TRANSMISSOR, RECEPTOR, SISTEMA DE COMUNICAÇÃO, E, MÉTODO DE TRANSMISSÃO
Campo da Invenção [001] A presente invenção se refere aos campos da diversidade de transmissão, diversidade de recepção e códigos de bloco espaço - tempo. A presente invenção se refere, especialmente, a um método de transmissão de dados de um transmissor para um receptor conectado por um canal de transmissão, um transmissor, um receptor e um canal de comunicação, compreendendo pelo menos um transmissor e/ou pelo menos um receptor. Descrição da Técnica Anterior [002] A codificação de Alamouti codifica dois símbolos de entrada S1 e S2 em quatro símbolos de saída S1, -S2*, S2, S1*, onde os símbolos são representados como valores complexos e * denota conjugação complexa. Originalmente, a codificação de Alamouti era descrita como um esquema de codificação espaço - tempo, codificação de Alamouti de espaço - frequência também é conhecida. A codificação pode ser descrita por uma matriz de codificação ( 51
52*3
51* (0), pelo que as fileiras correspondem ao espaço e as colunas correspondem ao tempo (codificação de espaço - tempo) ou à frequência (codificação de espaço frequência). No esquema de codificação de Alamouti original (isto é, espaço tempo), os símbolos S1 e S2 são transmitidos em um primeiro instante de tempo n através de uma primeira e uma segunda porta de transmissão, respectivamente. No instante de tempo seguinte n+1, os símbolos -S2* e S1* são transmitidos através da primeira e da segunda porta de transmissão, respectivamente. No caso de codificação de espaço - frequência, os símbolos S1 e S2 são transmitidos em uma primeira subportadora n e os símbolos -S2* e S1* são transmitidos em uma segunda subportadora vizinha w+1. Para decodificação, é suposto que as condições do canal são as mesmas para os
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 6/80 / 34 tempos n e n+1 (em caso de codificação de espaço - tempo) ou que as condições do canal são as mesmas para as subportadoras n e n+1 (em caso de codificação de espaço - frequência). Uma vez que as colunas da matriz de codificação S são ortogonais, a codificação de Alamouti pertence à classe dos códigos ortogonais, o que permite uma decodificação simples. A taxa de código espacial rs da codificação de Alamouti é 1.
[003] A figura 1 mostra a codificação de Alamouti de OFDM do estado da técnica, como é empregada, por exemplo, em sistemas de comunicação sem fio. Um codificador de Alamouti 12 gera quatro símbolos de saída, S1, -S2*, S2 e S1* a partir de dois símbolos de entrada S1 e S2. Os símbolos de saída S1 e S1* são mutuamente redundantes (isto é, compreendem a mesma informação). Os símbolos de saída S2 e -S2* são mutuamente redundantes (isto é, compreendem a mesma informação). Os símbolos de saída S1 e -S2* são introduzidos em um primeiro modulador de OFDM 20-1 conectado a um primeiro curso de transmissão T1 e os símbolos S2, S1* são introduzidos em um segundo modulador de OFDM 20-2 conectado a um segundo curso de transmissão T2. A modulação de OFDM usa uma pluralidade de subportadoras ortogonais 8 de frequência f diferente para transmitir uma pluralidade de símbolos de dados simultaneamente. A pluralidade de símbolos que são transmitidos simultaneamente corresponde a um símbolo de OFDM 6. O primeiro modulador de OFDM 20-1 modula uma primeira subportadora C1 com base no símbolo S1 e uma segunda subportadora C2 com base no símbolo -S2*. Do mesmo modo, o segundo modulador de OFDM 20-2 modula a primeira subportadora C1 com base no símbolo S2 e a segunda subportadora C2 com base no símbolo S1*. Desse modo, os símbolos S1 e -S2* são transmitidos na forma de subportadoras moduladas C1 e C2 no curso de transmissão T2. Os símbolos S1, -S2*, S2 e S1* são ditos serem transmitidos ou conduzidos pelas subportadoras 8. Os símbolos S1, -S2*, S2 e S1* são transmitidos ao mesmo tempo.
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 7/80 / 34 [004] A figura 1 mostra outros dois símbolos de entrada S3 e S4 dos quais quatro símbolos de saída adicionais S3, -S4*, S4, S3* são gerados, os quais são conduzidos por uma terceira e uma quarta subportadora C3 e C4 das subportadoras 8 do mesmo modo que os símbolos S1, -S2*, S2 e S1* são conduzidos pelas subportadoras C1 e C2. Desse modo, um par que chega de símbolos de entrada é codificado aos pares pelo codificador de Alamouti 12.
[005] Quando os símbolos de entrada S1 e S2 são codificados de acordo com o estado da técnica e uma rajada de ruído ou outra perturbação atrapalha o canal de comunicação entre um transmissor e um receptor durante a transmissão dos símbolos de entrada codificados, os símbolos de entrada S1 e S2 não podem ser decodificados com sucesso.
[006] Em um canal de PLC (Power Line Communication Comunicação por Linha de Energia), por exemplo, a impedância é estável por um longo tempo (o canal de PLC é quase estático). Contudo, os dispositivos de modulação de impedância mudam o canal súbita e periodicamente entre impedâncias discretas, relacionadas com o ciclo de trabalho da linha (50/ 60 Hz).
[007] A figura 2 mostra um retificador, que é um exemplo de um dispositivo de modulação de impedância. CA denota a linha principal. Ia denota uma corrente e Ua denota uma tensão.
[008] A figura 3 mostra um diagrama da tensão Ua e da impedância I através do tempo t. Quando a capacidade C carrega, sinais de HF da linha principal são reduzidos. Por outro lado, quando os diodos estão bloqueando, o retificador tem uma alta impedância de entrada. Como um resultado, a impedância principal I muda a cada 10 ou 20 mseg (dependendo da duração do ciclo de linha) entre um primeiro valor II e um segundo valor 12.
[009] Portanto, se a codificação de Alamouti de OFDM do estado da técnica como descrito acima em relação à figura 1 for usada para sistemas de PLC, uma mudança de impedância durante uma rajada de OFDM resultará em
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 8/80 / 34 valores errados de equalização de canal após a mudança de impedância e, assim, causar erros de transmissão.
[0010] O problema a ser resolvido pela presente invenção é proporcionar um método de transmissão de dados de um transmissor para um receptor conectado por um canal de comunicação, um transmissor, um receptor e um sistema de comunicação com confiabilidade aperfeiçoada de transmissão de dados.
Breve Descrição da Presente Invenção [0011] Este problema é resolvido por um transmissor para a transmissão em um primeiro curso de transmissão e em um segundo curso de transmissão compreendendo um codificador adaptado para codificar dois símbolos de entrada em quatro símbolos de saída, pelo que um primeiro símbolo e um quarto símbolo dos referidos quatro símbolos de saída portam a mesma informação e um segundo símbolo e um terceiro símbolo dos referidos quatro símbolos de saída portam a mesma informação, o referido primeiro símbolo é transmitido no referido primeiro curso de transmissão durante um primeiro período de transmissão, o referido segundo símbolo é transmitido no referido primeiro curso de transmissão durante o referido primeiro período de transmissão, o referido terceiro símbolo é transmitido no referido primeiro curso de transmissão durante um segundo período de transmissão, o referido quarto símbolo é transmitido no referido segundo curso de transmissão durante o referido segundo período de transmissão, os referidos primeiro e segundo cursos de transmissão correspondem aos cursos de entrada de um canal de comunicação, um atraso de propagação é um número de períodos de transmissão entre o referido primeiro período de transmissão e o referido segundo período de transmissão e o referido atraso de propagação é maior do que um comprimento máximo de perturbações de canal do canal de comunicação.
[0012] O uso de um atraso de propagação que é maior do que um
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 9/80 / 34 comprimento máximo de rajadas de ruído do canal de comunicação garante que a redundância dos dados codificados pode ser usada para recuperar os símbolos de entrada na presença de rajadas de ruído. Vantajosamente, os referidos dois símbolos de entrada são codificados nos referidos quatro símbolos de saída de acordo com uma codificação de Alamouti.
[0013] Vantajosamente, os referidos primeiro, segundo, terceiro e quarto símbolos são transmitidos em subportadoras de OFDM da mesma frequência. Nesse caso, a quantidade de informação que é transmitida em cada subportadora de OFDM, durante um período de transmissão é variada, vantajosamente, de modo adaptativo, de acordo com as condições do canal. Alternativamente, os referido primeiro e quarto símbolos são transmitidos em subportadoras de OFDM de diferentes frequências e os referidos segundo e terceiro símbolos são transmitidos em subportadoras de OFDM de frequências diferentes. Nesse caso, a quantidade de informação que é transmitida em uma subportadora de OFDM durante um período de transmissão é a mesma para todas as subportadoras.
