APARATO TRANSMISOR Y MÉTODO PARA LA TRANSMISIÓN DE UNIDADES DE DATOS EN PAQUETES EN UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN.

Un método en un sistema de comunicación para transmitir unidades de datos en paquetes desde un transmisor (100) hasta al menos un receptor,

en el que las unidades de datos en paquetes son codificadas y moduladas (201) según unidades moduladas de datos en paquetes, y en el que cada unidad modulada de datos en paquetes tiene una sensibilidad respecto a las características no ideales del transmisor, y en el que las unidades de datos en paquetes pertenecen a cualquiera de al menos dos flujos de datos (301, 302, 303) o sub-flujos, en el que las unidades de datos en paquetes están dispuestas de forma consecutiva, de tal modo que una unidad modulada de datos en paquetes por cada flujo o sub-flujo se encuentra ya lista para ser seleccionada para su transmisión de forma sustancialmente simultánea, comprendiendo el método, en cada ocasión de transmisión, las etapas de: determinar (202) un valor de la sensibilidad a las características no ideales del transmisor para cada una de las unidades moduladas de datos en paquetes por cada flujo o sub-flujo listas para ser seleccionadas para su transmisión de forma sustancialmente simultánea;

comparar (203) el valor de sensibilidad para cada una de las unidades moduladas de datos en paquetes por flujo o sub-flujo listas para ser seleccionadas para su transmisión de forma sustancialmente simultánea; seleccionar (204) para su transmisión la unidad modulada de datos en paquetes con el valor de sensibilidad más bajo;

transmitir (205) la unidad modulada de datos en paquetes seleccionada, en el que el método está caracterizado porque una unidad modulada de datos en paquetes que no fue seleccionada para su transmisión en la etapa de selección se mantiene para un procesamiento adicional y una eventual transmisión posterior.

Aparato transmisor y metodo para la transmisión de unidades de datos en paquetes en un sistema de comunicación Campo de la invención La presente invención se refiere a un aparato transmisor en un sistema de comunicación y a un metodo en un aparato transmisor para la transmisión de unidades de datos en paquetes. Mas en particular, la presente invención se refiere a un metodo y un aparato transmisor para transmitir eficazmente unidades moduladas de datos en paquetes con la utilización de un metodo de modulación tal como un metodo de modulación multiportadora que utiliza División Multiplex de Frecuencia Ortogonal (OFDM) .

Antecedentes de la invención Es un deseo en los sistemas de comunicación alambricos e inalambricos que sean tan eficientes como sea posible con el fin de optimizar los numeros de usuarios que pueden ser atendidos y las tasas de datos utilizadas por los usuarios en el sistema. Tambien, los sistemas deben ser robustos de modo que los datos puedan ser tambien transmitidos en condiciones desfavorables tal como en condiciones de radio desfavorables para un sistema de comunicación inalambrica.

El Multiplexado por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM) es un ejemplo de esquema o metodo de modulación que puede ser utilizado en un sistema de comunicación para transmitir robusta y eficazmente datos por un canal. El principio basico del OFDM y de esquemas de modulación similares consiste en dividir una corriente de alta tasa de datos en un numero de corrientes de tasa de datos mas baja que son transmitidas simultaneamente sobre un numero de frecuencias sub-portadoras, es decir sub-canales. De esta manera, las senales, es decir las formas de onda, de las corrientes de tasa de datos mas baja, se superponen en una senal de OFDM que es transmitida. Para obtener una alta eficacia espectral, las respuestas en frecuencia de los sub-canales son solapantes y ortogonales, y de ahi la denominación de OFDM. Introduciendo un prefijo ciclico como "tiempo de guarda" entre cada unidad de datos en paquetes (en OFDM se denomina simbolo de OFDM) de la senal de OFDM, esta ortogonalidad puede ser mantenida incluso aunque la senal pase a traves de una canal dispersivo de tiempo. El prefijo ciclico es una copia de la ultima parte del simbolo de OFDM y se inserta antes que el simbolo. Esto hace que el flujo transmitido de simbolos de OFDM sea peri6dico, y juega un papel decisivo para evitar la interferencia inter-simbolo e interportadora. El OFDM se encuentra descrito, por ejemplo, en "Una introducción al multiplexado por división de frecuencia ortogonal" de Edfors et al., Informe de Investigación TULEA 1996: 16, Div. de Procesamiento de Senal, Universidad Lulea de Tecnologia, Lulea, Septiembre de 1996. El OFDM se encuentra tambien descrito en "OFDM

