ES2345320T3 - Señal multiportadora con pilotos repartidos concebida para limitar la interferencia que afecta a dichos pilotos. - Google Patents
Señal multiportadora con pilotos repartidos concebida para limitar la interferencia que afecta a dichos pilotos. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2345320T3 ES2345320T3 ES01972178T ES01972178T ES2345320T3 ES 2345320 T3 ES2345320 T3 ES 2345320T3 ES 01972178 T ES01972178 T ES 01972178T ES 01972178 T ES01972178 T ES 01972178T ES 2345320 T3 ES2345320 T3 ES 2345320T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- carriers
- elements
- aforementioned
- carrier
- data elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 68
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 14
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 7
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2602—Signal structure
- H04L27/261—Details of reference signals
- H04L27/2613—Structure of the reference signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2697—Multicarrier modulation systems in combination with other modulation techniques
- H04L27/2698—Multicarrier modulation systems in combination with other modulation techniques double density OFDM/OQAM system, e.g. OFDM/OQAM-IOTA system
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Stereo-Broadcasting Methods (AREA)
Abstract
Procedimiento de transmisión de una señal multiportadora formada por una sucesión temporal de símbolos constituidos por un conjunto de elementos de datos, modulando cada uno de los citados elementos de datos una frecuencia portadora de la citada señal, comprendiendo los citados elementos de datos, por una parte, elementos de referencia denominados pilotos, cuyo valor en la emisión es conocido al menos por un receptor destinado a efectuar una recepción de la citada señal y, por otra, por elementos de datos informativos, cuyo valor en la emisión no es conocido previamente por el citado o los citados receptores, denominándose portadora a una de las citadas frecuencias portadoras modulada, en un instante dado, por uno de los elementos de datos, caracterizado porque, para al menos uno de los citados pilotos (20), el citado procedimiento: - determina un conjunto de portadoras (21 a 28) próximas al citado piloto (20) en el espacio tiempo-frecuencia y moduladas cada una por uno de los citados elementos de datos informativos; - impone al menos una limitación sobre el valor de al menos uno de los citados elementos de datos informativos que modulan las portadoras del citado conjunto de portadoras, en función de los otros elementos de datos informativos que modulan las portadoras del citado conjunto de portadoras.
Description
Señal multiportadora con pilotos repartidos
concebida para limitar la interferencia que afecta a dichos
pilotos.
El ámbito de la invención es la transmisión y la
difusión de informaciones digitales. La invención concierne
especialmente, pero no exclusivamente, a la transmisión y la
difusión de informaciones digitales de gran eficacia espectral, en
una banda de frecuencia limitada, por ejemplo en entorno
radiomóvil.
La técnica de la modulación multiportadora,
asociada por ejemplo a una técnica de codificación correctora de
error y a un entrelazamiento, aporta una solución eficaz al problema
de la difusión o de la transmisión de informaciones, por ejemplo en
entorno radiomóvil. Así, la técnica de la modulación COFDM (en
inglés "Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing") ha
sido reservada para las normas DAB (en inglés "Digital Audio
Broadcasting", radiodifusión sonora digital),
DVB-T (en inglés "Digital Video Broadcasting -
Terrestrial", difusión de televisión digital terrestre) e
HIPERLAND/2 (en inglés "High Performance Local Area Network",
red local inalámbrica de alta velocidad).
La modulación multiportadora utilizada en el
sistema COFDM, descrita por ejemplo en el documento de patente
francesa nº FR 2 765 757, comprende un sistema de ecualización
particularmente simple, basado en la inserción de un intervalo de
guarda. Este intervalo de guarda, denominado también prefijo
cíclico, asegura un buen comportamiento frente a los ecos, a costa
de una pérdida de eficacia espectral. En la perspectiva de evitar
esta pérdida, o al menos reducirla, están actualmente en estudio
nuevas modulaciones multiportadoras. Entre éstas, la invención se
refiere de modo más particular a la modulación OFDM/OQAM (en inglés
"Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Offset Quadrature
Amplitude Modulation") en la cual las portadoras son puestas en
forma por la función prototipo iota. Se recuerda que la función
prototipo iota, descrita por ejemplo en el documento de patente nº
FR 2 733 869, tiene la característica de ser idéntica a su
transformada de Fourier. La invención se aplica también,
naturalmente, a cualquier otro tipo de modulación multiportadora,
especialmente de tipo OFDM/OQAM, cualquiera que sea la función
prototipo asociada.
El procedimiento de puesta en forma de una señal
eléctrica a partir de la información que hay que transmitir,
depende, naturalmente, de las condiciones en las cuales una señal de
este tipo es transmitida. A continuación se recuerdan, por tanto,
sucintamente las características de un canal de transmisión,
especialmente en entorno radiomóvil, con el fin de comprender mejor
el interés de la utilización, en un canal de este tipo, de
modulaciones multiportadoras.
En entorno radiomóvil, la onda emitida
experimenta, durante su recorrido, múltiples reflexiones, y el
receptor, por tanto, recibe una suma de versiones retardadas de la
señal emitida. Cada una de estas versiones resulta atenuada y
desfasada de modo aleatorio. Este fenómeno, conocido con el nombre
de distorsión del retardo (en inglés "delay spread"), genera
interferencia entre símbolos (IES). Por ejemplo, en un entorno de
tipo urbano, la distorsión del retardo es del orden de, o inferior
a, algunos microsegundos.
Suponiendo que el receptor (por ejemplo el
radioteléfono móvil de un automovilista) esté en movimiento, el
efecto Doppler actúa igualmente en cada trayecto, lo que se traduce
en un desfase en frecuencia del espectro recibido, proporcional a
la velocidad de desplazamiento del receptor. Se observará que
existen igualmente otros tipos de efecto Doppler, pudiendo ser
tenidos en cuenta todos por la técnica puesta en práctica de acuerdo
con la invención.
La conjugación de estos efectos se traduce en un
canal de transmisión no estacionario, que presenta profundas
atenuaciones a ciertas frecuencias (se obtiene, por tanto, un canal
selectivo en frecuencia). Para ciertas aplicaciones,
particularmente interesantes en el marco de la invención, la banda
de transmisión es de anchura superior a la banda de coherencia del
canal (es decir, a la banda en la cual la respuesta frecuencial del
canal puede ser considerada como constante, durante una duración
dada). En la banda aparecen por tanto atenuaciones, es decir que en
un instante dado, ciertas frecuencias de la banda resultan muy
atenuadas.
Para combatir estos diferentes fenómenos
(debidos a la IES y al efecto Doppler), se ha considerado,
especialmente en los sistemas de tipo OFDM, añadir un intervalo de
guarda, durante el cual no se transmiten informaciones, con el fin
de garantizar que todas las informaciones recibidas provengan de un
mismo símbolo. En el caso de una desmodulación coherente de las
subportadoras, se corrige entonces la distorsión aportada por el
canal estimando su valor en cualquier punto de la red
tiempo-frecuencia.
La introducción de un intervalo de guarda de
este tipo permite reducir los problemas ligados a la interferencia
entre símbolos, pero un inconveniente de esta práctica de la técnica
anterior es que ésta es de eficacia espectral reducida, no siendo
transmitida ninguna información durante la duración del intervalo de
guarda.
En el marco de la invención, se ha buscado, por
tanto, una técnica que permita reducir la interferencia entre
símbolos que afecte a las señales multiportadoras, sin introducir
intervalo de guarda.
Con el fin de comprender mejor los fenómenos de
interferencia entre símbolos y/o entre portadoras de un múltiplex,
se recuerdan seguidamente las características principales de una
modulación multiportadora. Una modulación multiportadora es ante
todo una modulación digital, es decir un procedimiento de generación
de una señal electromagnética, a partir de una información digital
que hay que transmitir. La originalidad, y el interés, de una
modulación de este tipo es recortar la banda de frecuencia asignada
a la señal en una pluralidad de sub-bandas, elegidas
de anchura inferior a la banda de coherencia del canal, y en las
cuales el canal puede ser considerado entonces como constante
durante la duración de transmisión de un símbolo. La información
digital que hay que transmitir durante esta duración queda
repartida entonces en cada una de las sub-bandas,
con el fin de:
- -
- disminuir la rapidez de modulación (es decir, aumentar la duración símbolo), sin modificar el caudal transmitido;
- -
- modelar simplemente la acción del canal en cada una de las sub-bandas, habiendo recurrido al módulo del multiplicador complejo.
