Aparato y método para transmisión/recepción multiportador con evaluación de calidad de transmisión.

Un aparato de transmisión/recepción para transmitir datos de entrada a un aparato receptor por medio de una ruta de transmisión,

la cual es una línea de energía a la cual se aplica energía eléctrica comercial, que comprende:

una sección de transmisión (2, 3) configurada para generar una primera señal de guía y una segunda señal de guía modulando una pluralidad de portadores que tienen diferentes frecuencias y configurada para transmitir la primera señal de guía y la segunda señal de guía al aparato receptor para estimar las condiciones de transmisión sobre un canal;

una sección de recepción (5, 6) configurada para recibir, del aparato de recepción, una primer resultado de estimación de canal que incluye un primer mapa de tonos el cual indica un método de modulación para cada portador y se determina con base en la primera señal de guía, y un segundo resultado estimación de canal que incluye un segundo mapa de tonos el cual indica un método de modulación para cada portador y se determina con base en la segunda señal de guía;

una sección de almacenamiento configurada para almacenar el primer mapa de tonos y el segundo mapa de tonos; y

una sección de control (1) configurada para controlar tiempos de transmisión de la segunda señal de guía de manera que se asegura que un intervalo de tiempo entre la transmisión de la primera señal y la transmisión de la segunda señal es desigual en un múltiplo entero de un ciclo de la energía eléctrica comercial y desigual a un múltiplo entero de la mitad del ciclo de la energía eléctrica comercial,

en donde la sección de transmisión transmite los datos de entrada modulando la pluralidad de portadores de acuerdo con el primer mapa de tonos o el segundo mapa de tonos almacenados en la sección de almacenamiento.

Aparato y método para transmisión/recepción multiportador con evaluación de calidad de transmisión.

Campo técnico

La presente invención se relaciona con un aparato y un método que pueden realizar transmisiones de datos con el fin de poder adaptarse a cambios en el estado de una ruta de transmisión.

Técnica anterior

Como sistemas de red de comunicación que realizan transmisiones de datos con el fin de poderse adaptar a los estados de cambio de una ruta de transmisión al monitorear el estado de una ruta de transmisión, los sistemas LAN inalámbricos y los sistemas de comunicación de línea de energía han tenido uso práctico.

Como un sistema LAN inalámbrico, IEEE 802. 11b utiliza 2.4 GHz, y IEEE 802. 11a utiliza 5 GHz son estandarizados, y son ampliamente prevalentes. Los sistemas LAN descritos anteriormente emplean un algoritmo mediante el cual se selecciona un método de modulación adecuado desde entre diferentes tipos de métodos de modulación de acuerdo con las condiciones de transmisión. El algoritmo reduce una velocidad de comunicación de acuerdo con las condiciones de transmisión. IEEE 802. 11a proporciona una velocidad de transmisión de 54 Mbps al utilizar 64 QAM, pero su rango de comunicación e inmunidad al ruido son sustancialmente inferiores a un método de modulación tal como el 16 QAM. Sin embargo, el sistema LAN inalámbrico cambia un método de modulación de acuerdo con las condiciones de transmisión, continuando por lo tanto la transmisión.

De otra parte, HomePlug1.0, que es un estándar de un sistema de comunicación mediante el cual se realiza comunicación a 14 Mbps al utilizar una línea de energía doméstica, desarrollado por HomePlug Powerline Alliance, y está en uso práctico (ver Sobia Baig et al., "A Discrete Multitone Transceiver at the Heart of the PHY Layer of an In-Home Power Line Communication Local Area Network", IEEE Communication Magazine, Abril 2003, pp. 48-53) .

La FIGURA 13 es un diagrama de bloques que muestra una estructura de un aparato de transmisión/recepción 90 definido por HomePlug1.0. En la FIGURA 13, el aparato de transmisión/recepción 90 incluye una sección de control de comunicación de extremo de transmisión 91, una pluralidad de secciones de codificador QAM 92, una sección IFFT 93, un AFE (Extremo Delantero Análogo) 94, una sección FFT 95, una pluralidad de secciones de decodificador QAM 96, una sección de control de comunicación de extremo de recepción 97, y una sección de notificación de resultados analíticos/reconocimiento SNR 98.

La sección de control de comunicación de extremo de transmisión 91 determina cómo asignar una cadena de bits de datos de entrada a las secciones codificadoras QAM 92 con base en resultados analíticos SNR notificados por la sección de notificación de resultados analíticos/reconocimiento SNR 98. La sección de control de comunicación de extremo de transmisión 91 asigna una cadena de bits de datos de entrada a cada sección de codificador QAM 92 de acuerdo con un esquema de asignación determinado con base en los resultados analíticos SNR. Es decir, la sección de control de comunicación de extremo de transmisión 91 realiza conversión de serie en paralelo para datos de entrada de acuerdo con un esquema de asignación determinado con base en los resultados analíticos SNR. La sección de control de comunicación de extremo de transmisión 91, que está provista con un buffer para almacenar temporalmente datos de entrada, almacena temporalmente datos de entrada en el buffer. Luego, la sección de control de comunicación de extremo de transmisión 91 realiza conversión serie a paralelo para datos de entrada almacenados temporalmente, y genera los datos convertidos. En el caso en donde los datos transmitidos no se reciban exitosamente, la sección de control de comunicación de extremo de transmisión 91 retransmite los datos de entrada almacenados temporalmente de acuerdo con un reconocimiento notificado por la sección de notificación de resultados analíticos/reconocimiento SNR 98.

