ES2206833T3 - Posicionado preciso de ventana fft en receptores de señales multiportadores. - Google Patents
Posicionado preciso de ventana fft en receptores de señales multiportadores.Info
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Abstract
SE DESARROLLA UN DISPOSITIVO DE RECUPERACION DE POSICIONAMIENTO FINO DE VENTANA DE TRANSFORMADA RAPIDA DE FOURIER PARA UN RECEPTOR DE SISTEMA OFDM, Y, MAS EN PARTICULAR, UN DISPOSITIVO PARA RECUPERAR EL ERROR DE FASE EN UNA VENTANA FFT UTILIZANDO EL NUMERO DE CRUCES POR CERO DEL VALOR DE VARIACION DE FASE CALCULADO ENTRE VALORES COMPLEJOS TRANSMITIDOS Y RECIBIDOS. SE MEJORA, POR TANTO, LA FIABILIDAD DEL SISTEMA AJUSTANDO EL ERROR DE FASE DE LA VENTANA FFT UTILIZANDO EL NUMERO DE CRUCES POR CERO DE LA VARIACION DE FASE CALCULADA ENTRE LOS VALORES COMPLEJOS TRANSMITIDOS Y RECIBIDOS Y EL NUMERO DE CRUCES POR CERO DE LA AMPLITUD DE LA PARTE REAL O DE LA PARTE IMAGINARIA DEL VALOR COMPLEJO RECIBIDO.
Description
Posicionado preciso de ventana FFT en receptores
de señales multiportadores.
La presente invención se refiere a un sistema de
multiplexión por división ortogonal de frecuencia (OFDM) y, más
particularmente, a un aparato de recuperación precisa de posición
de ventana de transformada rápida de Fourier (FFT) de un receptor
OFDM.
Para recuperar una señal OFDM (por ejemplo, una
señal procedente de una emisión digital europea transmitida desde
un transmisor) la sincronización de tiempo debe llevarse a cabo con
precisión. La sincronización de tiempo incluye la recuperación de
la posición de la ventana FFT para el procesamiento paralelo de una
señal correcta y la recuperación del reloj de muestreo para
controlar la señal de reloj de muestreo de un convertidor
analógico-digital (ADC) que permite efectuar el
muestreo de una parte de la señal recibida en la que la relación
señal-ruido (SNR) es más elevada.
En el documento WO 95/19671 se da a conocer un
sistema para sincronizar un receptor OFDM. A partir de los símbolos
de sincronización demodulados, se obtiene una señal de control que
se utiliza para controlar el reloj de muestreo. El desplazamiento
lineal de la señal sometida a la transformada FFT, por lo tanto, se
reduce.
La Figura 1 es un diagrama de bloques que muestra
la estructura de un aparato de recepción de un sistema OFDM
convencional, que incluye un ADC 110 para convertir la señal
analógica OFDM recibida en una señal digital, un detector de inicio
de símbolo 120 para detectar el inicio de un símbolo entre las
muestras proporcionadas por el ADC 110, un controlador de ventana
FFT 130 para generar una señal de control de ventana FFT mediante
la señal de inicio de símbolo generada por el detector de inicio de
símbolo 120 y medios de FFT 140 para efectuar la transformada
rápida de Fourier de los datos generados en el ADC 110 según la
señal de control de ventana FFT generada por el controlador de
ventana FFT 130.
Un símbolo de una señal OFDM incluye un intervalo
de guarda que tiene G longitudes de muestras interpuestas entre los
símbolos para impedir la interferencia entre N muestras de datos
reales, que son las salidas de los medios de transformada rápida de
Fourier inversa (IFFT), y los símbolos cuando hay N medios de FFT.
Es decir, un intervalo de guarda copia la parte posterior de una
sección de datos útil. El transmisor (no mostrado) transmite un
símbolo que incluye (G + N) muestras obtenidas sumando N valores
complejos a G valores complejos obtenidos de los medios de IFFT (no
mostrados).
