Un método para generar ráfagas de sincronización para sistemas de transmisión OFDM,

que comprende lospasos de:

mapear los símbolos de una secuencia predefinida de símbolos de acuerdo con un esquema predefinido de mapeoen sub-portadoras del sistema OFDM, y

generar una ráfaga de sincronización aplicando una transformada inversa de Fourier a las sub-portadoras delsistema OFDM mapeadas con los símbolos de dicha secuencia predefinida de símbolos;

en el que se proporcionan sesenta y cuatro sup-portadoras y las sub-portadoras S-24,+24 de las sub-portadoras totalesS-31,+31 se modulan como viene a continuación:

S-24,+24 ≥ A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0,

0,

0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, A

en donde A es un valor complejo, y las restantes sub-portadoras S-32, ..., S-25 y S+25, ..., S+31 se fijan en cero.

Estructura de símbolos de sincronización que usa método de transmisión basada en OFDM.

La presente invención se refiere a un método para generar ráfagas de sincronización para sistemas de transmisión OFDM, un método para sincronizar sistemas OFDM inalámbricos, un transmisor OFDM así como un dispositivo móvil de comunicaciones que comprende tal transmisor.

La presente invención se refiere generalmente al campo técnico de sincronizar sistemas OFDM (de multiplexación por división de frecuencias ortogonales) inalámbricos. Por ello, es conocido usar una ráfaga de sincronización construida usando símbolos OFDM especialmente diseñados y repeticiones en el dominio tiempo.

Particularmente a partir del documento IEEE P802.11a/d2.0 "Draft supplement to a standard for telecommunications and information exchange between systems -LAN/MAN specific requirements -part 1: wireless medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications: high-speed physical layer in the 5 GHz band" se propone un esquema de sincronización para sistemas OFDM. Dicho conocido esquema se explicará ahora con referencia a las figures 6 a 8 de los dibujos adjuntos.

La figura 6 muestra la estructura del campo de sincronización conocido. Como se muestra en la figura 6, el campo de sincronización consiste en los llamados símbolos cortos t1, t2, …, t6 y dos símbolos largos T1, T2. En vista de la presente invención, son de interés particularmente los símbolos cortos t1, t2, …, t6. De entre los símbolos cortos t1, t2, …, t6 usados para el control (t1, t2, t3) de ganancia de amplificador y el control poco exacto de la temporización y la desviación de frecuencia solamente se generan realmente los símbolos t1, t2, t3 y t4, mientras que los símbolos t5, t6 son extensiones cíclicas (copias de los símbolos t1 y t2, respectivamente) . Se ha de señalar que la figura 5 muestra solamente la estructura de preámbulo de sincronización ya que la estructura del siguiente campo de señal que indica el tipo de modulación de banda base y el ritmo de codificación así como la estructura de siguientes campos adicionales de datos no son de interés en vista de la presente invención. Para más detalles, se hace referencia a dicho documento de la técnica anterior.

Los símbolos t1, t2, t3, t4 se generan por medio de una modulación OFDM usando sub-portadoras seleccionadas de la totalidad de sub-portadoras disponibles. Los símbolos usados para la modulación OFDM así como el mapeo para las sub-portadoras seleccionadas se explicarán ahora con referencia a la figura 6.

Cada uno de los símbolos cortos OFDM t1, …, t6 se genera usando doce sub-portadoras moduladas de fase modulada por los elementos del alfabeto de símbolos:

S=

2 (±1± j)

La secuencia completa usada para la modulación OFDM se puede escribir como viene a continuación:

S-24, 24 = º2*{1+j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, -1-j, 0, 0, 0, -1-j, 0, 0, 0, 1-j, 0, 0, 0, -1-j, 0, 0, 0, 0,

0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, -1-j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, -1+j, 0, 0, 0, 1+j}

La multiplicación por un factor de º2 tiene el fin de normalizar la potencia media del resultante símbolo OFDM.

La señal se puede escribir como:

N2/2

r (t) = w (t) IS exp (j2JkI t)

CORTO CORTO1 kF k =-N2/2

El hecho de que solamente líneas espectrales de S-24, 24 con índices que son múltiplos de cuatro tienen amplitudes distintas de cero da como resultado una periodicidad de TFFT/4 = 0, 8 !s. El intervalo TTCORTOT1 es igual a nueve períodos de 0, 8 !s, es decir, 7, 2 !s.

Aplicando una IFFT de 64 puntos al vector S, en donde los quince valores restantes están fijados en cero, se pueden generar cuatro símbolos cortos de entrenamiento t1, t2, t3, t4 (en el dominio tiempo) . La salida de la IFFT se extiende cíclicamente para dar como resultado seis símbolos cortos t1, t2, t3, …, t6. El esquema de mapeo está representado en la figura 7. Las llamadas sub-portadoras virtuales se dejan sin modular.

La manera de implementar la transformada inversa de Fourier es mediante un algoritmo IFFT (transformada rápida inversa de Fourier) . Si, por ejemplo, se usa una IFFT de 64 puntos, los coeficientes 1 a 24 se mapean a entradas IFFT numeradas igualmente, mientras que los coeficientes -24 a -1 se copian en entradas IFFT 40 a 63. El resto de las entradas, 25 a 39 y la entrada 0 (DC) , se fijan en cero. Este mapeo está ilustrado en la figura 7. Después de realizar una IFFT, la salida se extiende cíclicamente hasta la longitud deseada.

