Método de demultiplexación o multiplexación para transmitir/recibir datos digitales en canales de transmisión con una capacidad asignada.

Método de demultiplexación o multiplexación para transmitir/recibir en N canales (Ci) con capacidad (ci) unflujo (FTX) que comprende,

en una unidad de tiempo (T), una cantidad asignada de unidades básicas (Uj) deseñales digitales no superior a la suma (cTOT) de las capacidades de transmisión individuales (ci) de loscanales (Ci), caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

- definir al menos: una unidad básica de información (Uj), una unidad de tiempo (T), un reloj de unidad detiempo (CKU) y un reloj de transición (CKT);

- identificar el canal (Cmáx) con capacidad máxima (Cmáx);

- definir N-1≥M contadores de estado (Vi), estando cada uno asociado con un canal (Ci) correspondienteexcepto el canal (Cmáx) con capacidad máxima (Cmáx);

- definir N-1≥M variables de estado (Si), estando cada una asociada con un canal (Ci) correspondienteexcepto el canal (Cmáx) con capacidad máxima (Cmáx);

- definir un valor de desbordamiento OF igual a dicha capacidad máxima (OF ≥ Cmáx);

- inicializar el sistema en un reloj de unidad de tiempo (CKU), estableciendo:

todos los contadores de estado (Vi) a 0 y

todas las variables de estado (Si) a 1,

- extraer en cada reloj de transición (CKT) una unidad básica (Uj) de información actual del flujo (Ftx) y:

- si al menos una variable de estado (Si) es igual a 1, asignar la unidad básica (Uj) de información actualal correspondiente canal (Ci) para transmisión;

- poner a cero la variable de estado actual (Si≥0);

- si todas las variables de estado son iguales a cero (Si≥0) asignar la unidad básica (Uj) actual al canal(Cmáx) con capacidad máxima (cmáx) y aumentar cada contador de estado (Vi) en un valor igual alcorrespondiente valor de capacidad de canal (ci), obteniendo un resultado Ri (Ri ≥ Vi+ci);

- para cada contador de estado (Vi) que alcanza, o excede, el valor de desbordamiento OF (≥cmáx):

- la correspondiente variable de estado (Si) se establece a 1 y un valor calculado VC ≥ Ri-OF se introduceen el contador (Vi);

- en el siguiente reloj de transición (CKT), repitiendo la secuencia, extraer la siguiente unidad básica (Uj+i)de información del flujo (Ftx) y activar un canal (Ci), basándose en las variables de estado (Si) actuales;

- si ninguno de los contadores de estado (Vi) está en la condición de desbordamiento, en el siguiente relojde transición (CKT) se reanuda la secuencia, activando el canal (Ci) actual, basándose en las variablesde estado (Si) actuales.

Método de demultiplexación o multiplexación para transmitir/recibir datos digitales en canales de transmisión con una capacidad asignada La presente invención se refiere a un método para el uso coordinado de una pluralidad de canales de transmisión para señales digitales suministradas, teniendo los flujos digitales individuales un tamaño superior a la capacidad de transmisión de cada canal individual, pero no superior a la suma de las capacidades de los canales individuales.

Se conoce, en el sector técnico de la transmisión digital, como por ejemplo en el caso de retransmisiones de radio digitales, que la conexión entre dos estaciones, es decir estación de transmisión TX y estación de recepción RX, puede realizarse usando un determinado número de canales de transmisión en paralelo y que este uso de varios canales permite un aumento tanto en la capacidad de transmisión como en la disponibilidad de la conexión, mientras también se reduce la posibilidad de que se interrumpa la conexión.

A este respecto, la gestión de los canales puede realizarse de diferentes maneras, manteniendo por ejemplo varios canales activos y uno o más canales de reserva disponibles, para usarse en el caso en el que uno o más de los canales activos ya no pueda transmitir correctamente.

