Dispositivo de transmisión, dispositivo de recepción y método de comunicación para un sistema de comunicaciones OFDM con nueva estructura del preámbulo.

Dispositivo (1) de transmisión para transmitir datos modulados en sub-portadoras de frecuencias de unsistema de comunicaciones OFDM,

estando adaptado dicho dispositivo (1) de transmisión para transmitir ráfagasOFDM que comprenden una parte de preámbulo y una parte de datos de carga útil, comprendiendo la parte depreámbulo una sección que comprende símbolos piloto par la estimación del canal, la estimación del desplazamientode frecuencias y la sincronización de tiempos, y una sección adicional que comprende los datos de señalización,caracterizado por

medios (5) de generación de preámbulos adaptados para combinar los datos de señalización procedentes de lasección adicional con el modelo de estimación del canal de la sección que comprende los símbolos piloto, y paragenerar dicha parte de preámbulo con una sección consistente en los símbolos piloto en correspondencia con cadasub-portadora enésima de frecuencia, n ≥ 2, 3, 4, 5, 6, o más, y los datos de señalización en correspondencia conlas sub-portadoras de frecuencias entre las sub-portadoras de frecuencias con los símbolos piloto.

Dispositivo de transmisión, dispositivo de recepción y método de comunicación para un sistema de comunicaciones OFDM con nueva estructura del preámbulo La presente invención está relacionada con un dispositivo de transmisión, con un método de transmisión, un dispositivo de recepción y un método de comunicación, para transmitir y recibir datos modulados sobre subportadoras de frecuencia de un sistema de comunicaciones OFDM (Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales) , de acuerdo con las reivindicaciones anexas.

En los sistemas bidireccionales de comunicaciones digitales orientados a ráfagas, existe la necesidad de sincronizar un dispositivo de recepción con una ráfaga de datos procedente de un dispositivo de transmisión. Esto es cierto para los sistema de comunicaciones cableados así como para los inalámbricos. Generalmente, se utilizan preámbulos con el fin de efectuar la detección de la señal, el ajuste del AGC (control automático de ganancia) , la estimación del desplazamiento de frecuencias, la sincronización de tiempos y la ecualización del canal en el lado de recepción, Se inserta un preámbulo justamente antes de la parte de datos de carga útil de una ráfaga, o bien en el centro de una ráfaga por medio de un dispositivo de transmisión, y se procesa en el lado de recepción con el fin de realizar las funciones mencionadas.

En los sistemas digitales de comunicaciones actuales orientados a ráfagas, en los cuales se inserta un preámbulo justamente antes de la parte de datos de carga útil, el preámbulo puede ser dividido aproximadamente en tres secciones. La primera sección comprende información o símbolos que se utilizan en el lado de la recepción para la detección de señales y para el control automático de ganancia, así como para una estimación aproximada de frecuencias y tiempos. La segunda sección comprende símbolos e información utilizada en el lado de la recepción, para la estimación del canal, la estimación afinada del desplazamiento de frecuencias y para la sincronización de tiempos. La tercera sección comprende información y símbolos relativos a la información adicional de señalización, tal como el esquema de modulación utilizado, la longitud de los paquetes, la información de servicios y similares. En los sistemas de comunicaciones OFDM, en los cuales los datos o símbolos se modulan sobre sub-portadoras de frecuencia, la primera sección comprende generalmente alguna clase de modelo de auto-correlación, es decir, se utilizan símbolos piloto que están modulados sobre sub-portadoras de frecuencias, por ejemplo, secuencias como CAZAC (Auto-correlación Cero de Amplitud Constante) . Por eso, las secuencias con los símbolos piloto se extienden sobre sub-portadoras de frecuencias de un símbolo OFDM, por lo que todas las portadoras que están entre las dos portadoras moduladas con los símbolos piloto son puestas a cero. La idea de estos modelos piloto especiales es obtener modelos adecuados de correlación con máximos de alta correlación, con el fin de conseguir una primera sincronización aproximada. La información sobre el control automático de ganancia se coloca generalmente antes del modelo de auto-correlación. En la segunda sección, los símbolos OFDM conocidos, es decir, las secuencias de entrenamiento o modelos piloto que son conocidos para el receptor, son puestos en correspondencia con subportadoras de frecuencias que permiten una ecualización del canal, así como una sincronización afinada de frecuencias y tiempo. La tercera sección comprende los datos adicionales de señalización, cuyo control específico depende básicamente de la arquitectura MAC (Control de Acceso al Medio) .

