Procedimiento y dispositivo de sistema de comunicaciones para aportar o procesar símbolos OFDM en un sistema de transmisión con datos de abonado expandidos.

Procedimiento para generar señales de emisión, en particular símbolos OFDM para las mismas,

en un sistema decomunicaciones en el que se aplican datos de una o varias fuentes de datos (usuario 1 - usuario M) a un conjuntode subportadoras ortogonales (Nc),

caracterizado porque los datos de la fuente de datos se transforman, para la posterior formación de un símboloOFDM secuencial en el tiempo, en particular mediante una transformación inversa rápida de Fourier (IFFT), deforma específica para cada fuente de datos y se asignan a las subportadoras, en el que

- la asignación se realiza específicamente por cada fuente de datos independientemente de latransformación,

- la transformación, en particular como expansión, se realiza mediante una transformación rápida de Fourier(FFT) o una transformación discreta de Fourier (DFT) y

- el resultado de la transformación se transmite a las subportadoras tal que los datos de la fuente de datos seasignan en exclusiva a varias subportadoras.

Procedimiento y dispositivo de sistema de comunicaciones para aportar o procesar símbolos OFDM en un sistema de transmisión con datos de abonado expandidos La invención se refiere a un procedimiento para generar señales de emisión, en particular símbolos OFDM, en un sistema de comunicaciones según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un dispositivo de sistema de comunicaciones según el preámbulo de la reivindicación 9.

En sistemas de comunicaciones modernos, en particular según el estándar GSM (Global System for Mobile Communications, sistema global para comunicaciones móviles) o UMTS (Universal Mobile Telecommunications System, sistema universal móvil de telecomunicaciones) , se codifican datos de abonado antes de generar una señal de emisión y se reparten sobre una portadora.

En sistemas de comunicaciones de la cuarta generación se planifican procedimientos de acceso múltiple con sistemas de transmisión OFDM (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplex, multiplexado ortogonal con división por frecuencias) . Éstos asignan los datos de abonado o bien datos de fuentes de datos determinadas en cada caso a un conjunto de subportadoras en símbolos OFDM (OFDM-TDMA) o a un cierto número de distintas subportadoras (OFDM-FDMA) . En por ejemplo FDMA: Frequency Division Multiple Access (acceso múltiple con división por frecuencias) , representan las subportadoras bandas de frecuencias individuales en cada caso contiguas una a otra de una banda de frecuencias mayor. También se conoce por ejemplo la asignación de los datos de abonado o datos de usuario a en cada caso un conjunto de símbolos OFDM completos de forma exclusiva, como en OFDM-TDMA (TDMA: Time Division Multiple Access, acceso múltiple con división por tiempo) , disponiéndose los datos de abonado en el símbolo OFDM para la transmisión a través de la interfaz entre las distintas estaciones de comunicación consecutivamente en el tiempo, en particular se asignan datos de abonado de una estación en cada caso a uno o varios de los símbolos OFDM directamente de forma consecutiva. Mediante tales procedimientos de transmisión OFDM se evitan interferencias intersímbolos (ISI: Inter-Symbol-Interferences) . Además se evitan en ambos procedimientos de acceso múltiple adicionalmente interferencias de acceso múltiple (MAI: Multiple Access Interferences) .

Según una forma de proceder alternativa, pueden expandirse los datos de abonado utilizando códigos ortogonales con ayuda de una matriz ortogonal entre un conjunto predeterminado de subportadoras y/o símbolos OFDM, como en el procedimiento conocido bajo OFDM-CDMA o bien MC-CDMA (CDMA: Code Division Multiple Access, acceso múltiple con división por código; MC: Multiple Carrier, multiportadora) . En el procedimiento OFDM-CDMA se asignan los datos de todos los abonados a todas las frecuencias disponibles, utilizándose códigos para la separación. Sin otras medidas adicionales resultan en este caso y en particular cuando se tienen en cuenta varias fuentes de abonado o de datos, cuyos datos llegan en paralelo uno a otro, indeseadas interferencias multiacceso.

Para evitar este problema, se realiza por lo tanto una expansión de los datos de abonado entre varias subportadoras sólo asignando simultáneamente subportadoras a varios abonados, lo cual se denomina OFDM-FDMA con expansión específica del abonado/usuario de los datos útiles. La expansión y la asignación de subportadoras se realizan entonces en una etapa de procedimiento común y amplia. Para la expansión se utilizan predominantemente las llamadas matrices Walsh-Hadamard de distinto tamaño, tal como por ejemplo se conoce por M. Yee, J. P. Linnartz; Controlled Equalization of Multi-Carrier CDMA in an Indoor Rician Fading Channel (ecualización controlada de multiportadoras CDMA en un canal interior Rician evanescente, Actas IEEE VTC’94, Estocolmo, Suecia, 1994 o T. Müller, K. Brüninghaus, H. Rohling: Performance of Coherent OFDM-CDMA for Broadband Mobile Communications, Wireless Personal Communications (realización de OFDM-CDMA coherentes para comunicaciones móviles de banda ancha, comunicaciones inalámbricas personales) , Kluwer Academic Publisher, 1996. A distintos abonados se les asigna entonces, en función de la velocidad de datos necesaria para transmitir, un número entre 1 y N del código ortogonal, siendo N la cantidad de subportadoras disponibles.