Un aparato de transmisión/recepción de extremo de transmisión y un aparato de transmisión/recepción de extremo de recepción realizan un proceso para cambiar un esquema de asignación de bits con base en los resultados analíticos SNR en una forma coordinada. Específicamente, aparato de transmisión/recepción de extremo de transmisión transmite un paquete de guía al aparato de transmisión/recepción de extremo de recepción. En respuesta a esto, el aparato de transmisión/recepción de extremo de recepción analiza un SNR (Relación Señal-Ruido) de cada portador con base en el paquete de guía transmitido. El SNR descrito anteriormente de cada portador se envía de nuevo al aparato de transmisión/recepción de extremo de transmisión como resultados analíticos SNR. Con base en los resultados analíticos transmitidos SNR, el aparato de transmisión/recepción de extremo de transmisión determina un número de bits asignados a cada portador. En adelante, el proceso descrito anterior se denomina como una sesión de guía.

Cada sección de codificador QAM 92 convierte una entrada de cadena de bits desde la sección de control de comunicación de extremo de transmisión 91 hasta un valor de amplitud y un valor de fase al utilizar QAM (Modulación de Amplitud de Cuadratura) .

La sección IFFT 93 ejecuta una transformación Fourier inversa con base en el valor de amplitud y la entrada de valor de fase de cada sección de codificador QAM 92, y genera sus resultados. Sin embargo, se genera una señal OFDM modulada de acuerdo con los datos de entrada. La señal OFDM descrita anteriormente se transmite a otro aparato de transmisión/recepción a través del AFE 94.

La sección FFT 95 realiza una transformación Fourier paras la señal OFDM recibida desde otro aparato de transmisión/recepción a través del AFE 94, y genera un valor de amplitud y un valor de fase de cada portador.

Cada sección de decodificador QAM 96 demodula el valor de amplitud y el valor de fase, que se genera desde la sección FFT 95, de nuevo a una cadena de bits al utilizar QAM, y genera la cadena de bits.

La sección de control de comunicación de extremo de recepción 97 convierte la cadena de bits de salida de cada sección de decodificador QAM 96 a una cadena de bits continua, y genera la cadena de bits continua como datos de salida. Es decir, la sección de control de comunicación de extremo de recepción 97 realiza la conversión serie a paralelo, generando por lo tanto datos de salida. También, la sección de control de comunicación de extremo de recepción 97 analiza un SNR de cada portador con base en el valor de amplitud y el valor de fase de salida de cada decodificador QAM 96 durante la sesión de guía. La sección de control de comunicación de extremo de recepción 97 notifica los resultados analíticos SNR a la sección de control de comunicación de extremo de transmisión 91 a través de la sección de notificación de resultados analíticos/reconocimiento SNR 98. La sección de control de comunicación de extremo de recepción 97 revisa sí o no todos los paquetes transmitidos desde el aparato de transmisión/recepción de extremo de transmisión se reciben exitosamente con base en los datos de salida generados. El proceso de revisión descrito anteriormente se denomina como reconocimiento. La sección de control de comunicación de extremo de recepción 97 notifica resultados de reconocimiento a la sección de control de comunicación de extremo de transmisión 91 a través de la sección de notificación de resultados analíticos/reconocimiento SNR 98.

El aparato de transmisión/recepción 90 mostrado en la FIGURA 13, que cumple con el HomePlug1.0, divide una cadena de datos en un número grande de datos de baja proporción, y asigna los datos divididos a un número grande de subportadores, cada de los cuales es ortogonal con los otros, para transmisión. La sección de control de comunicación de extremo de recepción 97 utiliza un algoritmo de estimación de canal, que se ejecuta durante una sesión de guía, para medir un SNR de acuerdo con una trama específica transmitida desde un extremo de transmisión. El algoritmo de estimación de canal cambia una velocidad de modulación al estimar las condiciones del canal. Mediante especificaciones HomePlug1.0 convencionales, se modula una pluralidad de sub-portadores en una forma similar al seleccionar un único parámetro de modulación. Sin embargo, las investigaciones realizadas recientemente han revelado que se realiza aceleración adicional utilizando un método denominado DMT (Multitono Discreto) , mediante el cual se asigna una serie de bits a cada portador que se determina mediante la sección de control de comunicación de extremo... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de transmisión/recepción para transmitir datos de entrada a un aparato receptor por medio de una ruta de transmisión, la cual es una línea de energía a la cual se aplica energía eléctrica comercial, que comprende:

una sección de transmisión (2, 3) configurada para generar una primera señal de guía y una segunda señal de guía modulando una pluralidad de portadores que tienen diferentes frecuencias y configurada para transmitir la primera señal de guía y la segunda señal de guía al aparato receptor para estimar las condiciones de transmisión sobre un canal;

una sección de recepción (5, 6) configurada para recibir, del aparato de recepción, una primer resultado de estimación de canal que incluye un primer mapa de tonos el cual indica un método de modulación para cada portador y se determina con base en la primera señal de guía, y un segundo resultado estimación de canal que incluye un segundo mapa de tonos el cual indica un método de modulación para cada portador y se determina con base en la segunda señal de guía;

una sección de almacenamiento configurada para almacenar el primer mapa de tonos y el segundo mapa de tonos; y

una sección de control (1) configurada para controlar tiempos de transmisión de la segunda señal de guía de manera que se asegura que un intervalo de tiempo entre la transmisión de la primera señal y la transmisión de la segunda señal es desigual en un múltiplo entero de un ciclo de la energía eléctrica comercial y desigual a un múltiplo entero de la mitad del ciclo de la energía eléctrica comercial,

en donde la sección de transmisión transmite los datos de entrada modulando la pluralidad de portadores de acuerdo con el primer mapa de tonos o el segundo mapa de tonos almacenados en la sección de almacenamiento.

2. El aparato de transmisión/recepción de acuerdo con la reivindicación 1, en donde,

la sección de control está configurada para calcular un índice de comunicaciones en una capa física cuando se utiliza cada uno del primer mapa de tonos y el segundo mapa de tonos, y configurada para seleccionar uno del primer mapa de tonos y el segundo mapa de tonos que dicta una velocidad de comunicación máxima como un mapa de tonos para ser usado en la sección de transmisión para transmitir los datos de entrada.

3. El aparato de transmisión de acuerdo con la reivindicación 1, en donde,

la sección de control está configurada para calcular un paso provisto para una capa física cuando se utiliza cada uno del primer mapa de tonos y el segundo mapa de tonos, y configurada para seleccionar uno del primer mapa de tonos y el segundo mapa de tonos que dicta un paso máximo como un mapa de tonos para ser usado en la sección de transmisión para transmitir los datos de entrada.

4. El aparato de transmisión de acuerdo con la reivindicación 1, en donde,

se deriva el primer mapa de tonos calculando una relación señal-ruido con respecto a una frecuencia de cada portador, con base en la primera señal de guía, y localizado, para cualquier portador que tenga una relación señalruido la cual es igual o superior a un valor de umbral predeterminado, un método de modulación de acuerdo con un valor de cada relación señal ruido, y asegurando que cualquier portador que tenga una relación señal-ruido que sea inferior al valor de umbral predeterminado no sea usado, y

se deriva el segundo mapa de tonos calculando una relación señal-ruido con respecto a una frecuencia de cada portador, con base en la segunda señal de guía, y localizado, para cualquier portador que tenga una relación señalruido la cual es igual o superior a un valor de umbral predeterminado, un método de modulación de acuerdo con un valor de cada relación señal ruido, y asegurando que cualquier portador que tenga una relación señal-ruido que sea inferior al valor de umbral predeterminado no sea usado.

5. El aparato de transmisión de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la señal de transmisión está configurada adicionalmente para retransmitir datos si los datos no son correctamente recibidos por el aparato receptor.

6. Un método de transmisión, ejecutado por un aparato de transmisión, para transmitir datos de entrada a un aparato receptor a través de una ruta de transmisión, la cual es una línea de energía a la cual de aplica energía eléctrica, comprendiendo el método de transmisión:

generar una primera señal de guía y una segunda señal de guía modulando una pluralidad de portadores que tienen respectivamente frecuencias diferentes para estimar las condiciones de transmisión sobre un canal;

controlar tiempos de transmisión de la segunda señal de guía de tal forma que se asegure que un intervalo de tiempo entre la transmisión de la primera señal de guía y la transmisión de la segunda señal de guía es desigual a un múltiplo entero de un ciclo de la energía eléctrica comercial y desigual a un múltiplo entero de la mitad de un ciclo de la energía eléctrica comercial;

transmitir la primera señal de guía y la segunda señal de guía al aparato receptor;

recibir, del aparato receptor, un primer resultado de estimación de canal que incluye un primer mapa de tonos el cual indica un método de modulación para cada portador y se determina con base en la primera señal de guía, y un segundo resultado de estimación de canal que incluye un segundo mapa de tonos el cual indica un método de modulación para cada portador y se determina con base en la segunda señal de guía;

almacenar el primer mapa de tonos y el segundo mapa de tonos; y

transmitir los datos de entrada modulando la pluralidad de portadores de acuerdo con el primer mapa de tonos o el segundo mapa de tonos almacenados en la etapa de almacenamiento.