PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE IGUALACION POR BLOQUES CON INTERPOLACION MEJORADA.
Procedimiento de igualación de una señal recibida por un receptor después de pasar por un canal de transmisión,
comprendiendo la indicada señal al menos un bloque de datos y varias sondas situadas a uno y otro lado del bloque de datos, caracterizado porque comprende una etapa donde para cada sonda dispuesta delante del bloque de datos y para cada sonda dispuesta después del bloque de datos, se estima la respuesta impulsiva del canal respectivamente h0(t) y h 1(t), antes y después de un bloque de datos n a tratar considerando las sondas situadas a uno y otro lado del bloque de datos n respectivamente (sonda n-1, sonda n), pero también las sondas precedentes y siguientes de la sonda n-1 y de la sonda n, a saber hk0(t) hk0+1(t) ...h0(t) h1(t)...hk1-1(t) hk1(t), siendo k0 inferior o igual a 0 y k1 superior o igual a 1, combinándose las indicadas sondas cada una con un juego de pesos indicados respectivamente a0...k1-k0 (para obtener h0(t)) y b0...k1-k0 (para obtener h1(t)
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E02292905.
Solicitante: THALES.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 173, BOULEVARD HAUSSMANN,75008 PARIS.
Inventor/es: LAURENT, PIERRE-ANDRE.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 22 de Noviembre de 2002.
Fecha Concesión Europea: 14 de Octubre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H04L25/02C3
Clasificación PCT:
- H04L25/02 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04L TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION TELEGRAFICA (disposiciones comunes a las comunicaciones telegráficas y telefónicas H04M). › H04L 25/00 Sistemas de banda base. › Detalles.
Clasificación antigua:
- H04L25/02 H04L 25/00 […] › Detalles.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Procedimiento y dispositivo de igualación por bloques con interpolación mejorada.
La presente invención se refiere a un procedimiento y a un igualador adaptados particularmente para módems de tipo en serie.
Algunos documentos de normalización internacional de procedimientos de transmisión llamados STANAG (Standardization NATO Agreement en anglosajón describen formas de ondas a utilizar para módems (moduladores/demodu- ladores) y destinadas para ser transmitidas por canales estrechos (3 KHz en general) y de tipo en serie. Los símbolos son transmitidos secuencialmente a una velocidad de modulación generalmente constante de 2400 baudios.
El canal de transmisión utilizado (gama de Altas Frecuencias HF de 3 a 30 MHz) al ser particularmente perturbado y su función de transferencia y evolucionando su función de transferencia de forma relativamente rápida, todas estas formas de onda comprenden a intervalos regulares señales conocidas que sirven de referencia a partir de las cuales se deduce la función de transferencia del canal. Entre los diferentes formatos estandarizados retenidos, algunos se refieren a módems de elevado flujo, típicamente de 3200 a 9600 bitios/s que son sensibles a los errores de estimación del canal.
Para obtener un elevado flujo, es indispensable, además de utilizar una modulación compleja de tipo QAM (Quadrature Amplitude Modulation) en numerosas situaciones, limitar al máximo la proporción de señales de referencia con el fin de maximizar el flujo útil. En otras palabras, la comunicación comprenderá bloques de datos de tamaño relativamente grande entre los cuales se insertarán señales de referencia de pequeño tamaño.
La figura 1 representa un ejemplo de estructura de una señal descrita en el STANAG 4539 donde se encuentran en alternancia, bloques de 256 símbolos de datos con inserción de bloques de 31 símbolos conocidos (llamados "probe" o referencia), lo cual corresponde a aproximadamente un 11% del total.
Para evaluar la respuesta de impulsos h(t) del canal a nivel del nsimo bloque de datos, se dispone de una primera sonda (n-1) colocada delante del bloque de datos y una segunda sonda (n) colocada después del bloque de datos que permiten evaluar la función de transferencia del canal a través de la respuesta por impulsos combinada obtenida por la convolución de:
- la respuesta por impulsos del emisor, fija,
- la respuesta por impulsos del canal, eminentemente variable,
- la respuesta impulsiva del receptor, fija,
En lo que sigue de la descripción y para simplificar, se supondrá que este conjunto forma la respuesta por impulsos del canal.