para Comunicaciones Multimedia Inalambricas" de Prasad et al., Artech House, 2000, ISBN 0-89006-530-6. El OFDM es un esquema de modulación utilizado en Radiodifusión de Audio Digital (DAB) , Radiodifusión de Video Digital (DVB) , los estandares Hiperlan2 e IEEE 802.11a de Red de Area Local Inalambrica (WLAN) , el estandar IEEE

802.16 de Red de Area Metropolitana Inalambrica (WMAN) y en ADSL (Lineas de Abonados Digitales Asimetricas) .

Tambien es un esquema de modulación previsto para una futura interfaz de radio de 4a Generación para 35 comunicaciones m6viles.

Uno de los inconvenientes del OFDM consiste en que, para una senal de OFDM que forma un simbolo de OFDM, la relación entre la potencia de pico y la potencia media (relación de valor de pico respecto a valor medio, PAR) puede ser grande. Esto puede ocurrir debido a que las formas de onda de las corrientes de datos de sub-canal se superponen en una senal de OFDM, y las formas de onda pueden sumarse, en un cierto momento, hasta un valor de 40 pico momentaneamente alto. Esta relación grande de valor de pico respecto a valor medio reduce la eficacia del amplificador de potencia del transmisor debido a que el amplificador de potencia ha de ser disenado con un gran back off. Si no es asi, existiran distorsiones en la senal en ocasiones en que la potencia de la senal sea alta. Es decir, existe una relación entre distorsión y eficacia de potencia. Cuanto mas alto sea el valor de la PAR, mas sensible sera el simbolo de OFDM a caracteristicas no ideales del transmisor, por ejemplo en el amplificador de 45 potencia. Otros esquemas de modulación de multiportadora que experimentan problemas similares pueden ser, por ejemplo, División Multiplex de C6digo Ortogonal (OCDM) o Acceso Multiple por División de C6digo de Multi-Portadora (MC-CDMA) . Segun se muestra, existe una necesidad de un sistema que, cuando se utilice para la transmisión de unidades de datos en paquetes representadas por formas de onda, minimice la distorsión debida a la alta sensibilidad de las unidades de datos en paquetes respecto a las caracteristicas no lineales del transmisor. Mas 50 en particular, existe una necesidad de un sistema que, cuando se utilice un esquema de modulación de multiportadora para la transmisión de unidades de datos en paquetes, optimice la eficacia de potencia mientras minimiza al mismo tiempo la distorsión debida a la alta sensibilidad de las unidades de datos en paquetes respecto a las caracteristicas no ideales del transmisor, tal como valores de PAR altos.

Esta necesidad puede ser atendida mediante el diseno de tecnicas de linealización eficientes para los amplificadores 55 de potencia de tal modo que los amplificadores de potencia puedan amplificar potencias de senal mas altas sin distorsión, tal como los amplificadores Dorothy, LANC (Amplificación Lineal con Componentes No-lineales) y mecanismos de compensación de alimentación anticipante. Sin embargo, tales mejoras en el amplificador dan como resultado amplificadores caros, que consumen comparativamente mucha potencia.