\vskip1.000000\baselineskip
En recepción, un sistema poco complejo de
corrección de los datos recibidos (consistente en efectuar una
división compleja por el canal estimado) permite recuperar de modo
satisfactorio la información emitida en cada una de las portadoras,
salvo en las portadoras que hayan experimentado una atenuación
profunda. En este caso, si no se toma ninguna medida de protección
de la información, se perderán los datos transportados por estas
portadoras. Así pues, un sistema de multiportadoras es únicamente
interesante si la generación de la señal eléctrica va precedida de
tratamientos digitales de los datos, tales como, por ejemplo, una
codificación correctora de errores y/o un entrelaza-
miento.
miento.
Actualmente, se conocen dos tipos de modulación
multiportadora ortogonal, descritos, por ejemplo, en el documento
de patente nº FR 2 733 869, y cuyas características se recuerdan
seguidamente.
El conjunto de las portadoras de una modulación
multiportadora forma un múltiplex. Cada una de las portadoras de
este múltiplex es puesta en forma con la ayuda de una misma función
prototipo, indicada por g(t), que caracteriza la modulación
multiportadora. Se indicará por v_{0} el espaciamiento entre dos
portadoras adyacentes del múltiplex, y por \tau_{0} el
espaciamiento temporal entre dos símbolos de multiportadoras
emitidos. La señal emitida, en cada instante n\tau_{0}, en la
emésima sub-banda de frecuencia central v_{m}, es
1 donde los a_{m,n} representan los datos
digitales que hay que transmitir. La expresión de la señal emitida
en banda baja (centrada alrededor de la frecuencia Mv_{0}) es
entonces:
Se observará que, en aras de la simplificación,
se ha considerado aquí el caso de una señal que presenta un número
par de sub-bandas de frecuencia. Naturalmente, puede
escribirse de modo más general la señal en la forma:
Se recuerda, en efecto, que, de acuerdo con una
técnica clásica, se introducen datos digitales a_{m,n} de valor
nulo en los bordes del espectro, lo que modifica el número de
términos que intervienen efectivamente en la suma anterior, y
permite por ejemplo establecer un número par de portadoras.
Las funciones 4 se denominan
las trasladadas en "tiempo-frecuencia" de
g(t). Para encontrar la información transmitida por cada una
de las sub-portadoras, hay que elegir g(t) y
las fases \varphi_{m,n} de modo que las trasladadas en
"tiempo-frecuencia" anteriores sean separables.
Una condición suficiente para verificar esta propiedad de
separabilidad es que estas trasladadas sean ortogonales, en el
sentido de un producto escalar definido en el conjunto de las
funciones de energía finita (que es un espacio de Hilbert en el
sentido matemático).
Se recuerda que el espacio de las funciones de
energía finita admite los dos productos escalares siguientes:
- -
- el
producto escalar complejo
5
- -
- el
producto escalar real
6
Se definen así dos tipos de modulación
multiportadora:
- -
- una modulación multiportadora de tipo complejo, en la cual la función g(t) elegida garantiza una ortogonalidad en el sentido complejo de sus trasladadas. Este es el caso, por ejemplo, de la modulación OFDM, denominada también OFDM/QAM (en inglés "Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Quadrature Amplitude Modulation"). En una modulación de este tipo, \varphi_{m,n} = 0 y los datos a_{m,n} son complejos.
- -
- una modulación multiportadora de tipo real, en la cual la función g(t) elegida garantiza una ortogonalidad en el sentido real de sus trasladadas. Este es el caso por ejemplo de las modulaciones OFDM/OQAM, OFDM/OMSK (en inglés "Offset Minimum Shift Keying") u OFDM/OQAM/IOTA. En una modulación de este tipo, \varphi_{m,n} = (\pi/2)*(m+n) y los datos a_{m,n} son reales.
\vskip1.000000\baselineskip
Las características de estos dos tipos de
modulación inducen diferencias notorias, especialmente en términos
de densidad de la red tiempo-frecuencia asociada a
la modulación considerada.
Se recuerda que estando destinadas estas
modulaciones multiportadoras a transmitir informaciones a caudal
elevado, su eficacia espectral es bastante elevada, y especialmente
puede llegar a 4 bits/Hz (en el marco de la televisión digital por
ejemplo). La transformación de los bits resultantes de un
codificador corrector de error en símbolo de modulación (en inglés
"maping") será así de tipo QAM (en inglés "quadrature
amplitude modulation", modulación de amplitud en cuadratura.
La transmisión de un dato complejo resultante de
la constelación QAM es puesta en práctica entonces de modo
diferente según el tipo de modulación multiportadora utilizada.
Así, para una modulación de tipo complejo, las
partes real e imaginaria de un complejo resultante de la
constelación QAM son transmitidas simultáneamente, cada tiempo
símbolo T_{s}; en el caso de una modulación de tipo real, por el
contrario, las partes real e imaginaria son transmitidas con un
desfase temporal de un semitiempo símbolo (T_{s}/2) (se habla
entonces de Offset QAM u OQAM).
Para una misma banda de transmisión y un mismo
número de sub-portadoras, será preciso, por tanto,
para transmitir un mismo caudal, que el ritmo de emisión de
símbolos de multiportadora de tipo real sea dos veces más rápido
que aquél de los símbolos de multiportadora de tipo complejo.
Por otra parte, estos dos modos de transmisión
de información están caracterizados por la densidad de la red
tiempo-frecuencia d=1/(v_{0} \tau_{0})
asociada. Así, las modulaciones multiportadoras de tipo real
corresponden a una densidad d=2, mientras que las modulaciones
multiportadoras de tipo complejo corresponden a una densidad
d=1.
Las características distintas de las
modulaciones multiportadoras de tipo real, por una parte, y de tipo
compleja, por otra, inducen tratamientos diferentes durante la
puesta en práctica de una estimación del canal de transmisión. En
el caso de una modulación multiportadora de tipo real, y como se
expone en lo que sigue de este documento, el proceso de estimación
de canal resulta en efecto más delicado debido a que solamente se
dispone de una ortogonalidad de las trasladadas en el sentido real.
Con el fin de comprender mejor este problema, en lo que sigue se
describirán las técnicas conocidas de estimación de canal, puestas
en práctica en el marco de una modulación multiportadora tal como
la presentada anteriormente.
En lo que sigue del razonamiento, se supone que
la elección de los parámetros de la modulación multiportadora
asegura que el canal puede ser considerado como
casi-constante en cada una de las
sub-portadoras (canal multiplicativo), para cada
símbolo OFDM. El canal es entonces modelable por un coeficiente
complejo que hay que estimar, H_{m,n} (donde m es el índice de la
sub-portadora y n el del símbolo OFDM
considerado).
Para estimar el canal en OFDM, una técnica
clásica consiste en insertar, en el flujo de portadoras útiles,
portadoras de referencia, en emplazamientos conocidos por el
receptor. En recepción, se leen los valores tomados por estas
portadoras de referencia, denominadas pilotos, y de ellos se deduce
fácilmente la ganancia compleja del canal en estos emplazamientos
de referencia. A partir del valor calculado de la ganancia compleja
en los emplazamientos de referencia se deduce entonces la ganancia
compleja del canal, en el conjunto de los puntos de la red
tiempo-frecuencia transmitida.
En el contexto de la OFDM/QAM, se ha considerado
especialmente un método que se basa en la puesta en práctica de una
estimación por pilotos repartidos (en inglés "scattered
pilots"). Los pilotos son repartidos en el plano
tiempo-frecuencia según un motivo regular, y
permiten medir una versión sub-muestreada del canal.
A continuación, se procede a una interpolación bidimensional para
determinar el valor del canal en cualquier punto de la red
tiempo-frecuencia. Este método es utilizado por
ejemplo por la norma DVB-T ("Digital Video
Broadcasting (DVB); Framing Structure, channel coding and modulation
for digital terrestrial televisión (DVB-T)",
Difusión video digital (DVB); estructura de trama, codificación de
canal y modulación para la televisión digital terrestre
(DVB-T), ETS 300 74.4, Marzo 1997), y está ilustrada
en la figura 1, en la cual se han representado 6 símbolos OFDM
numerados de 0 a 5. Cada cruz (x) representa una portadora de
referencia (o piloto), y cada punto (.) representa un dato útil que
hay que transmitir.
La invención presentada en este documento se
aplica de modo más particular a este método, denominado de
estimación de canal por pilotos repartidos.