El DFE (Decision Feedback Equalizer en anglosajón) se utiliza corrientemente en módems que corresponden por ejemplo el acuerdo STANAG (tal como el 4285) donde la proporción de las señales de referencia es relativamente elevada y los bloques de datos relativamente cortos (por ejemplo 32 símbolos en el 4285).
Otra forma de proceder según la técnica anterior es utilizar un algoritmo denominado "BDFE" (Block Decision Feedback Equalizer) que viene de nuevo a estimar la respuesta impulsiva del canal antes y después de un bloque de datos y en encontrar los valores de símbolos emitidos (datos emitidos) los más verosímiles que minimizarán el error cuadrático medio entre la señal recibida y su estimación a partir de una respuesta impulsiva local supuesta conocida.
Este algoritmo representado en la figura 2 consiste particularmente en ejecutar las etapas siguientes:
- a) Estimar la respuesta impulsiva h(t) de longitud L símbolos, conociendo esta respuesta impulsiva estimada,
- b) Eliminar al comienzo del bloque de datos n que comprende N símbolos útiles, la influencia de los símbolos de la sonda (n-1) situada delante (L-1 primeros símbolos),
- c) Suprimir de la sonda (n) situada después del bloque de datos, la participación de los símbolos de la sonda que son perturbados por la influencia de los últimos símbolos de datos (L-1 símbolos),
- d) A partir de las muestras así obtenidas, cuyo número es un poco más grande que el número de símbolos de datos (a saber N+L-1), estimar mejor el valor de los N símbolos útiles los más probablemente emitidos.
La etapa b) puede considerar que la respuesta impulsiva del canal equivale a h0(t) en la sonda antes del bloque de datos, Sonda n-1, y la etapa c) que esta respuesta equivale a h1(t) en la sonda Sonda n después del bloque de datos.
La etapa d) consiste por ejemplo en suponer que la respuesta impulsiva del canal evoluciona linealmente entre h0(t) y h1(t) a todo lo largo del bloqueo de datos.
La solicitud de patente WO 00 30274 describe un procedimiento en el cual la respuesta impulsiva del canal se estima a partir de informaciones procedentes del pasado. Así, la enseñanza técnica de este documento realiza una predicción a partir del pasado.
El procedimiento según la invención consiste particularmente en adaptarse a la velocidad de evolución del canal y tener así en todo momento un nivel de rendimientos "óptimo" solo aumentando la potencia de cálculo necesaria de modo despreciable.
La descripción recurrirá a ciertas anotaciones adoptadas de las cuales las siguientes:
- - en: muestras complejas emitidas, espaciadas por un símbolo y pertenecientes a una de las constelaciones mencionadas más arriba (conocidas o desconocidas)
- - rn: muestras complejas recibidas (los valores de n se explicarán cada vez, pudiendo estas muestras pertenecer a una sonda o a datos)
- - L: longitud de la respuestas impulsiva (en símbolos) del canal a estimar
- - P: número de símbolos de una "sonda"
- - N: número de símbolos de un bloque de datos
- - dk0 p-1: valores complejos conocidos de los símbolos de la sonda que precede al bloque de datos de rango n + k, entendiéndose que el bloque corriente tiene el rango n.
La invención se refiere a un procedimiento de igualación de una señal recibida en un receptor después del pase por un canal de transmisión, comprendiendo la indicada señal al menos un bloque de datos y varias sondas situadas a uno y otro lado del bloque de datos. El procedimiento se caracteriza porque comprende al menos una etapa donde la respuesta impulsiva del canal se estima antes y después de un bloque de datos n teniendo en cuenta las sondas (Sonda n-1 y Sonda n) situadas a uno y otro lado del bloque de datos n y también las sondas precedentes y siguientes de las Sondas n-1 y Sonda n, siendo las indicadas sondas ponderadas y combinadas entre si, para cada sonda dispuesta antes del bloque de datos y para cada sonda dispuesta después del bloque de datos, estimar la respuesta impulsiva del canal respectivamente h0(t) y h1(t), antes y después de un bloque de datos n a tratar considerando las sondas situadas a uno y otro lado del bloque de datos n, pero también las sondas precedentes y siguientes, a saber hk0(t) hk0+1 (t) ...h0(t) h1(t) ...hk1-1(t) hk1(t), siendo k0 inferior o igual a 0 y k1 superior o igual a 1, combinadas cada una con un juego de pesos indicados respectivamente a0 . . . k1-k0 (para obtener h0(t)) y b0 . . . k1-k0 (para obtener h1(t)).