Se han estudiado otros diversos procedimientos para evitar los problemas debidos a las caracteristicas no ideales del transmisor, y especialmente debidos a altos valores de PAR, tal como ha sido descrito en "OFDM para Comunicaciones Multimedia Inalambricas" por Prasad et al. Un aspecto comun para muchos de esos procedimientos consiste en que estos se esfuerzan principalmente en resolver los problemas debidos a valores altos de PAR en el proceso de codificación de modulación y/o de corrección de error. Sin embargo, otros procedimientos basados en diversas formas de recortar los picos han sido tambien descritos. Aunque, al recortar los picos, se rebaja la relación de la senal respecto a ruido. Otros procedimientos, segun se describe por ejemplo en los documentos US6175551 y US6751267, estan basados en la eliminación del pico mediante substracción de una función de referencia apropiada o mediante un simbolo de sustitución. Un inconveniente de estos procedimientos consiste en que se crea una sobrecarga adicional, es decir, son ineficaces en cuanto a potencia. Ademas, en una realización del documento US6751267, se introducen errores intencionados para reducir la PAR, a expensas de un comportamiento reducido de corrección de error.

Una caracteristica tipica en la comunicación consiste en utilizar codificación de datos en la transmisión y descodificación de datos en la recepción. El objetivo es aleatorizar la corriente de datos a efectos de conformación de espectro, pero tambien minimizar la posibilidad de transmisión de una portadora sin modular y asegurar numeros adecuados de transiciones de bits que soporten la recuperación del reloj. En Hiperlan 2, por ejemplo, segun se describe en "Redes de Acceso de Radio de Banda Ancha (BRAN) ; HIPERLAN Tipo 2; capa Fisica (PHY) ", ETSI TS 101 475 V1.2.2 (2001-02) , la capa fisica recibe paquetes desde la capa anterior (que entre otras cosas maneja las retransmisiones) y codifica los datos con anterioridad a la codificación y modulación. El generador de codificación utiliza un embrión que cambia de trama en trama de MAC. El resultado de lo anterior es que, aunque sea circunstancial, Hiperlan2 utiliza una tecnica en la que si un paquete no ha sido recibido correctamente por el receptor, y el receptor ha enviado un mensaje de Reconocimiento Negativo al transmisor, el transmisor re-codificara el paquete con anterioridad a que sea transmitido de nuevo. Como resultado, se conseguira un paquete codificado de forma diferente con una sensibilidad probablemente menor respecto a las caracteristicas no ideales del transmisor, por tener, por ejemplo, una PAR mas baja, si la raz6n para que el paquete no alcance el receptor fue, en primer lugar, que este tenia, por ejemplo, una PAR alta. En esta tecnica, se utilizan recursos de potencia y de transmisión de forma innecesaria para la transmisión de... [Seguir leyendo]

1. Un metodo en un sistema de comunicación para transmitir unidades de datos en paquetes desde un transmisor (100) hasta al menos un receptor, en el que las unidades de datos en paquetes son codificadas y moduladas (201) segun unidades moduladas de datos en paquetes, y en el que cada unidad modulada de datos en paquetes tiene una sensibilidad respecto a las caracteristicas no ideales del transmisor, y en el que las unidades de datos en paquetes pertenecen a cualquiera de al menos dos flujos de datos (301, 302, 303) o sub-flujos, en el que las unidades de datos en paquetes estan dispuestas de forma consecutiva, de tal modo que una unidad modulada de datos en paquetes por cada flujo o sub-flujo se encuentra ya lista para ser seleccionada para su transmisión de forma sustancialmente simultanea, comprendiendo el metodo, en cada ocasión de transmisión, las etapas de:

determinar (202) un valor de la sensibilidad a las caracteristicas no ideales del transmisor para cada una de las unidades moduladas de datos en paquetes por cada flujo o sub-flujo listas para ser seleccionadas para su transmisión de forma sustancialmente simultanea;

comparar (203) el valor de sensibilidad para cada una de las unidades moduladas de datos en paquetes por flujo o sub-flujo listas para ser seleccionadas para su transmisión de forma sustancialmente simultanea;

seleccionar (204) para su transmisión la unidad modulada de datos en paquetes con el valor de sensibilidad mas bajo;

transmitir (205) la unidad modulada de datos en paquetes seleccionada, en el que el metodo esta caracterizado porque una unidad modulada de datos en paquetes que no fue seleccionada para su transmisión en la etapa de selección se mantiene para un procesamiento adicional y una eventual transmisión posterior.