En el caso de una modulación multiportadora de
tipo OFDM/OQAM (Offset QAM), el proceso de estimación de canal
resulta más delicado debido a que solamente se dispone de una
ortogonalidad de las trasladadas en el sentido real. En efecto,
para estimar la ganancia compleja del canal en una
sub-portadora dada, conviene realizar la proyección
compleja de la señal recibida sobre la sub-portadora
considerada. Ahora bien, la ortogonalidad de las trasladadas en el
sentido real y el hecho de que las funciones prototipos, incluso
elegidas localizadas lo mejor posible en tiempo y en frecuencia,
son de soporte infinito al menos en uno de los dos ejes temporal o
frecuencial, implican que, incluso en un canal ideal, habrá
interferencia (intrínseca) entre portadoras.
En efecto, en el marco de una modulación
multiportadora de tipo real, la parte imaginaria de la proyección
de la señal recibida sobre la base de las trasladadas de la función
prototipo no es nula. Aparece entonces un término perturbador, que
se añade a la señal desmodulada, y que hay que corregir antes de
proceder a la estimación del canal. Así pues, es necesario concebir
métodos que permitan compensar esta pérdida de ortogonalidad
compleja, y que así se atenúen los inconvenientes de esta práctica
de la técnica anterior.
En efecto, de acuerdo con la técnica expuesta
anteriormente, se utiliza la proyección compleja de la señal
multiportadora recibida r(t), en el punto (m_{0},n_{o})
del espacio tiempo-frecuencia para estimar el canal
\hat{H}_{m0,n0} en esta posición. Así, si se emite
\sqrt{\mathit{E}} en (m_{0},n_{0}), se tiene
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Suponiendo que el canal es ideal (r(t) =
s(t)), se debería tener, por tanto: \hat{H}_{m0,n0} = 1.
O sea
\vskip1.000000\baselineskip
La ecuación (II) traduce el hecho de que la
proyección compleja de la señal perfectamente transmitida está sin
embargo afectada por una IES (interferencia entre símbolos)
intrínseca de las modulaciones OFDM/OQAM. Se entiende por IES una
interferencia entre símbolos temporales y/o entre portadoras.
La existencia de esta IES intrínseca, que
perturba la estimación del canal de transmisión, constituye un
inconveniente mayor de esta práctica de la técnica anterior.
La invención tiene por objetivo especialmente
paliar estos inconvenientes de la técnica anterior.
De modo más preciso, un objetivo de la invención
es facilitar una técnica de modulación multiportadora que permita
reducir la interferencia intrínseca entre símbolos y/o entre
portadoras.
Otro objetivo de la invención es poner en
práctica una técnica de modulación multiportadora que sea simple y
poco costosa de poner en práctica.
Todavía otro objetivo de la invención es
facilitar una técnica de modulación multiportadora adaptada a los
sistemas de tipo OFDM/OQAM.
La invención tiene también por objetivo poner en
práctica una técnica de modulación multiportadora que permita
adaptar el método de estimación de canal por pilotos repartidos a
las señales de tipo OFDM/OQAM.
La invención tiene igualmente por objetivo
facilitar una técnica de modulación multiportadora que permita
poner en práctica una estimación de canal por pilotos repartidos
más precisa que de acuerdo con las prácticas de la técnica
anterior.
La invención tiene todavía por objetivo poner en
práctica una técnica de modulación multiportadora que permita una
recepción, una desmodulación y una descodificación mejoradas de la
señal multiportadora emitida.
Estos objetivos, así como otros que se pondrán
de manifiesto en lo que sigue, se consiguen con la ayuda de un
procedimiento de transmisión de una señal multiportadora de acuerdo
con la reivindicación 1.
Así, la invención se basa en un procedimiento
totalmente nuevo e inventivo de la reducción de los fenómenos
inherentes a la interferencia intrínseca entre símbolos y/o entre
portadoras, que afecta a las señales multiportadoras. En efecto, la
técnica puesta en práctica actualmente para reducir los problemas
ligados a la interferencia intrínseca, especialmente en el marco de
los sistemas COFDM/QAM, consiste en introducir un intervalo de
guarda, durante el cual no es transmitida ninguna información útil,
con el fin de garantizar que todos los datos recibidos pertenezcan
a un mismo símbolo. Sin embargo, una solución de este tipo reduce el
caudal de informaciones que pueden ser transmitidas. La invención
se basa, por tanto, en una técnica innovadora de reducción de los
fenómenos de interferencia, que pone en práctica una modulación
multiportadora de pilotos repartidos, que consiste en imponer una o
varias limitaciones al valor de uno o varios elementos de datos
informativos que se desean transmitir, con el fin de reducir la IES
(interferencia entre símbolos) nefasta para la puesta en práctica de
una estimación de canal correcta.
Ventajosamente, dicha señal es de tipo
OFDM/OQAM.
En efecto, se está interesado de modo más
particular en la reducción de la interferencia intrínseca entre
símbolos y/o entre portadoras para las modulaciones de tipo real,
especialmente con miras a una estimación de canal por pilotos
repartidos. Como se expuso anteriormente en el documento, el proceso
de estimación de canal es, en efecto, más delicado para las señales
de tipo OFDM/OQAM, en las cuales se dispone únicamente de una
ortogonalidad de las trasladadas en el sentido real. Es, por tanto,
particularmente interesante buscar mejorar la estimación de canal
para este tipo de señales multiportadoras.
Preferentemente, una de las citadas limitaciones
consiste en anular, al menos en una multiportadora piloto, un
término de interferencia debida al menos parcialmente a las
portadoras directamente vecinas del citado piloto en el espacio
tiempo-frecuencia.
Se anula, así, la interferencia que afecta a un
piloto dado, debida a las portadoras que pertenecen a la primera
corona que rodea a este piloto, es decir debida a las portadoras
directamente vecinas del piloto considerado, en el espacio tiempo,
por una parte, y en el espacio frecuencia, por otra. Además, se
puede igualmente anular la interferencia debida a la segunda corona
que rodea a un piloto, constituida por portadoras directamente
vecinas de las portadoras de la primera corona, en el espacio
tiempo, por una parte, y en el espacio frecuencia, por otra. Se
puede también anular la interferencia que afecta a un piloto dado
debida a las coronas 1 a N que rodean a este piloto, donde N >
2.
De acuerdo con una característica ventajosa, una
señal de este tipo es de la forma:
donde g es una función prototipo
predeterminada tal que las citadas portadoras son ortogonales, y
donde los términos a_{m,n} son reales y representan los citados
elementos de datos, siendo \tau_{0} la duración de uno de los
símbolos y siendo v_{0} el espaciamiento entre las citadas
frecuencias portadoras, con 1/(v_{0}\tau_{0}) = 2, y donde
\varphi_{m,n} = (\pi/2)*(m+n), siendo m y n característicos
de la posición, respectivamente en el espacio frecuencia y en el
espacio tiempo, de la portadora que lleva el elemento de datos
a_{m,n}.
Como se mencionó anteriormente, se introducen
clásicamente elementos de datos de valor nulo en los bordes del
espectro. Se puede, así, por ejemplo, elegir el número de elementos
de datos nulos con el fin de poner en práctica un número par de
portadoras útiles.
De acuerdo con una técnica ventajosa, una señal
de este tipo respeta la limitación siguiente:
y donde A_{g} es la función de
ambigüedad de la citada función g, siendo m_{o} y n_{0}
característicos del piloto para el cual se quiere anular la
interferencia.
En el anexo 1, se recuerdan las características
de una función de ambigüedad. Una limitación de este tipo permite,
así, anular el término de interferencia asociado a la primera corona
que rodea a un piloto dado.
Ventajosamente, la citada función g es una
función par, real e isótropa.
Se verifica, así, que:
De modo ventajoso, la citada función g es la
función iota.
En efecto, la función iota es una función
prototipo particularmente interesante en el marco de la modulación
multiportadora OFDM/OQAM porque ésta presenta la característica de
ser idéntica a su transformada de Fourier. Poniendo en práctica la
función prototipo iota, indicada por \Im, se asegura, así, que
\alpha_{1} = \alpha_{2}. Se recuerda que la función iota
está descrita, especialmente, en el documento de patente nº FR 2 733
869.
Preferentemente, la citada limitación se respeta
poniendo en práctica una transformación lineal, que permita fijar
al menos un grado de libertad en un conjunto de al menos una corona
que comprenda las citadas portadoras vecinas del citado piloto
(m_{0}, n_{0}).
De manera preferente, la citada limitación se
respeta poniendo en práctica una transformación lineal, que permita
fijar un grado de libertad en una corona que comprenda las citadas
portadoras directamente vecinas del citado piloto (m_{0},
n_{0}).