También se conoce que, en esta configuración, los canales operan en un denominado modo ENCENDIDO/APAGADO, lo que permite la transmisión del flujo de datos, siempre que cada canal pueda transmitir a la velocidad nominal, con una calidad de transmisión según la especificación, mientras que el canal se apaga y se sustituye por un canal de reserva, si la calidad del canal cae por debajo de un determinado umbral (por ejemplo debido a agentes atmosféricos tales como lluvia o debido a vías de múltiples trayectorias) y el canal ya no gestiona la transmisión a la velocidad nominal y con la calidad requerida.

Aunque cumple función, esta técnica de gestión de los canales de transmisión tiene varios inconvenientes que incluyen:

- la incapacidad de usar la capacidad total también en el caso de condiciones de transmisión óptimas, debido a la necesidad de mantener en cualquier caso uno o más canales de reserva inactivos;

- el tiempo inactivo largo de los canales, que también es resultado del tiempo necesario para restaurar la sincronización entre el transmisor y el receptor cuando se enciende el canal de nuevo después de haberse apagado.

También se conocen técnicas diseñadas para resolver los problemas mencionados anteriormente y aumentar la eficacia del sistema de transmisión en su totalidad y que por ejemplo consisten en usar todos los canales disponibles, sin dejar uno (o más) de los mismos como canal de reserva, y en realizar una transmisión continua, mientras se reduce la velocidad de transmisión y por tanto la capacidad de transmisión, cuando la calidad de una conexión se deteriora; es posible en estos casos, por ejemplo, usar la técnica de codificación y modulación adaptativa (ACM) y/o cambiar los algoritmos de corrección de errores, aumentando así la capacidad de corrección y permitiendo en todo momento el uso de todos los canales del sistema de transmisión incluso en el caso de una calidad inferior de la conexión, aunque con una capacidad reducida.

Otro caso conocido en el que se realiza una conexión en varios canales físicos en paralelo con el fin de obtener una mayor capacidad de transmisión es el de las conexiones de Ethernet que usan el protocolo 802.3ad (conocido como agregación de enlaces) .

Con esta técnica es posible usar varios enlaces en paralelo con el fin de realizar una conexión con mayor capacidad

con cada enlace individual, sin tener que cambiar las interfaces físicas del aparato (encaminadores o conmutadores) .

Ejemplos de la técnica anterior se describen en los documentos US 2006/029006 y US 3.982.074

Sin embargo, dichas técnicas conocidas, aunque cumplen su función, no están optimizadas para la gestión de los canales de transmisión en casos en los que hay variaciones en la velocidad de transmisión y el número de canales disponibles para la conexión y/u otros tipos de protocolo usados; esto se debe a que presuponen el uso de tecnología específica (por ejemplo el uso de Ethernet) y requieren generalmente procedimientos complejos y el intercambio de mucha información entre las diversas partes implicadas en la conexión, creando así problemas 60 asociados con el alto coste de implementación con el fin de obtener la solución requerida, pero también con las limitaciones intrínsecas, tales como el hecho de que no es posible agrupar libremente varios tipos de tráfico, por ejemplo del tipo ENCENDIDO/APAGADO y diferentes tipos.

La norma IEEE 802.3ad se ocupa de hecho del problema de cómo dividir entre varios enlaces un flujo de datos de 65 Ethernet y reconstruirlo al final; sin embargo, esta técnica sólo puede aplicarse a Ethernet.

