PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA UNA ECUALIZACIÓN DE REALIMENTACIÓN DE DECISIÓN.

Procedimiento y aparato para una ecualización de realimentación de decisión Antecedentes Campo La presente invención se refiere, en general, a la ecualización de una señal recibida y, más específicamente, a una ecualización de realimentación de decisión híbrida. Antecedentes La transmisión de información digital utiliza normalmente un modulador que mapea información digital a formas de onda analógicas. El mapeo se lleva a cabo generalmente en bloques de bits contenidos en la secuencia de información que va a transmitirse. Las formas de onda pueden diferir en amplitud, fase, frecuencia o una combinación de las mismas. Después, la información se transmite como la forma de onda correspondiente. El proceso de mapeo desde el dominio digital al dominio analógico se denomina como modulación. En un sistema de comunicaciones inalámbricas, la señal modulada se transmite a través de un canal de radio. Después, un receptor desmodula la señal recibida para extraer la secuencia de información digital original. En el receptor, la señal transmitida está sometida a distorsiones lineales introducidas por el canal, así como a ruido aditivo externo e interferencias. Generalmente, las características del canal varían en el tiempo y, por lo tanto, no son conocidas a priori por el receptor. Los receptores compensan la distorsión e interferencias introducidas por el canal de varias formas. Un procedimiento para compensar la distorsión y reducir las interferencias en la señal recibida utiliza un ecualizador. La ecualización engloba generalmente procedimientos utilizados para reducir los efectos de la distorsión en un canal de comunicaciones. A partir de la señal recibida, un ecualizador genera estimaciones de la información digital original. Los procedimientos de ecualización actuales se basan en suposiciones relacionadas con la señal recibida. Generalmente, tales suposiciones no son correctas en una diversidad de escenarios de codificación, modulación y transmisión y, por lo tanto, estos ecualizadores no funcionan correctamente bajo muchas condiciones. Además, los ecualizadores actuales que utilizan realimentación de decisión experimentan frecuentemente efectos de propagación de errores que aumentan el efecto de errores de decisión aislados. Además, el proceso de realimentación de decisión implica decisiones firmes relacionadas con cada símbolo y no considera la posibilidad de que una decisión de símbolo sea correcta. La publicación Decision feedback equalization for channels with error correcting capabilities, de BEDNARZ ET AL., divulga una ecualización de realimentación de decisión que comprende componentes de pre-alimentación y de realimentación. La publicación Mitigating error propagation effects in a decision feedback equalizer de REUTER ET AL., se refiere a una ecualización de realimentación de decisión que tiene el objetivo de mitigar los efectos de la propagación de errores provocada por realimentar símbolos detectados incorrectamente. Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica de un procedimiento de ecualización que reduzca la distorsión lineal en una señal recibida según una variedad de condiciones de funcionamiento. Además, existe la necesidad de reducir la propagación de errores en un ecualizador de realimentación de decisión. Asimismo, existe la necesidad de proporcionar una medida de probabilidad al proceso de realimentación de decisión. Breve descripción de los dibujos ES 2 365 730 T3 La FIG. 1A es un diagrama de bloques de componentes en un sistema de comunicaciones. La FIG. 1B es una parte detallada del sistema de comunicaciones como el de la FIG. 1A. La FIG. 2 es un modelo conceptual de un ecualizador de realimentación de decisión dentro de un sistema de comunicaciones. La FIG. 3 es un diagrama de bloques de un ecualizador de realimentación de decisión como el de la FIG. 2. La FIG. 4 es un modelo matemático de un seccionador de niveles de símbolos. La FIG. 5 es un algoritmo para optimizar los coeficientes de filtro en un ecualizador de realimentación de decisión. La FIG. 6 es un algoritmo de filtrado adaptativo de mínimos cuadrados para optimizar los coeficientes de filtro en un ecualizador de realimentación de decisión. La FIG. 7 es un algoritmo de filtrado adaptativo de mínimos cuadrados para optimizar los coeficientes de filtro