Vantajosamente, o atraso de propagação é variável.
[0014] Vantajosamente, o transmissor é adaptado para receber informação indicando o atraso de propagação a ser usado a partir de um receptor dos símbolos de saída. De modo alternativo, o transmissor, vantajosamente, compreende um estimador de canal adaptado para determinar o comprimento máximo das perturbações de canal.
Vantajosamente, o atraso de propagação é mais do que ou igual a 2.
[0015] Alternativa e vantajosamente, o transmissor é um transmissor terrestre de DVB e o atraso de propagação é um.
[0016] Esse problema é ainda resolvido por um receptor para recebimento de um ou mais primeiros sinais durante um primeiro período de transmissão e para recebimento de um ou mais segundos sinais, durante um segundo período de transmissão, o um ou mais primeiros sinais sendo baseados
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 10/80 / 34 em um primeiro símbolo transmitido em um primeiro curso de transmissão durante o referido primeiro período de transmissão e um segundo símbolo transmitido em um segundo curso de transmissão durante o referido primeiro período de transmissão, o um ou mais segundos sinais sendo baseados em um terceiro símbolo transmitido no referido primeiro curso de transmissão T1, durante o referido segundo período de transmissão e um quarto símbolo transmitido no referido segundo curso de transmissão durante o referido segundo período de transmissão, pelo que o referido primeiro símbolo e o referido quarto símbolo portam a mesma informação, o referido segundo símbolo e o referido terceiro símbolo portam a mesma informação, a informação portada por cada um dos referidos primeiro e quarto símbolos corresponde a um primeiro símbolo de entrada e a informação portada por cada um dos referidos segundo e terceiro símbolos corresponde a um segundo símbolo de entrada, o receptor compreendendo um decodificador adaptado para decodificar os dois símbolos de entrada com base nos referidos um ou mais primeiros sinais e/ou é adaptado para decodificar os referidos dois símbolos de entrada com base no referido um ou mais segundos sinais.
[0017] Ao serem capazes de decodificar os símbolos de entrada do um ou mais primeiros sinais sozinhos (isto é, sem requerer um ou mais segundos sinais), os símbolos de entrada podem ser decodificados mesmo em caso de o um ou mais segundos sinais terem sido atrapalhados/ destruídos. De modo similar, ao serem capazes de decodificar os símbolos de entrada de um ou mais segundos sinais sozinhos (isto é, sem requerer o um ou mais primeiros sinais), os símbolos de entrada podem ser decodificados mesmo em caso de o um ou mais primeiros sinais terem sido atrapalhados/ destruídos.
[0018] Vantajosamente, o referido decodificador é ainda adaptado para decodificar os referidos dois símbolos de entrada com base no referido um ou mais primeiros sinais e no referido um ou mais segundos sinais. Nesse caso, o receptor compreende, vantajosamente, um estimador de canal adaptado para
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 11/80 / 34 determinar se o referido um ou mais primeiros sinais são transmitidos corretamente ou não e se o referido um ou mais segundos sinais são transmitidos corretamente ou não, pelo que, no caso em que o referido um ou mais primeiros sinais e o referido um ou mais segundos sinais são determinados serem transmitidos corretamente, o referido decodificador decodifica os referidos dois símbolos de entrada com base no referido um ou mais primeiros sinais e no referido um ou mais segundos sinais. Vantajosamente, no caso em que o referido um ou mais segundos sinais são determinados serem transmitidos incorretamente, o referido decodificador está adaptado para decodificar os referidos dois símbolos de entrada com base no referido um ou mais primeiros sinais.
[0019] Vantajosamente, o referido primeiro símbolo é transmitido como parte de um primeiro símbolo de OFDM, o referido segundo símbolo de OFDM é transmitido como parte de um segundo símbolo de OFDM, o referido terceiro símbolo é transmitido como parte de um terceiro símbolo de OFDM e o referido quarto símbolo é transmitido como parte de um quarto símbolo de OFDM, pelo que o referido estimador de canal é adaptado para determinar se o referido um ou mais primeiros sinais são transmitidos corretamente ou não com base nos sinais piloto, compreendidos nos símbolos de OFDM transmitidos durante os referidos primeiro e segundo períodos de transmissão, respectivamente. Nesse caso, o referido estimador de canal, vantajosamente, é adaptado para determinar se o referido um ou mais primeiros sinais são transmitidos corretamente ou não e se o referido um ou mais segundos sinais são transmitidos corretamente ou não com base na determinação se os sinais piloto estão de acordo com ajustes armazenados do equalizador.
[0020] De modo vantajoso, um atraso de propagação é um número de períodos de transmissão entre o referido primeiro período de transmissão e o referido segundo período de transmissão e o atraso de propagação é variável. Vantajosamente nesse caso, o referido estimador de canal é adaptado para
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 12/80 / 34 determinar o atraso de propagação que será usado pelo referido transmissor com base nas condições do canal. De modo alternativamente vantajoso nesse caso, o referido receptor é adaptado para receber informação indicando o atraso de propagação do transmissor.
[0021] Alternativamente, um atraso de propagação é um número de períodos de transmissão entre o referido primeiro período de transmissão e o referido segundo período de transmissão, pelo que o atraso de propagação, vantajosamente, é mais ou igual a dois.
[0022] Alternativa e vantajosamente, o receptor é um receptor terrestre de DVB, um atraso de propagação é um número de períodos de transmissão entre o referido primeiro período de transmissão e o referido segundo período de transmissão e o referido atraso de propagação é um.
[0023] Este problema ainda é resolvido por meio de um sistema de comunicação compreendendo pelo menos um transmissor de acordo com a presente invenção e/ou pelo menos um receptor de acordo com a presente invenção.
[0024] Esse problema é ainda resolvido por um método de transmissão de dados de um transmissor para um receptor conectado por um canal de comunicação compreendendo as etapas de codificação de dois símbolos de entrada em quatro símbolos de saída, pelo que um primeiro símbolo e um quarto símbolo dos quatro símbolos de saída portam a mesma informação e um segundo símbolo e um terceiro símbolo dos referidos quatro símbolos de saída portam a mesma informação, transmissão do referido primeiro símbolo em um primeiro curso de entrada do referido canal de comunicação, durante um primeiro período de transmissão, transmissão do referido segundo símbolo em um segundo curso de entrada do referido canal de comunicação, durante o referido primeiro período de transmissão, transmissão do referido terceiro símbolo no referido primeiro curso de entrada, durante um segundo período de transmissão e transmissão do referido quarto símbolo no referido segundo curso
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 13/80 / 34 de entrada, durante o referido segundo período de transmissão, recebimento de um ou mais primeiros sinais, durante o referido primeiro período de transmissão e um ou mais segundos sinais, durante o referido segundo período de transmissão em um ou mais cursos de saída do referido canal de comunicação, o método compreendendo ainda a etapa de decodificação dos referidos dois símbolos de entrada, com base no referido um ou mais primeiros sinais ou a etapa de decodificação dos referidos dois símbolos de entrada, com base no referido um ou mais segundos sinais.
[0025] Por meio da decodificação dos símbolos de entrada do um ou mais primeiros sinais sozinhos (isto é, sem requerer o um ou mais segundos sinais) os símbolos de entrada podem ser decodificados mesmo no caso de um ou mais segundos sinais terem sido perturbados ou destruídos. Similarmente, através da decodificação dos símbolos de entrada do um ou mais segundos sinais sozinhos (isto é, sem requerer o um ou mais primeiros sinais), os símbolos de entrada podem ser decodificados, mesmo no caso em que o um ou mais primeiros sinais foram atrapalhados/ destruídos.
[0026] Vantajosamente, os referidos dois símbolos de entrada são codificados nos referidos quatro símbolos de saída de acordo com uma codificação de Alamouti.
[0027] Vantajosamente, o método compreende uma etapa de determinação se o referido um ou mais primeiros sinais são transmitidos corretamente ou não e se o referido um ou mais segundos sinais são transmitidos corretamente ou não e compreende uma etapa de decodificação dos referidos dois símbolos de entrada, com base no referido um ou mais primeiros sinais e o referido um ou mais segundos sinais no caso em que o referido um ou mais primeiros sinais e o referido um ou mais segundos sinais são determinados estarem sendo transmitidos corretamente.
