BRPI0710603A2 - método para transmissão simultánea em tempo e freqüência de múltiplas comunicações de dados por meio de moduladores ofdm - Google Patents
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Abstract
<B><UM>MéTODO PARA TRANSMISSãO SIMULTáNEA EM TEMPO E FREQüêNCIA DE MúLTIPLAS COMUNICAçõES DE DADOS POR MEIO DE MODULAçõES OFDM.<MV><D> Método para transmissão simultânea em tempo e freqüêncla de múltiplas comunicações de dados por meio de modulações OFDM, que permite solucionar os problemas relativos à interferência produzida entre equipamentos de comunicação de mesma tecnologia mas que pertencem a comunicações distintas e que utilizam simultaneamente o mesmo canal de comunicações em tempo e freqüência. Compreende modificar um dos parâmetros do sinal de partida. A principal vantagem da invenção é que, de maneira simples, permite que o equipamento seja corretamente sincronizado com os sinais que a ele chegam de sua própria rede enquanto ignora os sinais de menor potência, recebidos de outras redes, usando a mesma ou diferente tecnologia, sem necessidade de efetuar um processamento complexo e custoso na recepção.
Description
MÉTODO PARA TRANSMISSÃO SIMULTÂNEA EM TEMPO E FREQÜÊNCIADE MÚLTIPLAS COMUNICAÇÕES DE DADOS POR MEIO DEMODULAÇÕES OFDM
OBJETO DA INVENÇÃO
Conforme descrito no título deste relatóriodescritivo, a presente invenção diz respeito a um métodopara transmissão simultânea em tempo e freqüência demúltiplas comunicações de dados por meio de modulaçõesOFDM. O campo técnico desta invenção é o das comunicaçõesde dados em qualquer meio de transmissão, e sua vantagemprincipal é a de que permite que um equipamento seja capazde receber corretamente os sinais de sua própria rede aomesmo tempo em que ignora sinais de menor potência quechegam de outras redes, sem a necessidade de realizar umpós-processamento na recepção. Graças a isto, com o métododa invenção se permite a reutilização do canal em tempo efreqüência para as diferentes comunicações mediantemodificações nos símbolos de partida, de maneira que orestante das comunicações sejam indistinguíveis do ruído defundo para uma dada comunicação. Portanto, a capacidade detransmissão é dessa forma aumentada devido ao fato de nãoser necessário usar mecanismos para compartilhar o canalentre diferentes comunicações.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Na maioria dos sistemas de comunicação, podeocorrer uma situação em que muitas comunicações distintasestão sendo transmitidas ao mesmo tempo pelo mesmo canal.Isto pode ocorrer de forma voluntária, de forma a tentartransmitir uma quantidade maior de informação, ou devido aofato de existir redes de dados diferentes cujascomunicações se cruzam em um mesmo momento.
No estado da técnica, o método para distinguir acomunicação correta consiste de endereçar a comunicação pormeio da incorporação de um endereço de destino nainformação que está sendo transmitida. De modo a usar estemétodo, o receptor precisa demodular o sinal para que emseguida possa aceitá-lo ou rejeitá-lo, no caso de nãoconter o endereço correto. Outra possibilidade é a decoordenar as redes usando métodos de co-existência paracompartilhar o tempo ou faixa de freqüências do canal decomunicações entre as diferentes comunicações.
Uma solução possível é descrita na patenteW098/09381, intitulada "Comunicação sem fio de altacapacidade utilizando sub-canais espaciais", na qual ocanal de comunicação é dividido em uma série de subcanaisindependentes para cada uma das comunicações. Neste métodose utiliza um apanhado de antenas para realizar a separaçãoespacial dos sub-canais. A presente invenção consiste deum método inteiramente distinto no qual nenhumprocessamento adicional é necessário para alcançar a co-existência de comunicações em um único canal.
Outra forma de obter acesso múltiplo ao canal éatravés do uso de acesso múltiplo por divisão de código(CDMA). Este método exige a ampliação da largura da bandade transmissão, portanto uma banda de largura muito maisampla é utilizada do que o necessário para efetuar acomunicação. 0 método da invenção aumenta a eficiência umavez que a largura da banda do sinal não é ampliada.Em qualquer um destes métodos do estado datécnica, é necessário efetuar processamento na recepção demodo a recuperar a informação correta do equipamentopertencente à mesma rede. 0 método inventivo evita ter deefetuar sincronização com os sinais de menor potência quechegam de outras redes, e portanto não há necessidade deefetuar nenhum processamento na recepção, uma vez que ossinais das outras redes são mesclados com o ruido de fundodo canal.
