Procedimiento de calibración de umbrales y módulo de calibración de umbrales para sistema de telecomunicaciones por satélite.

Procedimiento de calibración de un umbral de selección de un formato de transmisión, de entre una pluralidad deformatos de transmisión, para intercambiar paquetes de datos en un canal de propagación por radiofrecuencia,llamado canal

(L1, L2, L3), entre un dispositivo emisor y un dispositivo receptor de un sistema de telecomunicacionespor satélite (3), efectuándose la selección del formato de transmisión asociado a dicho umbral mediantecomparación de un valor estimado de la calidad instantánea de dicho canal con dicho umbral, incluyendo dichoprocedimiento:

- una etapa de cálculo de una tabla de calibración del umbral (30):

• en función de errores estimados en paquetes de datos recibidos por el dispositivo receptor y que utilizan elformato de transmisión asociado al umbral y

• en función de valores estimados de la calidad instantánea del canal en la recepción de dichos paquetes dedatos,

asociando dicha tabla de calibración, a una pluralidad de valores de la calidad instantánea del canal, unasestadísticas de transmisión representativas de una cantidad de errores estimados para una pluralidad de paquetesde datos previamente recibidos por el dispositivo receptor,

- una etapa de actualización del umbral (40) como, a tenor de la tabla de calibración, un valor de la calidadinstantánea del canal que permite asegurar un valor predefinido de la estadística de transmisión.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/068551.

Solicitante: ASTRIUM SAS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 12 rue Pasteur 92150 Suresnes FRANCIA.

Inventor/es: GIRAULT,NICOLAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION... > H04L1/00 (Disposiciones para detectar o evitar errores en la información recibida)

PDF original: ES-2450425_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de calibración de umbrales y módulo de calibración de umbrales para sistema de telecomunicaciones por satélite La presente invención pertenece al campo de las telecomunicaciones y se refiere a los sistemas de telecomunicaciones por satélite que permiten transmitir datos según una pluralidad de formatos de transmisión.

Más en particular, la presente invención se refiere a un procedimiento de calibración de umbral de selección de un formato de transmisión de datos, así como a un módulo de calibración de umbral para esta selección.

Por “formato de transmisión” se entiende un conjunto de parámetros que determinan la conformación de los datos transmitidos en un canal de propagación por radiofrecuencia, llamado “canal”, entre un dispositivo emisor y un dispositivo receptor de un sistema de telecomunicaciones por satélite, por ejemplo un canal entre un satélite y un terminal terrestre.

Dichos parámetros generalmente son un tipo de modulación y una velocidad de codificación de canal, correspondiendo generalmente cada formato de transmisión a una velocidad particular de transferencia de datos.

A título de ejemplo, las especificaciones del estándar DVB-S2 (“Digital Video Broadcast - Satellite - Second Generation”) prevén cuatro tipos diferentes de modulación (QPSK, 8PSK, 16APSK y 32APSK) y once velocidades de codificación diferentes (de 1/4 a 9/10) , que generan veintiocho diferentes formatos de transmisión.

El interés de disponer de varios posibles formatos de transmisión radica principalmente en la posibilidad de adaptar el formato de transmisión a la calidad instantánea del canal de cada terminal terrestre. Por “calidad instantánea del canal” se entiende la calidad del canal tal como es percibida a la escala de la duración de un paquete de datos (del orden del milisegundo en el caso de un sistema de telecomunicaciones por satélite DVB-S2) .

Para un terminal terrestre cuyo canal es de buena calidad, se le podrá asignar un formato de transmisión correspondiente a una elevada velocidad de transferencia de datos, en tanto que para un terminal terrestre cuyo canal es de mala calidad, se le asignará un formato de transmisión correspondiente a una menor velocidad de transferencia de datos.

Generalmente, la selección de un formato de transmisión se lleva a cabo mediante comparación del valor estimado de la calidad instantánea del canal con umbrales predefinidos, representativos de valores teóricos de la calidad instantánea del canal requeridos para la utilización de los diferentes formatos de transmisión.