Además se han debatido en general en K. Brüninghaus, H. Rohling: Multicarrier Spread Spectrum and its Relationship to Single Carrier Transmission (espectro de gama ancha de multiportadora y su relación con la transmisión monoportadora) , Actas IEEE VTC’98, Ottawa, Canadá, 1998, una expansión mediante una matriz FFT (FFT: Fast Fourier Transformation, transformación rápida de Fourier) para reducir la relación entre los valores de cresta y los valores promedio (PAR: Peak-to-Average-Ratios) , pero no considerándose accesos múltiples.

La tarea de la invención consiste en indicar un procedimiento alternativo para generar señales de emisión, en particular símbolos OFDM para las mismas, en un sistema de comunicaciones, así como un dispositivo alternativo del sistema de comunicaciones.

Esta tarea se resuelve tanto partiendo de procedimientos definidos en el preámbulo de la reivindicación 1 para generar símbolos OFDM mediante las características indicadas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1, como también partiendo del dispositivo del sistema de comunicaciones definido en el preámbulo de la reivindicación 9, mediante las características indicadas en la parte caracterizadora de la reivindicación 9.

Entonces se transforman en particular los datos de la fuente de datos para formar un símbolo OFDM secuencial en el tiempo, en particular mediante una Inverse Fast Fourier-Transformation (IFFT, transformación inversa rápida de Fourier) específicamente para cada fuente de datos y se asignan a las subportadoras, realizándose (i) la asignación independientemente de la transformación de forma específica para cada fuente de datos, (ii) la transformación, en particular como expansión, mediante una Fast Fourier-Transformation (FFT, transformación rápida de Fourier) o bien una transformación de Fourier discreta (DFT) y (iii) transmitiéndose el resultado de la transformación a las subportadoras de tal manera que los datos de la fuente de datos se asignan de manera exclusiva a varias subportadoras.

De manera ventajosa puede evitarse, en un caso ideal por completo, mediante la asignación específica por cada fuente de datos, es decir, exclusiva de subportadoras a los correspondientes abonados o datos de abonado, sobre las que se transmite el resultado de la transformación de una matriz de transformación ortogonal o bien expansión, pese a la aplicación de la transformación, las indeseadas interferencias de acceso múltiple.

De manera ventajosa puede elegirse entonces básicamente de cualquier forma la matriz ortogonal. Además puede realizarse también la asignación del resultado de la transformación a las subportadoras exclusivas de un abonado o bien de una fuente de datos básicamente de cualquier manera.

La separación de la expansión de los datos específicos de abonado o bien datos específicos de cada fuente de datos y la asignación de los datos transformados o expandidos a las subportadoras de uno o varios símbolos OFDM, es especialmente ventajosa cuando se utiliza para la expansión, en lugar de por ejemplo la transformación Walsh-Hadamard, una transformación de Fourier discreta (DFT) o una transformación de Fourier rápida (FFT) .

Según un perfeccionamiento de la invención correspondiente a la reivindicación 8 o 16, puede realizarse una generación especialmente simplificada de los símbolos OFDM, ya que la combinación de las etapas de procedimiento "Fast Fourier Transformation (FFT) o transformación de Fourier discreta (DFT) y transformación de Fourier inversa (IFFT) ” puede suprimirse, porque ambas transformaciones de Fourier consecutivas se anulan en cuanto a su actuación, a excepción en particular del desplazamiento de frecuencias.

Mediante la repetida secuencia en el tiempo de los datos en el símbolo OFDM, resulta a primera vista una gran redundancia. No obstante, puesto que al realizar el envío sobre la interfaz de radio se superponen las señales correspondientemente generadas de múltiples estaciones, no existe por tanto esta redundancia en el sistema completo a plena carga de manera específica por cada fuente de datos. Por ejemplo en una redundancia triple para una fuente de datos, lo que corresponde a cuatro períodos o bien a una ocupación de cada cuarta subportadora, pueden acceder cuatro fuentes de datos simultáneamente y sin interferencia a la interfaz... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para generar señales de emisión, en particular símbolos OFDM para las mismas, en un sistema de comunicaciones en el que se aplican datos de una o varias fuentes de datos (usuario 1 – usuario M) a un conjunto de subportadoras ortogonales (Nc) , caracterizado porque los datos de la fuente de datos se transforman, para la posterior formación de un símbolo OFDM secuencial en el tiempo, en particular mediante una transformación inversa rápida de Fourier (IFFT) , de forma específica para cada fuente de datos y se asignan a las subportadoras, en el que