El procedimiento comprende por ejemplo al menos las etapas siguientes: para cada sonda dispuesta antes del bloque de datos a tratar y para cada sonda situada después del bloque de datos a tratar, se sustituye cada una de las sondas mediante sondas aplanadas y se determina seguidamente una estimación de la respuesta impulsiva h0 antes del bloque de datos y una estimación de la respuesta impulsiva h1 después del bloque de datos.
La estimación puede ser realizada minimizando el error cuadrático total dado por
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de igualación de una señal recibida por un receptor después de pasar por un canal de transmisión, comprendiendo la indicada señal al menos un bloque de datos y varias sondas situadas a uno y otro lado del bloque de datos, caracterizado porque comprende una etapa donde para cada sonda dispuesta delante del bloque de datos y para cada sonda dispuesta después del bloque de datos, se estima la respuesta impulsiva del canal respectivamente h0(t) y h1(t), antes y después de un bloque de datos n a tratar considerando las sondas situadas a uno y otro lado del bloque de datos n respectivamente (sonda n-1, sonda n), pero también las sondas precedentes y siguientes de la sonda n-1 y de la sonda n, a saber hk0(t) hk0+1(t) ...h0(t) h1(t)...hk1-1(t) hk1(t), siendo k0 inferior o igual a 0 y k1 superior o igual a 1, combinándose las indicadas sondas cada una con un juego de pesos indicados respectivamente a0 . . . k1-k0 (para obtener h0(t)) y b0 . . . k1-k0 (para obtener h1(t) .
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos las etapas siguientes: para cada sonda dispuesta delante del bloque de datos a tratar y para cada sonda situada después del bloque de datos a tratar, se sustituye cada una de las sondas mediante sondas de aplanamiento y se determina seguidamente una estimación de la respuesta impulsiva h0 antes del bloque de datos y una estimación de la respuesta impulsiva h1 después del bloque de datos.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la estimación se realiza minimizando el error cuadrático total facilitado por
siendo
dn-m = señal emitida conocida
hm = muestra de la respuesta impulsiva
m = señal recibida.
rn = sonda a tratar.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende una etapa donde los coeficientes utilizados para el aplanado de las sondas se obtienen minimizando el error cuadrático del error de interpolación
donde ? es la rotación de fase, comprendida entre dos valores extremos -A y +A que dependen de la velocidad de variación de la función de transferencia del canal.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, donde se dispone de varios juegos de coeficientes de interpolación, siendo cada juego optimizado para condiciones de recepción muy precisas donde se ensayan, a intervalos regulares, juegos próximos al que se encuentra en curso de utilización y donde se retiene a continuación el que maximiza una relación señal/ruido de demodulación que puede estimarse de diversas maneras.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende una etapa de demodulación de señales recibidas en un BDFE.
7. Dispositivo para igualar al menos una señal que ha pasado por un canal de transmisión, comprendiendo la indicada señal al menos un bloque de datos y varias sondas situadas a uno y otro lado del bloque de datos, caracterizado porque comprende al menos un medio que recibe las señales y adaptado para estimar para cada sonda dispuesta delante del bloque de datos y para cada sonda dispuesta después del bloque de datos, la respuesta impulsiva del canal respectivamente h0(t) y h1(t), antes y después de un bloque de datos n a tratar considerando las sondas situadas a uno y otro lado del bloque de datos n, pero también las sondas precedentes y siguientes, a saber las respuestas impulsivas hk0(t) hk0+1(t) ...h0(t) h1(t) ... hk1-1(t) hk1(t), siendo k0 inferior o igual a 0 y k1 superior o igual a 1, combinadas cada una con un juego de pesos indicados respectivamente a0 . . . k1-k0 (para obtener h0(t) y b0 . . . k1-k0 (para obtener h1(t)), siendo las indicadas sondas ponderadas y combinadas entre si y al menos un dispositivo de tipo BDFE.
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