Ventajosamente, la citada transformación es
unitaria.
En efecto, la puesta en práctica de una
transformación lineal permite asegurar la conservación de la
energía, y evita la aparición de grandes diferencias de energía
entre las diferentes portadoras constitutivas de la corona o de las
coronas en las cuales se busca reducir y/o anular la interferencia
intrínseca.
De acuerdo con una característica ventajosa, la
energía asociada a cada uno de los citados pilotos es sensiblemente
superior a la energía media de las citadas portadoras moduladas por
un elemento de datos informativo.
En efecto, reforzando la energía de los pilotos
con respecto a la energía media de las portadoras que transportan
información útil (en inglés "boosting"), se garantiza, así, una
mejor protección de los pilotos contra las distorsiones del canal
de transmisión. Se aumenta, así, la calidad de la estimación de
canal.
Preferentemente, los citados pilotos forman un
motivo regular en el espacio tiempo-frecuencia,
estando separados dos pilotos consecutivos en el espacio tiempo,
por una parte, y en el espacio frecuencia, por otra, por al menos
dos portadoras.
Se garantiza, así, que las primeras coronas
respectivas de dos pilotos consecutivos en el espacio tiempo o en
el espacio frecuencia no se solapen, es decir, que no exista
portadora que pertenezca simultáneamente a la primera corona de dos
pilotos distintos. Por otra parte, la puesta en práctica de un
motivo regular de pilotos permite obtener estimaciones de canal de
transmisión en emplazamientos regularmente repartidos en el espacio
tiempo-frecuencia, lo que facilita después la puesta
en práctica de una interpolación con el fin de obtener una
estimación del canal en el conjunto de la red
tiempo-frecuencia.
Ventajosamente, los citados elementos de datos
informativos que pertenecen a un conjunto de al menos una corona
que comprende las citadas portadoras vecinas de un piloto
determinado forman un primer vector, obtenido efectuando el
producto de una matriz determinada de anulación de interferencia y
de un segundo vector constituido por un conjunto de elementos de
datos informativos fuentes, estando fijado el valor de al menos uno
de los citados elementos de datos informativos fuentes.
Así, durante la puesta en trama de los datos
informativos con miras a la constitución de una señal
multiportadora, se pone en práctica una transformación lineal, en
forma de un producto de un vector, que comprende los elementos de
datos que hay que transmitir, y de una matriz de anulación de
interferencia.
Preferentemente, la citada matriz es unitaria,
dependiendo el valor de los coeficientes de la citada matriz de una
función prototipo asociada a la citada señal multiportadora, y al
menos uno de los citados elementos de datos informativos fuentes es
igual a cero; todavía preferentemente, la citada matriz es simétrica
y ortonormal.
De este modo, la conservación de la energía
queda asegurada. Se fija el valor de un elemento de datos
informativo fuente, estando ligados los valores de los otros
elementos de datos unos a otros a través de los coeficientes de la
matriz simétrica ortonormal.
La invención se refiere también a un
procedimiento de recepción de una señal multiportadora de acuerdo
con la reivindicación 16.
La división del valor de los elementos de
referencia en recepción por el valor de los elementos de referencia
en la emisión, conduce, así, a un resultado de precisión aumentada
con respecto a los métodos de la técnica anterior, en razón de la
estructura particular de la señal multiportadora, que permite la
anulación y/o la reducción de la interferencia intrínseca que
afecta a los pilotos.
Ventajosamente, un procedimiento de recepción de
este tipo comprende, además, una etapa de interpolación en tiempo y
en frecuencia de los citados coeficientes, con el fin de obtener una
estimación del citado canal en el conjunto del citado espacio
tiempo-frecuencia.
En efecto, dividiendo el valor de los elementos
de referencia en recepción por el valor conocido de los elementos
de referencia en la emisión, se obtiene una estimación de la función
de transferencia del canal en los únicos emplazamientos de
referencia, correspondiente a la posición de los pilotos en la red
tiempo-frecuencia. Es necesario, por tanto,
extender esta estimación del canal al conjunto de la red
tiempo-frecuencia, procediendo a una etapa de
interpolación.
De acuerdo con una primera variante ventajosa,
la citada etapa de interpolación comprende una subetapa de
interpolación en tiempo y una subetapa de interpolación en
frecuencia.
Estas dos subetapas son entonces sucesivas. Se
puede proceder a una interpolación en tiempo, y después a una
interpolación en frecuencia, o inversamente.
De acuerdo con una segunda variante ventajosa,
la citada etapa de interpolación consiste en realizar una
interpolación simultánea en tiempo y en frecuencia.
Preferentemente, la citada etapa de
interpolación pone en práctica una subetapa de filtrado digital.
Ventajosamente, un procedimiento de recepción de
este tipo tiene en cuenta la citada o las citadas limitaciones
durante la desmodulación y/o la descodificación de los citados
elementos de datos informativos.
De acuerdo con una técnica ventajosa, habiendo
sido construida la citada señal de acuerdo con el procedimiento de
construcción antes citado, un procedimiento de recepción de este
tipo comprende, además, una etapa de recuperación de los citados
elementos de datos informativos fuentes, según la cual se aplica a
un vector recibido correspondiente al citado primer vector una
matriz inversa de la citada matriz determinada de anulación de
interferencia.
Una operación de este tipo es, así, la operación
inversa de la operación puesta en práctica durante la puesta en
trama de la señal y, por tanto, consiste en aplicar, a los elementos
de datos recibidos, la transformación lineal inversa de aquélla
aplicada a los elementos de datos informativos fuentes, durante la
construcción de la señal multiportadora.
La invención se refiere también a un receptor y
a un dispositivo de emisión de una señal multiportadora tal como se
describió anteriormente.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán de manifiesto de modo más claro con la lectura de la
descripción que sigue de un modo de realización preferente, dado a
título de simple ejemplo ilustrativo y no limitativo, y con los
dibujos anejos, en los cuales:
- la figura 1, ya descrita anteriormente,
presenta un ejemplo de realización de una señal, que comprende
pilotos repartidos en una trama COFDM DVB-T;
- la figura 2 ilustra la primera corona
relativa a una portadora dada, en la cual se busca limitar la
interferencia intrínseca en una señal tal como la representada en
la figura 1.
El principio general de la invención se basa en
la anulación de la interferencia intrínseca debida al menos a la
primera corona en ciertas portadoras de referencia del plano
tiempo-frecuencia, denominadas pilotos,
especialmente para una señal multiportadora del tipo OFDM/OQAM.
En relación con las figuras 1 y 2, se presenta
un modo de realización de la limitación de la interferencia
intrínseca en un conjunto de pilotos repartidos de una señal
multiportadora.
En lo que sigue del documento, se está
interesado de modo más particular en una señal de tipo OFDM/OQAM.
Por motivos de simplificación de las notaciones, se supondrá que
todas las portadoras del múltiplex considerado son moduladas. Por
el contrario, de acuerdo con un modo de realización más realista,
puede ser necesario poner en práctica un sobremuestreo, con el fin
de evitar que el repliegue espectral inherente a la generación
digital de la señal no destruya las portadoras del borde. Un
sobremuestreo de este tipo facilita igualmente el filtrado de paso
bajo de la señal.
En primer lugar, se recuerdan algunas notaciones
relativas a la interferencia intrínseca.
\vskip1.000000\baselineskip
La definición y las características de la
función de ambigüedad de una forma de onda están descritas, por
ejemplo, en el documento de patente nº FR 2 733 869. Como
recordatorio, estas informaciones se incluyen en el Anexo 1 de la
presente solicitud de patente. Se recuerda aquí no obstante la
expresión de la función de ambigüedad de la función
x(t):
x(t):
Se recuerdan igualmente algunas propiedades de
la función de ambigüedad:
- -
- si una función x es par, su función de ambigüedad es real;
- -
- si además x es real, su función de ambigüedad es par según la variable frecuencial v;
- -
- si además, x es isótropa (es decir x es igual a su transformada de Fourier), su función de ambigüedad es par según la variable temporal \tau.
\vskip1.000000\baselineskip
En lo que sigue se supondrá que la función
prototipo g(t) asociada a la señal multiportadora considerada
verifica estas propiedades. Éste es el caso especialmente de la
forma de onda iota, \Im(t), descrita en el documento de
patente
nº FR 2 733 869.
nº FR 2 733 869.
