Un método para transmitir una señal de modulación en capas que tiene una primera capa de señal (410) que tiene primeros símbolos de señal y una segunda capa de señal (418) que tiene segundos símbolos de señal,

que comprende los pasos de: determinar una primera potencia de portadora CL de modulación de la primera capa de señal, de acuerdo al menos en parte con un margen de cielo limpio ML de la primera capa de señal, y una disponibilidad de la primera capa de señal; determinar una segunda potencia de la portadora CL de modulación de la segunda capa de señal de acuerdo al menos en parte con un margen de cielo limpio MU de la segunda capa de señal y una disponibilidad de la segunda capa de señal; modular los símbolos de la primera señal de acuerdo con una primera portadora a la potencia de la portadora de modulación de la primera capa de señal; modular los símbolos de la segunda señal de acuerdo con una segunda portadora a la potencia de la portadora de modulación de la segunda capa de señal determinada para generar la señal de modulación en capas, en que la primera portadora es puesta en fase aleatoriamente con respecto a la segunda portadora; transmitir los símbolos de la primera señal y los símbolos de la segunda señal modulados; desmodular y descodificar la capa de la segunda señal para producir los segundos símbolos de la señal; caracterizado por: recodificar y remodular los símbolos de la segunda señal y sustraer los símbolos de la segunda señal codificados y remodulados de la señal de modulación en capas para producir la primera capa de señal y desmodular la primera capa de señal para producir los primeros símbolos de señal; en el que el margen de cielo limpio de la segunda capa de señal es menor que el margen de cielo limpio de la primera capa de señal cuando la disponibilidad de la primera capa de señal y la disponibilidad de la segunda capa de señal son sustancialmente iguales

REFERENCIAS CRUZADAS A SOLICITUDES RELACIONADAS

En esta solicitud se reivindican los beneficios de la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. Número 60/421.333, titulada "REDUCING AVAILABILITY TO MITIGATE CARRIER POWER REQUIREMENTS IN LAYERED MODULATION"("REDUCCIÓN DE LA DISPONIBILIDAD PARA SUAVIZAR LOS REQUISITOS DE POTENCIA DE LA PORTADORA EN MODULACIÓN EN CAPAS") de Ernest C. Chen, Paul R. Anderson y Joseph Santoru, presentada con fecha 25 de octubre de 2002.

Esta solicitud es también una continuación en parte de las siguientes solicitudes de patente pendientes de tramitación junto con la presente y asignadas en común).

Solicitud de Utilidad Número de Serie 09/844.401, presentada con fecha 27 de abril de 2001, por Ernest C. Chen,titulada "MODULACIÓN EN CAPAS PARA SEÑALES DIGITALES".

ANTECEDENTES DEL INVENTO

1. Campo del Invento

El presente invento se refiere a sistemas y métodos para transmitir datos, y en particular a un sistema y un método para adaptar los requisitos de potencia de la portadora en un sistema de modulación en capas.

2. Descripción de la Técnica Relacionada

Los sistemas de comunicaciones por señales digitales se han usado en varios campos, incluyendo el de la transmisión de señales de TV digitales, ya sean terrestres o ya sean vía satélite. A medida que los diversos sistemas de comunicaciones por señales digitales y servicios evolucionan, existe una demanda incipiente de una mayor capacidad total de transmisión de datos y de servicios añadidos. Sin embargo, es más difícil implementar ya sea la mejora en los sistemas antiguos o ya sean los nuevos servicios cuando sea necesario sustituir el legado de equipo físico existente, tal como el de los transmisores y los receptores. Los nuevos sistemas y servicios tienen ventaja cuando pueden utilizar el legado de equipo físico existente. En el campo de las comunicaciones inalámbricas, este principio se acentúa además por la limitada disponibilidad de espectro electromagnético. Por consiguiente, no es posible (o al menos no es práctico) simplemente transmitir datos mejorados o adicionales a una nueva frecuencia.

El método convencional para aumentar la capacidad espectral consiste en pasar a una modulación de más alto orden, tal como de una clave de cambio de fase en cuadratura (QPSK) a una fase de cambio de fase ocho (8PSK) o a una modulación en amplitud de cuadratura dieciséis (16QAM). Desafortunadamente, los receptores de QPSK no pueden desmodular las señales convencionales de 8PSK ni de 16QAM. Como resultado, el legado de los clientes en cuanto a los receptores de QPSK debe ser actualizado en cuanto a sus receptores con objeto de continuar recibiendo cualesquiera señales transmitidas con una modulación en 8PSK o en 16QAM.