Ecuación
1
S_{j}=\sum\limits^{N-1}_{n=-G}
x_{m,n}=\sum\limits^{-1}_{n=-G}
\sum\limits^{N-1}_{k=0} x_{m,k}e^{j2\pi
k(N+n)/N} + \sum\limits^{N-1}_{n=0}
\sum\limits^{N-1}_{k=0} X_{m,k} e^{j2\pi
kn/N}
La Ecuación 1 representa el m-ésimo símbolo
formado por el valor complejo obtenido de los medios de FFT 140. En
este caso, m, k, N y n, respectivamente, representan un número de
símbolo, un número de subportadora (índice), el número de muestras
de los datos reales y un tiempo de muestra. En la Ecuación 1, el
primer término
\sum\limits^{-1}_{n=-G}\sum\limits^{N-1}_{k=0} X_{m,k}e^{j2\pi
k(N+n)/N}, representa un intervalo de guarda y el segundo
término
\sum\limits^{N-1}_{n=0}\sum\limits^{N-1}_{k=0} X_{m,k}e^{j2\pi kn/N},
representa los datos reales.
Como se muestra en la Figura 1, el convertidor
analógico-digital (ADC) 110 convierte la señal OFDM
recibida en datos digitales. En la señal OFDM sometida a muestreo
proporcionada por el ADC 110, el detector de inicio de símbolo 120
detecta el inicio de un símbolo para hallar la posición en la que el
valor de correlación cruzada de la señal recibida es más elevada.
El segundo término se introduce en secuencia en los medios de FFT
140 una vez que el intervalo de guarda, que es el primer término de
la Ecuación 1, ha sido eliminado. El controlador de ventana FFT
130 designa la posición de inicio de ventana FFT de los medios de
FFT 140 utilizando la información de inicio de símbolo del detector
de inicio de símbolo 120. Aquí, el primer valor de los medios de
IFFT de transmisión (no mostrados) debe introducirse en el primero
de los medios de FFT 140. El valor proporcionado por el enésimo de
los medios de IFFT debe introducirse en el enésimo de los medios de
FFT 140. El primer valor obtenido de los medios de IFFT del
transmisor debe introducirse en los medios de FFT 140 una vez
efectuada la búsqueda del inicio de un símbolo en el receptor. El
detector de inicio de símbolo 120 detecta el inicio del símbolo en
una etapa inicial como se ha indicado anteriormente. No obstante, el
detector de inicio de símbolo 120 tal vez no calcule correctamente
el inicio de un símbolo, debido al fenómeno del desvanecimiento del
receptor y la influencia del entorno sobre el receptor cuando éste
se desplaza. En consecuencia, el enésimo valor o el segundo valor
del símbolo anterior se introducen en el primero de los medios de
FFT 140. Por lo tanto, el valor puede ser arrastrado o empujado e
introducido por la puerta FFT. Cuando no se calcula bien el inicio
de un símbolo, el símbolo no puede recuperarse correctamente. En
consecuencia, el rendimiento del sistema se deteriora.
Uno de los objetivos de por lo menos las formas
de realización preferidas de la presente invención es proporcionar
un aparato de recuperación de posición de ventana de transformada
rápida de Fourier (FFT) que permita una mejor recuperación de los
errores de fase.
