Mejoras relativas a la Mitigación Adaptativa del Ruido de Impulso.

Un método para la mitigación de los efectos de Ruido Impulsivo en un sistema de comunicación de datos basado en Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal OFDM,

dicho método incluye las etapas de transmitir una pluralidad de tramas OFDM a través de dicho sistema de comunicación como una señal a una o más ubicaciones de recepción, la identificación de un número de impulsos que se producen con respecto a la señal de datos en ese momento y/o en un momento predeterminado y caracterizado porque, si dicho número de impulsos excede al menos un nivel predefinido, cambia el número requerido de subportadoras cero usadas en la señal de datos con el fin de reconstruir el IN para la siguiente transmisión de tramas de OFDM.

Mejoras relativas a la Mitigación Adaptativa del Ruido de Impulso La invención a la que se refiere esta solicitud es para mitigar el ruido impulsivo (IN) en los sistemas de transmisión de datos y, en particular, aunque no necesariamente de forma exclusiva en los sistemas de Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales (OFDM) mediante el uso de un sistema adaptativo basado en la detección de compresión (CS) .

El ruido impulsivo en sistemas de múltiples portadoras ha sido un problema en la obtención de comunicaciones de datos fiables sobre redes alámbricas e inalámbricas. Muchos sistemas y métodos conocidos se han propuesto para reducir los efectos del IN en el funcionamiento de los sistemas de comunicación basados en OFDM en los sistemas inalámbricos, de DSL (Línea de Suscriptor Digital) y de Comunicaciones por Línea Eléctrica (PLC) .

Un grupo de métodos conocidos usa recorte y/o anulación, mientras que otro grupo usa métodos iterativos para estimar el IN en el dominio del tiempo o la frecuencia y luego anular sus efectos. Otra área de investigación se refiere a la detección de compresión para la mitigación del IN y en la que se han hecho intentos de reconstruir el IN en el dominio del tiempo desde sus medidas parciales en el dominio de la frecuencia. Las mediciones pueden tomarse en el receptor mediante la colocación de subportadoras silenciosas en una trama OFDM en un transmisor de datos antes que la Transformada Discreta de Fourier Inversa (IDFT) y cualquier señal esparcida en el dominio del tiempo e (n) -con el número de muestras distintas de cero iguales a T -puede reconstruirse con alta precisión a partir de su Transformada Discreta de Fourier ẽ (k) que se muestrea a solo M de N frecuencias (donde M<N) siempre y cuando M ≥ T Cμ log (N) . Aquí, μ es un parámetro de coherencia y se define como el producto interior máximo entre dos columnas de unidades normadas distintas de la matriz de medición tal como una matriz DFT normalizada. En este caso especial de las mediciones de IN en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia, el valor de μ es igual a uno con la constante de proporcionalidad C que restringe los límites y el número de mediciones de IN en el dominio de la frecuencia es equivalente al número de subportadoras cero desplegado en reconstruir el IN en el dominio del tiempo.

Sin embargo, en los trabajos conocidos sobre la mitigación de IN mediante el uso de CS el esparcimiento del IN se supone que es constante y de esta manera también se fija el número de pilotos para reconstruir IN. Sin embargo, en implementaciones prácticas donde los datos a trasportar en el sistema de transmisión de datos específica, tal como la Comunicación por Línea Eléctrica (PLC) el esparcimiento del IN cambia significativamente en el tiempo y esto a su vez limita la aplicación de algoritmos CS tradicionales como en los sistemas prácticos el esparcimiento del IN cambia considerablemente con el tiempo de manera que, por ejemplo, hay más disturbios de IN en algunas horas del día que en otras. Por lo tanto basarse en el número fijo de subportadoras cero puede no adecuarse en todas las circunstancias en que si la relación de perturbación (número de impulsos) del IN es alta, las mediciones insuficientes en el dominio de la frecuencia (subportadoras cero) provocarán estimaciones inexactas y así llevará a la degradación de la BER. Por otra parte, si la relación de perturbación de IN es baja, pero el número de subportadoras cero es demasiado alto o más alto que el requerido, esto provocará el desperdicio de ancho de banda disponible y como resultado disminuye el rendimiento de los datos.

