Transmisión de señales piloto y estimación de canal para un sistema de comunicaciones que utiliza multiplexación por división de frecuencia.
Un aparato, que comprende:
un procesador (920) operable para formar (760) una secuencia de símbolos piloto en función de unasecuencia polifásica;
yun modulador (930b) operable para transformar (762) la secuencia de símbolos piloto al dominio defrecuencia para obtener una secuencia de símbolos en el dominio de frecuencia, formar una secuencia desímbolos con la secuencia de símbolos de dominio de frecuencia (764) mapeados con un grupo desubbandas de frecuencia adyacentes usadas en la transmisión de señales piloto, y transformar (766) lasecuencia resultante de símbolos de dominio de frecuencia al dominio de tiempo para obtener unasecuencia de símbolos de salida para su transmisión (770) a través de un canal de comunicaciones.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/008300.
Solicitante: QUALCOMM INCORPORATED.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 5775 MOREHOUSE DRIVE SAN DIEGO, CA 92121 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: KHANDEKAR,AAMOD, PALANKI,RAVI.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- H04B1/69 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04B TRANSMISION. › H04B 1/00 Detalles de los sistemas de transmision, no cubiertos por uno de los grupos H04B 3/00 - H04B 13/00; Detalles de los sistemas de transmisión no caracterizados por el medio utilizado para la transmisión. › Técnicas de ensanche del espectro.
- H04L27/26 H04 […] › H04L TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION TELEGRAFICA (disposiciones comunes a las comunicaciones telegráficas y telefónicas H04M). › H04L 27/00 Sistemas de portadora modulada. › Sistemas utilizando códigos de frecuencias múltiples (H04L 27/32 tiene prioridad).
PDF original: ES-2424132_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Transmisión de señales piloto y estimación de canal para un sistema de comunicaciones que utiliza multiplexación por división de frecuencia ANTECEDENTES
I. Campo La presente invención se refiere en general a las comunicaciones, y más específicamente, a la transmisión de señales piloto y a la estimación de canal en un sistema de comunicaciones.
II. Antecedentes La multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) es una técnica de modulación de múltiples portadoras que divide el ancho de banda global del sistema en múltiples (K) subbandas ortogonales. Estas subbandas también se denominan tonos, subportadoras y contenedores de frecuencia. Con OFDM, cada subbanda está asociada a una subportadora respectiva que puede modularse con datos.
OFDM tiene determinadas características deseables tales como una alta eficacia espectral y robustez frente a efectos de multitrayectoria. Sin embargo, una desventaja importante de OFDM es una alta relación de potencia pico a promedio (PAPR) , lo que significa que la relación de la potencia pico respecto a la potencia promedio de una forma de onda OFDM puede ser alta. La alta PAPR de la forma de onda OFDM se debe a una posible adición en fase (o coherente) de todas las subportadoras cuando se modulan de manera independiente con datos. De hecho, puede demostrarse que la potencia pico puede ser hasta K veces mayor que la potencia promedio en OFDM.
La alta PAPR de la forma de onda OFDM no es deseable, pudiendo degradar el rendimiento. Por ejemplo, grandes picos en la forma de onda OFDM puede provocar que un amplificador de potencia funcione en una región altamente no lineal o posiblemente acotada, lo que provocaría entonces una distorsión de intermodulación y otros artefactos que pueden degradar la calidad de la señal. La calidad degradada de la señal puede afectar negativamente al rendimiento de la estimación de canal, la detección de datos, etc.
Un procedimiento de sincronización y un sistema OFDM se conocen a partir del documento US 2002/0181509 A1,
en el que un preámbulo de una trama comprende una pluralidad de símbolos de adaptación y prefijos cíclicos. Cada símbolo de adaptación tiene una longitud de G + N muestras en el tiempo. La secuencia de adaptación puede ser secuencias polifásicas.
El documento US 2004/0047284 A1 da a conocer sistemas y técnicas para generar tramas y procesar transmisiones de diversidad de transmisión a través de canales de dispersión de retardo, en los que una primera señal de una primera posición y de una segunda posición se obtienen y se procesan en el dominio de tiempo para establecer una señal conjugada compleja que contiene un prefijo cíclico. Para reducir la cantidad de ancho de banda, pueden usarse palabras piloto repetitivas en preámbulos de ráfaga.
