente en la n-ésima etapa de registro R'_{i}[n], de acuerdo con la tabla:
28
13. Un método como el reivindicado en la reivindicación 12, en el que la dirección válida máxima predeterminada es un valor entre setecientos y mil veinticuatro.
14. Un método como el reivindicado en la reivindicación 12 o 13, en el que el símbolo OFDM incluye subportadoras piloto que están dispuestas para transportar símbolos conocidos, y la dirección válida máxima predeterminada depende de un número de los símbolos de subportadoras piloto presentes en el símbolo OFDM.
15. Un método como el reivindicado en la reivindicación 12, 13 o 14, en el que el ingreso en la memoria (540) del intercalador, del número predeterminado de símbolos de datos a partir de las señales de subportadora OFDM, y la lectura de salida desde la memoria (540) del intercalador, de los símbolos de datos hacia el flujo de símbolos de salida para efectuar el mapeo, incluye
para símbolos OFDM pares, ingresar los símbolos de datos de acuerdo con un orden secuencial, y
leer los símbolos de datos desde la memoria (540) del intercalador, de acuerdo con un conjunto de direcciones generadas por el generador (542) de direcciones, y
para símbolos OFDM impares, ingresar los símbolos de datos en la memoria (540) del intercalador de acuerdo con el conjunto de direcciones generadas por el generador (542) direcciones, y
leer los símbolos de datos desde la memoria de acuerdo con un orden secuencial.
16. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, en el que usar un circuito de permutación (210) para recibir el contenido de las etapas (200) del registro de desplazamiento y permutar los bits presentes en las etapas del registro de acuerdo con el código de permutación para formar una dirección, incluye cambiar el código de permutación, que permuta el orden de los bits de las etapas del registro para formar una dirección, desde un símbolo OFDM a otro.
17. Un método como el reivindicado en la reivindicación 16, en el que el cambio del código de permutación, que permuta el orden de los bits de las etapas del registro para formar las direcciones, desde un símbolo OFDM a otro, incluye realizar un ciclo a través de una secuencia de diferentes códigos de permutación para sucesivos símbolos OFDM.
18. Un método como el reivindicado en la reivindicación 17, en el que la secuencia de códigos de permutación comprende dos códigos de permutación, que son:
\vskip1.000000\baselineskip
29
y
290
\vskip1.000000\baselineskip
19. Un método como el reivindicado en la reivindicación 16, 17 o 18, en el que las subportadoras de los símbolos OFDM son la mitad o menos de la mitad de un número máximo de subportadoras en los símbolos OFDM de cualquiera de una pluralidad de modos operativos, comprendiendo el método
recibir primeros conjuntos de símbolos de datos desde símbolos OFDM pares y segundos conjuntos de símbolos de datos desde símbolos OFDM impares, y el ingreso en la memoria (540) del intercalador de los símbolos de datos recibidos desde las señales de subportadora OFDM y la lectura desde la memoria del intercalador de los símbolos de datos hacia el flujo de símbolos de salida para efectuar el mapeo, es de acuerdo con un proceso de intercalación impar, incluyendo el proceso de intercalación impar
escribir los primeros conjuntos de símbolos de datos recibidos desde las subportadoras de los símbolos OFDM pares en una primera parte (410) de la memoria (540) del intercalador de acuerdo con un orden determinado por el conjunto de direcciones generadas con uno de los códigos de permutación de la secuencia,
leer los primeros conjuntos de símbolos de datos desde la primera parte (410) de la memoria (540) del intercalador hacia el flujo de datos de salida de acuerdo con un orden secuencial de los primeros conjuntos de símbolos de datos de entrada,
escribir el segundo conjunto de símbolos de datos recibidos desde las subportadoras de los símbolos OFDM impares en una segunda parte (412) de la memoria (540) del intercalador de acuerdo con un orden definido por el conjunto de direcciones generadas con otro de los códigos de permutación de la secuencia, y
leer los segundos conjuntos de símbolos de datos desde la segunda parte (412) de la memoria (540) del intercalador hacia el flujo de datos de salida de acuerdo con un orden secuencial de los segundos conjuntos de símbolos de datos de entrada.
\newpage
20. Un método de recepción de datos a partir de símbolos modulados con Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales, OFDM, incluyendo el método
mapear símbolos recibidos desde un número predeterminado de señales de subportadora de un símbolo Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales, OFDM, en un flujo de símbolos de salida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 19.
21. Un método de recepción como el reivindicado en la reivindicación 20, en el que la recepción de los símbolos de datos desde las señales de subportadora de los símbolos OFDM es acorde con un estándar de Difusión de Video Digital tal como el estándar de Difusión de Video Digital - Terrestre, el estándar de Difusión de Video Digital - Portátil, el estándar de Difusión de Video Digital - Terrestre 2 o el estándar de Difusión de Video Digital - Cable 2.
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