En el documento EP 2 144 414 A1 (DLR EV [DE] DEUTSCH ZENTR LUFT & RAUMFAHRT [DE]) del 13 de enero (2010-0113) se presenta un método para la compensación de las pérdidas de información en una señal de comunicaciones multiportadora basada en OFDM que se provoca por la supresión de interferencias en forma de pulsos. Las señales de interferencia en forma de pulso se eliminan en el receptor por supresión de pulso en donde los pulsos de interferencia se detectan primero y luego la señal modulada en el dominio del tiempo se pone a cero en los puntos afectados por la interferencia en forma de pulso.

El objetivo de la presente invención es por lo tanto desarrollar un esquema de Detección de Compresión Multimodo (MMCS) que cambia de manera adaptativa el número de pilotos usados para reconstruir el IN en dependencia de la gravedad actual del IN para estabilizar la Tasa de Error de Bit (BER) y mejorar el rendimiento de los datos del sistema en general. Un objetivo adicional es proporcionar un sistema con un intervalo de mitigación de IN variable con el fin de permitir el control simultáneo de la BER y el rendimiento de los datos en un sistema de transmisión de datos.

En un primer aspecto de la invención, se proporciona un método para la mitigación de los efectos de Ruido Impulsivo IN en un sistema de comunicación de datos basado en Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal OFDM, dicho método incluye las etapas de transmitir una pluralidad de tramas OFDM a través de dicho sistema de comunicación como una señal a una o más ubicaciones de recepción, la identificación de un número de impulsos que se producen con respecto a la señal de datos en ese momento y/o en un momento predeterminado y caracterizado porque, si dicho número de impulsos excede

al menos un nivel predefinido, cambia el número requerido de subportadoras cero usadas en la señal de datos con el fin de reconstruir el IN para la siguiente transmisión de tramas de OFDM.

En una modalidad, la estimación del número de impulsos se realiza de forma continua y el método adaptado en respuesta a esta.

Típicamente, el método utiliza la detección de compresión para reconstruir el IN.

Típicamente, una vez que el IN se reconstruye, este se resta de la señal recibida en el dominio del tiempo.

Típicamente, el método se aplica a los sistemas de transmisión de datos en los que el esparcimiento cambia en forma variable en el tiempo, como, por ejemplo, en las Comunicaciones por Línea Eléctrica.

Típicamente, el método mejora el desempeño de la BER significativamente en comparación con el esquema de subportadoras cero M1 = 32 y el rendimiento de más de 20% en comparación con el esquema de subportadoras cero M2 =

128.

En un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método de transmisión de datos que utiliza el método de mitigación de Ruido Impulsivo como se describe en la presente.

En un aspecto adicional de la invención, se proporciona un sistema de comunicación de datos para la transmisión de señales de datos desde al menos una ubicación a una pluralidad de ubicaciones de recepción, dicho sistema que incluye medios para transmitir señales de datos que incluyen una pluralidad de tramas de datos OFDM, la estimación del número de impulsos que se producen en las tramas de OFDM en ese momento y/o en un momento predeterminado y, caracterizado porque si dicho número de impulsos excede al menos un nivel predefinido, cambia el número requerido de subportadoras cero usadas para reconstruir el IN para la siguiente transmisión de tramas de OFDM.

En un aspecto adicional de la invención se proporciona un aparato de comunicación de datos en al menos una ubicación para la recepción de señales de datos transmitidas a este, dicho aparato que incluye medios para permitir el procesamiento de dichas señales de datos recibidas, medios de análisis de la señal de datos para permitir realizar la mitigación del Ruido Impulsivo IN, dicha señal de datos que incluye una pluralidad de tramas de datos OFDM, los medios de análisis que identifican un número de impulsos que se producen en la señal de datos en ese momento y/o en un momento predeterminado y, caracterizado porque si el número de impulsos excede al menos un nivel predefinido, cambia el número requerido de subportadoras cero utilizadas para reconstruir el IN para la siguiente transmisión de tramas de OFDM.