A partir del documento EP 1 445 873 A2 se conoce una estación móvil que transmite de manera inalámbrica a una estación base mediante CDMA una señal propagada mediante repetición de fragmentos de información.
Para proporcionar preámbulos de PAPR baja, el documento US 2005/0036481 A1 sugiere aumentar la potencia promedio del preámbulo con respecto a la región de datos.
Todavía existe en la técnica una necesidad de herramientas que puedan mitigar los efectos nocivos de una alta PAPR en modulación de múltiples portadoras.
La invención proporciona una solución según el contenido de cualquiera de las reivindicaciones independientes.
SUMARIO
La invención está definida en las reivindicaciones independientes. Realizaciones particulares se exponen en las reivindicaciones dependientes.
Varios aspectos y realizaciones de la invención se describen a continuación en mayor detalle.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las características y la naturaleza de la presente invención resultarán más evidentes a partir de la descripción detallada expuesta a continuación cuando se toma junto con los dibujos, en los que caracteres de referencia similares identifican partes correspondientes a lo largo de los dibujos.
La FIG. 1 muestra una estructura de subbandas entrelazadas para un sistema de comunicaciones.
La FIG. 2 muestra la generación de un símbolo IFDMA para un conjunto de N subbandas.
La FIG. 3 muestra una estructura de subbandas de banda estrecha.
La FIG. 4 muestra la generación de un símbolo LFDMA para un grupo de N subbandas.
Las FIGS. 5A y 5B muestran dos esquemas de señales piloto TDM en los que señales piloto y datos se multiplexan a través de periodos de símbolo y periodos de muestra, respectivamente.
Las FIGS. 5C y 5D muestran dos esquemas de señales piloto CDM en los que señales piloto y datos se combinan a través de periodos de símbolo y periodos de muestra, respectivamente.
La FIG. 6 muestra una división de tiempo de señales piloto de banda ancha multiplexada con datos.
La FIG. 7A muestra un proceso para generar un símbolo IFDMA piloto.
La FIG. 7B muestra un proceso para generar un símbolo LFDMA piloto.
La FIG. 8 muestra un proceso para realizar una estimación de canal.
La FIG. 9 muestra un diagrama de bloques de un transmisor y un receptor.
Las FIGS. 10A y 10B muestran procesadores de datos y de señales piloto de transmisión (TX) para los esquemas 15 de señales piloto TDM y los esquemas de señales piloto CDM, respectivamente.
Las FIGS. 11A y 11B muestran moduladores IFDMA y LFDMA, respectivamente.
Las FIGS. 12A y 12B muestran desmoduladores IFDMA para señales piloto TDM y CDM, respectivamente.
Las FIGS. 13A y 13B muestran desmoduladores LFDMA para señales piloto TDM y CDM, respectivamente.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La expresión "a modo de ejemplo" se usa en este documento en el sentido de "que sirve como ejemplo, instancia o ilustración". Cualquier realización o diseño descritos en este documento como "a modo de ejemplo" no debe considerarse necesariamente como preferida o ventajosa sobre otras realizaciones o diseños.
Las técnicas de transmisión de señales piloto y de estimación de canal descritas en este documento pueden usarse en varios sistemas de comunicaciones que utilicen modulación de múltiples portadoras o lleven a cabo una multiplexación por división de frecuencia. Por ejemplo, estas técnicas pueden usarse en un sistema de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) , un sistema de acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA) , un sistema SC-FDMA, un sistema IFDMA, un sistema LFDMA, un sistema basado en OFDM, etc. Estas técnicas también pueden usarse en el enlace directo (o enlace descendente) y en el enlace inverso (o enlace ascendente) .
La FIG. 1 muestra una estructura de subbandas 100 a modo de ejemplo que puede usarse en un sistema de comunicaciones. El sistema tiene un ancho de banda global de BW MHz que está dividido en K subbandas ortogonales que tienen índices de 1 a K. La separación entre subbandas adyacentes es de BW/K MHz. En un sistema conformado de manera espectral, algunas subbandas en ambos extremos del ancho de banda del sistema no se usan para transmisiones de datos/señales piloto y sirven como subbandas de protección para permitir que el
sistema cumpla los requisitos de máscara espectral. Como alternativa, las K subbandas pueden definirse en la parte utilizable del ancho de banda del sistema. Por simplicidad, la siguiente descripción supone que todas las K subbandas totales pueden usarse en la transmisión de datos/señales piloto.