Según un primer aspecto de la presente invención,
se proporciona un aparato de recuperación precisa de posición de
ventana FFT para un receptor OFDM que permite recuperar la posición
de una ventana de transformada rápida de Fourier (FFT) mediante un
símbolo que incluye N muestras de datos reales y G muestras que
representan un intervalo de guarda, que comprende: un convertidor
analógico-digital (220) para convertir una señal
OFDM en muestras digitales complejas; un detector de inicio de
símbolo (230) para detectar la parte inicial del símbolo entre las
muestras digitales complejas proporcionadas por el convertidor
analógico-digital; un controlador de ventana FFT
(240) para activar los medios de FFT según la parte inicial del
símbolo detectada por el detector de inicio de símbolo (230) y
medios de FFT (250) para efectuar la conversión de transformada
rápida de Fourier de las muestras digitales complejas generadas por
el convertidor analógico-digital según la salida del
controlador de ventana FFT (240); caracterizado por: un calculador
de fase (260) para calcular las variaciones de fase entre el valor
complejo proporcionado por los medios de FFT (250) y el valor
complejo conocido transmitido para la respectiva subportadora; un
contador de cruces por cero (270) para contar el número de cruces
por cero de las variaciones de fase generadas por el calculador de
fase y estando dispuesto dicho controlador de ventana FFT (240)
para compensar el error de muestra de los medios de FFT, detectando
el resto de error de posición FFT de una unidad de muestra a partir
del número de cruces por cero generados por el contador de cruces
por cero.
Según un segundo aspecto de la presente
invención, se proporciona un aparato de recuperación precisa de
posición de ventana FFT para un receptor OFDM que permite recuperar
la posición de una ventana FFT mediante un símbolo que incluye N
muestras de datos reales y G muestras que representan un intervalo
de guarda como una unidad, que comprende: un convertidor
analógico-digital (330) para convertir una señal
OFDM en muestras digitales complejas; un detector de inicio de
símbolo (340) para detectar la parte inicial del símbolo entre las
muestras digitales complejas proporcionadas por el convertidor
analógico-digital (330); un controlador de ventana
FFT (350) para activar los medios de FFT (360) según la parte
inicial del símbolo detectada por el detector de inicio de símbolo
y medios de FFT (360) para efectuar la conversión de transformada
rápida de Fourier de las muestras digitales complejas generadas por
el convertidor analógico-digital (330) según la
salida del controlador de ventana FFT (350); caracterizado por: un
contador de cruce por cero (370) para contar el número de cruces
por cero de la amplitud de por lo menos una de las funciones que
efectúan la parte real de la señal compleja proporcionada por los
medios de FFT y la función que efectúa la parte imaginaria de la
señal compleja proporcionada por los medios de FFT y estando
dispuesto dicho controlador de ventana FFT (350) para compensar el
error de muestra de los medios de FFT (360) detectando el resto de
error de posición FFT de una unidad de muestra a partir del número
de cruces por cero generado por el contador de cruces por cero
(370).
Para facilitar la comprensión de la presente
invención y mostrar cómo pueden utilizarse las formas de
realización de la misma, a continuación se hará referencia, a
título de ejemplo, a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los
que:
la Figura 1 es un diagrama de bloques que muestra
la estructura de un aparato de recepción de sistema OFDM
convencional y
la Figura 2 es un diagrama de bloques que muestra
una primera forma de realización de un aparato de recuperación
precisa de posición de ventana FFT de un receptor de sistema OFDM
según la presente invención;
la Figura 3 es un diagrama de bloques que muestra
una segunda forma de realización de un aparato de recuperación
precisa de posición de ventana FFT de un receptor de sistema OFDM
según la presente invención;
las Figuras 4a a 4d son gráficos que muestran las
variaciones de fase entre los valores complejos recibidos y
transmitidos de la señal según el error de posición de ventana en
el aparato mostrado en la Figura 2;
las Figuras 5a a 5d son gráficos que muestran los
cambios de la parte real del valor de salida de los medios de FFT
según el error de posición de ventana en el aparato mostrado en la
Figura 3 y
las Figuras 6a a 6d son gráficos que muestran los
cambios de la parte imaginaria del valor de salida de los medios de
FFT según el error de posición de ventana en el aparato mostrado en
la Figura 3.
El aparato mostrado en la Figura 2 es una primera
forma de realización del aparato de recuperación precisa de
posición de ventana FFT preferido para un receptor de sistema OFDM.