Por tanto, el problema técnico que se plantea es desarrollar un método que pueda usar de una manera coordinada un conjunto de canales de transmisión digital, cada uno con una capacidad nominal asignada, con el fin de proporcionar transmisión de datos, en el que:

- se maximiza la capacidad de transmisión global, aprovechando de la mejor manera posible la capacidad de cada canal;

- el sistema puede realizar una transmisión sin tener que conocer el tipo de información transportada o el protocolo

usado en la señal transportada; 10

- se minimiza la latencia global introducida por la transmisión durante el tránsito del flujo de información;

- la latencia es uniforme para toda las componentes de información que pasan por el sistema y no hay ninguna

irregularidad debido al uso de diferentes canales de transmisión con una diferente capacidad de transmisión que 15 también puede variar con el tiempo;

- el método requiere un intercambio mínimo de información tanto entre el transmisor y la fuente de la señal que va a transmitirse como entre el receptor y el transmisor en el sistema de transmisión, representando una parte de dicha información la capacidad de transmisión disponible que depende de la calidad de cada canal;

- la capacidad disponible, aunque sea variable, de cada canal siempre se usa completamente.

En relación con este problema también se requiere que este método deba ser fácil de implementar para permitir una reducción en el conjunto de circuitos y una reducción consiguiente en los correspondientes costes de producción del 25 aparato para implementar el método.

Estos resultados se consiguen según la presente invención mediante un método de demultiplexación o multiplexación para transmitir/recibir un flujo de datos digitales en/desde canales de transmisión con una capacidad asignada, según los aspectos característicos de la reivindicación 1.

Pueden obtenerse detalles adicionales a partir de la siguiente descripción más detallada de un ejemplo no limitativo de la realización de un método de concatenación según la presente invención proporcionada con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

la figura 1: muestra una diagrama de bloques resumido de un ejemplo de una estructura de transmisión a la que se aplica el método según la presente invención; y

la figura 2: muestra un ejemplo de la tabla de valores adoptados por las variables según el ejemplo 1 del método según la invención; y

la figura 3: muestra un ejemplo de la tabla de valores adoptados por las variables según el ejemplo 2 del método según la invención.

Con referencia a la figura 1 que muestra de manera esquemática la estructura general de un sistema de transmisión, 45 que comprende:

- al menos una fuente TX que puede generar un flujo digital FTX y un receptor RX;

- una pluralidad de canales de transmisión digital Ci, cada uno con una capacidad nominal Ci de manera que la

capacidad del flujo FTX no sea superior a la capacidad conocida total CTOT =C1+C2+ ... +Cn de los canales de transmisión Ci;

- al menos un aparato de gestión de transmisión GTX, que debe distribuir el flujo FTX en los canales Ci, y al menos

un aparato de gestión de recepción GRX que tiene la función de recibir los flujos desde los canales Ci y 55 multiplexarlos para reconstruir el flujo original FTX;

Adoptando, en primer lugar, para los fines de la presente descripción, las siguientes definiciones:

unidad básica Uj = los datos básicos del flujo FtX que entran en GTX, que pueden expresarse en bits, cuartetos, 60 bytes o múltiplos de un byte; cada Uj está asignado a uno de los N canales Ci para fines de transmisión;

unidad... [Seguir leyendo]

1. Método de demultiplexación o multiplexación para transmitir/recibir en N canales (Ci) con capacidad (ci) un flujo (FTX) que comprende, en una unidad de tiempo (T) , una cantidad asignada de unidades básicas (Uj) de señales digitales no superior a la suma (cTOT) de las capacidades de transmisión individuales (ci) de los canales (Ci) , caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

- definir al menos: una unidad básica de información (Uj) , una unidad de tiempo (T) , un reloj de unidad de tiempo (CKU) y un reloj de transición (CKT) ;

-identificar el canal (Cmáx) con capacidad máxima (Cmáx) ;

- definir N-1=M contadores de estado (Vi) , estando cada uno asociado con un canal (Ci) correspondiente excepto el canal (Cmáx) con capacidad máxima (Cmáx) ;

- definir N-1=M variables de estado (Si) , estando cada una asociada con un canal (Ci) correspondiente

excepto el canal (Cmáx) con capacidad máxima (Cmáx) .