El problema general de los preámbulos es que al aumentar la longitud del preámbulo, es decir, al aumentar la longitud de los diversos modelos de entrenamiento y correlación, mejora la sincronización y la probabilidad de la estimación del canal y los inconvenientes, disminuyendo por otra parte el rendimiento global de los datos, ya que la relación entre los datos transmitidos del preámbulo y los datos transmitidos de la carga útil se hace mayor. Particularmente, en una red de comunicaciones con muchos nodos activos, y por tanto un alto número de intercambios de datos con muchos preámbulos, los preámbulos largos originan una disminución significativa de la velocidad efectiva de los datos.

El documento WO 2004 / 107690 A1 hace referencia a un método para reducir el error de estimación del canal en un sistema OFDM. El método se refiere a una trama de datos de acuerdo con el estándar IEEE 802.11 (a) que tiene una estructura de entrenamiento fija, que incluye dos símbolos de entrenamiento largos, seguida por un símbolo deSEÑAL OFDM de contenido variable. Una vez que los símbolos de entrenamiento han sido utilizados para estimar una respuesta del canal en curso, el símbolo de la SEÑAL OFDM recibida se ecualiza, se deshace la correspondencia, se deshace la intercalación, y se descodifica para determinar un factor de velocidad y longitud. Los factores de velocidad y longitud detectados son comprobados después y corregidos utilizando el bit de paridad. Los factores de velocidad y longitud corregidos son convertidos después en un símbolo de entrenamiento virtual. Se estima la información del estado de un segundo canal a partir del símbolo de entrenamiento virtual y de los símbolos del preámbulo. Los símbolos de datos contenidos en la misma trama son ecualizados realizando la corrección del canal sobre la base de la estimación del segundo canal y de las sub-portadoras piloto de cada uno de la pluralidad de símbolos de datos.

El documento EP 1 168 746 A2 hace referencia a un esquema OFDM que utiliza una pluralidad de portadoras. La información se codifica sobre las portadoras que forman parte de una señal OFDM. Se insertan otras portadoras para las señales piloto utilizadas para reproducir una señal de referencia cuya amplitud y fase son conocidas por el

receptor. En el lado de la recepción, se reproduce un vector de la señal de referencia basado en una señal piloto para cada portadora. Para una portadora sin señal piloto, el vector de la señal de referencia se produce basándose en las señales piloto de portadoras vecinas. Las señales piloto se dispersan en la dirección de las frecuencias y en la dirección del tiempo.

El objeto de la presente invención es por tanto proporcionar un dispositivo de transmisión, un método de transmisión, un dispositivo de recepción y un método de comunicación para transmitir y recibir datos modulados sobre subportadoras de frecuencias de un sistema de comunicaciones de multiplexación por división de frecuencias ortogonales, por el que se transmiten ráfagas que comprenden una parte de preámbulo y una parte de carga útil, en el cual la parte del preámbulo es lo más corta posible, mientras que sigue garantizando la seguridad de la sincronización en el lado de recepción.