Deve ser ressaltado que a patente espanhola que serefere a "Método de acesso a meios de transmissão demúltiplos nodos de comunicação em rede elétrica", a qualrecebeu a numeração ES2221803, da mesma titularidade que apresente invenção, descreve um método no qual um sinal departida de transmissão é usado. O método inventivo podeser usado neste sinal de modo a solucionar os problemas deinterferência produzidos entre nodos de comunicação usandoa mesma tecnologia mas pertencentes a redes distintasusando o mesmo canal de comunicação.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
De modo a alcançar os objetivos e evitar asdesvantagens acima mencionadas, a invenção consiste de ummétodo para transmissão simultânea em tempo e freqüência demúltiplas comunicações de dados por meio de modulaçõesOFDM, em que múltiplas comunicações de dados estão sendoefetuadas ao mesmo tempo no mesmo canal e nas quais umsinal de partida é usado na transmissão do quadro,caracterizado pelo fato de compreender a modificação dosinal de partida de transmissão de cada comunicação pormeio da alteração de ao menos um parâmetro constituintedaquele sinal de tal forma que o restante das comunicaçõescoincidindo em tempo e freqüência com respeito a uma dadacomunicação, são interpretadas por este como sendo ruido.
Cada comunicação é caracterizada pelo uso de umconjunto comum de sinais de partida com certascaracterísticas distintas do restante da comunicação.
Podem existir muitas maneiras diferentes demodificar as características do sinal de partida que podemser usadas para formar o conjunto de comunicaçõesdistintas, e aquele escolhido pela invenção é a alteraçãodos parâmetros que constituem aquele sinal. A destacarentre estas alterações está a mudança da freqüência daquelesinal, troca temporal, alteração das características desimetria do sinal, da duração de cada repetição dos sinaisde base que formam o sinal de partida, das faixas de fase eamplitude entre os cortadores do sinal de partida ou aalteração do número de repetições dos sinais de base queformam o sinal de partida. Uma combinação destasalterações poderia ainda ser usada.
No caso em particular de se usar uma alteração defreqüência para modificar o sinal de partida, tal alteraçãoserá igual a uma fração da separação entre cortadores demodulação OFDM.
Seguem abaixo algumas figuras para facilitar omelhor entendimento deste relatório as quais formam parteintegrante deste, onde de uma forma ilustrativa e nãolimitativa, o objeto da invenção está representado.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSA Figura 1 representa duas redes mestre-escravo(master slave networks)nas quais as comunicações entre asredes interferem com as comunicações da outra rede.
A Figura 2 mostra a alteração no sinal de partidaconsistindo da mudança dos cortadores de comunicaçõesusando o processo inventivo.
A Figura 3 mostra um exemplo do problema que sebusca evitar: confusão entre um sinal de partida recebidode outra rede com o sinal de partida da própria rede dousuário.
A Figura 4 representa um exemplo de modalidade emque a alteração do sinal de partida consiste em modificar aduração das repetições dos sinais de base que formam aquelesinal.
A Figura 5 representa um exemplo de modalidade naqual a alteração do sinal de partida consiste no uso de umnúmero diferente de repetições do sinal de base que formamaquele sinal.
DESCRIÇÃO DE VÁRIOS EXEMPLOS DE MODALIDADE DA INVENÇÃO
Segue uma descrição de vários exemplos demodalidade da invenção, com referência à numeração adotadanas figuras.
A Figura 1 mostra um exemplo típico em que ométodo inventivo pode ser usado para aumentar a capacidadede transmissão quando existem duas comunicações de redesdistintas usando o mesmo canal. Neste exemplo, duas redesmestre-escravo independentes são representadas, a primeirarede compreendendo equipamento mestre (1) e equipamentoescravo (2) e a segunda equipamento mestre (4) eequipamento escravo (5). A proximidade entre as duas redessignifica que as comunicações (3) feitas na primeira rede eas comunicações (6) feitas na segunda rede podem serrecebidas pela rede oposta, embora presumivelmente commenor potência do que aquela enviada pelo equipamento naprópria rede de comunicações. Devido ao uso da mesmatecnologia de comunicações, as mensagens enviadas pelaoutra rede serão recebidas, demoduladas e finalmenterejeitadas (uma vez que não pertencem ao equipamento daprópria rede) com todo o custo que isto enseja. Esteproblema pode ocorrer em comunicação (7) entre mestres e emcomunicação (8) entre escravos e mesmo em comunicaçõescruzadas (9) e (10) entre mestres e escravos de redesopostas.
Na Figura 3 pode ser visto um exemplo do queacontece quando o equipamento (14) recebe um sinal departida para um quadro de outro equipamento em sua própriarede (15) e de outro equipamento da outra rede (16) usandotecnologia similar. Embora o sinal de partida (17)recebido da outra rede chegue com menor potência que osinal de partida (18) da rede própria, se o sinal (17) daoutra rede estiver à frente do sinal de partida (18) darede própria, então o equipamento irá se sincronizar aoprimeiro e abrir uma janela receptora (19) o que irá causara perda de parte da informação (20) enviada peloequipamento a partir de sua própria rede.
