SELECCION DE CAMINO EN UN APARATO OFDM.

Un aparato de desmodulación de multiplexación por división en frecuencia ortogonal (OFDM),

destinado a manejar un símbolo de transmisión que contiene un símbolo válido que resulta de la modulación de múltiples portadoras subordinadas o sub-portadoras por múltiples fragmentos de datos resultantes de la división de la información, y un intervalo de protección o salvaguardia resultante de la copia de una forma de onda de señal parcial del símbolo válido, como unidad de transmisión, y desmodula una señal de OFDM con el símbolo de transmisión, que tiene una subportadora predeterminada que contiene, de manera discreta, señales piloto con una magnitud específica de potencia y una fase específica, de tal modo que el aparato comprende: medios (42) de creación de perfil de retardo, susceptibles de hacer funcionar para crear un perfil de retardo a partir de la señal de OFDM mediante la extracción de la forma de onda de señal de la parte de intervalo de salvaguardia a partir de las señales de OFDM en el dominio del tiempo, y la obtención de la coherencia entre la parte de intervalo de salvaguardia y la otra parte del símbolo de transmisión; medios de conversión de Fourier (18), destinados a funcionar para definir una ventana de Transformada de Fourier Rápida en un periodo de símbolo válido a partir de cada símbolo de transmisión de la señal de OFDM; medios (19) de estimación de característica de camino de transmisión, susceptibles de hacerse funcionar para extraer, para cada símbolo de transmisión, las señales piloto a partir de la señal obtenida por conversión de Fourier por parte de los medios de conversión de Fourier, y para estimar la característica de camino de transmisión de los símbolos de transmisión mediante la interpolación de las señales piloto con el uso de un filtro de interpolación en la dirección del tiempo; medios de conversión de Fourier inversa (20), susceptibles de hacerse funcionar para crear, para cada símbolo de transmisión, un perfil de retardo mediante la realización de una conversión de Fourier inversa en la característica de camino de transmisión estimada por los medios de estimación de característica de camino de transmisión; y medios (21) de control de ventana, susceptibles de hacerse funcionar para crear una ventana de Transformada de Fourier Rápida basándose en el perfil de retardo creado por los medios de creación de perfil de retardo y en el perfil de retardo creado por los medios de conversión de Fourier inversa, y controlar los medios de conversión de Fourier (18) basándose en la ventana de Transformada de Fourier Rápida, de tal manera que los medios de control de ventana son susceptibles de hacerse funcionar para retener caminos que son detectados en una misma posición, tanto en el perfil de retardo creado por los medios de creación de perfil de retardo como en el perfil de retardo creado por los medios de conversión de Fourier inversa, un número de veces igual o mayor que un cierto valor de umbral, de tal manera que el valor de umbral para un camino situado en una posición predeterminada con respecto a la posición de un camino principal dentro del perfil de retardo creado por los medios de conversión de Fourier inversa, es más alto que el de los caminos situados en las demás posiciones dentro de este perfil de retardo

Selección de camino en un aparato OFDM.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un aparato de desmodulación de multiplexación por división en frecuencia ortogonal (OFDM - "orthogonal frequency division multiplexing") y a un método para el mismo que desmodula una señal de OFDM.

En los últimos años, se ha propuesto un método de modulación denominado método de Multiplexación por División en Frecuencia Ortogonal (en lo sucesivo denominado método de OFDM), a fin de modular datos digitales. En un método de OFDM, los datos se asignan y se modulan digitalmente a la amplitud y la fase de cada una de muchas portadoras subordinadas o sub-portadoras ortogonales dentro de una banda de transmisión por PSK (Manipulación por Variación de Fase - "Phase Shift Keying") o una QAM (Modulación de Amplitud en Cuadratura - "Quadrature Amplitude Modulation").

El método de OFDM se ha venido considerando de forma generalizada para su aplicación a la radiodifusión digital terrestre, la cual es susceptible de interferencia de múltiples caminos.