El aparato incluye un ADC 220 para convertir la señal OFDM recibida
en una muestra digital compleja, un detector de inicio de símbolo
230 para detectar el inicio de un símbolo entre las muestras
obtenidas del ADC 220, unos medios de FFT 250 para efectuar la
transformada rápida de Fourier de las muestras generadas por el ADC
220, un calculador de fase 260 para calcular la variación de fase
entre el valor complejo proporcionado por los medios de FFT 250 y
el valor conocido por el transmisor y el receptor, un contador de
cruces por cero 270 para contar el número de cruces por cero
mediante la fase calculada en el calculador de fase 260 y un
controlador de ventana FFT 240 para designar la posición de inicio
de la FFT de los medios de FFT 250 a partir de la señal de inicio
de símbolo detectada por el detector de símbolo de inicio 230 y el
número de cruces por cero generado por el contador de cruces por
cero 270.
El aparato mostrado en la Figura 3 es una segunda
forma de realización del aparato de recuperación precisa de
posición de ventana FFT de un receptor de sistema OFDM. El aparato
incluye un ADC 330 para convertir la señal OFDM recibida en una
muestra digital compleja, un detector de inicio de símbolo 340 para
detectar el inicio de un símbolo entre las muestras proporcionadas
por el ADC 330, unos medios de FFT 360 para efectuar la
transformada rápida de Fourier de los datos generados por el ADC
330 según la señal de inicio de símbolo detectada por el detector
de inicio de símbolo 340, un contador de cruces por cero 370 para
contar los cruces por cero de la amplitud obtenida de los medios de
FFT 360 y un controlador de ventana FFT 350 para designar el área de
posición de activación de FFT de los medios de FFT 360 a partir de
la señal de inicio de símbolo detectada por el detector de inicio
de símbolo 340 y el número de cruces por cero generado por el
contador de cruces por cero 370.
Las Figuras 4a a 4d son gráficos que muestran la
variación de fase entre los valores de señal transmitidos y
recibidos según el error de posición de ventana (e = 0, -1,
-2 y -3) en el calculador de fase 260 de la Figura 2. Cuando los
números de índice de subportadora 0 a 2047 se detectan en
secuencia, no existe ningún error de posición de muestra, como se
muestra en el gráfico de la Figura 4a, puesto que no se genera
ninguna diferencia de fase. Las Figuras 4b a 4d son gráficos que
muestran los estados en los que se genera una diferencia de fase,
debido a que se ha generado un error (e = -1, -2 y -3) en una
muestra. En los gráficos de las Figuras 4a a 4d, el eje de las X
representa el índice de la subportadora y el eje de las Y
representa la magnitud de la variación de fase.
Las Figuras 5a a 5d son gráficos que muestran los
cambios de la parte real del valor de salida de los medios de FFT
según el error de posición de ventana (e = 0, -1, -2 y -3) de la
Figura 3. Cuando los números de índice de subportadora 0 a 2047 se
detectan en secuencia, la amplitud no cambia, como se muestra en la
Figura 5a, debido a que no existe ningún error de posición de
muestra cuando se transmite un valor (1, 0) desde el transmisor. Las
Figuras 5b a 5d son gráficos que muestran cómo cambia la amplitud
de la parte real, debido a que se genera un error (e = -1, -2 y -3)
en una muestra. En los gráficos de las Figuras 5a a 5d, el eje de
las X representa el índice de la subportadora y el eje de las Y
representa la magnitud de la parte real.
Las Figuras 6a a 6d son gráficos que muestran los
cambios de la parte imaginaria del valor de salida de los medios de
FFT según el error de posición de ventana de la Figura 3. Cuando
los números de índice de portadora 0 a 2047 se detectan en
secuencia, la amplitud no cambia, como se muestra en la Figura 6a,
debido a que no existe ningún error de posición de muestra cuando se
transmite un valor (1, 0) desde el transmisor.
Las Figuras 6b a 6d son gráficos de muestras que
muestran cómo cambia la amplitud de la parte imaginaria, debido a
que se genera un error de posición en una muestra. En los gráficos
de las Figuras 6a a 6d, el eje de las X representa el índice de la
subportadora y el eje de las Y es la magnitud de la parte
imaginaria.