El objeto anterior se consigue por medio de un dispositivo de transmisión para transmitir datos modulados sobre sub-portadoras de frecuencias de un sistema de comunicaciones de multiplexación por división de frecuencias ortogonales (OFDM) , de acuerdo con la reivindicación 1. El dispositivo de transmisión de acuerdo con la presente invención está adaptado para transmitir ráfagas OFDM que comprenden una parte de preámbulo y una parte de datos de carga útil, y comprende medios de generación de preámbulos adaptados para generar dicha parte de preámbulo, con una sección consistente en símbolos piloto en correspondencia con cada sub-portadora de frecuencia enésima y datos de señalización en correspondencia con sub-portadoras de frecuencias entre subportadoras de frecuencias con símbolos piloto. En ellos, n = 2, 3, 4, 5, 6, …

Ventajosamente, los símbolos piloto forman un modelo de correlación cruzada. En otras palabras, los símbolos piloto son conocidos para el lado de recepción. Además, ventajosamente, los medios de generación de preámbulos modulan los datos de señalización de la sección mencionada de la parte de preámbulo con un esquema de modulación robusto. Con ello, el esquema de modulación robusto es un esquema de modulación en el cual los símbolos han de transmitirse o ponerse en correspondencia con 2 o 4 puntos de la constelación del esquema de modulación. Por ejemplo, el esquema de modulación robusto puede ser un esquema de modulación BPSK o un QPSK. Además, ventajosamente, los medios de generación de preámbulos proporcionan los datos de señalización con una corrección de errores en recepción, con el fin de aumentar la probabilidad de una decisión correcta en el descodificador del lado de recepción.

Un ejemplo de tal corrección de errores en recepción es el... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1) de transmisión para transmitir datos modulados en sub-portadoras de frecuencias de un sistema de comunicaciones OFDM, estando adaptado dicho dispositivo (1) de transmisión para transmitir ráfagas OFDM que comprenden una parte de preámbulo y una parte de datos de carga útil, comprendiendo la parte de preámbulo una sección que comprende símbolos piloto par la estimación del canal, la estimación del desplazamiento de frecuencias y la sincronización de tiempos, y una sección adicional que comprende los datos de señalización,

caracterizado por

medios (5) de generación de preámbulos adaptados para combinar los datos de señalización procedentes de la sección adicional con el modelo de estimación del canal de la sección que comprende los símbolos piloto, y para generar dicha parte de preámbulo con una sección consistente en los símbolos piloto en correspondencia con cada sub-portadora enésima de frecuencia, n = 2, 3, 4, 5, 6, o más, y los datos de señalización en correspondencia con las sub-portadoras de frecuencias entre las sub-portadoras de frecuencias con los símbolos piloto.

2. Dispositivo (1) de transmisión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos símbolos piloto forman un modelo de correlación cruzada.

3. Dispositivo (1) de transmisión de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que

dichos medios (5) de generación de preámbulos están configurados para modular dichos datos de señalización con un esquema de modulación robusto.

4. Dispositivo (1) de transmisión de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho esquema de modulación robusto es un esquema de modulación BPSK o QPSK.

5. Dispositivo (1) de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que

dichos medios (5) de generación de preámbulos están configurados para proporcionar dichos datos de señalización con una corrección de datos en recepción.

6. Dispositivo (1) de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que

dichos medios (5) de generación de preámbulos están configurados para generar una sección adicional que comprende datos de AGC y un modelo de auto-correlación.

7. Método de transmisión para transmitir datos modulados en sub-portadoras de frecuencias de un sistema de comunicaciones OFDM, que comprende el paso de transmitir ráfagas OFDM que comprenden una parte de preámbulo y una parte de datos de carga útil, comprendiendo la parte de preámbulo una sección que comprende símbolos piloto para la estimación del canal, una estimación del desplazamiento de la frecuencia, y una sincronización de tiempos, y una sección adicional que comprende datos de señalización,

caracterizado por

combinar los datos de señalización de la sección adicional con el modelo de estimación del canal de la sección que comprende los símbolos piloto, donde dicha parte de preámbulo se genera con una sección consistente en símbolos piloto en correspondencia con cada sub-portadora enésima de frecuencia, n = 2, 3, 4, 5, 6 o más, y los datos de señalización en correspondencia con las sub-portadoras de frecuencias entre sub-portadoras de frecuencias con símbolos piloto, donde los datos de señalización y los símbolos piloto se combinan de forma que se acorta la parte del preámbulo.