[0028] Vantajosamente, o método compreende uma etapa de decodificação dos referidos dois símbolos de entrada com base no referido um
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 14/80 / 34 ou mais primeiros sinais, no caso em que o referido um ou mais segundos sinais são determinados estarem sendo transmitidos incorretamente.
[0029] De modo vantajoso, o referido primeiro símbolo é transmitido como parte de um primeiro símbolo de OFDM, o referido segundo símbolo é transmitido como parte de um segundo símbolo de OFDM, o referido terceiro símbolo é transmitido como parte de um terceiro símbolo de OFDM, o referido quarto símbolo é transmitido como parte de um quarto símbolo de OFDM, pelo que a referida etapa de determinação se o referido um ou mais primeiros sinais são transmitidos corretamente ou não e se o referido um ou mais segundos sinais são transmitidos corretamente ou não está baseada em sinais piloto compreendidos nos símbolos de OFDM transmitidos durante os referidos primeiro e segundo período de transmissão. Nesse caso, a referida etapa de determinação se o um ou mais primeiros sinais são transmitidos corretamente ou não e se o referido um ou mais segundos sinais são transmitidos corretamente ou não, vantajosamente, é baseado na determinação se os sinais piloto estão de acordo com ajustes armazenados do equalizador.
[0030] Vantajosamente, um atraso de propagação é um número de períodos de transmissão entre o referido primeiro período de transmissão e o referido segundo período de transmissão e o referido atraso de propagação é variável. Nesse caso, o método compreende, vantajosamente, as etapas de determinação, automaticamente, das condições de canal do canal de comunicação e determinação, automaticamente, do atraso de propagação que será usado pelo transmissor com base nas condições de canal determinadas.
[0031] Alternativamente vantajoso, um atraso de propagação é um número de períodos de transmissão entre o referido primeiro período de transmissão e o referido segundo período de transmissão e o referido atraso de propagação é maior ou igual a dois.
[0032] Alternativa e vantajosamente, o transmissor e o receptor são dispositivos terrestres de DVB, um atraso de propagação é um número de
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 15/80 / 34 períodos de transmissão entre o referido primeiro período de transmissão e o referido segundo período de transmissão e o referido atraso de propagação é um.
[0033] Vantajosamente, um atraso de propagação é um número de períodos de transmissão entre o referido primeiro período de transmissão e o referido segundo período de transmissão e o referido atraso de propagação é maior do que um comprimento máximo de perturbações de canal do canal de comunicação.
Breve Descrição dos Desenhos [0034] A figura 1 mostra uma codificação de Alamouti de OFDM de acordo com a técnica anterior.
[0035] A figura 2 mostra um exemplo de um dispositivo de modulação de impedância.
[0036] A figura 3 mostra um exemplo de uma impedância discreta de variação de tempo.
[0037] A figura 4 mostra um diagrama em blocos de um sistema de comunicação de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.
[0038] A figura 5 mostra a estrutura de uma rajada de OFDM e uma impedância discreta de variação de tempo.
[0039] A figura 6 mostra um transmissor de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.
[0040] A figura 7 mostra a codificação usada de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.
[0041] A figura 8 mostra o receptor 2 de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.
[0042] A figura 9 mostra um fluxograma de um processo de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.
[0043] A figura 10 mostra a estrutura de uma rajada de OFDM e de uma rajada de ruído.
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Descrição das Modalidades Preferidas [0044] A figura 4 mostra primeiras modalidades do transmissor 1, do receptor 2 e do sistema de comunicação 3 de acordo com a presente invenção. O sistema de comunicação 3 compreende o transmissor 1 e o receptor 2. Mais de um transmissor 1 e mais de um do receptor 2, embora possível, para maior clareza, não são mostrados na figura 4. Dados são transmitidos do transmissor 1 para o receptor 2 via um canal de comunicação 4 tendo dois cursos de entrada (ou transmissão) T1 e T2 e pelo menos um curso de (ou recepção) R1, R2, R3 e R4. O transmissor 1 e o receptor 2 da presente modalidade podem ser, por exemplo, dispositivos de PLC e o canal de comunicação 4 pode ser formado, por exemplo, principalmente por fios condutores de um sistema de energia elétrica. Os sistemas de PLC normalmente usam dois a quatro cursos de recepção, mas, em geral, a presente invenção pode ser empregada com qualquer número de cursos de recepção igual ou maior do que um. No caso de quatro cursos de recepção, o canal 4 é representado por uma matriz complexa de canal
Az^ tf _ ^21^22 ^31 ^32 <A1 Áz;
(1) pelo que as linhas correspondem aos cursos de recepção R1, R2,
R3, R4 e as colunas correspondem aos cursos de transmissão T1, T2.
[0045] A figura 5 mostra a estrutura de uma rajada de OFDM 5 como é transmitida em cada um dos cursos de transmissão T1, T2 pelo transmissor 1. Cada rajada de OFDM 5 compreende uma série de tempos de símbolos de
OFDM 6. Para cada símbolo de OFDM 6 há um período de símbolo de OFDM correspondente. O comprimento do período de símbolo 7 é o mesmo para todos os símbolos de OFDM 6. Os símbolos de OFDM 6 compreendem a símbolos de treinamento 6-1, rotulados T1 a Ta e b símbolos de dados 6-2 rotulados D1 a dB, com períodos correspondentes de símbolos de treinamento
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 17/80 / 34 de OFDM 7-1 e períodos de símbolos de dados de OFDM 7-2. Os símbolos de treinamento de OFDM 6-1 são usados pelo receptor 2 para sincronização, cálculo de valores de equalização e avaliação das condições de canal, incluindo a determinação de uma relação de ruído do sinal (SNR) para cada subportadora. Os períodos de símbolos de dados de OFDM 7-2 são indexados por uma variável n. O índice n conta os períodos de símbolos de dados de OFDM 7-2 (e o símbolo de OFDM correspondente 6-2) através de diferentes rajadas de OFDM 5. Desse modo, se n=b corresponde ao último período de símbolos de dados 7-2 de uma dada rajada de OFDM 5, então, n=b+1 corresponde ao primeiro período de símbolos de dados 7-2 da rajada de OFDM 5 seguinte. As rajadas de OFDM 5 são transmitidas simultaneamente em cada curso de transmissão T1, T2. Assim, para cada primeiro símbolo de OFDM 7 há um símbolo de OFDM 6 correspondente transmitido no primeiro curso de transmissão T1 e um símbolo de OFDM 6 correspondente transmitido no segundo curso de transmissão T2. Cada símbolo de OFDM 6 que é recebido durante um dado primeiro símbolo de OFDM 7 em um dado curso de recepção corresponde a uma mistura dos dois símbolos de OFDM 6 que são transmitidos durante o dado período de símbolo de OFDM 7 nos cursos de transmissão T1, T2. Naturalmente, o tempo de transmissão e o tempo de recepção diferem pelo tempo que o sinal (os símbolos de OFDM 6) se desloca. A noção 'símbolo de OFDM' 6 também é empregada para a pluralidade de símbolos de OFDM 6 que são transmitidos na pluralidade de cursos de transmissão T1, T2 ou recebidos na pluralidade de cursos de recepção R1, R2, R3, R4, durante um período de símbolo de OFDM 7.
[0046] A figura 6 mostra um diagrama em blocos do transmissor 1 tendo dois cursos de transmissão T1 e T2. O transmissor 1 compreende um codificador de Alamouti 12 e dois moduladores de OFDM 20-1, 20-2, que são os mesmos que os codificadores de Alamouti 12 e moduladores de OFDM 20-1, 20-2, usados na codificação de Alamouti de OFDM do estado da técnica,
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 18/80 / 34 descrita em relação com a figura 1. Contudo, um primeiro intercalador 13-1 é inserido no curso de sinal do codificador de Alamouti 12 para o primeiro transmissor de OFDM 20-1 e um segundo intercalador 13-2 é inserido no curso de sinal do codificador de Alamouti 12 para o segundo modulador de OFDM 20-2. O curso de sinal se bifurca no codificador de Alamouti 12 em um primeiro curso de sinal compreendendo o primeiro intercalador 13-1 e o primeiro modulador de OFDM 20-1 e um segundo curso de sinal, compreendendo o segundo intercalador 13-2 e o segundo modulador de OFDM 20-2. Mesmo se não estiver dito explicitamente no seguinte, os elementos correspondentes (por exemplo, o intercalador 13-1 e o intercalador 13-2) dos primeiro e segundo cursos de sinais têm a mesma funcionalidade. Na codificação de Alamouti de OFDM do estado da técnica descrita acima, os dois símbolos de saída de cada curso de sinal são mapeados em subportadoras 8 de símbolos de OFDM 6 diferentes. Os intercaladores 13 reordenam os fluxos de dados do codificador de Alamouti 12 para os moduladores de OFDM 20, de modo que os dois símbolos de saída de cada curso de sinal são mapeados em subportadoras 8 de diferentes símbolos de OFDM 6.
