Procedimiento de transmisión OFDM-MIMO que comprende las etapas siguientes:

en un transmisor:

recibir una señal digital de datos que debe ser transmitida;

codificar los bits de datos respectivos de la señal de datos junto con señales piloto en por lo menos dos señales multiportadoras de OFDM, en las cuales cada portadora transporta una sucesión de símbolos y las transmisiones de señales piloto de todos los codificadores están ubicadas para cada símbolo en las portadoras definidas de las portadoras, siendo algunas de las transmisiones de señales piloto transmisiones de señales piloto continuas, y siendo algunas de las transmisiones de señales piloto transmisiones de señales piloto dispersas, seleccionándose o cambiándose las fases de las transmisiones de señales piloto para que algunas de las transmisiones de señales piloto correspondientes en las diferentes señales multiportadoras se encuentren en la misma fase relativamente no invertida y otras de las transmisiones presenten la fase relativamente invertida; y

transmitir dichas por lo menos dos señales multiportadoras como un número correspondiente de señales de transmisión de radiofrecuencia en la misma frecuencia de banda; y

en un receptor, presentando el receptor un control automático de frecuencia:

recibir dos señales de transmisión de radiofrecuencia en un canal de transmisión en la misma banda de frecuencia, comprendiendo cada una de las señales de transmisión de radiofrecuencia muchas portadoras, transportando cada una de ellas una sucesión de símbolos;

descodificar cada una de las señales recibidas para descodificar bits de datos y transmisiones de señales piloto procedentes de las transmisiones recibidas, estando ubicadas para cada símbolo las transmisiones de señales piloto para todos los descodificadores en las definidas de las portadoras, extrayéndose las señales piloto combinando transmisiones de señales piloto que presentan la fase relativamente no invertida con transmisiones de señales piloto que presentan la fase relativamente invertida para obtener una indicación de las características del canal de transmisión; y

recopilar las salidas de datos de los descodificadores en una única señal digital de salida;

caracterizado porque el control automático de frecuencia del receptor se basa en las señales piloto recibidas, y porque si una señal piloto dispersa es coincidente con una señal piloto continua, la señal piloto se ignora, por lo menos inicialmente, para los fines del control automático de frecuencia, pero una vez alcanzada la sincronización se ignoran un número inferior de señales piloto

Sistema de trasmisión de radiofrecuencia OFDM-MIMO.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a un procedimiento de transmisión de radiofrecuencia OFDM-MIMO y a un receptor de OFDM-MIMO para su utilización en dicho procedimiento.

Se hace referencia a los siguientes documentos como antecedentes:

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

[2] Patente US nº 5.345.599 Paulraj et al., 1994.

[3] G. Fischini y M. Gans, "On Limits of Wireless Communication in a Fading Environment when using Multiple Antennas", Wireless Personal Communications, Vol. 6, nº 3, marzo 1998, páginas 311-335.

[4] Solicitud de Patente Europea nº 1221793A que describe la estructura básica de un receptor DVB-T.

[5] SDM-COFDM Technologies for Broadband Wireless Access over 100 MBIT/s, Sugiyama et al., NTT Technical Review, Vol. 2, nº 1, enero 2004.

[6] Pilot-to-Data Power Ratio for Maximizing the Capacity of OFDM-MIMO, Kim et al., IEE Trans. on Communications, 22 de noviembre de 2004. Ver también las referencias [1] a [7] de este artículo que describe diversas propuestas de OFDM-MIMO y las referencias [8] a [20] que tratan aspectos de piloto en sistemas OFDM y/o MIMO.

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

[8] Schulze y Lüders "Theory and Applications of OFDM and CDMA", pub. John Wiley & Sons, 2005, ISBN 0470850698, ver especialmente las páginas 181 a 183.

[9] Solicitud de patente internacional WO01/76110 Qualcomm Inc/Wallace et al., que describe la obtención de información de CSI en un sistema MIMO basado en OFDM utilizando símbolos piloto. Las unidades receptoras determinan el CSI para determinados subcanales separados que no transportan símbolos piloto y devuelven la información al transmisor, que genera estimaciones para los subcanales separados que no transportan símbolos piloto.

[10] Solicitud de patente US nº 2004/0179627 Ketchum et al., 2004, describe una señal piloto para utilización en sistemas MIMO que comprenden pilotos baliza y pilotos MIMO entre otros, presentando algunos de los pilotos de fase invertida en comparación con otros, ver en particular el párrafo [0052].

[11] Solicitud de patente US nº 2005/0084000 Krauss et al., 2005, que describe un sistema OFDM en el cual algunas de las señales piloto presentan la fase desplazada respecto a otras, ver por ejemplo los párrafos y [0033].

Se han propuesto procedimientos de suministro de televisión digital terrestre inalámbrica que utilizan técnicas de Entrada Múltiple, Salida Múltiple (MIMO) para permitir la utilización de transmisores de direccionamiento dual o polarización dual. Un sistema de base corriente presenta dos antemas transmisoras y dos antenas receptoras con transmisores y receptores asociados, como ilustra la figura 1 de los dibujos adjuntos. Dichos sistemas pueden proporcionar hasta el doble de rendimiento que los sistemas DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) convencionales, aunque no requieren espectro adicional. Más generalmente, MIMO se refiere a un radioenlace que utiliza por lo menos dos (dos o más) transmisores y dos receptores. El supuesto básico es que, en un entorno adecuado, los trayectos de RF (radiofrecuencia) de cada transmisor a cada receptor son suficientemente disimilares para actuar, por lo menos parcialmente, como dos canales distintos.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento de transmisión de radiofrecuencia OFDM-MIMO y un transmisor y receptor para utilizar con este procedimiento.