15. definir un valor de desbordamiento OF igual a dicha capacidad máxima (OF = Cmáx) ;

- inicializar el sistema en un reloj de unidad de tiempo (CKU) , estableciendo:

todos los contadores de estado (Vi) a 0 y todas las variables de estado (Si) a 1,

- extraer en cada reloj de transición (CKT) una unidad básica (Uj) de información actual del flujo (Ftx) y:

- si al menos una variable de estado (Si) es igual a 1, asignar la unidad básica (Uj) de información actual al correspondiente canal (Ci) para transmisión;

- poner a cero la variable de estado actual (Si=0) ;

- si todas las variables de estado son iguales a cero (Si=0) asignar la unidad básica (Uj) actual al canal (Cmáx) con capacidad máxima (cmáx) y aumentar cada contador de estado (Vi) en un valor igual al correspondiente valor de capacidad de canal (ci) , obteniendo un resultado Ri (Ri = Vi+ci) ;

- para cada contador de estado (Vi) que alcanza, o excede, el valor de desbordamiento OF (=cmáx) :

- la correspondiente variable de estado (Si) se establece a 1 y un valor calculado VC = Ri-OF se introduce en el contador (Vi) ;

- en el siguiente reloj de transición (CKT) , repitiendo la secuencia, extraer la siguiente unidad básica (Uj+i) de información del flujo (Ftx) y activar un canal (Ci) , basándose en las variables de estado (Si) actuales;

- si ninguno de los contadores de estado (Vi) está en la condición de desbordamiento, en el siguiente reloj

de transición (CKT) se reanuda la secuencia, activando el canal (Ci) actual, basándose en las variables 35 de estado (Si) actuales.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque, en el caso de varios canales (Ci) con la misma capacidad máxima (cmáx) , se elige uno para usarse como canal (Cmáx) con capacidad máxima; y los canales (Ci) restantes se tratan como si tuvieran la misma capacidad que canales con menor capacidad.

3. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque si varias variables de estado (Si) son simultáneamente iguales a 1, se define una regla jerárquica para la selección basada en los valores de índice “i” crecientes.

4. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la capacidad de transmisión (c’i) de cada canal (Ci) se reduce con respecto a su valor máximo (ci) y la capacidad de transmisión total (c’TOT) es menor que la capacidad posible máxima (cTOT) .

5. Método según la reivindicación 4, caracterizado porque el reloj de transición (CKT) , la unidad de tiempo (T) y el reloj de unidad de tiempo (CKU) son constantes.

6. Método según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende las etapas adicionales de:

- definir un canal falso (Cd) con una capacidad de transmisión cd igual a la diferencia entre la capacidad

máxima global (ctot) de los canales de transmisión y la capacidad global reducida actual (c’TOT) (cd=cTOT-c’TOT)

- asignar al canal falso (Cd) cd unidades básicas falsas (Ujd) , extraídas del flujo reducido (F’TX) , a cd transiciones del reloj de transición (CKT) , según las etapas del método.

7. Uso de un método de demultiplexación o multiplexación según la reivindicación 1, para la reconstrucción, durante la recepción (GRX) , de un flujo (Ftx) con los datos extraídos de N diferentes canales (Ci) con capacidad asignada (ci) , caracterizado porque concibe la disponibilidad de sólo la misma información:

- unidad básica (Uj) , reloj de transición (CKT) , unidad de tiempo (T) y reloj de unidad de tiempo (CKU) ;.

65. número N de canales (Ci)

- capacidad (ci) de cada canal (Ci) ; usada durante la transmisión para multiplexar el mismo flujo (Ftx) en dichos canales (Ci) .

8. Uso según la reivindicación 7, caracterizado porque la capacidad total (c’tot) de los canales (Ci) es menor que la capacidad máxima total de los propios canales (Ci) (c’tot < ctot) .

9. Uso según la reivindicación 8, caracterizado porque en los cd bordes de reloj de transición, que corresponden al canal falso de transmisión (Cd) , no se realiza ninguna extracción de unidades básicas (Ujd) .