A continuación, se describirá el funcionamiento y
el efecto de las formas de realización preferidas de la presente
invención.
Como se muestra en la Figura 2, la señal OFDM
recibida se convierte en muestras complejas a través del ADC 220 y
se introduce en secuencia en los medios de FFT 250. El detector de
inicio de símbolo 230 detecta el inicio de un símbolo utilizando
las muestras generadas por el ADC 220 y aplica una señal de inicio
de símbolo al controlador de ventana FFT 240. Los medios de FFT 250
demodulan la señal de cada subportadora modulada por los medios de
IFFT de una puerta de transmisión hacia los medios de FFT y efectúa
la transformada rápida de Fourier de las muestras del segundo
término introducido en secuencia tras eliminar el primer término
del lado derecho de la Ecuación 1, basándose en la señal de inicio
de símbolo aplicada por el detector de inicio de símbolo 230. El
calculador de fase 260 calcula la variación de fase entre el valor
complejo de la señal conocido por el transmisor y el receptor en
relación con una subportadora concreta y el valor complejo de la
señal proporcionada por los medios de FFT 250 que se ha recibido a
través de la subportadora concreta en cada índice de subportadora.
En este caso, el valor complejo de la señal conocido se almacena en
medios de memoria concretos (no mostrados) como, por ejemplo, una
ROM. En caso de que se genere un error en la detección de la parte
del símbolo del detector de inicio de símbolo 230, se genera una
variación de fase en cada subportadora, deteriorándose por lo tanto
el rendimiento del receptor. Entonces, la magnitud de la variación
de fase difiere según el índice de subportadora.
Ecuación
2
\varphi_{MAX} =e .
2\pi
Ecuación
3
\varphi_{k} = \frac{e . 2\pi
. k}{N}, k=0,1,...,
N-1
Las Ecuaciones 2 y 3 representan la magnitud de
la variación de fase máxima según el error de la detección del
inicio de un símbolo y la magnitud de la variación de fase generada
en cada subportadora. Aquí, e representa la magnitud de un error de
recuperación de posición de símbolo FFT, una unidad es una muestra
y k representa el índice de la subportadora. Como se observa en las
Ecuaciones 2 y 3, la variación de fase máxima se genera en el valor
complejo de la señal de la subportadora que tiene la máxima
frecuencia, debido a que el grado de variación de fase es menor,
respecto del mismo error de recuperación de posición de símbolo, al
disminuir el índice de subportadora (al disminuir la frecuencia) y
el grado de la variación de fase es mayor al aumentar la
frecuencia.
Las Figuras 4a a 4d muestran la variación de fase
según el error de recuperación de posición de símbolo FFT en el
caso en que el transmisor transmite el mismo valor complejo
utilizando todas las subportadoras. La variación de fase del valor
complejo correspondiente a cada subportadora se muestra en la
Ecuación 4.
Ecuación
4
\hat{\varphi}_{k}=tan^{-1}\{Im(Y_{k}.X^{\text{*}}_{k})/Re(Y_{k}.X^{\text{*}}_{k})\}
En la Ecuación 4, k, X, Y, Re (Y_{k} .
X^{\text{*}}_{k}) e Im (Y_{k} . X^{\text{*}}_{k})
y^{\text{*}}, respectivamente, denotan un número de subportadora,
un valor complejo conocido por el transmisor y el receptor, un valor
complejo recibido, la parte real y la parte imaginaria del valor
complejo y el valor conjugado del valor complejo.
La forma de la variación de fase estimada
\varphi_{k} según el error de recuperación de posición de ventana
FFT puede caracterizarse mediante el número de cruces por cero de
\varphi_{k}.
El contador de cruces por cero 270 cuenta el
número de cruces por cero de las variaciones calculadas en el
calculador de fase 260, detectando los cambios de signo. El número
de cruces por cero viene representado por la Ecuación 5.