Una señal enviada por el método de OFDM es transmitida en símbolos denominados símbolos de OFDM, según se muestra en la Figura 14. El símbolo de OFDM incluye un símbolo válido y un intervalo de protección o salvaguardia. El símbolo válido es un periodo de señal cuando se lleva a cabo con la transmisión una IFFT (Transformada de Fourier Rápida Inversa - "Inverse Fast Fourier Transform"). El intervalo de salvaguardia es una copia de la forma de onda de una parte de la segunda mitad del símbolo válido. El intervalo de salvaguardia se proporciona en la primera mitad del símbolo de OFDM y puede tener una longitud temporal de, por ejemplo, 1/4 ó 1/8 de la del símbolo válido.

En un aparato de recepción de OFDM que recibe la señal de OFDM, se lleva a cabo en ella un cálculo de FTT (Transformada de Fourier Rápida - "Fast Fourier Transform") por parte de un circuito de cálculo de FFT, con lo que la señal de OFDM recibida es desmodulada. A partir del símbolo de OFDM que incluye un símbolo válido y un intervalo de salvaguardia, el aparato de recepción de OFDM detecta la posición límite o de contorno del símbolo de OFDM, define un intervalo o segmento de cálculo (denominado ventana de FFT) de una longitud igual a la del símbolo válido desde la posición de contorno del símbolo detectado, identifica los datos de la parte definida por la ventana de FFT a partir del símbolo de OFDM, y realiza el cálculo de FFT sobre ellos.

A propósito de esto, la radiodifusión terrestre consiste en un camino de transmisión en una atmósfera de múltiples caminos. En otras palabras, la radiodifusión terrestre es susceptible de sufrir interferencias por las ondas retardadas debido a las circunstancias del entorno, tales como la geografía del entorno y a los edificios en el punto de recepción, y la señal recibida por un aparato de recepción de OFDM se convierte en una onda positiva como resultado de la combinación de múltiples ondas retardadas.

En el recorrido o camino de transmisión en una atmósfera de múltiples caminos, existen múltiples límites o contornos de símbolo, debido a la existencia de múltiples caminos. En este caso, la interferencia entre símbolos puede ser generalmente evitada si se define la posición de una ventana de FFT basándose en la posición del contorno del símbolo del primer camino que llega.

Se describirá aquí un método para definir la posición de una ventana de FFT, lo que determina la posición de cálculo de FFT (véanse los Documentos de Patente 1 y 2).

Un primer método para definir una ventana de FFT retarda una señal de OFDM antes de que se lleve a cabo en ella el cálculo de FFT, obtiene la correlación entre la forma de onda de la parte de intervalo de salvaguardia y la forma de onda de la segunda mitad del símbolo de OFDM (es decir, la forma de onda de señal con respecto a la cual se copia el intervalo de salvaguardia), y calcula el contorno del símbolo de OFDM. En este método, el tiempo que exhibe el valor de pico de la función de auto-correlación es el contorno del símbolo de OFDM de cada recorrido o camino.

Un segundo método aplica señales piloto dispersadas (señales SP - "scattered pilot") con un nivel o intensidad específica y una fase específica, las cuales son dispersadas en posiciones específicas de un símbolo de OFDM. El método estima la característica del camino de transmisión de todos los símbolos de OFDM mediante la extracción de la señal SP de una señal de OFDM, extrayendo la componente modulada de la misma y llevando a cabo una interpolación en ella mediante el uso de un filtro de interpolación en la dirección temporal. A continuación, se crea un perfil de retardo que exhibe la intensidad de la señal de cada camino, mediante la realización del cálculo de IFFT en la característica de camino de transmisión estimada, y se obtiene el contorno del símbolo de OFDM basándose en el primer camino que llega. Es de destacar que la interpolación en la dirección temporal de las señales SP tiene por objeto aumentar el segmento de detección de un perfil de retardo mediante la reducción artificial de los intervalos de las señales SP.

En general, a la hora de definir una ventana de FFT, el primer método provoca un inicio o arranque aproximado hacia una ventana de FFT al comienzo de la recepción, y, tras un periodo de tiempo predeterminado de la continuación del primer método, el segundo método provoca el salto a una ventana de FFT. En otras palabras, el establecimiento de una sincronización grosera o aproximada es seguido por una sincronización más precisa de los símbolos, lo que da lugar a un estado de reproducción estable.