[0047] O transmissor compreende um modulador de QAM 10, que recebe um fluxo de bits B e gera símbolos de dados S1, S2, S3, S4 através de um processo de mapeamento de constelação. Aqui, os símbolos são ordenados em pares (S1, S2), (S3, S4) e ambos os símbolos de um par (por exemplo, S1 e
52) são codificados usando a mesma constelação e, assim, portam a mesma quantidade de informação. Os símbolos de pares diferentes (por exemplo, s1 e
53) , porém, podem ser codificados usando uma constelação diferente e, assim, podem conduzir uma quantidade diferente de informação. A constelação é selecionada de acordo com a relação de sinal para ruído de cada subportadora B. Desse modo, constelações diferentes podem ser usadas para subportadoras 8 diferentes. A proporção de sinal para ruído e a constelação podem ser determinadas mais uma vez (repetidamente) para cada subportadora. Assim, a
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 19/80 / 34 constelação pode variar com o tempo. A constelação para uso pode ser indicada, por exemplo, em um sinal recebido do receptor 2 (que realiza as medições de qualidade de canal e determina as relações de sinal para ruído) via um canal de comunicação de realimentação (não mostrado). Essa técnica de constelação variável é conhecida como OFDM adaptativo.
[0048] Os pares de símbolos de dados são alimentados no codificador de Alamouti 12, pelo que, no seguinte, o par S1, S2 é usado como um exemplo. O codificador de Alamouti 12 gera quatro símbolos de saída S1, -S2*, S2, S1* do par de entrada S1, S2 e coloca os símbolos S1 e -S2*, nesta ordem, no primeiro curso de sinal e os símbolos S2 e S1*, nesta ordem, no segundo curso de sinal.
[0049] A figura 7 é uma representação da codificação usada pela primeira modalidade da presente invenção. São mostrados quatro símbolos de dados de OFDM 6-2 representados como subportadoras 8. Os dois símbolos de dados de OFDM superiores 6-2 são transmitidos no primeiro curso de transmissão T1 e os dois símbolos inferiores 6 são transmitidos no segundo curso de transmissão T2. Os dois símbolos de dados de OFDM 6-2, à esquerda, são transmitidos durante um primeiro período de símbolos de dados de OFDM n e os dois símbolos de dados de OFDM 6-2, à direita, são transmitidos durante um segundo período de símbolos de dados de OFDM n+d, que é o d-ésimo período de símbolos de dados após o n-ésimo período de símbolos de dados de OFDM. Os símbolos de cada par de símbolos mutuamente redundantes são transmitidos usando diferentes períodos de símbolos de OFDM 7-2. S1 e S1* são transmitidos durante diferentes períodos de símbolos de dados de OFDM n e n+d, respectivamente. Os símbolos S2 e -S2* são transmitidos durante diferentes períodos de símbolos de dados de OFDM n e n+d, respectivamente. Portanto, mesmo quando uma perturbação de canal ocorre durante o período de símbolos de dados n (que destrói o símbolo de saída S1 e/ou S2), os símbolos de entrada S1 e S2 podem ser decodificados dos símbolos de dados de OFDM
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6-2 transmitidos durante o período de símbolos de dados n+d, que compreendem informação correspondente aos símbolos de saída redundantes S1* e S2*. Do mesmo modo, quando uma perturbação de canal ocorre durante o período de símbolos de dados n+d (que destrói o símbolo de saída -S1* e/ou S2*), os símbolos de entrada S1 e S2 podem ser decodificados de símbolos de dados de OFDM 6-2 transmitidos durante o período de símbolos de dados n, que compreendem informação correspondente aos símbolos de saída S1 e S2. [0050] O símbolo de dados de OFDM 6-2, transmitido primeiro (isto é, o símbolo 6-2 transmitido durante o nésimo período de símbolos de dados de OFDM 7-2) é chamado um símbolo de dados de OFDM 6-2 do primeiro tipo ou simplesmente 'primeiro símbolo de dados de OFDM' 6-2. O símbolo de dados de OFDM 6-2 transmitido em segundo lugar (isto é, o símbolo 6-2 transmitido durante o (n+d)ésimo período de símbolos de dados de OFDM 7-2) é chamado um símbolo de dados de OFDM 6-2 do segundo tipo ou simplesmente 'segundo símbolo de dados de OFDM' 6-2.
[0051 ] As subportadoras 8 são as mesmas (mesma frequência portadora
f) para todos os símbolos de OFDM 6. Por exemplo, cada símbolo de OFDM 6 compreende primeira e segunda subportadoras C1 e C2 de uma primeira e de uma segunda frequências f1 e f2, respectivamente. Como pode ser visto da figura 7, os quatro símbolos de saída S1, -S2*, S2, S1*, gerados a partir dos dois símbolos de entrada S1 e S2, são conduzidos pela mesma subportadora C1. Isso assegura um uso eficiente de recursos para o sistema de OFDM adaptativo porque subportadoras 8 correspondentes (isto é, subportadoras 8 com a mesma frequência transportadora f) nos cursos de transmissão t1, T2 e subportadoras 8 correspondentes dos períodos de símbolos de dados n e n+d terão uma qualidade de canal comparável na maior parte do tempo e, portanto, nenhum ou pouco recurso é desperdiçado pelo uso da mesma constelação para uma dada subportadora 8 em todos os quatro símbolos de dados de OFDM 6-2. [0052] Do mesmo modo e com os mesmos benefícios, os quatro
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 21/80 / 34 símbolos de saída S3, -S4*, S4, S3*, gerados dos dois símbolos de entrada S3 e S4 são conduzidos pela mesma subportadora C2 em todos os quatro símbolos de dados de OFDM 6-2. Outros símbolos de saída são conduzidos por outras subportadoras 8 da maneira descrita acima.
[0053] Retornando à figura 6, cada intercalador 13 compreende um seletor par/ ímpar 14, um retardador 16 e um fusor 18. A operação desses elementos é a mesma para ambos os cursos de sinal. No seguinte, o primeiro curso é tomado como exemplo. O seletor par/ ímpar 14-1 recebe os símbolos de saída S1, -S2*, S3, -S4*, nesta ordem, do codificador de Alamouti 12, transmite os símbolos em uma posição ímpar (isto é, S1, S3, ...) para o fusor 18-1 e transmite os símbolos em uma posição par (isto é, -S2*, -S4*, ...) para o fusor 16-1. O retardo 16-1 armazena (retarda) os símbolos por um tempo correspondente a d períodos de símbolos de dados de OFDM 7-2 e, então, transmite os símbolos para o fusor 18. Desse modo, os símbolos em posição par serão atrasados por um atraso de propagação correspondente a d símbolos de dados de OFDM 6-2 em relação aos símbolos na posição impar. O fusor 18 funde os símbolos de posição ímpar e transmite os mesmos para o modulador de OFDM 20-1. Aqui, o fusor 18 ordena os símbolos de modo que os símbolos S1 e S2* (isto é, os símbolos do primeiro par de entrada de Alamouti) são mapeados para a primeira subportadora C1 do n-ésimo e do (n+d)-ésimo período de símbolos de dados de OFDM 6-2 e os símbolos S3 e -S4* (isto é, os símbolos do segundo par de entrada de Alamouti) são mapeados para a segunda subportadora C2 do n-ésimo e do (n+d)-ésimo período de símbolos de dados de OFDM 6-2 e os símbolos S3 e -S4* (isto é, os símbolos do segundo par de entrada de Alamouti) são mapeados para a segunda subportadora C2 do n-ésimo e do (n+d)-ésimo período de símbolos de dados de OFDM 6-2. De um modo geral, os símbolos de um k-ésimo par de entrada são mapeados para uma k-ésima subportadora 8. Conforme mostrado na figura 6, a k-ésima e a (k+1)-ésima subportadoras 8 são vizinhas (isto é, não há subportadora 8 com uma frequência
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 22/80 / 34 f que fica entre a frequência f da k-ésimo subportadora 8 e a frequência da (k+1) esima subportadora 8). As subportadoras de frequências intercaladas 8 são possíveis, porem (isto e, há uma ou mais subportadoras 8 com frequências f que estão entre a frequência f da k-ésima subportadora 8 e a frequência f da (k+1)-ésima subportadora 8).