En la estructura de subbandas 100, las K subbandas totales están dispuestas en S conjuntos disjuntos de subbandas, llamados también entrelazados. Los S conjuntos son disjuntos o no solapados, ya que cada una de las 40 K subbandas pertenece solamente a un conjunto. Cada conjunto contiene N subbandas que están uniformemente distribuidas a través de las K subbandas totales, de manera que subbandas consecutivas del conjunto están separadas por S subbandas, donde K = S·N. Por tanto, el conjunto u contiene las subbandas u, S+u, 2S+u, ..., (N1) ·S+u, donde u es el índice de conjunto y u ∈ {1, …, S}. El índice u es además un desfase de subbanda que indica la primera subbanda del conjunto. Las N subbandas de cada conjunto están entrelazadas con las N subbandas de 45 cada uno de los otros S-1 conjuntos.
La FIG. 1 muestra una estructura de subbandas específica. En general, una estructura de subbandas puede incluir cualquier número de conjuntos de subbandas, y cada conjunto puede incluir cualquier número de subbandas. Los conjuntos pueden incluir un número idéntico o diferente de subbandas. Por ejemplo, algunos conjuntos pueden incluir N subbandas mientras... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un aparato, que comprende:
un procesador (920) operable para formar (760) una secuencia de símbolos piloto en función de una secuencia polifásica; y
un modulador (930b) operable para transformar (762) la secuencia de símbolos piloto al dominio de frecuencia para obtener una secuencia de símbolos en el dominio de frecuencia, formar una secuencia de símbolos con la secuencia de símbolos de dominio de frecuencia (764) mapeados con un grupo de subbandas de frecuencia adyacentes usadas en la transmisión de señales piloto, y transformar (766) la secuencia resultante de símbolos de dominio de frecuencia al dominio de tiempo para obtener una secuencia de símbolos de salida para su transmisión (770) a través de un canal de comunicaciones.
2. El aparato según la reivindicación 1, en el que el modulador (930b) es operable para añadir (768) un prefijo cíclico a la secuencia de símbolos de salida para obtener una secuencia final de símbolos de salida 15 adecuados para su transmisión (770) en el dominio de tiempo a través del canal de comunicaciones.
3. El aparato según la reivindicación 1, en el que la secuencia polifásica tiene una envolvente constante en el dominio de tiempo y una respuesta espectral plana en el dominio de frecuencia.
4. El aparato según la reivindicación 1, en el que se envían símbolos de datos en un segundo grupo de
subbandas de frecuencia que contiene más subbandas de frecuencia que el grupo de subbandas de 20 frecuencia usado en la transmisión de señales piloto.
5. Un procedimiento de generación de una señal piloto en un sistema de comunicaciones, que comprende:
formar (760) una secuencia de símbolos piloto en función de una secuencia polifásica;
transformar (762) la secuencia de símbolos piloto al dominio de frecuencia para obtener una secuencia de 25 símbolos en el dominio de frecuencia;
formar una secuencia de símbolos con la secuencia de símbolos de dominio de frecuencia (764) mapeados con un grupo de subbandas de frecuencia adyacentes usadas en la transmisión de señales piloto; y
transformar (766) la secuencia resultante de símbolos de dominio de frecuencia al dominio de tiempo para obtener una secuencia de símbolos de salida para su transmisión (770) a través de un canal de comunicaciones.
6. El procedimiento según la reivindicación 5, que comprende además:
añadir (768) un prefijo cíclico a la secuencia de símbolos de salida para obtener una secuencia final de símbolos de salida adecuados para su transmisión (770) en el dominio de tiempo a través del canal de comunicaciones.
7. El procedimiento según la reivindicación 5, en el que la secuencia polifásica tiene una envolvente constante en el dominio de tiempo y una respuesta espectral plana en el dominio de frecuencia.
8. El procedimiento según la reivindicación 5, en el que símbolos de datos se envían en un segundo grupo de subbandas de frecuencia que contiene más subbandas de frecuencia que el grupo de subbandas de frecuencia usado en la transmisión de señales piloto.
9. Una unidad de memoria que almacena códigos de software en la misma para realizar las etapas del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8 cuando se ejecutan en un ordenador.
10. Una implementación en software que comprende códigos de software para realizar las etapas del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8 cuando se ejecutan en un ordenador.
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