2. Un metodo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el valor de sensibilidad de una unidad modulada de datos en paquetes es un valor dependiente de las caracteristicas de una forma de onda que representa la unidad modulada de datos en paquetes.

3. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que el valor de sensibilidad es una relación de valor de pico respecto a valor medio para la forma de onda de la potencia de senal de la unidad de datos en paquetes.

4. Un metodo de acuerdo con la reivindicación 2, en el que se utiliza la forma de onda que representa la unidad modulada de datos en paquetes y un caracteristica de una etapa de radiofrecuencia (314) del transmisor (100) para determinar el valor de sensibilidad.

5. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que las unidades de datos en paquetes son moduladas mediante un metodo de modulación de multiportadora utilizando Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM) .

6. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que las unidades moduladas de datos en paquetes de los al menos dos flujos o sub-flujos de datos han de ser transmitidas sobre al menos dos canales de transmisión diferentes, y en el que el metodo comprende ademas la etapa de:

medir, en cada ocasión de transmisión, una calidad de canal de transmisión para cada uno de los al menos dos canales de transmisión diferentes.

7. Un metodo de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el metodo comprende ademas la etapa de comparar la calidad de canal de transmisión para cada uno de los al menos dos canales de transmisión diferentes, y en el que la etapa de selección elige la unidad modulada de datos en paquetes para su transmisión en base al valor de sensibilidad para cada una de las unidades moduladas de datos en paquetes por flujo o sub-flujo y a la calidad de canal de transmisión para cada uno de los al menos dos canales de transmisión diferentes, y en el que en la etapa de transmisión se transmite la unidad modulada de datos en paquetes seleccionada.

8. Un metodo de acuerdo con la reivindicación 6 6 7, en el que el metodo comprende ademas, para una unidad modulada de datos en paquetes mantenida, que es una unidad modulada de datos en paquetes que no fue seleccionada para su transmisión en la etapa de selección, las etapas de:

re-medir, en una segunda ocasión, la calidad de canal de transmisión para el canal de transmisión que va a ser usado para transmitir la unidad modulada de datos en paquetes mantenida;

transmitir (210) la unidad modulada de datos en paquetes mantenida cuando se ha mejorado la calidad de canal de transmisión para el canal de transmisión que va a ser usado para transmitir la unidad modulada de datos en paquetes mantenida.

9. Un metodo de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la etapa de transmitir la unidad modulada de datos en paquetes mantenida comprende ademas transmitir la unidad modulada de datos en paquetes mantenida cuando la

calidad de canal de transmisión para el canal de transmisión que va a ser usado para transmitir la unidad modulada de datos en paquetes mantenida es mejor que un umbral de calidad de canal de transmisión.

10. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que, para una unidad modulada de datos en paquetes mantenida, que es una unidad modulada de datos en paquetes que no fue seleccionada para su transmisión en la etapa de selección, el metodo comprende ademas las etapas de:

comparar (208) el valor de sensibilidad de la unidad modulada de datos en paquetes mantenida con un umbral de valor de sensibilidad, y transmitir (210) la unidad modulada de datos en paquetes mantenida si el valor de sensibilidad de la unidad modulada de datos en paquetes mantenida es mejor que el umbral de valor de sensibilidad.

11. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7 6 10, en el que, para una unidad modulada de datos en paquetes mantenida, que es una unidad modulada de datos en paquetes que no fue seleccionada para su transmisión en la etapa de selección, el metodo comprende ademas las etapas de:

re-codificar y re-modular (207) la unidad modulada de datos en paquetes mantenida de tal modo que se alcance un nuevo valor de sensibilidad para la unidad modulada de datos en paquetes mantenida;

transmitir (210) la unidad modulada de datos en paquetes mantenida re-codificada y re-modulada dependiendo del nuevo valor de sensibilidad.

12. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que el metodo comprende ademas la etapa de:

notificar (206) a al menos un receptor el receptor hacia el que va dirigida la unidad de datos en paquetes transmitida mediante la anexión de un identificador de paquete a la unidad de datos en paquetes transmitida.

13. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que el metodo comprende ademas la etapa de:

notificar (206) a al menos un receptor el receptor hacia el que va dirigida la unidad de datos en paquetes transmitida mediante senalización fuera-de-banda.

14. Un metodo de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el metodo comprende ademas la etapa de:

notificar (206) a al menos un receptor el receptor hacia el va dirigida la unidad de datos en paquetes transmitida mediante una retrospección que indique la unidad de datos en paquetes que ha sido enviada.

15. Un aparato transmisor en un sistema de comunicación para transmitir unidades de datos en paquetes hasta al menos un receptor, en el que el aparato transmisor comprende un transmisor (100) que tiene al menos dos unidades de codificación (307, 308, 309) y al menos dos unidades de modulación (311, 312, 313) dispuestas para codificar y modular unidades de datos en paquetes segun unidades moduladas de datos en paquetes, y en el que cada unidad modulada de datos en paquetes tiene una sensibilidad respecto a las caracteristicas no ideales del transmisor, y en el que las unidades de datos en paquetes pertenecen a cualquiera de al menos dos flujos de datos (301, 302, 303) o sub-flujos, en el que las unidades de datos en paquetes de cada flujo estan dispuestas de forma consecutiva, de tal modo que una unidad modulada de datos en paquetes esta lista para ser seleccionada para su transmisión de forma sustancialmente simultanea, comprendiendo ademas el aparato transmisor un planificador (310) dispuesto para:

determinar un valor de la sensibilidad respecto a las caracteristicas no ideales del transmisor para cada una de las unidades moduladas de datos en paquetes por flujo o sub-flujo listas para ser seleccionadas para su transmisión de forma sustancialmente simultanea;

comparar el valor de sensibilidad para cada una de las unidades moduladas de datos en paquetes por flujo o sub-flujo listas para ser seleccionadas para su transmisión de forma sustancialmente simultanea;

seleccionar para su transmisión la unidad modulada de datos en paquetes con el valor de sensibilidad mas bajo;

dar instrucciones al transmisor (100) para que transmita la unidad modulada de datos en paquetes seleccionada, en el que el aparato transmisor esta caracterizado porque esta ademas dispuesto para mantener, para su procesamiento adicional y eventual transmisión posterior, una unidad modulada de datos en paquetes que no fue seleccionada para su transmisión.

16. Un aparato transmisor de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el valor de sensibilidad de una unidad modulada de datos en paquetes es un valor dependiente de las caracteristicas de una forma de onda que representa la unidad modulada de datos en paquetes.

17. Un aparato transmisor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15-16, en el que el valor de sensibilidad es una relación de valor de pico respecto a valor medio para la forma de onda de la potencia de senal de la unidad de datos en paquetes.

18. Un aparato transmisor de acuerdo con la reivindicación 16, en el que se utiliza la forma de onda que representa la unidad modulada de datos en paquetes y una caracteristica de la etapa de radiofrecuencia (314) del transmisor para determinar el valor de sensibilidad.

19. Un aparato transmisor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15-18, en el que las unidades de datos en paquetes son moduladas mediante un metodo de modulación de multiportadora que utiliza Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM) .

20. Un aparato transmisor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15-19, en el que el aparato transmisor comprende ademas una unidad de medición (316) dispuesta para medir un valor indicativo del valor de sensibilidad para cada una de las unidades moduladas de datos en paquetes por flujo o sub-flujo listas para ser seleccionadas para su transmisión de forma sustancialmente simultanea, cuyo valor medido es utilizado por el planificador (310) para determinar el valor de sensibilidad.

21. Un aparato transmisor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15-20, en el que las unidades moduladas de datos en paquetes de los al menos dos flujos o sub-flujos de datos van a ser transmitidas sobre al menos dos canales de transmisión diferentes, y en el que el aparato transmisor esta ademas dispuesto para medir, en cada instancia de transmisión, una calidad de canal de transmisión para cada uno de los al menos dos canales de transmisión diferentes.