[0054] Um número de subportadoras 8 de cada símbolo de dados de OFM 6-2 correspondem às portadoras piloto, isto é, elas portam um símbolo (símbolo piloto) conhecido do receptor 2 (estimador de canal 32). O número de portadoras piloto depende da arquitetura global do sistema. As portadoras piloto, tipicamente, são distribuídas igualmente através da faixa de frequência disponível (por exemplo, cada décima à vigésima subportadora 8). Inicialmente, o receptor 2 (estimador de canal 32) estima as características do canal com o auxílio dos símbolos de treinamento 6-1 no começo de uma rajada de OFDM 5. [0055] As portadoras piloto em um determinado símbolo de dados de OFDM 6-2 são usadas pelo estimador de canal 32 para verificar se a estimativa de canal ainda é válida para o determinado símbolo de dados de OFDM 6-2 e são usadas para reajustar os valores da equalização de canal.
[0056] O modulador de OFDM 20-1 realiza modulação de OFDM como é conhecido no estado da técnica e transmite os símbolos S1, S3, ... (isto é, os símbolos ímpares ordenados) durante o período de símbolos de dados de OFDM n e os símbolos -S2*, -S4*, ... (isto é, os símbolos pares ordenados) durante o período de símbolos de dados de OFDM n+d, no curso de transmissão T1. Igualmente, o modulador de OFDM 20-2 realiza o modulador de OFDM do estado da técnica e transmite os símbolos S2, S4, ... (isto é, os símbolos ímpares ordenados), durante o período de símbolos de dados de OFDM n e os símbolos S1*, S3*, ... (isto é, os símbolos pares ordenados), durante o período de símbolos de dados n+ d no curso de transmissão T2.
[0057] A figura 8 mostra um diagrama em blocos do receptor 2, tendo, como uma providência exemplificativa, quatro cursos de recepção R1, R2, R3,
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R4, para demodular os símbolos de OFDM 6 recebidos nos cursos de recepção R1, R2, R3, R4. O receptor 2 ainda compreende um decodificador 30 para decodificar os símbolos de OFDM recebidos e demodulados 6 e sair o fluxo de bits B. O receptor 2 compreende quatro cursos de sinais paralelos e idênticos, cada curso de sinal conectado a um diferente dos cursos de recepção R1, R2, R3, R4. Cada curso de sinal compreende um demodulador de OFDM 28, um estimador de canal 32 (comum a todos os cursos de sinais), um desintercalador 34, um seletor de símbolo de OFDM 36, um decodificador de Alamouti 38 (comum a todos os quatro cursos de sinais) e um decodificador auxiliar 42 (comum a todos os quatro cursos de sinais). Mesmo se não citado explicitamente a seguir, elementos correspondentes (por exemplo, os demoduladores de OFDM 28-1, 28-2, 28-3, 28-4) nos diferentes cursos de sinais têm a mesma funcionalidade e podem, assim, ser considerados como iguais. Mesmo se não citado explicitamente a seguir, o número de cursos de recepção pode variar.
[0058] A seguir, o primeiro curso de sinal conectado ao primeiro curso de sinal R1 é usado como um exemplo para explanação da função do decodificador 30. Após o demodulador de OFDM 28-1 ter demodulado um símbolo de OFDM 6, o símbolo de OFDM demodulado 6 é introduzido no estimador de canal 32. O estimador de canal 32 realiza a estimativa de canal do estado da técnica com base nos símbolos de treinamento 6-1 recebidos em todos os cursos de recepção R1, R2, R3, R4, durante uma rajada de OFDM 5. Aqui, o estimador de canal 32 obtém uma pluralidade de valores de equalização de canal para cada subportadora 8 e uma relação de sinal para ruído (SNR) para cada subportadora 8. Os valores de equalização obtidos dos símbolos de treinamento 6-1 da rajada de OFDM 5 são denominados um conjunto de valores de equalização. O conjunto de valores de equalização é usado para decodificação dos símbolos de dados 6-2 a seguir da rajada de OFDM 5 e, adicionalmente, são armazenados para referência posterior em um meio de
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 24/80 / 34 memória (não mostrado) compreendido no estimador de canal 32 (veja abaixo para mais detalhes). A matriz de canal H (conforme definido na equação 1) pode ser vista como sendo uma representação da pluralidade de valores de equalização obtidos para cada subportadora 8. Em outras palavras, o estimador de canal 32 obtém uma matriz de canal H para cada subportadora 8 e rajada de OFDM 5, com base nos símbolos de treinamento de OFDM 6-1 da rajada de OFDM 5.
[0059] Além disso, o estimador de canal 32 avalia as portadoras piloto de cada símbolo de dados de OFDM 6-2. Aqui, o estimador de canal 32 determina se os estados das portadoras piloto de um símbolo de dados de OFDM 6-2 corrente, conforme recebido pelo receptor 2 estão de acordo com um conjunto dos conjuntos armazenados de valores de equalização. Isso pode ser obtido, por exemplo, através do cálculo dos valores de equalização das portadoras piloto e comparando os valores de equalização calculados com os valores de equalização armazenados. Quando os valores de equalização calculados projetam, aproximadamente, os valores de equalização correspondentes de um conjunto dos conjuntos armazenados de valores de equalização, de acordo com as portadoras piloto, o respectivo conjunto armazenado de valores de equalização é determinado. Quando nenhum conjunto em conformidade dos valores de equalização é encontrado, o símbolo de dados de OFDM 6-2 corrente é considerado como sendo destruído e não será usado em nova decodificação.
[0060] Quando o estimador de canal 32 recebe um segundo símbolo de dados de OFDM 6-2, ele determina se as condições de canal mudaram significativamente entre a transmissão do segundo símbolo de dados de OFDM 6-2 recebido e a transmissão do primeiro símbolo de dados de OFDM 6-2 correspondente. Isso pode ser obtido, por exemplo, através da determinação se o conjunto de valores de equalização determinado para o segundo símbolo de dados 6-2 recebido é o mesmo (pelo menos aproximadamente) é o mesmo que
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 25/80 / 34 os valores de equalização determinados para o primeiro símbolo de dados de OFDM 6-2 correspondente.
[0061] O estimador de canal 32 transmite o símbolo de dados de OFDM 6-2 corrente recebido do primeiro demodulador de OFDM 28-1 para o primeiro desintercalador 34-1. O primeiro desintercalador 34-1 reordena os símbolos de dados (envolvendo o inter e o intra símbolo de dados de OFDM 62, reordenando de símbolos de dados) de modo a inverter a operação dos intercaladores 13 e transmite os símbolos de dados reordenados para o primeiro seletor símbolo de OFDM 36-1. Alternativamente, o primeiro intercalador 341 (os intercaladores 34) pode estar localizado no curso de sinal entre o primeiro demodulador de OFDM 28-1 (os demoduladores de OFDM 28) e o estimador de canal 32.