8. Método de transmisión de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dichos símbolos piloto forman un modelo de correlación cruzada.

9. Método de transmisión de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el que

en dicho paso de generación de dicha parte de preámbulo, dichos datos de señalización son modulados con un esquema de modulación robusto.

10. Método de transmisión de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicho esquema de modulación robusto es un esquema de modulación BPSK o QPSK.

11. Método de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 10, en el que 8

en dicho paso de generación de dicha parte de preámbulo, dichos datos de señalización están provistos de una corrección de errores en recepción.

12. Método de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 11, en el que

en dicho paso de generación de dicha parte de preámbulo, se genera una sección adicional que comprende datos de AGC y un modelo de auto-correlación.

13. Dispositivo (20) de recepción para recibir datos modulados en sub-portadoras de frecuencias de un sistema de comunicaciones OFDM, estando adaptado dicho dispositivo para recibir ráfagas OFDM que comprenden una parte de preámbulo y una parte de datos de carga útil, comprendiendo la parte de preámbulo una sección que comprende símbolos piloto para la estimación del canal, la estimación del desplazamiento de frecuencias y sincronización de tiempos, y una sección adicional que comprende datos de señalización,

caracterizado por que dicha parte de preámbulo combina los datos de señalización de la sección adicional con el modelo de estimación del canal de la sección que comprende los símbolos piloto, y comprende una sección con los símbolos piloto en correspondencia con cada sub-portadora enésima de frecuencia, n = 2, 3, 4, 5, 6 o más, y los datos de señalización en correspondencia con las sub-portadoras de frecuencias entre las sub-portadoras de frecuencias con los símbolos piloto, y además por

medios (31) de estimación del canal adaptados para efectuar una primera estimación del canal sobre la base de dichos símbolos piloto recibidos, donde un primer resultado de la estimación del canal proporcionado por dichos medios (31) de estimación del canal, sobre la base de dichos símbolos piloto recibidos, es suministrado a unos medios adicionales (33) de ecualización del canal, adaptados para efectuar una ecualización del canal sobre dichos datos de señalización recibidos, donde dichos datos de señalización ecualizados se utilizan para reconstruir la sección completa del preámbulo recibido como modelo de entrenamiento para una estimación precisa del canal, y

medios (40) de ecualización del canal, adaptados para utilizar el resultado de dicha estimación precisa del canal, para una ecualización del canal de dicha parte de carga útil recibida.

14. Método de comunicación para transmitir y recibir datos modulados sobre sub-portadoras de frecuencias de un sistema de comunicaciones OFDM, en el que se transmiten ráfagas OFDM que comprenden una parte de preámbulo y una parte de carga útil, comprendiendo la parte de preámbulo una sección que comprende símbolos piloto para la estimación del canal, la estimación del desplazamiento de frecuencias y la sincronización de tiempos y una sección adicional que comprende datos de señalización,

caracterizado por que dicha parte de preámbulo combina los datos de señalización procedentes de la sección adicional con el modelo de estimación del canal de la sección que comprende los símbolos piloto, y tiene una sección consistente en los símbolos piloto en correspondencia con cada sub-portadora enésima de frecuencia, n = 2, 3, 4, 5, 6 o más, y los datos de señalización en correspondencia con las sub-portadoras de frecuencias entre las sub-portadoras de frecuencias con los símbolos piloto, donde se efectúa una primera estimación del canal sobre la base de dichos símbolos piloto recibidos, en la que el resultado de la primera estimación proporcionado por dichos medios (31) de estimación del canal sobre la base de dichos símbolos piloto recibidos, es suministrado a unos medios adicionales (33) de ecualización del canal adaptados para efectuar una ecualización del canal sobre dichos datos de señalización recibidos, donde dichos datos de señalización ecualizados se utilizan para reconstruir la sección completa del preámbulo recibido como modelo de entrenamiento para una estimación precisa del canal, la cual se utiliza para la ecualización del canal de dicha parte de carga útil recibida.