Es ventajoso para los sistemas y métodos de transmisión de señales acomodar la producción total de datos mejorados e incrementados sin que se requieran espectros adicionales. Además, es ventajoso en cuanto a la producción total de señales mejoradas y aumentadas que los nuevos receptores sean compatibles con los receptores de que se dispone como legado. Es además una ventaja que los sistemas y métodos que permiten la transmisión de señales sean actualizados a partir de una fuente separada de los transmisores legados.

Se ha propuesto que para satisfacer estas necesidades se pueda emplear una señal de modulación en capas, que transmita de modo no coherente tanto las señales de la capa superior como las de la capa inferior. Tales sistemas de modulación en capas permiten una mayor capacidad de producción de información con compatibilidad retrospectiva. Sin embargo, incluso cuando no se requiera la compatibilidad retrospectiva (tal como con un sistema totalmente nuevo), la modulación en capas puede seguir siendo ventajosa ya que requiere una potencia máxima TWTA significativamente menor que para un formato de modulación convencional 8PSK o 16QAM para una producción dada.

Combarel L., y otros, en "HD-SAT (RACE 2075); HDTV Broadcasting over Ka-Band, satélite, cable and MMDS" (International Broadcasting Convention, IEE 1994) describen la transmisión en dos subcapas dentro de las capas de modulación de una señal transmitida a un satélite. Las subcapas contienen diferentes símbolos de datos.

Arslan H. y otros "Co-Channel Interference Cancellation with Succesive Cancellation in Narrowband TDMA systems" describen la cancelación sucesiva de señales de canal compartido en el contexto de los sistemas de radio móviles TDMA en que se emplean receptores coherentes.

Sin embargo, un obstáculo significativo asociado a la implementación de la modulación en capas es el requisito de que los niveles de potencia en el transpondedor del satélite sean significativamente más altos que los actualmente presentados para el área de cobertura de la Tierra.

En consecuencia, existe una necesidad de sistemas y métodos para implementar los sistemas de modulación en capas para niveles de potencia del transpondedor más bajos. El presente invento satisface esta necesidad y proporciona otras ventajas, como se detalla aquí en lo que sigue.

SUMARIO DEL INVENTO

Para abordar los requisitos descritos en lo que antecede, el pis describe un método y un aparato para transmitir una señal de modulación en capas que tiene una primera capa de señal que tiene primeros símbolos de la señal y una segunda capa de señal que tiene segundos símbolos de la señal. El método comprende los pasos de determinar una potencia portadora CL de modulación de la primera capa de señal, al menos en parte de acuerdo con un margen limpio ML de la primera capa de señal y una disponibilidad de la primera capa de señal, que determinan una capa portadora CU de modulación de la segunda capa de señal, de acuerdo al menos en parte con un margen limpio MU de la segunda caja de señal, y una disponibilidad de la segunda capa de señal, modular los símbolos de la primera señal de acuerdo con una primera portadora a la potencia de la portadora de modulación de la primera capa de señal determinada; modular los símbolos de la segunda señal de acuerdo con una segunda portadora a la potencia de la portadora de modulación de la segunda capa de señal determinada para generar la señal de modulación en capas, y transmitir la señal de modulación en capas. En una realización, el margen limpio de la segunda capa de señal es menor que el margen limpio de la primera capa de señal cuando la disponibilidad de la primera capa de señal y la disponibilidad de la segunda capa de señal son sustancialmente iguales. En otra realización, la disponibilidad de la segunda capa de señal es mayor que la disponibilidad de

**(Ver fórmula)**

, en la que αU representa al menos parcialmente la atenuación por la lluvia de la segunda portadora de modulación, αL representa al menos parcialmente la atenuación por la lluvia de la portadora de modulación de la primera capa, βU representa al menos parcialmente el ruido adicional en la segunda portadora de modulación debido a la lluvia, y βL representa al menos parcialmente el ruido adicional en la primera capa de modulación debido a la lluvia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Con referencia ahora a los dibujos, en los cuales los números de referencia que son iguales representan partes que se corresponden en todos ellos:

La FIG. 1 es un diagrama que ilustra una vista general de un sistema de distribución de video de un solo satélite;

La FIG. 2 es un diagrama bloque que representa una configuración de enlace ascendente típica para un transpondedor de un solo satélite;

La FIG. 3A es un diagrama de una corriente de datos representativa;

La FIG. 3B es un diagrama de un paquete de datos representativo;

La FIG. 4 es un diagrama bloque en el que se muestra una realización del modulador;

La FIG. 5 es un diagrama bloque de un receptor/descodificador integrado;

Las FIGS. 6A-6C son diagramas que ilustran la relación básica de las capas de señal en una transmisión de modulación en capas;

Las FIGS. 7A-7C son diagramas que ilustran una constelación de señales de una segunda capa de transmisión sobre la primera capa de transmisión después de la desmodulación de la primera capa;

La FIG. 8 es un diagrama que... [Seguir leyendo]

1. Un método para transmitir una señal de modulación en capas que tiene una primera capa de señal (410) que tiene primeros símbolos de señal y una segunda capa de señal (418) que tiene segundos símbolos de señal, que comprende los pasos de:

determinar una primera potencia de portadora CL de modulación de la primera capa de señal, de acuerdo al menos en parte con un margen de cielo limpio ML de la primera capa de señal, y una disponibilidad de la primera capa de señal;

determinar una segunda potencia de la portadora CL de modulación de la segunda capa de señal de acuerdo al menos en parte con un margen de cielo limpio MU de la segunda capa de señal y una disponibilidad de la segunda capa de señal;

modular los símbolos de la primera señal de acuerdo con una primera portadora a la potencia de la portadora de modulación de la primera capa de señal;

modular los símbolos de la segunda señal de acuerdo con una segunda portadora a la potencia de la portadora de modulación de la segunda capa de señal determinada para generar la señal de modulación en capas, en que la primera portadora es puesta en fase aleatoriamente con respecto a la segunda portadora;

transmitir los símbolos de la primera señal y los símbolos de la segunda señal modulados;

desmodular y descodificar la capa de la segunda señal para producir los segundos símbolos de la señal;

caracterizado por:

recodificar y remodular los símbolos de la segunda señal y sustraer los símbolos de la segunda señal codificados y remodulados de la señal de modulación en capas para producir la primera capa de señal y

desmodular la primera capa de señal para producir los primeros símbolos de señal;

en el que el margen de cielo limpio de la segunda capa de señal es menor que el margen de cielo limpio de la primera capa de señal cuando la disponibilidad de la primera capa de señal y la disponibilidad de la segunda capa de señal son sustancialmente iguales.

2. El método según la reivindicación 1, en el que los símbolos de la primera señal modulados y los símbolos de la segunda señal modulados son transmitidos independientemente.

3. El método según la reivindicación 1, en el que la primera capa de señal es transmitida en un margen de frecuencias diferente al de la segundad capa de señal.

4. El método según la reivindicación 1, en el que:

el paso de determinar la potencia de la portadora CL de modulación de la primera capa de señal de acuerdo, al menos en parte, con un primer margen de cielo limpio ML de la primera capa y una disponibilidad de la primera capa comprende el paso de determinar una potencia de la portadora C

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

es el margen ML de cielo limpio de la primera capa, β comprende un valor que representa un aumento del ruido en la señal de modulación en capas debido a la lluvia atmosférica, α comprende un valor que representa la atenuación por la lluvia de la señal de modulación en capas N comprende un valor que representa el ruido térmico en cielo limpio y Ti comprende un primer umbral de portadora a ruido de la capa de señal, y

el paso de determinar la potencia de la portadora CU de modulación de la segunda capa de señal de acuerdo al menos en parte con un margen de cielo limpio MU de la segunda capa y una disponibilidad de la segunda capa comprende el paso de determinar una potencia de la portadora CU de segundo nivel, de

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

y TU comprende un nivel de umbral de portadora a ruido de la segunda capa de señal.