[0062] O primeiro seletor de símbolo de OFDM 36-1 recebe instruções de controle do estimador de canal 32. Aqui, as primeiras instruções de controle fazem com que o seletor de símbolo de OFDM 36-1 selecione os símbolos de dados do n-ésimo símbolo de dados de OFDM 6-2 apenas e transmita os símbolos selecionados para o decodificador auxiliar 42. As primeiras instruções de controle podem ser enviadas pelo estimador de canal 32 no caso de o (n + 1)és° símbolo de dados de OFDM 6-2 ser destruído (e o n-ésimo símbolo de dados de OFDM 6-2 não é destruído). As segundas instruções de controle fazem com que o seletor de símbolo de dados de OFDM 36-1 selecione os símbolos de dados do n +d-ésuno símbolo de dados de OFDM apenas e transmita os símbolos de dados selecionados para o decodificador auxiliar 42. AS segundas instruções de controle podem ser emitidas pelo estimador de canal 32 no caso de o n-ésimo símbolo de dados de OFDM 6-2 ser destruído (e o (n+d)-ésimo símbolo de dados de OFDM 6-2 não ser destruído). As terceiras instruções de controle fazem com que o seletor de símbolo de OFDM 36-1 selecione os símbolos de dados do nés° símbolo de dados de OFDM 6-2, selecione os símbolos de dados do (n+d)és° símbolo de dados 6-2 e transmita os símbolos selecionados para o
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 26/80 / 34 decodificador auxiliar 42. As terceiras instruções de controle podem ser emitidas pelo estimador de canal 32 em caso de as condições de canal terem mudado significativamente (por exemplo, em caso de conjuntos diferentes de valores de equalização terem sido determinados para os dois símbolos de dados de OFDM 6-2). As quartas instruções de controle fazem com que o seletor de símbolo de OFDM 36-1 selecione os símbolos de dados do n-ésimo símbolo de dados de OFDM 6-2, selecione os símbolos de dados do (n+d)-ésimo símbolo de dados 6-2 e transmita os símbolos selecionados para o decodificador de Alamouti 38. As quartas instruções de controle podem ser emitidas pelo estimador de canal 32 em caso de as condições de canal não terem mudado significativamente (por exemplo, em caso de o mesmo conjunto de valores de equalização terem sido determinados para os dois símbolos de dados de OFDM 6-2).
[0063] O decodificador de Alamouti 42 decodifica os primeiros símbolos de entrada (isto é, S1, S3 ...) por um processo de decodificador de Alamouti de acordo com
e os segundos símbolos de entrada (isto é, S2, S4, ...) de acordo com
pelo que hji são os elementos da matriz de canal H da subportadora 8, conduzindo os quatro símbolos de saída do codificador de Alamouti 12, j é o símbolo conduzido pela subportadora 8 no curso de recepção j durante o n-ésimo período de símbolos de dados de OFDM 7-2 e N, que é o número de cursos de recepção (por exemplo, quatro) e transmite os símbolos decodificados S1, S2, S3, S4 para o demodulador de QAM 40. O decodificador de Alamouti recebe a matriz de canal H (ou informação equivalente) empregada para decodificação do estimador de canal 32. As matrizes de canal H do n-ésimo e do (n+d)-ésimo
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 27/80 / 34 período de símbolos de dados de OFDM 6-2 são (aproximadamente) as mesmas (para uma determinada subportadora 8) no caso em que o estimador de canal 32 decide que a decodificação deve ser realizada pelo decodificador de Alamouti 38 (isto é, no caso das quartas instruções de controle). Desse modo, a matriz de canal H, recebida do estimador de canal 32, pode, por exemplo, ser dada pela matriz de canal H (ajuste de valores de equalização) obtida para o (n+d)-esuno período de símbolos de dados de OFDM 7-2 ou uma combinação (valor médio). [0064] A operação do decodificador auxiliar 42 será agora explicada. A matriz de canal H é definida por

(4) pelo que rj é o símbolo conduzido por uma dada subportadora 8 no curso de recepção a jusante, durante um dado período de símbolos de dados de OFDM 72, ~i é o símbolo transmitido no primeiro curso de transmissão T1 pela dada subportadora 8, durante o determinado período de símbolos de dados de OFDM 7-2 e ~2 é o símbolo transmitido no segundo curso de transmissão T2 pela dada subportadora 8, durante o determinado período de símbolos de dados de OFDM 7-2. Desse modo, a fim de decodificar os símbolos conduzidos pela subportadora 8, o decodificador auxiliar 42 calcula
(5) pelo que H 1 é um pseudo inverso ou generalizado da matriz de canal H. O decodificador auxiliar 42 recebe a matriz de canal H (ou informação equivalente) do estimador de canal 32. O decodificador auxiliar 42 pode calcular, explicitamente, H_1 de H e, então, calcular ~1, ~2 com base em H_1 ou o decodificador auxiliar 42 pode calcular ~1, ~2 com base em H, sem
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 28/80 / 34 calcular, explicitamente, H_1. Receptores zero forcing (ZF) do estado da técnica podem ser usados para esta etapa de decodificação. Contudo, outros decodificadores (por exemplo, decodificadores de MMSE) que não decodificadores de ZF podem ser empregados, também. O receptor auxiliar 42 ainda recebe informação de controle do estimador de canal 32. Quando o (n+d)ésmo símbolo de dados de OFDM 6-2 foi destruído (isto é, no caso de primeiras instruções de controle), o estimador de canal 32 envia a primeira informação de controle, fazendo com que o decodificador auxiliar 42 calcule os símbolos de entrada de acordo com f x. 3 ( x. 3 = ~ (6) \X2j (esse cálculo corresponde a um cálculo trivial ou a nenhum cálculo) e transmite os símbolos de entrada calculados xi, X2 ao demodulador de QAM 40. Quando o n-ésmo símbolo de dados de OFDM 6-2 foi destruído (isto é, no caso de segundas instruções de controle), o estimador de canal 32 envia segunda informação de controle, fazendo o decodificador auxiliar 42 calcular os símbolos de entrada de acordo com

(7) (que corresponde a uma conjugação complexa, de reordenação, e a inversão de sinal) e transmite os símbolos calculados x1, x2 para o demodulador de QAM 40.
[0065] Quando nenhum dos n-ésimo e (n+d)-ésimo período de símbolos de dados de OFDM 7-2 (isto é, no caso de terceiras instruções de controle), o estimador de canal 32 envia terceira informação de controle, fazendo o decodificador auxiliar 42 calcular os símbolos de entrada por um processo de decodificação que - em contraste com o processo de decodificação de Alamouti de equações (2) e (3) - não requer condições de canal constantes. Por exemplo, o decodificador auxiliar 42 poderia calcular os símbolos de entrada de acordo
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 29/80 / 34 com as equações (5) e (6) ou de acordo com as equações (5) e (7), isto é, com base no n-ésimo ou com base no (n+d)-ésimo símbolo de dados de OFDM 6-2. Como outro exemplo, o decodificador auxiliar 42 poderia calcular as primeiras estimativas de acordo com as equações (5) e (6) e segundas estimativas de acordo com as equações (5) e (7) e, então, a média é calculada entre as primeiras e segundas estimativas a fim de obter os símbolos de entrada.
[0066] O demodulador de QAM 40 realiza um mapeamento de constelação inverso e gera o fluxo de bits B dos símbolos calculados/ decodificados xi, X2 (isto é, Si, S2, S3, S4 ...).
[0067] O transmissor 1 e o receptor 2 podem compreender DACs, ADCs, conversores ascendentes, conversores descendentes, filtros, amplificadores, circuitos de sincronização, suprimentos de energia, envoltórios e outras unidades conhecidas na técnica dos transceptores de OFDM.
[0068] O transmissor 1 e o receptor 2 e suas respectivas subunidades podem ser implementados, por exemplo, usando hardware, lógica de hardware, lógica programável, microprocessadores, software, meio de memória e dispositivos de processamento e armazenamento de informação já conhecidos na técnica ou ainda desconhecidos.
[0069] A operação e as vantagens da primeira modalidade e da presente invenção, em geral serão agora explicadas com referência à figura 5. Além da estrutura de uma rajada de OFDM 5, a figura 5 mostra um exemplo de uma impedância de canal I variável, conforme causado por um dispositivo de modulação de impedância (por exemplo, o retificador mostrado na figura 2). Durante os períodos de símbolos de OFDM Ti, T2, o canal de comunicação 4 tem uma primeira impedância de canal constante ou lentamente variável Ii e, durante os períodos de símbolos de OFDM D4 a Db, o canal de comunicação 4 tem uma segunda impedância de canal constante ou ligeiramente variável I2, pelo que a impedância de canal I muda fortemente
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 30/80 / 34 durante o período de símbolo de OFDM D3, através da comutação do primeiro valor de impedância de canal I1 para o segundo valor de impedância de canal I2, Naturalmente, a comutação da impedância de canal I durante o período de símbolo D3 é apenas um exemplo e a comutação da impedância de canal I também pode ocorrer durante outros períodos de símbolos de OFDM 7 que não o período de símbolo D3.
