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 datos de señalización y símbolos piloto,

caracterizado por

medios (5) de generación de preámbulos adaptados para generar dicha parte de preámbulo con una secciónconsistente en símbolos piloto en correspondencia con cada sub-portadora enésima de frecuencia, n ≥ 2, 3, 4, omás, y los datos de señalización en correspondencia con las sub-portadoras de frecuencias entre sub-portadoras defrecuencias con símbolos piloto, donde se establece una correspondencia sobre las subportadoras de frecuenciaentre las subportadoras de frecuencia con datos de señalización de símbolos piloto, en lugar de hacerlo consímbolos piloto, donde los datos de señalización y los símbolos piloto se combinan de forma que se acorta la partedel preámbulo.

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, un dispositivo de recepción y un método de comunicación, para transmitir y recibir datos modulados sobre sub-portadoras de frecuencia de un sistema de comunicaciones OFDM (Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales) .

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 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, 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 dispositivo de recepción y un método de comunicación para transmitir y recibir datos modulados sobre sub-portadoras 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, …

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 código Viterbi.

El objeto anterior se consigue además por medio de un dispositivo de recepción para recibir datos modulados en sub-portadoras de frecuencias de un sistema de comunicaciones OFDM, de acuerdo con la reivindicación 9. El dispositivo de recepción de acuerdo con la presente invención está adaptado para recibir ráfagas OFDM que comprenden una parte de preámbulo y una parte de datos de carga útil, comprendiendo dicha parte de preámbulo una sección con símbolos piloto en correspondencia con cada frecuencia sub-portadora enésima (n = 2, 3, 4, 5, …) y datos de señalización en correspondencia con sub-portadoras de frecuencias entre las sub-portadoras de frecuencias con los símbolos piloto, y comprende medios de estimación del canal adaptados para realizar una primera estimación del canal sobre la base de dichos símbolos piloto recibidos, el resultado de lo cual se utiliza para reconstruir la sección completa del preámbulo recibido como un modelo de entrenamiento para una estimación precisa del canal, y primeros medios de ecualización del canal adaptados para utilizar el resultado de la estimación precisa del canal para una ecualización del canal de la parte de carga útil recibida.

Ventajosamente, los medios de estimación del canal son adaptados para efectuar dicha estimación precisa del canal comparando el modelo de entrenamiento con la... [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 datos de señalización y símbolos piloto,

caracterizado por

medios (5) de generación de preámbulos adaptados para generar dicha parte de preámbulo con una sección consistente en símbolos piloto en correspondencia con cada sub-portadora enésima de frecuencia, n = 2, 3, 4, o más, y los datos de señalización en correspondencia con las sub-portadoras de frecuencias entre sub-portadoras de frecuencias con símbolos piloto, donde se establece una correspondencia sobre las subportadoras de frecuencia entre las subportadoras de frecuencia con datos de señalización de símbolos piloto, en lugar de hacerlo con símbolos piloto, donde los datos de señalización y los símbolos piloto se combinan de forma que se acorta la parte del preámbulo.

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 modulan 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 proporcionan 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 generan una sección adicional que comprende datos de AGC y un modelo de auto-correlación.

7. El dispositivo (1) de transmisión, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde n se puede seleccionar variablemente, dependiendo de las características del canal.

8. El dispositivo (1) de transmisión, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde n es igual a seis.

9. Dispositivo (20) de recepción para recibir datos modulados en sub-portadoras de frecuencias de un sistema de comunicaciones OFDM, estando adaptado dicho dispositivo (20) de recepción para recibir ráfagas OFDM que comprenden una parte de preámbulo y una parte de datos de carga útil, comprendiendo dicha parte de preámbulo una sección con símbolos piloto en correspondencia con cada sub-portadora enésima de frecuencia, n = 2, 3, 4 o más, y datos de señalización en correspondencia con las sub-portadoras de frecuencias entre las sub-portadoras de frecuencias con los símbolos piloto, donde se establece una correspondencia sobre las subportadoras de frecuencia entre las subportadoras de frecuencia con datos de señalización de símbolos piloto, en lugar de hacerlo con símbolos piloto, donde los datos de señalización y los símbolos piloto se combinan de forma tal que se acorta la parte del preámbulo, comprendiendo el dispositivo (20) de recepción

medios (31) de estimación del canal adaptados para efectuar una primera estimación del canal sobre la base de dichos símbolos piloto recibidos, cuyo resultado se utiliza 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.

10. El dispositivo de recepción, de acuerdo con la reivindicación 9, donde

dichos medios (31) de estimación del canal están adaptados para efectuar dicha estimación precisa del canal comparando dicho modelo de entrenamiento con dicha sección recibida de dicha parte de preámbulo.

11. El dispositivo de recepción, de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, donde

el primer resultado de 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.

12. El dispositivo de recepción, de acuerdo con la reivindicación 11, donde dichos datos de señalización ecualizados se utilizan para reconstruir toda la sección del preámbulo recibido, como modelo de entrenamiento para dicha estimación precisa del canal.

13. El dispositivo de recepción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, donde n es variable.

14. El dispositivo de recepción, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, donde n es igual a seis.

15. Método de comunicación para transmitir y recibir datos modulados sobre sub-portadoras de frecuencias de un sistema de comunicaciones OFDM, donde se transmiten ráfagas OFDM que comprenden una parte de preámbulo y una parte de carga útil, dicha parte de preámbulo teniendo una sección consistente en símbolos piloto en correspondencia con cada sub-portadora enésima de frecuencia, n = 2, 3, 4 o más, y datos de señalización en correspondencia con las sub-portadoras de frecuencias entre las sub-portadoras de frecuencias con los símbolos piloto, donde los datos de señalización y los símbolos piloto se combinan de forma que se acorta la parte del preámbulo, y

se efectúa una primera estimación del canal sobre la base de dichos símbolos piloto recibidos, cuyo resultado se 20 utiliza 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.