Sistema de transmisión de radiofrecuencia OFDM-MIMO.

Circuito para procesar señales piloto dispersas recibidas en símbolos de una señal OFDM de transmisor múltiple,

que comprende:

unos medios para extraer las señales piloto combinando transmisiones de señales piloto que presentan una faserelativamente no invertida con transmisiones de señales piloto que presentan una fase relativamente no invertidapara obtener una indicación de las características del canal de transmisión (h0, h1);

caracterizado porque los medios de extracción de señales 10 piloto comprenden:

unos medios (32) para recibir las señales piloto y fraccionarlas en un primer conjunto que consiste en las señalespiloto no invertidas y en un segundo conjunto que consiste en las señales piloto invertidas;

unos primeros y segundos medios de interpolación (38, 40) para recibir el primer y segundo conjunto,respectivamente, y para interpolar en frecuencia y/o en tiempo entre las señales piloto de cada conjunto; yunos medios (42, 44) para sumar y restar las correspondientes salidas de los primeros medios de interpolación ylos segundos medios de interpolación.

Sistema de transmisión de radiofrecuencia OFDM-MIMO.

Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a un método de transmisión de radiofrecuencia OFDM-MIMO y a un transmisor y un receptor para su utilización en dicho método.

Debería hacerse referencia a los siguientes documentos como antecedentes:

- Norma ETSI, ETS 300 744, Digital Broadcastings Systems for Television, Sound and Data Services; framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television, 1997, la norma de DVB-T.

-Patente US nº 5.345.599 Paulraj et al, 1994.

-G. Fischini y M. Gans, "On Limits of Wireless Communication in a Fading Environment when using Multiple Antennas", Wireless Personal Communications, Vol. 6, n° 3, marzo 1998, páginas 311 a 335.

-Solicitud de patente europea 1221793A, que describe la estructura básica de un receptor de DVB-T.

- SDM-COFDM Technologies for Broadband Wireless Access over 100 MBIT/s, Sugiyama et al, NTT Technical Review, Vol. 2, n°1, enero 2004.

- Pilot-to-Data Power Ratio for Maximizing the Capacity of MIMO-OFDM, Kim et al, IEEE Trans. on Communications, 22 de noviembre de 2004. Véanse también las referencias [1] a [7] de este documento, que describen varias propuestas de OFDM-MIMO, y las referencias [8] a [20], que tratan aspectos de señales piloto en sistemas OFDM y/o MIMO.

-R. Monnier, J.B. Rault y T. de Couasnon, "Digital television broadcasting with high spectral efficiency" IBC Amsterdam, The Netherlands, págs. 380 a 384, 1992, que describe un sistema de transmisión digital que utiliza transmisiones de polarización dual.

-Schulze y Lüders "Theor y and Applications of OFDM and CDMA", ed. John Wiley & Sons, 2005, ISBN 0470850698, véanse especialmente las páginas 181 a 183.

-La solicitud de patente internacional WO01/76110 Qualcomm Inc/Wallace et al describe la obtención de información de CSI en un sistema MIMO basado en OFDM utilizando símbolos piloto. Las unidades receptoras determinan el CSI para ciertos subcanales disjuntos que transportan símbolos piloto, e informan sobre los mismos de vuelta al transmisor, que produce estimaciones para los subcanales disjuntos que no transportan símbolos piloto.

El documento US 2003/072254 divulga un método y un aparato para reducir el número de señales piloto en un sistema de comunicaciones MIMO-OFDM y para mejorar la estimación de canales.

El documento EP 1170897 se refiere a una estimación de canales que utiliza la diversidad espacial de las antenas transmisoras.