[0070] Se a equalização dos símbolos de dados de OFDM D1 a dB for baseada apenas nos símbolos de treinamento precedentes T1 a T2, os símbolos de dados de OFDM D1 e D2 serão equalizados corretamente, os símbolos de dados de OFDM D4 a dB após a mudança de impedância, porém, não poderiam ser equalizados adequadamente e causariam um grande número de erros de bits. A modalidade vence esse problema, visto que o receptor 2 é capaz de aplicar, dinamicamente, diferentes ajustes de equalizador de acordo com as condições de canal. Aqui, obturador rígido 2 faz uso do canal quase estático 4 e baseia a equalização dos símbolos de dados de OFDM aD4 a dB nos conjuntos armazenados de valores de equalização das rajadas de OFDM 5 anteriores. Como foi explicado acima, isso é obtido pelo fato de que, para cada símbolo de dados de OFDM 6-2, as portadoras piloto compreendidas no símbolo de dados de OFDM 6-2 são avaliadas e um conjunto armazenado de valores de equalização, com os quais as portadoras piloto estão de acordo, é selecionado para equalização do símbolo de dados de OFDM 6-2.
[0071] Isso necessita de técnicas sofisticadas de sincronização e cálculo de desvios. Mesmo para mudanças periódicas, o receptor 2 gerencia todos os ajustes de equalizador diferentes que são necessários para decodificar os símbolos de dados de OFDM 6-2 para todos os ajustes de impedância disponíveis (tipicamente dois). Além disso, nenhum dado é perdido devido à destruição do símbolo de dados de OFDM D3 durante o que o canal MIMO 4 muda. Quando o estimador de canal 32 detecta um símbolo de dados de OFDM destruído 6-2 (por exemplo, devido a uma mudança da impedância de canal ou
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 31/80 / 34 uma rajada de ruído) por meio de avaliação de portadora piloto, muda o método de decodificação usado pelo decodificador 30 e usa apenas o símbolo de dados de OFDM 6-2 redundante correspondente. Desse modo, a confiabilidade da ligação e a produtividade são aumentadas. Deve ser notado que, embora o esquema de decodificação usado pelo receptor 2 seja mudado de acordo com as condições de canal correntes, o esquema de codificação usado pelo transmissor 1 não é afetado por isso e se mantém constante (O esquema de codificação poderia mudar por outras razões, porém. Por exemplo, o atraso de propagação d poderia variar).
[0072] A figura 9 mostra um fluxograma de um processo realizado pelo receptor 2.
[0073] Em uma etapa S20, um novo símbolo de OFDM 6 é recebido e o método prossegue para a etapa S22.
[0074] Na etapa S22, é determinado se o símbolo de OFDM 6 recebido é um símbolo de treinamento 6-1. Se sim, o método prossegue para uma etapa S24. Se não, o método prossegue para uma etapa S26.
[0075] Na etapa S24, o símbolo de treinamento 6-1 recebido é avaliado. Quando todos os símbolos de treinamento 6-1 de uma rajada de OFDM 5 são avaliados, um conjunto correspondente de valores de equalização é determinado e armazenado. O processo retorna para a etapa S20.
[0076] Na etapa S26, o símbolo de OFDM 6 recebido é um símbolo de dados de OFDM 6-2. É determinado se o símbolo de dados de OFDM 6-2 recebido é o primeiro símbolo (símbolo de OFDM do primeiro tipo) de um par de símbolos de OFDM redundante ou não. Se sim, o processo prossegue para uma etapa S28. Se não, o processo prossegue para uma etapa S30.
[0077] Na etapa S28, o símbolo de dados de OFDM 6-2 recebido é atrasado (armazenado) pelo desintercalador 34 para d períodos de símbolos de dados de OFDM 7-2. O processo retorna para a etapa S20.
[0078] Na etapa S30, o símbolo de dados de OFDM 6-2 recebido é o
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 32/80 / 34 segundo símbolo de um par de símbolos de OFDM redundantes. O estimador de canal 32 determina se as portadoras piloto do primeiro símbolos de dados de OFDM 6-2 estão de acordo com um dos conjuntos armazenados de valores de equalização. Se sim, o processo prossegue para uma etapa S34. Se não, o processo prossegue para uma etapa S32.
[0079] Na etapa S32, o decodificador auxiliar 42 recebe um conjunto de valores de equalização do estimador de canal 32 e obtém os símbolos de entrada (S1, S2, S3, S4, ...) através da decodificação (por exemplo, por meio de decodificação de ZF ou MMSE) do segundo símbolo de dados de OFDM 6-2 recebido. A decodificação pode ser obtida, por exemplo, por um cálculo de acordo com a equação (5) e realizando reordenação, conjugação complexa e inversão de sinal de acordo com a equação (7). O processo retorna para a etapa S20.
[0080] Na etapa S34, o estimador de canal 32 determina se as portadoras piloto do segundo símbolo de dados de OFDM 6-2 recebido estão de acordo com o conjunto de valores de equalização determinados na etapa S30. Se sim, as condições de canal não mudaram significativamente e o processo prossegue para uma etapa S38. Se não, o processo prossegue para uma etapa S36.
[0081 ] Na etapa S36, o decodificador auxiliar 42 recebe um conjunto de valores de equalização do estimador de canal 32 e obtém os símbolos de entrada (S1, S2, S3, S4, ...) através da decodificação (por exemplo, por decodificação de ZF ou MMSE) dos primeiros símbolos de dados de OFDM 62 correspondentes. A decodificação pode ser obtida, por exemplo, por meio de um cálculo de acordo com a equação (5). O processo retorna para a etapa S20.
[0082] Na etapa S38, o decodificador de Alamouti 38 recebe um conjunto de valores de equalização do estimador de canal 32 e decodifica os símbolos de entrada (por exemplo, S1, S2, S3, S4, ...) do segundo símbolo de dados de OFDM 6-2 recebido e dos primeiros símbolos de dados de OFDM
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 33/80 / 34 correspondentes de acordo com as equações (2) e (3). O processo retorna para a etapa S20.
[0083] Está claro para a pessoa habilitada que o diagrama da figura 9 pode ser modificado, aumentado e reordenado em uma variedade de maneiras, sem deixar o escopo da presente invenção. Por exemplo, entre as etapas S30 e S32, o estimador de canal 32 poderia executar uma etapa de determinação, se as portadoras piloto do segundo símbolo de dados de OFDM 6-2 recebido estiverem de acordo com qualquer um dos conjuntos armazenados de valores de equalização. Se não, o estimador de canal 32 poderia produzir informação de controle indicando que os símbolos de entrada não podem ser decodificados dos primeiro e segundo símbolos de dados de OFDM 6-2 recebidos e nenhuma tentativa é feita para decodificar os símbolos de entrada. Se sim, o processo prossegue para a etapa S32 descrita acima e os símbolos de entrada são decodificados do segundo símbolo de dados de OFDM 6-2. Similarmente, entre as etapas S34 e S36, o estimador de canal 32 poderia executar uma etapa de determinação se os portadores piloto do segundo símbolo de dados de OFDM 62 recebido estão de acordo com qualquer um dos conjuntos armazenados de valores de equalização. Se sim, nem o primeiro nem o segundo símbolo de dados de OFDM 6-2 foi destruído, mas as condições de canal mudaram significativamente. Nesse caso, o decodificador auxiliar 42 pode calcular os símbolos de entrada dos primeiro e segundo símbolo de dados de OFDM 6-2 por um processo de decodificação que - em contraste com o processo de decodificação de Alamouti das equações (2) e (3) - não requer condições de canal constantes. Se não, o processo prossegue para a etapa S36 descrita acima e os símbolos de entrada são decodificados do primeiro símbolo de dados de OFDM 6-2.
[0084] O atraso de propagação d pode ser fixo ou variável.
[0085] Por exemplo, d pode ser ajustado, fixamente, para um (d=1). Isto é, os dois símbolos de cada par de símbolos redundante ({S1, S1*} e {S2,
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S2*}) são transmitidos durante dois períodos sucessivos de símbolos de dados de OFDM 7-2. Através da introdução de um curto retardo de um período de símbolos de dados de OFDM 7-2 apenas, os efeitos negativos das mudanças de impedância do canal MIMO de PLC 4 são contrabalançados efetivamente (conforme explicado acima em relação à figura 5).