Se conoce también un tercer método para definir una ventana de FFT, que extrae de una señal de OFDM la forma de onda de una parte de intervalo de salvaguardia antes de que se lleve a cabo en ella el cálculo de FFT, obtiene la coherencia entre la forma de onda extraída y la forma de onda de la segunda mitad del símbolo de OFDM, y, con ello, obtiene el contorno del símbolo de OFDM. Este método crea un perfil de retardo que exhibe la intensidad de señal de cada camino, mediante la obtención de la coherencia, y obtiene el contorno del símbolo de OFDM basándose en el primer camino que llega.

Por otra parte, en los últimos años se ha propuesto un método que incluye una combinación de los segundo y tercer métodos (véase el Documento de Patente 3). El método permite la eliminación de un camino falso mediante la combinación de los perfiles de retardo creados por los métodos, incluso cuando existe un camino falso debido al ruido en los perfiles de retardo.

Documento de Patente 1: JP-A-2002-368717

Documento de Patente 2: JP-A-2001-292125

Documento de Patente 3: JP-A-2004-153831

En el documento EP-A-1 392 015 se describe un circuito de corrección de regulación de secuencia temporal de símbolos que lleva a cabo una Transformada de Fourier Rápida en una señal recibida, de acuerdo con una señal inicial de regulación de secuencia temporal de símbolos, extrae una secuencia de datos piloto y calcula las características de frecuencia de un canal entre el receptor y el transmisor.

En el documento US-A-2004/0105512 se describe un procedimiento de sincronización de dos etapas que incluye un almacenamiento intermedio en un registro de almacenamiento intermedio valores de auto-correlación normalizados deducidos de muestras de señal de OFDM recibidas, y procesar o tratar los valores almacenados de forma intermedia mediante la selección de primeros instantes de sincronización utilizando una primera ventana de selección que tiene una anchura de j muestras, y seleccionando segundos instantes de sincronización utilizando una segunda ventana de selección que tiene una anchura de k muestras, siendo k < j, y de manera que la segunda ventana de selección está centrada en una determinación temporal promedio computada como resultado del tratamiento que tuvo lugar utilizando la primera ventana de selección.

Sumario de la invención

En las reivindicaciones que se acompañan se definen diversos aspectos y características de la presente invención.

El segundo método puede requerir la concordancia entre el valor de interpolación y la característica de camino de transmisión real, puesto que las señales SP son interpoladas en la dirección temporal....

1. Un aparato de desmodulación de multiplexación por división en frecuencia ortogonal (OFDM), destinado a manejar un símbolo de transmisión que contiene un símbolo válido que resulta de la modulación de múltiples portadoras subordinadas o sub-portadoras por múltiples fragmentos de datos resultantes de la división de la información, y un intervalo de protección o salvaguardia resultante de la copia de una forma de onda de señal parcial del símbolo válido, como unidad de transmisión, y desmodula una señal de OFDM con el símbolo de transmisión, que tiene una sub-portadora predeterminada que contiene, de manera discreta, señales piloto con una magnitud específica de potencia y una fase específica, de tal modo que el aparato comprende:

medios (42) de creación de perfil de retardo, susceptibles de hacer funcionar para crear un perfil de retardo a partir de la señal de OFDM mediante la extracción de la forma de onda de señal de la parte de intervalo de salvaguardia a partir de las señales de OFDM en el dominio del tiempo, y la obtención de la coherencia entre la parte de intervalo de salvaguardia y la otra parte del símbolo de transmisión;

medios de conversión de Fourier (18), destinados a funcionar para definir una ventana de Transformada de Fourier Rápida en un periodo de símbolo válido a partir de cada símbolo de transmisión de la señal de OFDM;

medios (19) de estimación de característica de camino de transmisión, susceptibles de hacerse funcionar para extraer, para cada símbolo de transmisión, las señales piloto a partir de la señal obtenida por conversión de Fourier por parte de los medios de conversión de Fourier, y para estimar la característica de camino de transmisión de los símbolos de transmisión mediante la interpolación de las señales piloto con el uso de un filtro de interpolación en la dirección del tiempo;

medios de conversión de Fourier inversa (20), susceptibles de hacerse funcionar para crear, para cada símbolo de transmisión, un perfil de retardo mediante la realización de una conversión de Fourier inversa en la característica de camino de transmisión estimada por los medios de estimación de característica de camino de transmisión; y