Se han propuesto métodos de distribución de televisión digital terrestre inalámbrica que utilizan técnicas de Entrada Múltiple, Salida Múltiple (MIMO) para permitir la utilización de transmisiones de doble direccionamiento o de doble polarización. En un sistema básico típico, existen dos antenas transmisoras y dos antenas receptoras, con transmisores y receptores asociados, tal como se ilustra en la Fig. 1 de los dibujos adjuntos. Un sistema de este tipo puede distribuir hasta dos veces el caudal de la DVB-T (Radiodifusión de Vídeo Digital – Terrestre) convencional, aunque sin requerir ningún espectro adicional. De forma más general, MIMO se refiere a un enlace de radiocomunicaciones que utiliza por lo menos dos (dos o más) transmisores y dos receptores. La suposición básica es que, en un entorno adecuado, los trayectos de RF (radiofrecuencia) desde cada transmisor a cada receptor son suficientemente diferentes como para actuar, por lo menos parcialmente, como dos canales distintos.

Las solicitudes anteriores de patente del Reino Unido 0603356.7 y de patente europea 07250430.1, publicadas ambas después de la fecha de prioridad de la presente solicitud y a las que se hace referencia posteriormente como “las solicitudes anteriores”, describen un sistema OFDM-MIMO en forma de un sistema de DVB-T que se modifica en la medida que las fases de transmisiones seleccionadas de las transmisiones de señales piloto, particularmente las señales piloto dispersas, se escogen o cambian en los transmisores de tal modo que algunas de las transmisiones correspondientes de señales piloto de las dos (o más) etapas de transmisores MIMO se encuentran en la misma fase, y otras de las transmisiones se encuentran con una fase invertida relativamente. En un receptor, las señales piloto se extraen y se combinan mediante adición y sustracción de las señales piloto invertidas y no invertidas, para obtener una indicación de las características del canal de transmisión. Dichas modificaciones sobre la señal de transmisión DVB-T convencional permiten que el receptor tenga conocimiento del canal de matriz 2-por-2 resultante.

Sumario de la invención La presente invención proporciona un método de transmisión de radiofrecuencia OFDM-MIMO y un transmisor y receptor para su uso en el método. La invención se refiere a varias mejoras en el sistema de las solicitudes anteriores.

Las mejoras de la presente invención se definen en las reivindicaciones independientes siguientes, a las cuales se puede hacer referencia a continuación. En las reivindicaciones adjuntas se exponen unas características ventajosas. En particular, debería apreciarse que las diversas mejoras se pueden utilizar por separado, o juntas en diferentes combinaciones.

Breve descripción de los dibujos La invención se describirá con mayor detalle, a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la Fig. 1 es un diagrama esquemático de un sistema MIMO con dos transmisores y dos receptores;

la Fig. 2 es un diagrama de temporización que ilustra señales piloto en una señal OFDM según se utiliza de acuerdo con la norma DVB-T (referencia [1] anterior) ;

la Fig. 3 ilustra un sistema OFDM-MIMO 2 -p o r -2 usado para la DVB-T que utiliza antenas Yagi direccionales duales;

la Fig. 4 es un diagrama de bloques de un transmisor del sistema;

la Fig. 5 es un diagrama de bloques de un receptor del sistema;

la Fig. 6 es un diagrama de bloques de una parte del circuito del receptor para procesar señales piloto recibidas;

la Fig. 7 es un diagrama de temporización similar a la Fig. 2, que representa una primera modificación;

la Fig. 8 muestra diagramas de temporización similares a la Fig. 2, que representan una segunda modificación; y

la Fig. 9 es un diagrama de bloques de una forma alternativa de acuerdo con una mejora de esta invención para la parte del circuito de receptor representado en la Fig. 6 con el fin de procesar señales piloto recibidas.

Descripción detallada de una forma de realización preferida de la invención Invención de las solicitudes anteriores Las solicitudes anteriores a las que se ha hecho referencia previamente daban a conocer sistemas OFDM-MIMO tal como se describirá de forma detallada en primer lugar.