22. Un aparato transmisor de acuerdo con la reivindicación 21, en el que el planificador (310) esta ademas dispuesto para:

comparar la calidad de canal de transmisión para cada uno de los al menos dos canales de transmisión diferentes;

seleccionar la unidad modulada de datos en paquetes para la transmisión en base al valor de sensibilidad para cada una de la una unidad modulada de datos en paquetes por flujo o sub-flujo y a la calidad de canal de transmisión para cada uno de los al menos dos canales de transmisión diferentes, y dar instrucciones al transmisor para que transmita la unidad modulada de datos en paquetes seleccionada.

23. Un aparato transmisor de acuerdo con la reivindicación 21 6 22, en el que, para una unidad modulada de datos en paquetes mantenida, que es una unidad modulada de datos en paquetes que no ha sido seleccionara para la transmisión, la unidad de medición (316) esta ademas dispuesta para:

re-medir, en una segunda ocasión, la calidad de canal de transmisión para el canal de transmisión que va a ser usado para transmitir la unidad modulada de datos en paquetes mantenida, y el planificador (310) esta dispuesto ademas para:

dar instrucciones al transmisor (100) para que transmita la unidad modulada de datos en paquetes mantenida cuando se ha mejorado la calidad de canal de transmisión para el canal de transmisión que va a ser usado para transmitir la unidad modulada de datos en paquetes mantenida.

24. Un aparato transmisor de acuerdo con la reivindicación 23, en el que el planificador (310) esta dispuesto ademas para instruir al transmisor (100) para que transmita la unidad modulada de datos en paquetes mantenida cuando la calidad de canal de transmisión medida para el canal de transmisión que va a ser usado para transmitir la unidad modulada de datos en paquetes mantenida sea mejor que un umbral de calidad de canal de transmisión.

25. Un aparato transmisor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15-22, en el que, para una unidad modulada de datos en paquetes mantenida, que es una unidad modulada de datos en paquetes que no ha sido seleccionada para su transmisión, el planificador (310) esta dispuesto ademas para:

comparar el valor de sensibilidad de la unidad modulada de datos en paquetes mantenida con un umbral de valor de sensibilidad, e instruir al transmisor para que transmita la unidad modulada de datos en paquetes mantenida si el valor de sensibilidad de la unidad modulada de datos en paquetes mantenida es mejor que el umbral de valor de sensibilidad.

26. Un aparato transmisor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15-22 6 25, en el que, para una unidad modulada de datos en paquetes mantenida, que es una unidad modulada de datos en paquetes que no ha sido seleccionada para su transmisión, el planificador (310) esta dispuesto ademas para:

instruir al transmisor (100) para que re-codifique y re-module la unidad modulada de datos en paquetes mantenida, de tal modo que se alcance un nuevo valor de sensibilidad para la unidad modulada de datos en paquetes mantenida;

instruir al transmisor (100) para que transmita la unidad modulada de datos en paquetes mantenida re5 codificada y re-modulada dependiendo del nuevo valor de sensibilidad.

27. Un aparato transmisor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15-26, en el que el transmisor (100) esta dispuesto ademas para notificar al al menos un receptor el receptor hacia el que va dirigida la unidad de datos en paquetes transmitida mediante anexión de un identificador de paquete a la unidad de datos en paquetes transmitida.

28. Un aparato transmisor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15-26, en el que el transmisor (100) esta dispuesto ademas para notificar al al menos un receptor el receptor hacia el que va dirigida la unidad de datos en paquetes transmitida mediante senalización fuera-de-banda.

29. Un aparato transmisor de acuerdo con la reivindicación 28, en el que el transmisor (100) esta dispuesto ademas para notificar al al menos un receptor el receptor hacia el que va dirigida la unidad de datos en paquetes transmitida mediante retrospección indicativa de la unida de datos en paquetes que fue enviada.

30. Un producto de programa de ordenador susceptible de carga en una memoria de un dispositivo de ordenador digital residente en el aparato transmisor, en el que el producto de programa de ordenador comprende porciones de c6digo de software para llevar a cabo el metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1-14 cuando el producto de programa de ordenador se ejecuta en el dispositivo de ordenador.