Los umbrales son estáticos, fijados a priori por el operador del sistema de telecomunicaciones y determinados al objeto de asegurar teóricamente que, para cada formato de transmisión, una tasa de error en los datos recibidos es inferior a una tasa de error máxima admisible. Es corriente además prever márgenes entre los umbrales seleccionados y los valores teóricos de la calidad instantánea del canal de propagación para los que se obtienen las tasas máximas de error, con el fin de precaverse contra imprecisiones eventuales en el valor estimado de la calidad instantánea del canal, relacionadas con la precisión del estimador que se considere, con variaciones del canal, etc.

La puesta en práctica de tales umbrales estáticos presenta inconvenientes.

En primer lugar, los umbrales estáticos son los mismos para todos los terminales terrestres y no tienen en cuenta las especificidades de los diferentes canales entre el satélite y cada terminal terrestre. En consecuencia, los márgenes introducidos son notables, de modo que el ancho de banda entre el satélite y los terminales terrestres es ampliamente infrautilizado.

Además, los umbrales estáticos no permiten tomar en cuenta las evoluciones a lo largo del tiempo de los diferentes canales. Concretamente, el tiempo, llamado “retardo de bucle”, entre el instante en el que se estima la calidad instantánea del canal y el instante en el que se aplicará efectivamente y se presentará al receptor el formato de transmisión, escogido en función de dicho valor estimado, puede variar en la práctica entre 0, 5 segundos y 5 segundos en un sistema de telecomunicaciones por satélite tal como DVB-S2, en el que los satélites están situados en órbita geoestacionaria (GEO) . Es de señalar que el valor de 0, 5 segundos corresponde a un valor mínimo irreducible del retardo de bucle, inducido por los tiempos de propagación de señales entre la Tierra y un satélite en órbita GEO.

Durante el retardo de bucle pueden producirse variaciones de la calidad instantánea del canal y puede dejar de estar adaptado el formato de transmisión seleccionado. Las variaciones del canal son tanto más importantes cuando se utilizan bandas de frecuencias altas, por ejemplo bandas Ka, Q, V, etc.

En el contexto de los sistemas de telecomunicaciones por satélite, se conoce, por la solicitud de patente europea EP2061167, trasmitir de manera periódica una secuencia de aprendizaje para cada formato de transmisión disponible, y comprobar qué secuencias de aprendizaje han sido demoduladas / decodificadas correctamente, y seleccionar, para la transmisión de paquetes de datos de usuario, un formato de transmisión para el cual la correspondiente secuencia de aprendizaje ha sido demodulada / decodificada correctamente.

Este procedimiento presenta el inconveniente de una reducción del ancho de banda disponible para la transmisión de datos de usuario, debido a la necesidad de transmitir periódicamente secuencias de aprendizaje para cada formato de transmisión disponible (correspondiendo una secuencia de aprendizaje a datos conocidos a priori por el satélite y por el terminal terrestre) . Además, este procedimiento no tiene en cuenta las posibles variaciones de la calidad instantánea del canal, relacionadas en particular con el retardo de bucle necesario para aplicar el formato de transmisión seleccionado.

El documento US2007/0110002 A1 describe un procedimiento de selección de formato de transmisión en función de una estimación de la calidad del canal, de un máximo retardo permitido por motivos de calidad de servicio y de una tabla de umbrales. El documento describe que, para determinar la tabla de umbrales, se utilizan relaciones entre relación señal a ruido (SNR) y tasa de error de paquetes (PER) .

La presente invención pretende proporcionar una solución que permita adaptar los umbrales a las especificidades de cada canal y, preferentemente, determinar umbrales que toman en cuenta las variaciones de cada canal a lo largo del retardo de bucle.

La presente invención pretende asimismo proporcionar una solución con la que puedan implementarse algunas formas de puesta en práctica con pocas modificaciones o ninguna de los actuales estándares de telecomunicaciones por satélite, especialmente el estándar DVB-S2.