La televisión digital terrestre (DTT) que utiliza la norma de DVB-T se encuentra operativa actualmente y es bien conocida por los expertos en la materia. Utiliza el COFDM (multiplexado por división ortogonal de frecuencia codificada u OFDM codificado) el cual es un sistema con muchas portadoras que utiliza un gran número de portadoras ortogonales y con poca separación dentro de una única banda de frecuencias. Los datos que deben transmitirse se distribuyen sobre las múltiples portadoras, reduciéndose así considerablemente la velocidad de datos en cada portadora. Los datos se transmiten en una sucesión de periodos de símbolos, transportando cada periodo de símbolo un símbolo QAM (modulado por amplitud en cuadratura) sobre cada una de las muchas portadoras que transportan datos.

Para colaborar en la sincronización de frecuencias y la estimación de canales, la señal incluye dos tipos de señales piloto, que son portadoras seleccionadas de las muchas portadoras, que no transportan datos. Las señales piloto o señales de entrenamiento están dispuestas en cuanto a frecuencia y tiempo en una estructura definida. Tal como se define en la norma de DVB-T (referencia [1] anterior) , se suministran señales piloto continuas además de señales piloto dispersas. La modulación aplicada a las señales piloto tanto continuas como dispersas puede ser típicamente +4/3 ó -4/3, según una secuencia seudoaleatoria del índice de la portadora. Dichas portadoras están bien descritas en muchas publicaciones, incluyendo libros de texto tales como la referencia [8] anterior, que proporciona dos cuadrículas posibles para dichas señales piloto. Una de estas cuadrículas, a saber, una cuadrícula diagonal, también se muestra como Fig. 2 de los dibujos adjuntos. Las señales piloto se indican mediante los círculos negros, las portadoras de datos mediante... [Seguir leyendo]

1. Circuito para procesar señales piloto dispersas recibidas en símbolos de una señal OFDM de transmisor múltiple, que comprende:

unos medios para extraer las señales piloto combinando transmisiones de señales piloto que presentan una fase relativamente no invertida con transmisiones de señales piloto que presentan una fase relativamente no invertida para obtener una indicación de las características del canal de transmisión (h0, h1) ;

caracterizado porque los medios de extracción de señales piloto comprenden:

unos medios (32) para recibir las señales piloto y fraccionarlas en un primer conjunto que consiste en las señales piloto no invertidas y en un segundo conjunto que consiste en las señales piloto invertidas;

unos primeros y segundos medios de interpolación (38, 40) para recibir el primer y segundo conjunto, respectivamente, y para interpolar en frecuencia y/o en tiempo entre las señales piloto de cada conjunto; y

unos medios (42, 44) para sumar y restar las correspondientes salidas de los primeros medios de interpolación y los segundos medios de interpolación.

2. Circuito según la reivindicación 1, en el que por lo menos algunos de los símbolos recibidos comprenden unas transmisiones de señales piloto invertidas y no invertidas en un símbolo dado.

3. Circuito según la reivindicación 1 o 2, en el que el circuito está situado en un receptor de normas DVB que recibe 25 señales piloto continuas y señales piloto dispersas, algunas de las cuales están invertidas.

4. Método para extraer señales piloto dispersas recibidas en símbolos de una señal OFDM de transmisor múltiple combinando transmisiones de señales piloto que presentan una fase relativamente no invertida con transmisiones de señales piloto que presentan una fase relativamente invertida para obtener una indicación de las características del

canal de transmisión, caracterizado porque comprende:

recibir las señales piloto y fraccionarlas en un primer conjunto que consiste en señales piloto no invertidas y en un segundo conjunto que consiste en señales piloto invertidas;

unos primeros y segundos procesos de interpolación para recibir el primer conjunto y el segundo conjunto, respectivamente y para interpolar en frecuencia y/o en tiempo entre las señales piloto de cada conjunto; y

sumar y restar las correspondientes salidas de los primeros medios de interpolación y los segundos medios de interpolación.

5. Método según la reivindicación 4, en el que por lo menos algunos de los símbolos recibidos comprenden unas transmisiones de señales piloto invertidas y no invertidas en un símbolo dado.

6. Método según la reivindicación 4 o 5, en el que la señal es una señal de normas DVB que comprende unas 45 señales piloto continuas y unas señales piloto dispersas, algunas de las cuales están invertidas.