\vskip1.000000\baselineskip
El producto escalar complejo de las trasladadas
g_{m,n}(t) y g_{m',n'}(t) vale:
A partir de la ecuación (III), y haciendo el
cambio de variable u = t - (n + n')\tau_{0}/2, se obtiene:
\vskip1.000000\baselineskip
o sea
también:
Una condición necesaria para que la familia de
funciones {g_{m,n}(t)} sea ortogonal en el sentido real es
que g(t) sea par y que Ag (2mv_{0}, 2\pi\tau_{0}) =
\delta_{m,0}\delta_{n,0}. En efecto, en este caso, se
verifica bien que, \forall(m,n) enteros,
En lo que sigue, se supondrá que g(t) es
tal que estas hipótesis se verifican. Éste es el caso especialmente
cuando g(t) es la función iota.
\vskip1.000000\baselineskip
En un canal ideal, la interferencia sobre la
portadora de estudio (m_{0}, n_{0}) debida a las otras
portadoras de la red tiempo-frecuencia es expresada
por I_{m0,n0} en la ecuación (II):
Dado el carácter marcadamente localizado en
tiempo y en frecuencia supuesto de g(t), los términos que
intervienen de modo significativo en esta interferencia son debidos
a las portadoras directamente vecinas de la portadora (m_{0},
n_{0}). Estas portadoras están esquematizadas en la figura 2:
éstas constituyen lo que se denominará la "primera corona"
ligada a la portadora de estudio.
Se considera así la portadora indicada por 20,
cuya posición en el espacio tiempo (respectivamente en el espacio
frecuencia) está indicada por n_{0} (respectivamente m_{0}). Una
portadora 20 de este tipo corresponde a un piloto, es decir que
ésta transporta un elemento de datos cuyo valor en la emisión es
conocido por el receptor. Las portadoras indicadas por 21 a 28, que
son directamente vecinas del piloto 20, constituyen la primera
corona de este piloto. Éstas pertenecen a los símbolos OFDM de
índices n_{0}-1, n_{0} y n_{0}+1 y
corresponden a las frecuencias portadoras de índices m_{0},
m_{0}-1 y m_{0}+1. Se indica por C_{m0,n0} el
término de interferencia representativo de la primera corona, es
decir, el término de interferencia debido a las portadoras
indicadas por 21 a 28, y D_{m0,n0} el término de interferencia
debido a las otras portadoras de la red
tiempo-frecuencia.
Se tiene
\vskip1.000000\baselineskip
con
\vskip1.000000\baselineskip
Supóngase que los a_{m,n} son símbolos BPSK
(en inglés "Binary Phase Shift Keying", modulación binaria con
desplazamiento de fase) tomados en \left\{-\sqrt{e}, +
\sqrt{e}\right\} donde e representa la energía de los símbolos
transmitidos en cada una de las portadoras. Naturalmente, los
a_{m,n} pueden ser símbolos de cualquier otra naturaleza, pero en
aras de la simplificación, se describirá el modo de realización
particular en el cual los a_{m,n} solamente pueden tomar dos
valores distintos. La invención se aplica igualmente, de manera
evidente, al caso en que los a_{m,n} pueden tomar una pluralidad
de valores distintos, por ejemplo 4. Si g(t) es la función
iota, se puede demostrar que, en el caso en que sólo un piloto esté
posicionado en (m_{0}, n_{0}):
En el caso en que varios pilotos estén
repartidos en la trama, si estos son de igual energía que las
portadoras útiles, este resultado permanece válido. Si estos
pilotos son de energía superior a las portadoras útiles, el valor
de 18,6 dB será ampliamente modificado (en función de la relación de
las energías y del motivo de inserción de los pilotos). En lo que
sigue de este ejemplo de realización, se limitará a la reducción de
la IES debida a esta "primera corona".
Las características de g(t) (real, par e
isótropa) implican que
A_{g} (0,v_{0}) = A_{g} (0, -v_{0}), que
se indicará por \alpha_{1},
A_{g} (\tau_{0},0) = A_{g} (-\tau, 0),
que se indicará por \alpha_{2},
que se indicará por
\beta.
La condición necesaria y suficiente más general
que hay que verificar para anular C_{m0,n0} es:
Se significará que ciertas funciones prototipos,
como especialmente la función iota, aseguran que \alpha_{1} =
\alpha_{2}.
\vskip1.000000\baselineskip
En el caso de un canal realista, y adoptando las
notaciones relativas a la modelación de la acción del canal
utilizado anteriormente en este documento, la IES (Interferencia
Entre Símbolos) intrínseca sobre la portadora (m_{0},n_{0}) se
escribe:
La IES intrínseca debida a la primera corona en
este caso realista es igual a:
Para poder anular simplemente esta IES, se
supondrá que el canal es constante en esta corona. Así, se
tendrá:
y por
tanto:
Esta hipótesis, que en la práctica se realiza
eligiendo los parámetros de la modulación de modo adecuado, permite
llegar a una anulación del mismo término (C_{m0,n0}) que en el
caso ideal.
\vskip1.000000\baselineskip
En lo que sigue de este documento se supone que
el canal de transmisión es casi-invariante en el
tiempo en Q símbolos, si Q es la periodicidad temporal del motivo
de los pilotos distribuidos.
Para anular la IES debida a la primera corona
relativa a la portadora (m_{0},n_{0}) basta con verificar la
ecuación (V). Para hacer esto, se fija un grado de libertad en esta
corona, que entonces transportará el equivalente de 7 elementos de
informaciones útiles (en lugar de 8). El método directo podría ser
elegir expresar
a_{m0-1},_{n0-1} por ejemplo, en
función de los otros 7 elementos de la corona. Sin embargo, una
operación de este tipo puede provocar fuertes variaciones de
energía entre esta portadora y las otras 7. Por consiguiente, se
efectúa una transformación lineal y unitaria, con el fin de atenuar
este fenómeno, y asegurar, así, la conservación de energía.
Dependiendo la ecuación (V) del tiempo, esta
transformación será diferente según que los pilotos estén colocados
en símbolos pares o impares. Para los símbolos pares (es decir
cuando el índice n_{0} característico de la posición del piloto
considerado en el espacio tiempo es par), un ejemplo de
transformación se expresa como sigue:
con
donde e_{6} es tomado igual a
cero. Los valores e_{0}, e_{1}, e_{2}, e_{3}, e_{4},
e_{5}, e_{7} son tomados en el alfabeto \left\{-\sqrt{e}, +
\sqrt{e}\right\}, donde e designa la energía de los símbolos
transmitidos en cada una de las portadoras. Para los símbolos
impares (es decir, cuando el índice n_{0} característico de la
posición del piloto considerado en el espacio tiempo es impar),
ésta está representada por ejemplo por la
transformación:
con
donde igualmente e_{6} es tomado
igual a
cero.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con un modo de realización preferido,
que permite asegurar la conservación de la energía, las matrices
M_{0} y M_{1} son elegidas simétricas y ortogonales.
En términos de eficacia espectral, este método
consiste en fijar el valor de 2 reales por piloto (el elemento de
datos transportado por el propio piloto y el elemento de datos
transportado por la portadora dedicada de la primera corona), lo
que es equivalente a lo que se hace en un sistema OFDM/QAM clásico
(de acuerdo con la norma DVB-T por ejemplo), donde
el valor complejo del piloto (o sea correspondiendo respectivamente
2 reales a la parte real y la parte imaginaria del piloto) está
fijado.
\vskip1.000000\baselineskip
A partir de los valores recibidos por cada
piloto, se es capaz de encontrar, por simple división por el valor
emitido conocido, los coeficientes H_{n,k} que representan
entonces una buena estimación del canal, siendo la interferencia
intrínseca sobre estos pilotos reducida.
Para garantizar todavía una mejor protección de
estos pilotos contra las distorsiones del canal, se puede reforzar
la energía de estos pilotos con respecto a la energía media de las
portadoras que transportan información útil (en inglés
"boosting").
Con el fin de obtener una estimación del canal
en el conjunto de las portadoras de la red
tiempo-frecuencia, se efectúa a continuación una
interpolación en tiempo y en frecuencia entre las diferentes
estimadas del canal en las portadoras pilotos. Por ejemplo, esta
interpolación puede hacerse en tiempo y después en frecuencia, o
bien en tiempo y en frecuencia simultáneamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Para un sistema de difusión o de transmisión
basado en la modulación OFDM/OQAM, la puesta en trama resultante de
la estimación de canal particular descrita anteriormente,
comprende:
- -
- pilotos repartidos en el seno de las portadoras útiles según un motivo regular, tal como se ilustra en la figura 1. En el ejemplo de la figura 1, se constata así que, para pasar de un símbolo al símbolo siguiente, se desplaza la posición de un piloto tres pasos hacia la derecha en el espacio frecuencia
\vskip1.000000\baselineskip
El teorema de Shannon implica que:
- -
- el inverso del espacio entre 2 pilotos en tiempo sea superior al ensanchamiento espectral del canal, es decir a 2 veces la frecuencia Doppler máxima.