Con el mapeo propuesto de transformada rápida inversa de Fourier como se muestra en la figura 7, la resultante señal en el dominio tiempo consiste en cuatro símbolos cortos t1, t2, t3, t4 repetidos periódicamente, y extendidos cíclicamente mediante una copia de t1, t2, copia que está representada en la figura 5 como t5, t6. Apréciese que, en el presente caso, sólo líneas espectrales con índices que son múltiplos de 4 tienen una amplitud distinta de cero. Se pueden generar otras naturalezas periódicas fijando otros múltiplos de las líneas espectrales en amplitudes distintas de cero.

Aunque el esquema conocido de sincronización es muy efectivo, estipula una desventaja con relación a las propiedades de la señal en el dominio tiempo.

Para la OFDM (o en general señales de multiportadora) , la fluctuación de la envolvente de la señal (llamada PAPR por las siglas del término en idioma inglés “Peak-to-Average-Power-Ratio” -Relación Potencia de Pico a Potencia Media) tiene un gran interés. Una PAPR alta da como resultado una transmisión pobre (debido a efectos no lineales de distorsión del amplificador de potencia) y otros componentes de limitación de señal en el sistema de transmisión (por ejemplo, un intervalo dinámico limitado del convertidor AD) .

Para secuencias de sincronización, es incluso más deseable tener señales con una PAPR baja con el fin de acelerar que el receptor AGC (de control automático de ganancia) inmovilice y ajuste el valor de señal de referencia para el convertidor A/D (todo el intervalo dinámico de la señal entrante debería estar cubierto por la resolución del convertidor A/D sin ningún exceso o falta de flujo) .

Las figuras 8a, 8b muestran el valor absoluto (sqrt{In*+Quad*Quad}) de la resultante forma de onda de la señal en el dominio tiempo con las secuencias propuestas por Lucent Technologies. Se consideró el sobre-muestreo (8*) con el fin de garantizar que el pico se capturaba correctamente usando la IFFT de 64 puntos limitada.

Las figuras 8c, 8d muestran la parte real e imaginaria de la resultante forma de onda en el dominio tiempo transmitida. La resultante PAPR es 2, 9991 dB (sin sobre-muestreo) y 3, 0093 dB (con sobre-muestreo óctuple) .

Por lo tanto, es el objeto de la presente invención estipular una técnica de sincronización que se basa en la técnica conocida de sincronización pero que presenta propiedades mejoradas de la señal en el dominio tiempo para reducir los requisitos para el equipo físico informático.

El objeto anterior se consigue por medio de las características de las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes desarrollan adicionalmente la idea central de la presente invención.

De acuerdo por lo tanto con la presente invención, se proporcionan un método para generar ráfagas de sincronización para sistemas de transmisión OFDM de acuerdo con la reivindicación 1 y un correspondiente transmisor de acuerdo con la reivindicación 3.

Con referencia a las figuras de los dibujos adjuntos, ahora se explicarán realizaciones citadas de la presente invención.

La figura 1 muestra esquemáticamente un transmisor de acuerdo con la presente invención,

la figura 2 muestra una realización alternativa para un transmisor de acuerdo con la presente invención,

la figura 3 muestra un esquema alternativo de mapeo de acuerdo con la presente invención,

las figuras 4a a 4d muestran las propiedades de señal en el dominio tiempo conseguidas con la estructura de símbolos de sincronización que usa transmisión basada en OFDM de acuerdo con la presente invención,

las figuras 5a a 5d muestran las propiedades de... [Seguir leyendo]

1. Un método para generar ráfagas de sincronización para sistemas de transmisión OFDM, que comprende los pasos de:

mapear los símbolos de una secuencia predefinida de símbolos de acuerdo con un esquema predefinido de mapeo en sub-portadoras del sistema OFDM, y

generar una ráfaga de sincronización aplicando una transformada inversa de Fourier a las sub-portadoras del 10 sistema OFDM mapeadas con los símbolos de dicha secuencia predefinida de símbolos;

en el que se proporcionan sesenta y cuatro sup-portadoras y las sub-portadoras S-24, +24 de las sub-portadoras totales S-31, +31 se modulan como viene a continuación:

S-24, +24 = A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, A 15 en donde A es un valor complejo, y las restantes sub-portadoras S-32, …, S-25 y S+25, …, S+31 se fijan en cero.

2. El método para generar ráfagas de sincronización para sistemas de transmisión OFDM de acuerdo con la

reivindicación 1, en el que, en dicho paso de generar una ráfaga de sincronización aplicando una transformada 20 inversa de Fourier, se usa una transformada rápida inversa de Fourier de 64 puntos.

3. Un transmisor OFDM, que comprende:

una unidad 2 para mapear los símbolos de una secuencia predefinida de símbolos de acuerdo con un esquema 25 predefinido de mapeo en sesenta y cuatro sub-portadoras S-32, +31 de un sistema OFDM, y

una unidad 3 para generar una ráfaga de sincronización aplicando una transformada inversa de Fourier a las subportadoras S-32, +31 del sistema OFDM mapeadas con los símbolos de dicha secuencia predefinida de símbolos;

en el que la unidad 2 de mapeo modula las sub-portadoras S-24, +24 de las sub-portadoras totales S-31, +31 como viene a continuación:

S-24, +24 = A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, -A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, A, 0, 0, 0, A

en donde A es un valor complejo, y las restantes sub-portadoras S-32, …, S-25 y S+25, …, S+31 se fijan en cero. 35

4. Un dispositivo móvil de comunicaciones, que comprende un transmisor de acuerdo con la reivindicación 3.