[0086] Para sistemas de comunicação unidirecionais, o atraso de propagação d é fixo. Sistemas de difusão, como DVB, por exemplo, são sistemas de comunicação unidirecionais. Sob as condições técnicas e não técnicas encontradas na difusão terrestre de vídeos digitais, especialmente no caso do padrão de DVB-T2 correntemente desenvolvidos, um atraso de propagação de d=1 proporciona retardo mínimo e eficiência de decodificação ótima. A difusão de vídeo em tempo real é obtida através de um atraso de propagação de d=1. 'Terrestre' significa que remetente e transmissor estão localizados na terra. Sistemas terrestres de DVB são sistemas de comunicação sem fio de RF. DVB-T2 é um padrão para difusão sem fio baseada em OFDM de vídeo digital. Naturalmente, no caso de um sistema terrestre de difusão de vídeo digital, o canal de comunicação 3 não é suposto ser um canal de PLC e o transmissor 1 e o receptor 2 não são supostos serem dispositivos de PLC (qualquer outra restrição conectada com o fato de que o sistema 3, a princípio, foi suposto ser um sistema de PLC também não é suposta ser realizada). Na verdade, o transmissor 1 é um transmissor terrestre de difusão de vídeo digital, por exemplo, um transmissor de DVB-T2) e o receptor 2 é um receptor terrestre de difusão de vídeo digital (por exemplo, um receptor de DVB-T2.
[0087] De um modo geral, o atraso de propagação d é igual ou maior do que um comprimento máximo de perturbações de canal (por exemplo, rajadas de ruído ou mudanças de impedância) no canal de comunicação 3. O comprimento máximo é o número de períodos de transmissão consecutivos que as perturbações de canal podem/ fazem afetar (por exemplo, o número de símbolos de OFDM consecutivos que as perturbações de canal podem/ fazem
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 35/80 / 34 destruir). O comprimento máximo pode ser um comprimento máximo típico, no sentido de que as perturbações de canal de um comprimento que ocorre apenas uma vez ou ocorre apenas muito raramente em contraste com outras - 'típicas' perturbações de canal são negligenciadas (isto é, não são levadas em conta na determinação do comprimento máximo). Dois métodos para determinação do comprimento máximo de perturbações de canal são propostos. Os métodos podem ser refinados de várias maneiras e outros métodos de determinação do comprimento máximo são possíveis. No primeiro método, símbolos destruídos (aqui, um símbolo é o dado transmitido durante uma duração de período de transmissão, por exemplo, um símbolo de OFDM 6) são detectados e um histograma dos números de símbolos destruídos consecutivamente é determinado. O maior número de símbolos destruídos consecutivamente é o comprimento máximo de perturbações de canal. No caso de o comprimento máximo ser um comprimento máximo típico, números de símbolos destruídos consecutivamente, que são comparados com outros muito raramente, números de símbolos destruídos consecutivamente são negligenciados. No segundo método, um comprimento de perturbações de canal é medido e um histograma dos comprimentos de perturbações de canal é obtido (o comprimento medido é variável discreta). O comprimento máximo de perturbações de canal é obtido por meio do arredondamento do comprimento da perturbação de canal mais longa (quando determinadas unidades do comprimento do período de transmissão) para o valor inteiro mais alto seguinte. No caso de o comprimento máximo ser um comprimento máximo típico, comprimentos de perturbações de canal que muito raramente são comparados com outros, comprimentos 'típicos' de perturbações de canal são negligenciados. O atraso de propagação d é igual ou maior do que as perturbações de canal, que se repetem, de um comprimento similar. Desse modo, embora geralmente propondo d >1, a presente invenção, em um aspecto, propõe usar um atraso de propagação d>2. Por exemplo, quando d>3 é escolhido, rajadas de ruído, destruindo três símbolos
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 36/80 / 34 consecutivos de dados de OFDM (por exemplo, D2, D3, D4, como é representado na figura 10) não prejudicam os dados inteiramente e os símbolos de entrada podem ser decodificados a partir dos símbolos de dados de OFDM redundantes correspondentes 6-2 (por exemplo, D1, D5, D6). Note que valores maiores de dispositivo poderiam implicar que um par de símbolos de dados de OFDM redundantes 6-2 está localizado em duas rajadas de OFDM 5 diferentes.
[0088] A fim de proporcionar um atraso de propagação d variável, dois esquemas são propostos pela presente invenção.
[0089] No primeiro esquema, o receptor 2 escuta o canal 4. Aqui, o estimador de canal 32 mede o comprimento de perturbações de canal e determina o atraso de propagação d requerido. O atraso de propagação d requerido, por exemplo, é igual ou maior do que o comprimento máximo de perturbações de canal no canal de comunicação, conforme descrito acima. O atraso de propagação d requerido é transmitido do receptor 2 para o transmissor 1. Este último pode ser realizado através de uma troca de mensagens em camadas mais altas (emissão de protocolo). O transmissor 1 emprega um atraso de propagação d, conforme instruído pelo receptor 2. O receptor 2 pode ouvir o canal uma vez ou repetidamente. No último caso, uma adaptação contínua às condições de canal é obtida. O receptor 2 pode, por exemplo, ouvir o canal enquanto o transmissor 1 não começa sua transmissão de dados ou durante pausas na transmissão de dados.
[0090] No segundo esquema, o transmissor 1 ouve o canal 4. O transmissor 1 compreende um estimador de canal (não mostrado) que mede o comprimento das perturbações de canal e determina o atraso de propagação d requerido. O atraso de propagação d requerido, por exemplo, é maior do que o comprimento máximo de perturbações de canal no canal de comunicação, conforme descrito acima. O transmissor 1 transmite o atraso de propagação d requerido para o receptor 2 e emprega o atraso de propagação d requerido para
Petição 870190099696, de 04/10/2019, pág. 37/80 / 34 codificação. O receptor 2 emprega o atraso de propagação d como recebido do transmissor 1 para decodificação. O transmissor 1 pode ouvir o canal uma vez ou repetidamente. No último caso, uma adaptação contínua às condições de canal é obtida.
[0091] Em uma segundo modalidade, OFDM não adaptativo é usado (isto é, a mesma constelação é usada em todas as subportadoras 8 sempre) em lugar de OFDM adaptativo. Nesta modalidade, os quatro símbolos de saída de Alamouti (por exemplo, S1, S2, S1*, -S2*) são transmitidos usando subportadora 8 diferentes. Aqui, para transmissão do par de símbolos redundantes S1 e S1* duas subportadoras 8 diferentes são usadas e para transmissão do par de símbolos redundantes S2 e -S2* duas subportadoras 8 diferentes são usadas e para transmissão do par de símbolos redundantes S2 e -S2* duas subportadoras 8 diferentes são usadas. Adicionalmente, cada um dos quatro símbolos de saída de Alamouti S1, S2, S1*, -S2* poderia ser transmitido usando uma subportadora 8 diferente. A transmissão usando subportadoras 8 diferentes pode ser obtida através da inserção de um intercalador de frequências (não mostrado) em cada curso de sinal dos fusores 18-1, 18-2 para os moduladores de OFDM 20-1, 20-2 e um desintercalador de frequências correspondente (não mostrado) em cada curso de sinal dos demoduladores de OFDM 28-1, 28-2, 28-3, 28-4 para o estimador de canal 32. Os resultados da intercalação de frequências no desempenho do sistema aperfeiçoado uma vez que a degradação em frequências específicas (subportadoras 8) é mitigada. À parte do modo simplificado de OFDM (não adaptativo) o uso diferente das subportadoras 8, dos intercaladores de frequências e desintercaladores, a segunda modalidade é a mesma que a primeira modalidade.
[0092] A decodificação dos símbolos de entrada com base em apenas um dos dois símbolos de dados de OFDM (primeiro e segundo) redundantes 6-2 tem uma BER (Taxa de Erros de Bits) mais alta do que a decodificação de
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Alamouti em uma dada SNR. Um intercalador adicional (não mostrado) para intercalação dos símbolos de dados de entrada através de uma pluralidade de símbolos de dados de OFDM 6-2 poderia ser empregado para aliviar isso. O intercalador adicional está localizado no fluxo de sinal antes da codificação de MIMO (por exemplo, antes do modulador de QAM 10 e/ou antes do codificador de Alamouti 12). Um desintercalador adicional correspondente (não mostrado), invertendo a intercalação, deve ser empregado no receptor 2. O desintercalador adicional está localizado no fluxo de sinal após a decodificação MIMO (por exemplo, após os decodificadores 38, 42 e/ou após o demodulador de QAM 40).
[0093] A presente invenção foi explicada com referência às modalidades específicas. Isto é, por meio de explanação apenas e será prontamente evidente para aqueles habilitados na técnica, que várias modificações podem ser feitas sem afastamento do escopo das reivindicações a seguir. Por exemplo, embora a presente invenção tenha sido explicada com referência a um canal de PLC cabeado 4, a presente invenção também pode ser empregada com outro canal cabeado ou com um canal sem fio (por exemplo, um canal sem fio de RF.