- -
- el inverso del espacio entre 2 pilotos en frecuencia sea superior al ensanchamiento temporal de la respuesta del canal, es decir, al retardo máximo significativo (de duración media supuesta conocida por mediciones previas de propagación, por ejemplo).
\vskip1.000000\baselineskip
En estos pilotos, el procedimiento de anulación
de la IES intrínseca debida a la primera corona es puesto en
práctica como se describió anteriormente. Estos pilotos, llegado el
caso, pueden ser igualmente "reforzados" con respecto a:
- -
- las portadoras que transportan la información útil;
- -
- llegado el caso, las portadoras dedicadas a otras operaciones de recepción como la recuperación de la sincronización, por ejemplo.
\vskip1.000000\baselineskip
Anexo
1
Sea una función x(t) y su transformada de
Fourier X(t). A ésta se la pueden asociar sus productos
temporal y frecuencial definidos respectivamente por:
La transformada de Winger-Ville
y la función de ambigüedad de x vienen dadas entonces por:
\vskip1.000000\baselineskip
Sea una función x(t). Se indicarán
respectivamente por x^{-} y X las funciones definidas de la manera
siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
Se tienen entonces las relaciones:
Se concluye de esto en particular que si una
función x es par, es decir que x = x^{-}, su función de ambigüedad
es real. Por otra parte, se observará la relación siguiente:
Combinando estas dos relaciones, se obtiene:
\vskip1.000000\baselineskip
La función de ambigüedad se puede reescribir del
modo siguiente:
o
también
\vskip1.000000\baselineskip
Considérese una función trasladada de una
función prototipo x(t) cualquiera, sea:
La función de ambigüedad asociada se escribe
\vskip1.000000\baselineskip
o sea, haciendo u = t-
\tau_{k}
\vskip1.000000\baselineskip
Se consideran dos funciones trasladadas de una
misma función x(t), o sea
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El producto escalar de estas dos funciones se
escribe:
\vskip1.000000\baselineskip
o sea, haciendo u = t -
(\tau_{k} +
\tau_{k}/2):
Claims (23)
1. Procedimiento de transmisión de una señal
multiportadora formada por una sucesión temporal de símbolos
constituidos por un conjunto de elementos de datos, modulando cada
uno de los citados elementos de datos una frecuencia portadora de
la citada señal, comprendiendo los citados elementos de datos, por
una parte, elementos de referencia denominados pilotos, cuyo valor
en la emisión es conocido al menos por un receptor destinado a
efectuar una recepción de la citada señal y, por otra, por elementos
de datos informativos, cuyo valor en la emisión no es conocido
previamente por el citado o los citados receptores, denominándose
portadora a una de las citadas frecuencias portadoras modulada, en
un instante dado, por uno de los elementos de datos,
caracterizado porque, para al menos uno
de los citados pilotos (20), el citado procedimiento:
- -
- determina un conjunto de portadoras (21 a 28) próximas al citado piloto (20) en el espacio tiempo-frecuencia y moduladas cada una por uno de los citados elementos de datos informativos;
- -
- impone al menos una limitación sobre el valor de al menos uno de los citados elementos de datos informativos que modulan las portadoras del citado conjunto de portadoras, en función de los otros elementos de datos informativos que modulan las portadoras del citado conjunto de portadoras.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
la reivindicación 1, caracterizado porque el citado conjunto
de elementos de datos informativos comprende al menos los citados
elementos de datos informativos que pertenecen a la primera corona
de portadoras que rodea al citado piloto en el espacio
tiempo-frecuencia.
3. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado
porque la citada señal es de tipo OFDM/OQAM.
4. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque la citada señal es de la forma:
donde g es una función prototipo
predeterminada tal que las citadas portadoras son ortogonales, y
donde los términos a_{m,n} son reales y representan los citados
elementos de datos, siendo \tau_{0} la duración de uno de los
símbolos y siendo v_{0} el espaciamiento entre las citadas
frecuencias portadoras, con 1/(v_{0}\tau_{0})=2, y donde
\varphi_{m,n}=(\pi/2)*(m+n), siendo m y n característicos de
la posición, respectivamente en el espacio frecuencia y en el
espacio tiempo, de la portadora que lleva el elemento de datos
a_{m,n}.
5. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
la reivindicación 4, caracterizado porque la citada señal
respeta la limitación siguiente:
y donde A_{g} es la función de
ambigüedad de la citada función g, siendo m_{o} y n_{0}
característicos del citado piloto para el cual se quiere anular la
interferencia.
6. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado
porque la citada función g es una función par, real e isótropa.
7. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado
porque la citada función g es la función iota.
8. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado
porque la citada limitación es respetada poniendo en práctica una
transformación lineal, que permite fijar un grado de libertad en un
conjunto de al menos una corona que comprende las citadas portadoras
vecinas del citado piloto (m_{0}, n_{0}).
9. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado
porque la citada limitación es respetada poniendo en práctica una
transformación lineal, que permite fijar un grado de libertad en
una corona que comprende las citadas portadoras directamente vecinas
del citado piloto (m_{0},n_{0}).
10. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado
porque la citada transformación es unitaria.
11. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado
porque la energía asociada a cada uno de los citados pilotos es
sensiblemente superior a la energía media de las citadas portadoras
moduladas por un elemento de datos informativo.
12. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado
porque los citados pilotos forman un motivo regular en el espacio
tiempo-frecuencia, estando separados dos pilotos
consecutivos en el espacio tiempo, por una parte y en el espacio
frecuencia, por otra, por al menos dos portadoras.
13. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
la reivindicación 1, caracterizado porque los citados
elementos de datos informativos que pertenecen a un conjunto de al
menos una corona que comprende las citadas portadoras vecinas de un
piloto determinado forman un primer vector, obtenido efectuando el
producto de una matriz determinada de anulación de interferencia y
de un segundo vector constituido por un conjunto de elementos de
datos informativos fuentes, estando fijado el valor de al menos uno
de los citados elementos de datos informativos fuentes.
14. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
la reivindicación 1, caracterizado porque la citada matriz
es unitaria, dependiendo el valor de los coeficientes de la citada
matriz de una función prototipo asociada a la citada señal
multiportadora, y porque al menos uno de los citados elementos de
datos informativos fuentes es igual a cero.
15. Procedimiento de transmisión de acuerdo con
la reivindicación 1, caracterizado porque la citada matriz
es simétrica y ortonormal.
16. Procedimiento de recepción de una señal
multiportadora formada por una sucesión temporal de símbolos
constituidos por un conjunto de elementos de datos, modulando cada
uno de los citados elementos de datos una frecuencia portadora de
la citada señal, comprendiendo los citados elementos de datos, por
una parte, elementos de referencia denominados pilotos, cuyo valor
en la emisión es conocido al menos por un receptor destinado a
efectuar una recepción de la citada señal y, por otra, por
elementos de datos informativos, cuyo valor en la emisión no es
conocido previamente por el citado o los citados receptores,
denominándose portadora a una de las citadas frecuencias portadoras
modulada, en un instante dado, por uno de los elementos de
datos,
caracterizado porque el citado
procedimiento pone en práctica una estimación de la función de
transferencia de un canal de transmisión, que comprende una etapa
de determinación del valor de al menos ciertos coeficientes de la
citada función de transferencia, que pone en práctica, para al menos
algunos de los citados pilotos, una división del valor de los
citados elementos de referencia en recepción por el valor conocido
de los citados elementos de referencia en la emisión, con el fin de
obtener una buena estimación del citado canal,
y porque el citado procedimiento tiene en
cuenta, durante una etapa de desmodulación y/o de descodificación
de los citados elementos de datos informativos, al menos una
limitación sobre el valor de al menos uno de los citados elementos
de datos informativos que modulan las portadoras de un conjunto de
portadoras, impuesto en emisión, en función de los otros elementos
de datos informativos que modulan las portadoras del citado
conjunto de portadoras, estando formado el citado conjunto por las
portadoras (21 a 28) próximas a un piloto (20) en el espacio
tiempo-frecuencia y moduladas cada una por uno de
los citados elementos de datos informativos.