en un ecualizador de realimentación de decisión para un sistema que utiliza un piloto de ráfagas periódico. La FIG. 8A es un mapeo de constelación para una modulación por desplazamiento de fase (PSK) de 8 símbolos. La FIG. 8B ilustra regiones de rejilla utilizadas para decisiones de seccionador flexible como las superpuestas sobre el mapeo de constelación de la FIG. 8B. La FIG. 9A es un mapeo de constelación para un caso de modulación por desplazamiento de fase binaria (BPSK) o 2-PSK. La FIG. 9B ilustra regiones de rejilla utilizadas para decisiones de seccionador flexible como las superpuestas sobre 2 el mapeo de constelación de la FIG. 9A. La FIG. 10 es un ecualizador de realimentación de decisión que implementa un proceso de decisión de seccionamiento flexible. La FIG. 11 es un proceso para un proceso de decisión de seccionamiento flexible. La FIG. 12 es un proceso para un proceso de decisión de seccionamiento flexible que aplica un cálculo de series de Taylor. La FIG. 13 es un diagrama de bloques de un seccionador flexible. La FIG. 14 es un diagrama de bloques de un seccionador flexible que aplica un cálculo de series de Taylor. Descripción detallada ES 2 365 730 T3 La expresión a modo de ejemplo se utiliza en este documento con el sentido de que sirve como ejemplo, instancia o ilustración. Cualquier forma de realización descrita en este documento como a modo de ejemplo no debe considerarse necesariamente como preferida o ventajosa sobre otras formas de realización. La FIG. 1A ilustra una parte de los componentes de un sistema de comunicaciones 100. Otros bloques y módulos pueden incorporarse en un sistema de comunicaciones además de los bloques ilustrados. Los bits generados por una fuente (no mostrada) se disponen en tramas, se codifican y después se mapean a símbolos de una constelación de señalización. La secuencia de dígitos binarios proporcionados por la fuente se denomina como la secuencia de información. La secuencia de información se codifica por un codificador 102, el cual proporciona una secuencia de bits. La salida del codificador 102 se proporciona a una unidad de mapeo 104 que sirve como la interfaz para el canal de comunicaciones. La unidad de mapeo 104 mapean la secuencia de salida del codificador a símbolos y(n) de una constelación de señalización valorada compleja. La sección 120 modeliza un procesamiento de transmisión adicional, incluyendo bloques de modulación, así como el procesamiento del canal de comunicaciones y del receptor analógico. La FIG. 1B ilustra algunos de los detalles incluidos dentro de la sección 120 de la FIG. 1A. Tal y como se ilustra en la FIG. 1B, los símbolos complejos y(n) se modulan en un impulso de señal analógica, y la forma de onda de banda base compleja resultante se modula de manera sinusoidal sobre las bifurcaciones en fase y de fase en cuadratura de una señal portadora. La señal analógica resultante se transmite por una antena de RF (no mostrada) a través de un canal de comunicaciones. Una variedad de esquemas de modulación puede implementarse de esta manera, tales como una modulación por desplazamiento de fase M-aria (M-PSK), una modulación de amplitud en cuadratura 2 M -aria (2 M QAM), etc. Cada esquema de modulación tiene una constelación de señalización asociada que mapea uno o más bits a un símbolo complejo único. Por ejemplo, en la modulación 4-PSK, dos bits codificados se mapean a uno de cuatro valores complejos posibles {1, i, -1, -i}. Por lo tanto, cada símbolo complejo y(n) puede aceptar cuatro valores posibles. En general, para M-PSK, bits codificados por log2M se mapean a uno de M valores complejos posibles dispuestos en el círculo unitario complejo. Siguiendo con la FIG. 1B, en el receptor, la forma de onda analógica se convierte de manera descendente, se filtra y se muestrea, tal como en un múltiplo adecuado de la velocidad de Nyquist. Las muestras resultantes se procesan por el ecualizador 110, el cual corrige las distorsiones de señal y otro ruido e interferencias introducidos por el canal, tal y como modeliza la sección 120. El ecualizador 110 proporciona estimaciones de los símbolos transmitidos y(n). Después, las estimaciones de símbolo se procesan mediante un descodificador para determinar los bits de información originales, es decir, los bits fuente que se introducen en el codificador 102. La combinación de un filtro de impulsos, un modulador I-Q, el canal y un procesador analógico en la sección de entrada del receptor, ilustrada en la FIG. 1A y en la FIG. 1B, se... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para ecualización de realimentación de decisión determinando (412) coeficientes de filtro en un ecualizador de realimentación de decisión (800) que tiene un filtro de pre-alimentación (802) y un filtro de realimentación (806) cada uno definido por una pluralidad de coeficientes, en el que un seccionador se utiliza para recibir una estimación de un símbolo transmitido original y para determinar el símbolo transmitido original, estando caracterizado el procedimiento porque comprende: seleccionar una función de coste para el ecualizador de realimentación de decisión, siendo la función de coste el error cuadrático medio, MSE, entre una primera salida de ecualizador suponiendo una realimentación libre de errores y una salida de ecualizador objetivo más una medida modificada de la energía de los coeficientes de filtro de realimentación; y ajustar (404, 406, 408) la pluralidad de coeficientes hasta que se cumpla una condición de convergencia para minimizar la función de coste; caracterizado porque la medida modificada de la energía de los coeficientes de filtro de realimentación comprende una medida de la correlación de la entrada y la salida de un modelo de canal para dicho seccionador y una medida de la energía de salida media de dicho modelo. 2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la pluralidad de coeficientes corresponde a una pluralidad de tomas de filtro, y en el que la medida modificada de energía es una función de al menos una de las tomas de filtro. 3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la función de coste es un MSE que viene dado como: en la que yn es un símbolo transmitido, N corresponde a un número de símbolos recibidos, Xn son los contenidos del filtro de pre-alimentación en el tiempo n, Zn son los contenidos de filtro de realimentación suponiendo una realimentación libre de errores, f son coeficientes de filtro para el filtro de pre-alimentación, b son coeficientes de filtro para el filtro de realimentación y Q||b|| 2 es la medida modificada de energía de los coeficientes de filtro de realimentación. 4. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que la medida modificada Q viene dada como: en la que Q es una medida de la correlación cruzada de la entrada y la salida de dicho modelo de seccionador, y donde 2 Q es una medida de la energía de salida media de dicho modelo de seccionador. 5. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que la función de coste se minimiza utilizando un algoritmo de mínimos cuadrados. 6. El procedimiento según la reivindicación 3, que comprende además: generar una estimación del MSE entre una salida de ecualizador y una salida de ecualizador objetivo; y seleccionar Q como una función de la estimación del MSE. 7. El procedimiento según la reivindicación 3, que comprende además: generar una estimación de una relación de señal a interferencia más ruido, SINR, en una salida del ecualizador; y seleccionar Q como una función de la estimación de la SINR. 8. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que Q = 2 m , m = entero. 9. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que la medida modificada Q se define como: 16 en la que: y en la que y en la que Q( ~ y | y) es dicho modelo de canal de seccionador, y es una salida de seccionador, y es una entrada de seccionador e Y es la constelación de transmisión. 10. El procedimiento según la reivindicación 9, en el que el modelo de canal de seccionador se define como: donde (.) denota una función de seccionamiento de distancia mínima, Z es una variable aleatoria gaussiana de media cero, y es una entrada de seccionador e ~ y es una salida de seccionador. 11. El procedimiento según la reivindicación 9, que comprende: estimar una relación de señal a interferencia más ruido, SINR, de una señal de piloto en una salida de un ecualizador. 12. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que las optimizaciones de función de coste comprenden: utilizar un algoritmo de mínimos cuadrados, LMS, para determinar coeficientes de filtro y un término de error y calcular de manera iterativa las ecuaciones: y ES 2 365 730 T3 en las que f representa coeficientes de filtro del filtro de pre-alimentación, b representa coeficientes de filtro del filtro de realimentación, X representa contenidos de filtro de pre-alimentación, Q representa un factor que modifica la energía de los coeficientes de filtro de realimentación, e representa el término de error, Z representa contenidos de filtro de realimentación suponiendo una realimentación libre de errores, y representa un símbolo deseado y representa el tamaño de paso de LMS. 13. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que la función de coste se minimiza utilizando un algoritmo recursivo de mínimos cuadrados. 14. Un ecualizador de realimentación de decisión (800), caracterizado porque comprende: un filtro de pre-alimentación (802) que tiene una pluralidad de tomas de filtro, teniendo las tomas de filtro coeficientes de filtro correspondientes; 17 ~ un filtro de realimentación (806) que tiene una pluralidad de tomas de filtro, teniendo las tomas de filtro coeficientes de filtro correspondientes; un generador de coeficientes (808, 810, 816) acoplado al filtro de pre-alimentación y al filtro de realimentación, adaptado para actualizar los coeficientes de filtro del filtro de pre-alimentación y del filtro de realimentación para minimizar una función de coste predeterminada, en el que la función de coste es un error cuadrático medio, MSE, entre una primera salida de ecualizador suponiendo una realimentación libre de errores y una salida de ecualizador objetivo, más una medida modificada de energía de los coeficientes de filtro de realimentación; un nodo sumador (804) acoplado a una salida del filtro de pre-alimentación y a una salida del filtro de realimentación, estando configurado el nodo sumador para restar la salida del filtro de realimentación de la salida del filtro de pre-alimentación, para generar una estimación de un símbolo transmitido original; y un seccionador (812) acoplado al nodo sumador, estando adaptado el seccionador para recibir la estimación y determinar el símbolo transmitido original; caracterizado porque la medida modificada de la energía de los coeficientes de filtro de realimentación comprende una medida de la correlación de la entrada y la salida de un modelo de canal para dicho seccionador y una medida de la energía de salida media de dicho modelo. 15. El ecualizador de realimentación de decisión según la reivindicación 14, en el que el generador de coeficientes está adaptado para: estimar una relación de señal a interferencia más ruido, SINR, de una señal de piloto en una salida del ecualizador de realimentación de decisión; y determinar una medida modificada Q definida como: en la que: y en la que: ES 2 365 730 T3 y en las que Q( ~ y | y) es dicho modelo de canal de seccionador, ~ y es una salida de seccionador, donde el modelo de canal de seccionador se define como: donde (.) denota una función de seccionamiento de distancia mínima, Z es una variable aleatoria gaussiana de media cero, y es una entrada de seccionador e ~ y es una salida de seccionador. 16. El ecualizador de realimentación de decisión según la reivindicación 15, en el que el generador de coeficientes está adaptado además para: determinar la medida modificada utilizando un dispositivo de almacenamiento de memoria que almacena medidas modificadas en función de la SINR. 17. El ecualizador de realimentación de decisión según la reivindicación 15, en el que el generador de coeficientes está adaptado para: estimar un error cuadrático medio, MSE, entre una salida de ecualizador suponiendo una 18 realimentación libre de errores y una salida de ecualizador objetivo; y determinar una medida modificada Q definida como: en la que: y en la que: ES 2 365 730 T3 18. El ecualizador de realimentación de decisión según la reivindicación 17, en el que el generador de coeficientes está adaptado además para: determinar la medida modificada utilizando un dispositivo de almacenamiento de memoria que almacena medidas modificadas en función del MSE. 19 MAPEO ES 2 365 730 T3 UNIDAD DE PRE­ PROCESAMIENTO ANALÓGICA FILTRO DE PRE­ ALIMENTACIÓN ES 2 365 730 T3 21 FILTRO DE PRE­ ALIMENTACIÓN ES 2 365 730 T3 22 ES 2 365 730 T3 23 ES 2 365 730 T3 24 ES 2 365 730 T3 ES 2 365 730 T3 DURANTE LA PARTE DE DATOS SIGUIENTE A LA (k+1) RÁFAGA DE PILOTO: ADAPTAR f Y b UTILIZANDO UN PARA LA (k+1) RÁFAGA DE PILOTO, ITERAR: ALGORITMO ADAPTIVO 26 ES 2 365 730 T3 27 FILTRO DE PRE­ ALIMENTACIÓN ES 2 365 730 T3 28 MAPEAR ES 2 365 730 T3 SELECCIONAR MAPEO APROPRIADO 29 MAPEAR ES 2 365 730 T3 ES 2 365 730 T3 31