A continuación, se describe con mayor detalle un sistema OFDM-MIMO que materializa la invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Este sistema es un sistema DVB-T con transmisiones de señales piloto, siendo algunas de las transmisiones de señales piloto transmisiones de señales piloto continuas y siendo algunas de las transmisiones de señales piloto transmisiones de señales piloto dispersas. Las fases de las transmisiones de señales piloto se seleccionan o cambian para que algunas de las transmisiones de señales piloto correspondientes en las diferentes señales multiportadoras se realicen en la misma fase relativamente no invertida y otras de las transmisiones se realicen con fase relativamente invertida. Por lo menos dos señales multiportadoras se transmiten en forma de un número correspondiente de señales de transmisión de radiofrecuencia en la misma frecuencia. En un receptor, que presenta control de frecuencia automático, cada una de las señales recibidas se descodifica para descodificar bits de datos y transmisiones de señales piloto de todas las transmisiones recibidas, localizándose las transmisiones de señales piloto para todos los descodificadores para cada símbolo en las definidas de las portadoras. Las señales piloto se extraen combinando las 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; y las salidas de datos de los codificadores se reúnen en una señal de salida digital única.

El control automático de frecuencia del receptor se basa en las señales piloto recibidas y, según la presente invención, si una señal piloto dispersa es coincidente con una señal piloto continua, la señal piloto es ignorada, por lo menos inicialmente para los fines del control de frecuencia automático, pero una vez alcanzada la sincronización se ignoran un número inferior de señales piloto.

Dichas modificaciones de la señal de transmisión DVB-T estándar permiten que el receptor reconozca el canal de matriz 2 x 2 resultante.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, se describe la invención con mayor detalle, a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

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

la figura 2 es un diagrama de temporización que ilustra señales piloto en una señal OFDM cuando se utiliza conforme a la norma DVB-T (referencia [1] citada anteriormente);

la figura 3 representa un sistema OFDM-MIMO 2 x 2 utilizado para DVB-T que utiliza antenas Yagi direccionales duales;

la figura 4 es un diagrama de bloques de un transmisor del sistema;

la figura 5 es un diagrama de bloques de un receptor del sistema; y

la figura 6 ilustra el principio por el cual los elementos de la señal de transmisión compleja pueden derivarse de las señales piloto recibidas.

Descripción detallada de la invención

La televisión digital terrestre (DTT) que utiliza la norma DVB-T se encuentra operativa actualmente y es bien conocida por los expertos. Utiliza COFDM (multiplexado por división de frecuencia ortogonal codificada u OFDM codificado) que es un sistema multiportador que utiliza un gran número de portadoras ortogonales y portadoras muy cercanas dentro de una banda de frecuencia única. Los datos que deben transmitirse se distribuyen sobre muchas portadoras, reduciendo así de forma importante la velocidad de los datos en cada portadora. Los datos se transmiten en una sucesión de períodos de símbolos, transportando cada símbolo una QAM (modulación de amplitud en cuadratura) sobre cada una de las muchas portadoras de datos.

Para la ayuda en la sintonización de frecuencia y la estimación de canal, la señal comprende dos tipos de señales piloto, seleccionadas entre las múltiples portadoras, que no transportan datos. Las señales piloto o señales de entrenamiento están dispuestas en un estructura definida de frecuencia y tiempo. Como define la norma DVB-T (referencia [1] anterior), se suministran señales piloto continuas además de señales piloto dispersas. Normalmente, la modulación aplicada tanto a las señales piloto continuas como a las dispersas puede ser de +4/3 ó -4/3, según una secuencia pseudoaleatoria del índice de la portadora. Dichas portadoras se describen detalladamente en muchas publicaciones, inclusive libros de texto, tales como...

1. Procedimiento de transmisión OFDM-MIMO que comprende las etapas siguientes:

en un transmisor:

en un receptor, presentando el receptor un control automático de frecuencia:

caracterizado porque el control automático de frecuencia del receptor se basa en las señales piloto recibidas, y porque si una señal piloto dispersa es coincidente con una señal piloto continua, la señal piloto se ignora, por lo menos inicialmente, para los fines del control automático de frecuencia, pero una vez alcanzada la sincronización se ignoran un número inferior de señales piloto.

2. Receptor OFDM-MIMO para su utilización en el procedimiento de la reivindicación 1, presentando el receptor un control automático de frecuencia y que comprende:

por lo menos dos etapas de receptores de radiofrecuencia (102) dispuestas para recibir transmisiones OFDM transmitidas en una canal de transmisión en la misma banda de frecuencia, comprendiendo las transmisiones OFDM muchas portadoras, transportando cada una de ellas una sucesión de símbolos;

un número correspondiente de descodificadores OFDM (104-138) acoplados a las salidas de las etapas de receptores respectivamente, y dispuestos para descodificar bits de datos y transmisiones de señales piloto procedentes de las transmisiones OFDM recibidas, estando ubicadas para cada símbolo las transmisiones de señales piloto para todos los descodificadores en las portadoras definidas de las portadoras, extrayéndose las señales piloto combinando (18, 20) transmisiones de señales piloto que presentan la fase relativamente no invertida (12) con transmisiones de señales piloto que presentan la fase relativamente invertida (14) para obtener una indicación de las características del canal de transmisión; y

una etapa de salida para recopilar las salidas de datos de los descodificadores en una única señal digital de salida;

caracterizado porque el control automático de frecuencia se basa en las señales piloto recibidas, y porque si una señal piloto dispersa es coincidente con una señal piloto continua, la señal piloto se ignora, por lo menos inicialmente, para los fines del control automático de frecuencia, pero una vez alcanzada la sincronización se ignoran un número inferior de señales piloto.