la asignación se realiza específicamente por cada fuente de datos independientemente de la transformación, la transformación, en particular como expansión, se realiza mediante una transformación rápida de Fourier (FFT) o una transformación discreta de Fourier (DFT) y el resultado de la transformación se transmite a las subportadoras tal que los datos de la fuente de datos se asignan en exclusiva a varias subportadoras.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el resultado de la transformación se transmite a las subportadoras tal que a la fuente de datos de un primer abonado se le asignan primeras subportadoras y a la fuente de datos de un último abonado, últimas subportadoras.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que a cada subportadora de las subportadoras primera a última en cada caso se le asignan sólo datos de una fuente de datos.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que los datos de la fuente de datos se codifican en canal y se modulan antes de la aplicación a un conjunto de subportadoras (Nc) .

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la asignación de los datos en cada caso de una fuente de datos a las subportadoras se realiza a subportadoras distribuidas equidistantemente sobre la portadora.

6. Procedimiento según una reivindicación precedente, en el que la asociación de los datos transformados de una fuente de datos individual se realiza a las subportadoras de varios símbolos OFDM posteriores.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que los datos de una fuente de datos se utilizan tras la codificación de canal y la modulación para formar el símbolo OFDM secuencial en el tiempo por bloques tras un intervalo de protección, estando compuesto cada uno de los bloques por la secuencia de datos completa en cada caso.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la utilización de los datos en el símbolo OFDM en la distribución de los datos de entrada entre los datos de salida, se realiza mediante una repetición de la secuencia de símbolos en función de la cantidad de subportadoras asociadas y un subsiguiente desplazamiento de frecuencias.

9. Dispositivo de sistema de comunicaciones con una entrada de datos de al menos una fuente de datos, un equipo de control para operar el dispositivo de sistema de comunicaciones y para procesar datos, al menos un equipo de memoria y/o módulos de procesamiento para la memorización transitoria y el procesamiento de datos de la fuente de datos, de las que al menos hay una, caracterizado porque el equipo de control para generar señales de emisión, en particular símbolos OFDM para las mismas, está configurado tal que los datos de la fuente de datos pueden transformarse para la posterior formación de un símbolo OFDM secuencial en el tiempo, en particular mediante una transformación inversa rápida de Fourier (IFFT) , de forma específica para cada fuente de datos y pueden asignarse a las subportadoras, en el que

la asociación se realiza independientemente de la transformación específicamente para cada fuente de datos, la transformación, en particular como expansión, puede realizarse mediante una transformación rápida de Fourier (FFT) o mediante una transformación discreta de Fourier (DFT) y el resultado de la transformación puede transmitirse a las subportadoras tal que los datos de la fuente de datos pueden asociarse de manera exclusiva a varias subportadoras.

10. Dispositivo de sistema de comunicaciones según la reivindicación 9, caracterizado porque el equipo de control está constituido tal que con la transmisión del resultado de la transformación pueden asignarse a las subportadoras de la fuente de datos de un primer abonado, primeras subportadoras, y a la fuente de datos de un último abonado, últimas subportadoras.

11. Dispositivo de sistema de comunicaciones según la reivindicación 10, caracterizado porque el equipo de control está configurado tal que a cada subportadora de las correspondientes subportadoras primera hasta última pueden asignársele sólo datos de una fuente de datos.

12. Dispositivo de sistema de comunicaciones según la reivindicación 9, 10 u 11, caracterizado porque el equipo de control está constituido tal que los datos de la fuente de datos pueden codificarse por canal y modularse antes de la aplicación a un conjunto de subportadoras (Nc) .

13. Dispositivo de sistema de comunicaciones según la reivindicación 9, caracterizado porque el equipo de control está configurado tal que los datos de en cada caso una fuente de datos pueden asignarse de manera equidistante a subportadoras distribuidas sobre la portadora.

14. Dispositivo de sistema de comunicaciones según la reivindicación 9, caracterizado porque el equipo de control está configurado tal que los datos transformados de una única fuente de datos pueden asignarse a las subportadoras de varios símbolos OFDM posteriores.

15. Dispositivo de sistema de comunicaciones según la reivindicación 9, caracterizado porque el equipo de control está configurado tal que los datos de una fuente de datos pueden utilizarse tras la codificación de canal y la modulación para formar el símbolo OFDM secuencial en el tiempo tras un intervalo de protección por bloques, estando compuesto cada uno de los bloques por en cada caso la secuencia de datos completa.

16. Dispositivo de sistema de comunicaciones según la reivindicación 15,

caracterizado porque el equipo de control está configurado tal que la utilización de los datos en el símbolo OFDM en la distribución de los datos de entrada entre los datos de salida, se realiza mediante una repetición de la secuencia de símbolos en función de la cantidad de subportadoras asociadas y un subsiguiente desplazamiento de frecuencias.