5. Un método para transmitir una señal de modulación en capas que tiene símbolos de la primera señal y una segunda capa de señal (418) que tiene símbolos de la segunda señal, que comprende los pasos de:

determinar una primera potencia de la portadora CL de modulación de la primera capa de señal de acuerdo al menos en parte con un primer margen de cielo limpio ML de la primera capa de señal y una disponibilidad de la primera capa de señal;

determinar una segunda potencia de la portadora CU de modulación de la segunda capa de señal de acuerdo al menos en parte con un margen de cielo limpio MU de la segunda capa y una disponibilidad de la segunda capa de señal;

modular los símbolos de la primera señal de acuerdo con una primera portadora a la potencia de la portadora de modulación de la primera capa de señal determinada;

modular los símbolos de la segunda señal de acuerdo con una segunda portadora a la potencia de la portadora de modulación de la segunda capa de señal determinada, en que la primera portadora está puesta en fase aleatoriamente con respecto a la segunda portadora que transmite los símbolos de la primera señal modulados y los símbolos de la segunda señal modulados, y desmodular la segunda portadora y descodificar la segunda portadora para producir los símbolos de la segunda señal,

caracterizado por:

recodificar y remodular los símbolos de la segunda señal y sustraer los símbolos de la segunda señal recodificados y remodulados de la señal de modulación en capas para producir la primera capa de señal;

desmodular la primera portadora y descodificar la desmodulada para producir los símbolos de la primera señal;

en que la disponibilidad de la segunda capa de señal es mayor que la disponibilidad de la primera capa de señal

**(Ver fórmula)**

y el margen de cielo limpio MU de la segunda capa de señal es igual a

, en que αU representa al menos parcialmente la atenuación por la lluvia de la segunda portadora de modulación, αL representa al menos parcialmente la atenuación por la lluvia de la portadora de modulación de la primera capa, βU representa al menos parcialmente el ruido adicionalen la segunda portadora de modulación debida a la lluvia, y βL representa al menos parcialmente el ruidoadicional en la primera portadora de modulación debido a la lluvia.

6. El método según la reivindicación 5, en el que los símbolos de la primera señal modulados y los símbolos de la segunda señal modulados son transmitidos independientemente.

7. El método según la reivindicación 5, en el que αU > αL y βU > βL.

8. El método según la reivindicación 5, en el que la segunda capa de modulación es una capa de modulación superior y la primera capa de modulación es una capa de modulación inferior impuesta sobre la capa de modulación superior.

9. Un aparato para transmitir una señal de modulación en capas (1016) que tiene una primera capa de señal (410) que tiene símbolos de la primera señal y una segunda capa de señal (418) que tiene símbolos de la segunda señal, que comprende:

un procesador (1204) para determinar una primera potencia de la portadora CL de modulación de la primera capa de señal de acuerdo al menos en parte con un margen de cielo limpio ML de la primera capa de señal y una disponibilidad de la primera capa de señal, y para determinar una potencia de la portadora CU de modulación de la segunda capa de señal, de acuerdo al menos en parte con un margen de cielo limpio MU de la segunda capa de señal, y una disponibilidad de la segunda capa de señal;

un modulador (406) acoplado para comunicación con el procesador, el modulador (406) para modular los símbolos de la primera señal de acuerdo con una primera portadora a la potencia de la portadora de modulación de la primera capa de señal determinada;

un segundo modulador (414) acoplado para comunicación con el procesador, el segundo modulador (406) para modular los símbolos de la segunda señal de acuerdo con una segunda portadora a la potencia de la portadora de modulación de la segunda capa de señal determinada para generar la segunda capa de señal, en que la primera portadora está puesta en fase aleatoriamente con respecto a la segunda portadora;

al menos un transmisor (420, 422) acoplado para con el modulador (406) y con el segundo modulador (414), el al menos un transmisor (420, 422) para transmitir los símbolos de la primera señal modulados y los símbolos de la segunda señal modulados; y

un desmodulador (1004) para desmodular la señal de la segunda capa; un descodificador (1002) acoplado para comunicación con el desmodulador (1004) para descodificar la señal de la segunda capa desmodulada para producir los símbolos de la segunda señal;

un recodificador (1006) acoplado para comunicación con el descodificador (1002), el recodificador (1006) para recodificar los símbolos de la segunda señal;

un modulador (1006), acoplado para comunicación con el recodificador, el modulador (1006) para remodular los símbolos de la segunda señal codificados;

caracterizado por:

un diferenciador (1012), acoplado para comunicación con el modulador (1006), para sustraer los símbolos de la segunda señal remodulados y recodificados de la señal de modulación en capas para producir la primera capa de señal;

un segundo desmodulador (1010), para desmodular y descodificar la primera capa de señal para producir los símbolos de la primera señal; y

en que el margen de cielo limpio de la segunda capa de señal es menor que el margen de cielo limpio de la primera capa de señal cuando la disponibilidad de la primera capa de señal y la disponibilidad de la segunda capa de señal son sustancialmente iguales.