17. Procedimiento de recepción de acuerdo con la
reivindicación 16, caracterizado porque comprende, además,
una etapa de interpolación en tiempo y en frecuencia de los citados
coeficientes, con el fin de obtener una estimación del citado canal
en el conjunto del espacio tiempo-frecuencia.
18. Procedimiento de recepción de acuerdo con la
reivindicación 17, caracterizado porque la citada etapa de
interpolación comprende una subetapa de interpolación en tiempo y
una subetapa de interpolación en frecuencia.
19. Procedimiento de recepción de acuerdo con la
reivindicación 17, caracterizado porque la citada etapa de
interpolación consiste en realizar una interpolación simultánea en
tiempo y en frecuencia.
20. Procedimiento de recepción de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizado
porque la citada etapa de interpolación pone en práctica una
subetapa de filtrado digital.
21. Procedimiento de recepción de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, caracterizado
porque comprende, además, una etapa de recuperación de los citados
elementos de datos informativos fuentes, según la cual se aplica a
un vector recibido correspondiente al citado primer vector una
matriz inversa de la citada matriz determinada de anulación de
interferencia.
22. Receptor de una señal multiportadora formada
por una sucesión temporal de símbolos constituidos por un conjunto
de elementos de datos, modulando cada uno de los citados elementos
de datos una frecuencia portadora de la citada señal, comprendiendo
los citados elementos de datos, por una parte, elementos de
referencia denominados pilotos, cuyo valor en la emisión es
conocido al menos por un receptor destinado a efectuar una recepción
de la citada señal y, por otra, por elementos de datos
informativos, cuyo valor en la emisión no es conocido previamente
por el citado o los citados receptores, denominándose portadora a
una de las citadas frecuencias portadoras modulada, en un instante
dado, por uno de los elementos de datos,
caracterizado porque el citado receptor
comprende medios de estimación de la función de transferencia de un
canal de transmisión, que comprende medios de determinación del
valor de al menos ciertos coeficientes de la citada función de
transferencia, que pone en práctica, para al menos algunos de los
citados pilotos, una división del valor de los citados elementos de
referencia en recepción por el valor conocido de los citados
elementos de referencia en la emisión, con el fin de obtener una
buena estimación del citado canal,
y porque el citado receptor comprende medios de
desmodulación y/o de descodificación de los citados elementos de
datos informativos, que tienen en cuenta al menos una limitación
sobre el valor de al menos uno de los citados elementos de datos
informativos que modulan las portadoras de un conjunto de
portadoras, impuesto en emisión, en función de los otros elementos
de datos informativos que modulan las portadoras del citado
conjunto de portadoras, estando formado el citado conjunto por las
portadoras (21 a 28) próximas a un piloto (20) en el espacio
tiempo-frecuencia y moduladas cada una por uno de
los citados elementos de datos informativos.
23. Dispositivo de emisión de una señal
multiportadora formada por una sucesión temporal de símbolos
constituidos por un conjunto de elementos de datos, modulando cada
uno de los citados elementos de datos una frecuencia portadora de
la citada señal, comprendiendo los citados elementos de datos, por
una parte, elementos de referencia denominados pilotos, cuyo valor
en la emisión es conocido al menos por un receptor destinado a
efectuar una recepción de la citada señal y, por otra, por
elementos de datos informativos, cuyo valor en la emisión no es
conocido previamente por el citado o los citados receptores,
denominándose portadora a una de las citadas frecuencias portadoras
modulada, en un instante dado, por uno de los elementos de
datos,
caracterizado porque el citado
dispositivo comprende:
- -
- medios para determinar un conjunto de portadoras (21 a 28) próximas a un piloto (20) en el espacio tiempo-frecuencia y moduladas cada una por uno de los citados elementos de datos informativos;
- -
- medios para imponer al menos una limitación sobre el valor de al menos uno de los citados elementos de datos informativos que modulan las portadoras del citado conjunto de portadoras, en función de los otros elementos de datos informativos que modulan las portadoras del citado conjunto de portadoras.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0011990A FR2814302B1 (fr) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | Signal multiporteuse a pilotes repartis concu pour limiter l'interference, procede de construction d'un signal, procede de reception, recepteur et dispositif d'emission correspondants |
| FR0011990 | 2000-09-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2345320T3 true ES2345320T3 (es) | 2010-09-21 |
Family
ID=8854497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES01972178T Expired - Lifetime ES2345320T3 (es) | 2000-09-20 | 2001-09-20 | Señal multiportadora con pilotos repartidos concebida para limitar la interferencia que afecta a dichos pilotos. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7272188B2 (es) |
| EP (1) | EP1319293B1 (es) |
| JP (1) | JP5084092B2 (es) |
| KR (1) | KR100841064B1 (es) |
| AT (1) | ATE459175T1 (es) |
| AU (1) | AU2001291967A1 (es) |
| CA (1) | CA2423583C (es) |
| DE (1) | DE60141407D1 (es) |
| ES (1) | ES2345320T3 (es) |
| FR (1) | FR2814302B1 (es) |
| WO (1) | WO2002025884A1 (es) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2814303A1 (fr) * | 2000-09-20 | 2002-03-22 | France Telecom | Signal multiporteuse a symbole de reference concu pour limiter l'interference, procede de reception, procede de construction, recepteur et dispositif correspondants |
| US7436881B2 (en) * | 2001-09-28 | 2008-10-14 | Nec Corporation | Per-bin DFE for advanced OQAM-based multi-carrier wireless data transmission systems |
| US8483189B2 (en) * | 2003-03-10 | 2013-07-09 | Panasonic Corporation | OFDM signal transmission method, transmission apparatus, and reception apparatus |
| FR2855000B1 (fr) * | 2003-05-14 | 2005-08-12 | Wavecom | Procede de reception d'un signal multiporteuse mettant en oeuvre une determination du format du filtrage de mise en forme et recepteur correspondant |
| US7505397B2 (en) * | 2004-06-16 | 2009-03-17 | Samsung Electronics Co., Ltd | Method for transmitting/receiving data in mobile communication systems using an OFDMA scheme |
| FR2885471A1 (fr) * | 2005-05-03 | 2006-11-10 | France Telecom | Procede de decodage iteratif d'un signal ofdm/oqam utilisant des symboles a valeurs complexes, dispositif et programme d'ordinateur correspondants |
| FR2885470A1 (fr) * | 2005-05-03 | 2006-11-10 | France Telecom | Procede de codage d'un signal multiporteuse de type ofdm/oqam utilisant des symboles a valeurs complexes, signal, dispositifs et programmes d'ordinateur correspondants |
| US7529300B2 (en) | 2005-07-26 | 2009-05-05 | Cubic Corporation | Shaped-offset quadrature amplitude modulation methods and apparatus |
| EP3174235B1 (en) | 2005-08-23 | 2020-10-21 | Apple Inc. | Pilot design for ofdm systems with four transmit antennas |
| WO2007022630A1 (en) | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Nortel Networks Limited | Methods and systems for ofdm multiple zone partitioning |
| WO2007036039A1 (en) | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Nortel Networks Limited | Initial access channel for scalable wireless mobile communication networks |
| ATE444566T1 (de) | 2005-10-26 | 2009-10-15 | France Telecom | Verfahren zum senden eines mehrträgersignals, das für die begrenzung von störungen ausgelegt ist, signal, emssionseinrichtung, empfangsverfahren und einrichtung und entsprechende computerprogramme |
| CN101356757B (zh) | 2006-01-10 | 2012-09-05 | 松下电器产业株式会社 | 多载波调制方法以及利用该方法的发送装置及接收装置 |