La presente invención se refiere a un procedimiento de calibración de un umbral de selección de un formato de transmisión, de entre una pluralidad de formatos de transmisión, para intercambiar paquetes de datos en un canal de propagación por radiofrecuencia, llamado “canal”, entre un dispositivo emisor y un dispositivo receptor de un sistema de telecomunicaciones por satélite. El procedimiento de calibración de umbral incluye:

-une etapa de cálculo de una tabla de calibración del umbral:

o en función de errores estimados para paquetes de datos recibidos por el dispositivo receptor y que utilizan el formato de transmisión asociado al umbral que ha de calibrarse, y

o en función de valores estimados de la calidad instantánea del canal en la recepción de dichos paquetes... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de calibración de un umbral de selección de un formato de transmisión, de entre una pluralidad de formatos de transmisión, para intercambiar paquetes de datos en un canal de propagación por radiofrecuencia, llamado canal (L1, L2, L3) , entre un dispositivo emisor y un dispositivo receptor de un sistema de telecomunicaciones por satélite (3) , efectuándose la selección del formato de transmisión asociado a dicho umbral mediante comparación de un valor estimado de la calidad instantánea de dicho canal con dicho umbral, incluyendo dicho procedimiento:

-una etapa de cálculo de una tabla de calibración del umbral (30) :

o en función de errores estimados en paquetes de datos recibidos por el dispositivo receptor y que utilizan el formato de transmisión asociado al umbral y

o en función de valores estimados de la calidad instantánea del canal en la recepción de dichos paquetes de datos,

asociando dicha tabla de calibración, a una pluralidad de valores de la calidad instantánea del canal, unas estadísticas de transmisión representativas de una cantidad de errores estimados para una pluralidad de paquetes de datos previamente recibidos por el dispositivo receptor,

-una etapa de actualización del umbral (40) como, a tenor de la tabla de calibración, un valor de la calidad instantánea del canal que permite asegurar un valor predefinido de la estadística de transmisión.

2. Procedimiento de calibración según la reivindicación 1, en el que, hallándose el satélite (3) en órbita geoestacionaria, las estadísticas de transmisión son estadísticas de transmisión anticipadas, siendo una estadística de transmisión anticipada, asociada a un valor dado de la calidad instantánea del canal, una estadística de transmisión calculada para paquetes de datos recibidos, con relación a un instante en el que se ha estimado dicho valor dado de la calidad instantánea del canal, tras la expiración de un tiempo de anticipación representativo del retardo entre un instante de estimación de la calidad instantánea del canal y un instante en el que se aplica y presenta al dispositivo receptor un formato de transmisión, seleccionado en función de dicho valor estimado de la calidad instantánea del canal.

3. Procedimiento de calibración según la reivindicación 2, en el que la etapa de cálculo (30) incluye:

-una sub-etapa de desfase temporal (300) de los valores estimados de la calidad instantánea del canal, al objeto de asociar dichos valores estimados de la calidad del canal con paquetes de datos recibidos, con relación a los instantes en los que han sido estimados dichos valores de la calidad instantánea del canal, tras la expiración del tiempo de anticipación,

-una sub-etapa de cálculo de estadísticas de transmisión anticipadas (301) en función de errores estimados para paquetes de datos asociados a dichos valores desfasados de la calidad instantánea del canal.

4. Procedimiento de calibración según la reivindicación 2, en el que la etapa de cálculo (30) incluye las sub-etapas:

-de cálculo de al menos un modelo de variación de la calidad instantánea del canal (302) , en función de valores estimados de la calidad instantánea del canal,

-de cálculo de estadísticas de transmisión instantáneas (303) en función de errores estimados para paquetes de datos recibidos por el dispositivo receptor, siendo una estadística de transmisión anticipada, asociada a un valor dado de la calidad instantánea del canal, una estadística calculada para paquetes de datos recibidos para los cuales ha sido estimado dicho valor dado de la calidad instantánea del canal,

-de cálculo de estadísticas de transmisión anticipadas (304) mediante combinación de al menos un modelo de variación de la calidad instantánea del canal y de las estadísticas de transmisión instantáneas.

5. Procedimiento de calibración según una de las anteriores reivindicaciones, en el que el cálculo de las estadísticas de transmisión integra un factor de olvido, al objeto de priorizar errores estimados para los últimos paquetes de datos recibidos por el dispositivo receptor.