Las modalidades específicas de la invención se describen ahora con referencia a los diagramas adjuntos; en donde La Fig. 1 representa un valor óptimo de γ para un algoritmo usado en la invención; La Fig. 2 ilustra gráficamente el desempeño de la BER en función del No. de impulsos de varios conjuntos de pilotos; La Fig. 3 desempeño de la BER en función de Eb/No de varios conjuntos de pilotos; La Fig. 4 ilustra de manera esquemática la MMCS en OFDM para la mitigación del IN; La Fig. 5 ilustra la probabilidad de ocurrencia del IN; La Fig. 6 ilustra gráficamente el desempeño de la BER de diferentes esquemas de MMC; y La Fig.... [Seguir leyendo]

1. Un método para la mitigación de los efectos de Ruido Impulsivo en un sistema de comunicación de datos basado en Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal OFDM, dicho método incluye las etapas de transmitir una pluralidad de tramas OFDM a través de dicho sistema de comunicación como una señal a una o más ubicaciones de recepción, la identificación de un número de impulsos que se producen con respecto a la señal de datos en ese momento y/o en un momento predeterminado y caracterizado porque, si dicho número de impulsos excede al menos un nivel predefinido, cambia el número requerido de subportadoras cero usadas en la señal de datos con el fin de reconstruir el IN para la siguiente transmisión de tramas de OFDM.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la estimación del número de impulsos se realiza de manera continua y el método adaptado en respuesta a esto.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el método utiliza la detección de compresión para reconstruir el IN.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una vez que el IN se reconstruye, se resta de la señal en el dominio del tiempo.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4 en donde el IN se resta de la trama OFDM recibida.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el método se aplica al sistema de comunicación de datos en donde el esparcimiento cambia en forma variable en el tiempo.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6 en donde el sistema de comunicación es un sistema de comunicación por línea eléctrica PLC.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde un aumento o disminución del número de subportadoras cero 30 se hace en función de la relación de perturbación del IN en ese momento.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la estimación del número de impulsos se lleva a cabo como un proceso en dos etapas que incluye una primera etapa en la que el método se limita a las mayores muestras Mi/2 para asegurar que Mi ≥T×2 y una segunda etapa en que el límite se relaja.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en donde si el número de impulsos es mayor que un nivel predefinido se realiza un aumento en el número de subportadoras cero.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en donde si el número de impulsos está por debajo de un nivel 40 predefinido se realiza una reducción en el número de subportadoras cero.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la identificación del número de impulsos que se produce se representa por un valor estimado.

13. Un método de transmisión de datos que utiliza el método de mitigación del Ruido Impulsivo de acuerdo con la reivindicación 1.

14. Un sistema de comunicación de datos para la transmisión de señales de datos desde al menos una ubicación a una pluralidad de ubicaciones de recepción, dicho sistema que incluye medios para transmitir señales de datos que 50 incluyen una pluralidad de tramas de datos OFDM, la estimación del número de impulsos que se producen en las tramas de OFDM en ese momento y/o en un momento predeterminado y, caracterizado porque si dicho número de impulsos excede al menos un nivel predefinido, cambia el número requerido de subportadoras cero usadas para reconstruir el IN para la siguiente transmisión de tramas de OFDM.

15. Un aparato de comunicación de datos al menos una ubicación para la recepción de señales de datos transmitidas a este, dicho aparato que incluye medios para permitir el procesamiento de dichas señales de datos recibidas, medios para el análisis de señales de datos para permitir realizar la mitigación del Ruido Impulsivo IN, dicha señal de datos que incluye una pluralidad de tramas de datos OFDM, los medios de análisis que identifican un número de impulsos

que se producen en la señal de datos en ese momento y/o en un momento predeterminado y, caracterizado porque si el número de impulsos excede al menos un nivel predefinido, cambia el número requerido de subportadoras cero usado para reconstruir el IN para la siguiente transmisión de tramas de OFDM.