| US7876842B2 (en) * | 2006-04-14 | 2011-01-25 | Panasonic Corporation | Multicarrier transmission method, multicarrier modulation signal transmission apparatus, multicarrier modulation signal reception apparatus, multicarrier modulation signal transmission method, and pilot signal generation method |
| JP4838185B2 (ja) * | 2006-04-14 | 2011-12-14 | パナソニック株式会社 | マルチキャリア伝送方法、マルチキャリア変調信号送信装置、マルチキャリア変調信号受信装置、マルチキャリア変調信号送信方法、及びパイロット信号生成方法 |
| US8345791B2 (en) * | 2006-07-12 | 2013-01-01 | France Telecom | Methods for transmitting and receiving a multicarrier signal comprising isolated pilots, corresponding devices and computer program products |
| EP2039095B1 (fr) * | 2006-07-12 | 2014-09-10 | Orange | Procédés d'émission et de réception d'un signal multiporteuse de type OFDM OQAM et pilotes correspondants |
| FR2903834A1 (fr) * | 2006-07-12 | 2008-01-18 | France Telecom | Procedes d'emission et de reception d'un signal multiporteuse comprenant des doublons de donnees,dispositifs et produits programme d'ordinateur correspondants. |
| FR2903833A1 (fr) * | 2006-07-12 | 2008-01-18 | France Telecom | Procedes d'emission et de reception d'un signal multiporteuse mettant en oeuvre une estimation de canal, dispositifs et produits programme d'ordinateur correspondants. |
| WO2008007028A2 (fr) * | 2006-07-12 | 2008-01-17 | France Telecom | Procédés de réception et d'émission d'un signal multiporteuse comprenant un préambule comprenant des éléments de données, dispositifs et produits programme d'ordinateur correspondants |
| US9178732B2 (en) * | 2006-10-19 | 2015-11-03 | Qualcomm Incorporated | Beacon coding in wireless communications systems |
| EP2026521B1 (en) | 2007-07-30 | 2015-11-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for transmitting and receiving different signal types in communication systems |
| WO2009069088A2 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Nxp B.V. | Ici cancellation apparatus and method for ofdm systems |
| WO2009112773A1 (fr) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | France Telecom | Procede de transmission de signaux multi-porteuses dans un systeme multi-antennes |
| KR100943179B1 (ko) * | 2008-07-07 | 2010-02-19 | 한국전자통신연구원 | Ｏｆｄｍ/ｏｑａｍ 통신을 위한 데이터 송수신 방법 및파일럿 구성 방법 |
| GB2487906B (en) * | 2011-02-04 | 2015-02-25 | Wireless Tech Solutions Llc | Telecommunication method and system |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2658016B1 (fr) * | 1990-02-06 | 1994-01-21 | Etat Francais Cnet | Procede de diffusion de donnees numeriques, notamment pour la radiodiffusion a haut debit vers des mobiles, a entrelacement temps-frequence et demodulation coherente, et recepteur correspondant. |
| ATE139660T1 (de) * | 1990-03-30 | 1996-07-15 | Digi Media Vision Ltd | Sendung und empfang bei einer störenden interferenzumgebung |
| JP3485117B2 (ja) * | 1993-09-10 | 2004-01-13 | ドイチェ トムソン−ブラント ゲーエムベーハー | Ｏｆｄｍ方式の基準信号の伝送方法 |
| FR2733869B1 (fr) * | 1995-05-02 | 1997-07-18 | France Telecom | Signal multiporteuse, procede de construction d'un tel signal et procedes d'emission et de reception correspondants |
| KR100464742B1 (ko) * | 1996-04-19 | 2005-02-28 | 아마티 커뮤니케이션즈 코포레이션 | 다중-캐리어전송시스템에서의무선주파수 간섭의 완화 |
| KR100266601B1 (ko) * | 1998-01-19 | 2000-09-15 | 구자홍 | 디지털 티브이 시스템의 채널 간섭 제거 방법 및 장치 |
| EA002748B1 (ru) * | 1998-04-14 | 2002-08-29 | Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф. | Способ и устройство для точной синхронизации частоты в системах демодуляции множества несущих |
| US6961364B1 (en) * | 2000-04-18 | 2005-11-01 | Flarion Technologies, Inc. | Base station identification in orthogonal frequency division multiplexing based spread spectrum multiple access systems |
-
2000
- 2000-09-20 FR FR0011990A patent/FR2814302B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-09-20 JP JP2002528973A patent/JP5084092B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-09-20 DE DE60141407T patent/DE60141407D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-20 US US10/381,178 patent/US7272188B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-09-20 ES ES01972178T patent/ES2345320T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-20 AU AU2001291967A patent/AU2001291967A1/en not_active Abandoned
- 2001-09-20 EP EP01972178A patent/EP1319293B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-20 AT AT01972178T patent/ATE459175T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-09-20 KR KR1020037004046A patent/KR100841064B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2001-09-20 WO PCT/FR2001/002936 patent/WO2002025884A1/fr not_active Ceased
- 2001-09-20 CA CA002423583A patent/CA2423583C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2002025884A1 (fr) | 2002-03-28 |
| KR100841064B1 (ko) | 2008-06-25 |
| EP1319293A1 (fr) | 2003-06-18 |
| US20040062191A1 (en) | 2004-04-01 |
| JP2004509562A (ja) | 2004-03-25 |
| FR2814302A1 (fr) | 2002-03-22 |
| JP5084092B2 (ja) | 2012-11-28 |
| DE60141407D1 (de) | 2010-04-08 |
| EP1319293B1 (fr) | 2010-02-24 |
| FR2814302B1 (fr) | 2003-02-07 |
| CA2423583C (en) | 2009-09-01 |
| KR20030043964A (ko) | 2003-06-02 |
| US7272188B2 (en) | 2007-09-18 |
| ATE459175T1 (de) | 2010-03-15 |
| CA2423583A1 (fr) | 2002-03-28 |
| AU2001291967A1 (en) | 2002-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2345320T3 (es) | Señal multiportadora con pilotos repartidos concebida para limitar la interferencia que afecta a dichos pilotos. | |
| ES2431337T3 (es) | Nueva estructura de trama para sistemas de múltiples portadoras | |
| US7606138B2 (en) | Multi-symbol encapsulated OFDM system | |
| ES2322077T3 (es) | Transmision escalonada de señales piloto para una estimacion de canal y seguimiento del tiempo. | |
| US7471728B2 (en) | Multicarrier signal, method of tracking a transmission channel based on such a signal and device therefor | |
| ES2432761T3 (es) | Nueva estructura de trama para sistemas de múltiples portadoras | |
| ES2216133T3 (es) | Construccion de señales prototipo para transmision multiportadora. | |
| KR101640595B1 (ko) | 케이블 전송시스템에서의 사용을 위한 프리앰블 생성 방법 및 장치 | |
| JP5900716B1 (ja) | 送信器および受信器 | |
| Roque et al. | Performances of weighted cyclic prefix OFDM with low-complexity equalization | |
| US7292642B2 (en) | Reference symbol multicarrier signal designed to limit intersymbol interference | |
| ES2244242T3 (es) | Codificacion diferencial tiempo-frecuencia para un sistema multiportadora. | |
| EP2385664A1 (en) | Method for transferring data and information enabling an estimate of a wireless link between a source and at least one receiver. | |
| ES2370514T3 (es) | Procedimiento de codificación de una señal multiportadora de tipo ofdm/oqam usando símbolos de valores complejos, señales, dispositivos y programas de ordenador correspondientes. | |
| US11722348B2 (en) | Hybrid reference signal with low PAPR for DFT-S-OFDM | |
| JP5986355B2 (ja) | シングルキャリア直交周波数分割多重方式を用いて発信源と少なくとも１つの受信機との間の無線リンクを推定できるようにするデータ及び情報を転送するための方法及びデバイス、並びに、シングルキャリア直交周波数分割多重方式を用いて発信源と受信機との間の無線リンクを推定するための方法及びデバイス | |
| ES2444415T3 (es) | Nueva trama y estructura de configuración de datos para sistemas de portadoras múltiples | |
| US20090257518A1 (en) | Methods for sending and receiving a multicarrier signal comprising a preamble comprising data elements, corresponding devices and computer products | |
| KR20040035287A (ko) | Ｏｆｄｍ 수신시스템의 동기획득시간을 단축시킬 수 있는ｏｆｄｍ 전송시스템 및 그 방법 | |
| EP2597833A1 (en) | Method and a device for estimating a link between a source and a receiver using SC-FDMA | |
| ES2434171T3 (es) | Nueva trama y estructura de configuración de señalización para sistemas de múltiples portadoras | |
| ES2434541T3 (es) | Nueva trama y estructura de configuración de señalización para sistemas de múltiples portadoras | |
| KR100884407B1 (ko) | 3780-ｐｏｉｎｔ ＩＤＦＴ/ＤＦＴ 프로세서를 가지는ＯＦＤＭ 시스템 및 3780-ｐｏｉｎｔ ＩＤＦＴ/ＤＦＴ프로세서의 구조 | |
| KR101790604B1 (ko) | 송신기들, 수신기들, 및 ofdm 시스템에서 산발적 파일롯 및 연속적 파일롯을 송신 및 수신하는 방법 | |
| ES2449140T3 (es) | Nueva trama y estructura de configuración de señalización para sistemas de múltiples portadoras |