10. El aparato según la reivindicación 9, en el que los símbolos de la primera señal modulados y los símbolos de la segunda señal modulados son transmitidos independientemente.

11. El aparato según la reivindicación 9, en el que la modulación de la segunda capa de señal es una capa de modulación superior y la modulación de la primera capa de señal es una capa de modulación inferior.

12. El aparato según la reivindicación 11, en el que el procesador (1204) comprende:

un módulo para determinar

**(Ver fórmula)**

, en que

**(Ver fórmula)**

un segundo módulo para determinar una potencia de la portadora CU de segundo nivel, de acuerdo con la fórmula

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

y TU comprende un nivel de umbral de portadora a ruido de la segunda capa de señal.

13. Un aparato para transmitir una señal de modulación en capas (1016) que tiene una primera capa de señal (410) que tiene primeros símbolos de señal y una segunda capa de señal (418) que tiene segundos símbolos de señal, que comprende:

un procesador (1204) para determinar una potencia de la portadora CL de modulación de la primera capa de señal de acuerdo al menos en parte con un primer margen de cielo limpio ML de la primera capa de señal y una disponibilidad de la primera capa de señal, y para determinar una segunda potencia de la portadora CU de modulación de la segunda capa de señal de acuerdo al menos en parte con un segundo margen de cielo limpio MU de la segunda capa, y una disponibilidad de la segunda capa de señal;

un modulador (406) acoplado para comunicación con el procesador, el modulador (406) para modular los símbolos de la primera señal de acuerdo con una primera portadora a la potencia de la portadora de modulación de la primera capa de señal determinada;

un segundo modulador (414) acoplado para comunicación con el procesador (1204), el segundo modulador (414) para modular los símbolos de la segunda señal de acuerdo con una segunda portadora a la potencia de la portadora de modulación de la segunda capa de señal determinada para generar la segunda señal modulada, en que la primera portadora está puesta en fase aleatoriamente con respecto a la segunda portadora;

al menos un transmisor (420, 422) acoplado para comunicación con el segundo modulador (414), el al menos un transmisor para transmitir los símbolos de la primera señal modulados y los símbolos de la segunda señal modulados;

un desmodulador (1004) para desmodular y descodificar la segunda portadora y descodificar la segunda capa para producir los símbolos de la segunda señal;

un recodificador (1006) acoplado para comunicación con el desmodulador, el recodificador (1006) para recodificar los símbolos de la segunda señal;

un modulador (1006) acoplado para comunicación con el desmodulador, el desmodulador (1006) para remodular los símbolos de la segunda señal;

caracterizado por:

un diferenciador (1012) acoplado para comunicación con el modulador (1006), para sustraer los símbolos de la segunda señal remodulados recodificados de la señal de modulación en capas para producir la primera capa de señal;

un segundo desmodulador (1010) acoplado para comunicación con el diferenciador (1012), el segundo desmodulador para desmodular la primera portadora y descodificar la primera portadora desmodulada para producir los símbolos de la primera señal; y

en el que la disponibilidad de la segunda capa de señal es mayor que la disponibilidad de la primera capa de

**(Ver fórmula)**

, en que αU representa al menos parcialmente la atenuación por la lluvia de la segunda portadora de modulación, αL representa al menos parcialmente la atenuación por la lluvia de la portadora de modulación de la primera capa, βU representa al menos parcialmente el ruido adicional en la segunda portadora de modulación debido a la lluvia, y βL representa al menos parcialmente el ruido adicional en la primera portadora de modulación debido a la lluvia.

señal y el margen de cielo limpio de la segunda capa de señal

14. El aparato según la reivindicación 13, en el que los símbolos de la primera señal y los símbolos de la segunda señal modulados son transmitidos independientemente.

15. El aparato según la reivindicación 13, en el que αU < αL y βU > βL.

16. El aparato según la reivindicación 13, en el que la segunda capa de modulación es una capa de modulación superior y la primera capa de modulación es una capa de modulación inferior impuesta sobre la capa de modulación superior.