6. Procedimiento de calibración según una de las anteriores reivindicaciones, en el que, en el caso de varios dispositivos receptores, se actualizan umbrales independientemente para cada uno de dichos dispositivos receptores calculando al menos una tabla de calibración por dispositivo receptor en función de paquetes de datos recibidos por ese dispositivo receptor.

7. Procedimiento de calibración según una de las anteriores reivindicaciones, en el que, en el transcurso de la etapa de actualización, se actualizan dos umbrales asociados a la selección de un mismo formato de transmisión: un primer umbral que se pondrá en práctica cuando crece el valor estimado de la calidad del canal y un segundo umbral

que se pondrá en práctica cuando decrece el valor estimado de la calidad del canal.

8. Módulo de calibración de un umbral de selección de un formato de transmisión, de entre una pluralidad de formatos de transmisión, para intercambiar paquetes de datos en un canal de propagación por radiofrecuencia, llamado canal (L1, L2, L3) , entre un dispositivo emisor y un dispositivo receptor de un sistema de telecomunicaciones por satélite, efectuándose la selección del formato de transmisión asociado a dicho umbral mediante comparación de un valor estimado de la calidad instantánea de dicho canal, que incluye:

-medios de cálculo de una tabla de calibración del umbral:

o en función de errores estimados en paquetes de datos recibidos por el dispositivo receptor y que utilizan el formato de transmisión asociado al umbral que ha de calibrarse y

o en función de valores estimados de la calidad instantánea del canal en la recepción de dichos paquetes de datos,

asociando dicha tabla de calibración, a una pluralidad de valores de la calidad instantánea del canal, unas estadísticas de transmisión representativas de una cantidad de errores estimados para una pluralidad de paquetes de datos previamente recibidos por el dispositivo receptor,

-medios de actualización del umbral como, a tenor de la tabla de calibración, un valor de la calidad instantánea del canal que permite asegurar un valor predefinido de la estadística de transmisión.

9. Módulo de calibración según la reivindicación 8, en el que, hallándose el satélite (3) en órbita geoestacionaria, las estadísticas de transmisión son estadísticas de transmisión anticipadas, siendo una estadística de transmisión anticipada, asociada a un valor dado de la calidad instantánea del canal, una estadística de transmisión calculada para paquetes de datos recibidos, con relación a un instante en el que se ha estimado dicho valor dado de la calidad instantánea del canal, tras la expiración de un tiempo de anticipación representativo del retardo entre un instante de estimación de la calidad instantánea del canal y un instante en el que se aplica y presenta al dispositivo receptor un formato de transmisión, seleccionado en función de dicho valor estimado de la calidad instantánea del canal.

10. Módulo de calibración según una de las reivindicaciones 8 a 9, que incluye medios de estimación de los errores en paquetes de datos recibidos por el dispositivo receptor y medios de estimación de la calidad instantánea del canal.

11. Módulo de calibración según una de las reivindicaciones 8 a 10, que incluye una memoria no volátil en la que se memoriza un histórico determinado a tenor de los paquetes de datos recibidos con anterioridad por el dispositivo receptor, estando adaptado el histórico para permitir el cálculo de la tabla de calibración teniendo en cuenta dichos paquetes de datos recibidos con anterioridad por el dispositivo receptor.

12. Terminal terrestre (2) de un sistema de telecomunicaciones por satélite, que incluye un módulo de calibración de umbral según una de las reivindicaciones 8 a 11.

13. Satélite (3) de un sistema de telecomunicaciones por satélite, que incluye un módulo de calibración de umbral según una de las reivindicaciones 8 a 11.

14. Estación de tierra (1) de un sistema de telecomunicaciones por satélite, que incluye un módulo de calibración de umbral según una de las reivindicaciones 8 a 11.

15. Sistema de telecomunicaciones por satélite, que incluye al menos un módulo de calibración de umbral según una de las reivindicaciones 8 a 11, estando dicho módulo embarcado en uno de los siguientes equipos, o repartido entre dos de dichos siguientes equipos: un terminal terrestre (2) , un satélite (3) , una estación de tierra (1) .