Ecuación
5
a=2e-1
en la que a y e denotan, respectivamente, el
número de cruces por cero y un error de muestra. Por ejemplo,
cuando el transmisor transmite un valor complejo conocido entre el
transmisor y el receptor y el receptor efectúa la transformada
rápida de Fourier en los medios de FFT 250 sin ningún error de
recuperación de ventana, no se genera ninguna diferencia de fase en
la Figura 4a, puesto que no se genera ninguna variación de fase
entre los datos recibidos y los datos conocidos. No obstante, se
generan diferentes variaciones de fase desde el índice 0 hasta el
índice 2047 (0, ..., N - 1) de la subportadora entre los datos
recibidos y los datos conocidos, como se muestra en la Figura 4b,
cuando se genera un error de muestra (e = -1). El grado de la
variación de fase se incrementa al aumentar el índice de la
subportadora. La variación de fase máxima cuya magnitud es de 360
grados (2 \pi radianes) se genera en el índice máximo 2047 (N -
1) (los 360 grados se muestran como 0 grados, puesto que en la
fórmula 4 de la Figura 4b se utiliza la función tan^{-1}).
Asimismo, en caso de que se generen dos errores de muestra (e =
-2), el cruce por cero se produce (2e -1) veces el error de muestra
(e), como se muestra en la Ecuación 5, puesto que la variación de
fase máxima generada en el índice N tiene la magnitud de 720
grados, que son el doble de 360 grados. El error de recuperación de
posición de ventana FFT puede calcularse en una unidad de muestra
detectando en secuencia el número (a) de cruces por cero del
símbolo complejo de la subportadora en el contador de cruces por
cero 270. Es decir, el error de muestra (e) es (a + 1) / 2 como se
muestra en la Ecuación 5. El controlador de ventana FFT 240 designa
la posición en la que se activan los medios de FFT, a partir del
inicio del símbolo detectado por el detector de inicio de símbolo
230, corrige el inicio de símbolo calculando el error (e) de una
unidad de muestra del resto de la FFT a partir del número de cruces
por cero generado por el contador de cruces por cero 270 y cambia la
posición en la que se activan los medios de FFT según el inicio
corregido del símbolo. Asimismo, el controlador de ventana FFT 240
debe determinar el signo del error tras calcular la magnitud del
error de posición de la ventana FFT. En particular, debe determinar
si la posición de la ventana FFT del receptor precede o sigue al
punto del tiempo de la ventana FFT correcto. Por ejemplo, la Figura
4b muestra las variaciones de fase generadas en las respectivas
subportadoras en el caso en que el error de la ventana FFT es -1.
Cuando el error de ventana FFT es de +1 muestras, la variación de
fase generada en las respectivas subportadoras es simétrica
respecto de un eje X cuya variación es 0, como se muestra en la
Figura 4b. Por consiguiente, el signo puede determinarse detectando
el cambio de signo de positivo (+) a negativo (-) o de negativo (-)
a positivo (+) en la posición en la que tiene lugar el cruce por
cero desde el índice 0 de la subportadora. No obstante, cuando
existe un desplazamiento de fase, que es una diferencia de fase
entre las subportadoras RF del transmisor y del receptor, en una
etapa inicial del sistema, la posición de cruce por cero se
desplaza horizontalmente, puesto que el desplazamiento de fase se
añade a la variación de fase respecto del error de posición de
ventana FFT. Entonces, si el movimiento es grande, no podrá
utilizarse ningún procedimiento para determinar el signo del error
de posición de la ventana FFT. El procedimiento indicado a
continuación puede utilizarse para complementar este punto. Aunque
exista un error de ventana FFT (como se muestra en las Figuras 4b,
4c y 4d), se produce muy poca variación de fase en los índices de
subportadora 0 y (N-1). Por consiguiente, el
controlador de ventana FFT 240 puede eliminar la influencia del
desplazamiento de fase restando los valores de variación de fase
del número 0 de los valores de variación de fase de los índices de
subportadora entre 0 y (N - 1) obtenidos del calculador de fase 260
de la Figura 2 y, de ese modo, determinar correctamente el signo
del error de posición de ventana FFT utilizando el cambio del signo
de la posición en la que se produce el cruce por
cero.