De modo geral, o sinal de partida para quadrospossui certas propriedades que o receptor busca nos sinaisrecebidos através do canal, de modo a ser capaz de receberos dados que estão sendo enviados. Estas propriedadespodem ser uma ou mais das seguintes: simetria do sinal,duração de cada repetição, posição espectral, razãoamplitude/fase entre cortadores, ou a duração total dosinal. Através da modificação mínima das propriedades dosinal de partida para o quadro é possível prevenir adetecção pelos receptores que buscam exatamente aquelapropriedade, de tal modo que vários conjuntos detransmissores e receptores possivelmente ajustados serãoobtidos que seriam capazes de continuar com sua própriacomunicação enquanto mesclam com comunicações vindas deoutros conjuntos com o ruído de fundo. Isto constitui aprincipal vantagem do método inventivo. Considerando queas comunicações dos outros sistemas chegam a formar partedo ruído de fundo e que isto pode acarretar um aumento detal ruído, o desempenho de cada sistema individual poderesultar reduzido, no entanto, existindo a capacidade detransmitir diversos conjuntos simultaneamente, o desempenhoagregado de todos pode ser tanto maior.
Embora existam muitos meios diferentes de obtertal efeito, através da modificação das características dosinal de partida, neste exemplo específico da modalidade,uma alteração de freqüência é efetuada entre os cortadoresque compõem o sinal de partida para as duas comunicações detal modo que os cortadores apresentam separação suficientede modo que um receptor que não está sincronizado com aposição correta dos cortadores é incapaz de obter ainformação transmitida nos cortadores alterados.Na Figura 2, a alteração dos portadores pode serobservada entre dois sistemas no exemplo da modalidade.Neste caso, a alteração é % da distância entre osportadores, embora outras frações deste valor possam serusadas, tal como H ou H com resultados similares. Naquelafigura a situação da freqüência dos portadores (11) daprimeira rede e os portadores (12) da segunda rede pode servista. Similarmente, a figura mostra a alteração defreqüência (13) entre os cortadores (11) e (12) das duasredes.
Outro exemplo de modalidade pode ser visto naFigura 4 em que a alteração do sinal de partida consiste namudança da duração das repetições do sinal de base queformam o sinal de partida. Na Figura 4 estão representadasa duração (21) de cada repetição na primeira rede bem comoa duração (22) na segunda rede. Ao receber o sinal departida, caso a duração (22) de cada repetição sejadiferente da duração (21) selecionada na própria rede,então o receptor irá ignorar tal sinal. O sinal de partidapode ainda ser alterado através da modificação do número derepetições dos sinais de base que formam o sinal departida. Este exemplo de modalidade pode ser visto a partirda Figura 5 onde uma rede funciona com um sinal de partidacontendo sete repetições (23) e a outra rede funciona comum sinal de partida tendo três repetições (24). Caso oreceptor não escute o número de repetições selecionado emsua rede, irá ignorar o sinal de partida e aguardar até quereceba um sinal de partida com o número correto derepetições.
Claims (9)
1. Método para transmissão simultânea emtempo e freqüência de múltiplas comunicações de dados pormeio de modulações OFDM, no qual múltiplas comunicaçõesde dados são feitas ao mesmo tempo em um único canal, eno qual um sinal de partida é usado na transmissão doquadro, caracterizado pelo fato de compreender amodificação das propriedades do sinal de partida paratransmissão de cada comunicação por meio da alteração deao menos um dos parâmetros constituintes do referidosinal de partida de modo que o restante das comunicaçõescoincidentes em tempo e freqüência com respeito a umadada comunicação são consideradas por tal comunicaçãocomo sendo ruido.
2. Método para transmissão simultânea emtempo e freqüência de múltiplas comunicações de dados pormeio de modulações OFDM, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que cada comunicação usa umconjunto comum de sinais de partida com ao menos umparâmetro diferente do restante das comunicações.
3. Método para transmissão simultânea emtempo e freqüência de múltiplas comunicações de dados pormeio de modulações OFDM, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que a alteração no sinal departida consiste de uma mudança de freqüência.
4. Método para transmissão simultânea emtempo e freqüência de múltiplas comunicações de dados pormeio de modulações OFDM, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que a alteração no sinal departida consiste de uma mudança temporal.
5. Método para transmissão simultânea emtempo e freqüência de múltiplas comunicações de dados pormeio de modulações OFDM, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que a alteração no sinal departida consiste de uma mudança nas características desimetria do sinal.
6. Método para transmissão simultânea emtempo e freqüência de múltiplas comunicações de dados pormeio de modulações OFDM, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato da alteração no sinal de partidaconsistir de uma mudança na duração dos sinais de baseque formam o sinal de partida.
7. Método para transmissão simultânea emtempo e freqüência de múltiplas comunicações de dados pormeio de modulações OFDM, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato da alteração no sinal de partidaconsistir de uma mudança nas razões de fases e amplitudesentre os cortadores do sinal de partida.
8. Método para transmissão simultânea emtempo e freqüência de múltiplas comunicações de dados pormeio de modulações OFDM, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato da alteração no sinal de partidaconsistir no uso de um número diferente de repetições dossinais de base que formam o sinal de partida.
9. Método para transmissão simultânea emtempo e freqüência de múltiplas comunicações de dados pormeio de modulações OFDM, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato da de que a alteração dafreqüência é igual a uma fração da separação entrecortadores da modulação OFDM.
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