medios (21) de control de ventana, susceptibles de hacerse funcionar para crear una ventana de Transformada de Fourier Rápida basándose en el perfil de retardo creado por los medios de creación de perfil de retardo y en el perfil de retardo creado por los medios de conversión de Fourier inversa, y controlar los medios de conversión de Fourier (18) basándose en la ventana de Transformada de Fourier Rápida,

de tal manera que los medios de control de ventana son susceptibles de hacerse funcionar para retener caminos que son detectados en una misma posición, tanto en el perfil de retardo creado por los medios de creación de perfil de retardo como en el perfil de retardo creado por los medios de conversión de Fourier inversa, un número de veces igual o mayor que un cierto valor de umbral, de tal manera que el valor de umbral para un camino situado en una posición predeterminada con respecto a la posición de un camino principal dentro del perfil de retardo creado por los medios de conversión de Fourier inversa, es más alto que el de los caminos situados en las demás posiciones dentro de este perfil de retardo.

2. El aparato de desmodulación de OFDM de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

medios (22) de ecualización de forma de onda, susceptibles de hacerse funcionar para ecualizar en su forma de onda la señal obtenida por conversión de Fourier por parte de los medios de conversión de Fourier, basándose en la característica de camino de transmisión estimada por los medios de estimación de característica de camino de transmisión, y para obtener Información de Estado de Canal,

de tal modo que los medios de control de ventana son susceptibles de hacerse funcionar para aplicar, para el símbolo de transmisión con la magnitud o nivel de Información de Estado de Canal por debajo del valor de umbral, el perfil de retardo, el cual es creado para el símbolo de transmisión previo.

3. Un método de desmodulación de multiplexación por división en frecuencia ortogonal (OFDM), destinado a manejar un símbolo de transmisión que contiene un símbolo válido que resulta de la modulación de múltiples portadoras subordinadas o sub-portadoras por múltiples fragmentos de datos resultantes de la división de la información, y un intervalo de protección o salvaguardia resultante de la copia de una forma de onda de señal parcial del símbolo válido, como unidad de transmisión, y desmodula una señal de OFDM con el símbolo de transmisión, que tiene una sub-portadora predeterminada que contiene, de manera discreta, señales piloto con una magnitud específica de potencia y una fase específica, de tal modo que el método comprende:

una etapa de creación de perfil de retardo, consistente en crear un perfil de retardo a partir de la señal de OFDM mediante la extracción de la forma de onda de señal de la parte de intervalo de salvaguardia a partir de las señales de OFDM en el dominio del tiempo, y en obtener la coherencia entre la parte de intervalo de salvaguardia y la otra parte del símbolo de transmisión;

una etapa de conversión de Fourier, consistente en definir una ventana de Transformada de Fourier Rápida en un periodo de símbolo válido a partir de cada símbolo de transmisión de la señal de OFDM;

una etapa de estimación de característica de camino de transmisión, consistente en extraer, para cada símbolo de transmisión, la señal piloto a partir de la señal obtenida por conversión de Fourier por parte de la etapa de conversión de Fourier, y en estimar la característica de camino de transmisión de los símbolos de transmisión mediante la interpolación de las señales piloto con el uso de un filtro de interpolación en la dirección del tiempo;

una etapa de conversión de Fourier inversa, consistente en crear, para cada símbolo de transmisión, un perfil de retardo mediante la realización de una conversión de Fourier inversa en la característica de camino de transmisión estimada por la etapa de estimación de característica de camino de transmisión; y

una etapa de control de ventana, consistente en crear una ventana de Transformada de Fourier Rápida basándose en el perfil de retardo creado por la etapa de creación de perfil de retardo y en el perfil de retardo creado por la etapa de conversión de Fourier inversa, y en controlar la etapa de conversión de Fourier basándose en la ventana de Transformada de Fourier Rápida,

de tal manera que la etapa de control de ventana retiene caminos que son detectados en una misma posición, tanto en el perfil de retardo creado por la etapa de creación de perfil de retardo como en el perfil de retardo creado por la etapa de conversión de Fourier inversa, un número de veces igual o mayor que un cierto valor de umbral, de tal manera que el valor de umbral para un camino situado en una posición predeterminada con respecto a la posición de un camino principal dentro del perfil de retardo creado por la etapa de conversión de Fourier inversa, es más alto que el de los caminos situados en las demás posiciones dentro de este perfil de retardo.