Asimismo, es posible mejorar la eficacia de la
transferencia y reducir la carga del calculador de fase 260 de la
Figura 2, utilizando algunas subportadoras concretas, en vez de
todas las subportadoras, para calcular los errores. No obstante, el
rango en el que pueden calcularse los errores es inversamente
proporcional a la distancia entre las subportadoras seleccionadas.
Puesto que se genera una vibración de pequeño rango en la posición
donde se produce el cruce por cero, debido a la vibración del valor
complejo ocasionada por el error de fase del reloj de muestreo del
ADC del receptor y la influencia de ruido ocasionada por los
entornos de ruido gaussiano blanco aditivo, puede generarse un
cruce por cero no deseado. Es posible calcular el número de cruces
por cero contando el número de cambios de signo y utilizando el
cambio de signo de los valores máximo y mínimo de una amplitud.
En la Figura 3, el cambio de amplitud de la parte
real o la parte imaginaria del valor complejo recibido desde la FFT
360 es calculado por el contador de cruces por cero 370. El
contador de cruces por cero 370 cuenta el número de cruces por
cero, seleccionando las amplitudes de la parte real o la parte
imaginaria mediante el cambio de amplitud de la parte real o la
parte imaginaria del valor complejo de la señal proporcionada por
los medios de FFT 360. La relación mostrada en la Ecuación 6 se
establece en el número de cruces por cero de los valores de
variación de fase obtenidos calculando el valor complejo
proporcionado por los medios de FFT 360. El cambio de amplitud de la
parte real y la parte imaginaria se muestra en las Figuras 5b, 5c,
5d, 6b, 6c y 6d.
Ecuación
6
\gamma =
2e=a+1
Ecuación
7
i=2e-1=a
\gamma e i representan el número de cruces por
cero de la parte real y la parte imaginaria del valor complejo
recibido desde los medios de FFT 360 en las Ecuaciones 6 y 7. Es
posible reducir la complejidad de un sistema utilizando el número
de cruces por cero del valor recibido desde los medios de FFT 360,
sin detectar el número de cruces por cero mediante el valor de
variación de fase obtenido calculando la variación de fase entre el
valor complejo transmitido y el valor complejo recibido. El
controlador de ventana FFT 350 designa la posición en la que se
activan los medios de FFT a partir de la parte inicial del símbolo
detectada por el detector de inicio de símbolo 340, calcula el resto
de error de posición FFT(e) de una unidad de muestra
mediante las Ecuaciones 6 y 7 con el número de cruces por cero
generado por el contador de cruces por cero 370, controla la
posición de la muestra en la que se genera el error y genera un
error de recuperación de posición precisa.
Por lo tanto, es posible garantizar la fiabilidad
de un sistema, corrigiendo el error de fase de la ventana FFT
mediante el número de los cruces por cero de la variación de fase
calculada entre los valores complejos transmitidos y recibidos y el
número de los cruces por cero de la amplitud de la parte real o la
parte imaginaria del valor complejo recibido, aunque se genere el
error de recuperación de posición de ventana FFT.
Claims (9)
1. Aparato para la recuperación precisa de la
posición de ventana FFT para un receptor OFDM que permite recuperar
la posición de una ventana de transformada rápida de Fourier (FFT)
mediante un símbolo que incluye N muestras de datos reales y G
muestras que representan un intervalo de guarda, que comprende:
un convertidor analógico-digital
(220) para convertir una señal OFDM en muestras digitales
complejas;
un detector de inicio de símbolo (230) para
detectar la parte inicial del símbolo entre las muestras digitales
complejas proporcionadas por el convertidor
analógico-digital;
un controlador de ventana FFT (240) para activar
los medios de FFT según la parte inicial del símbolo detectada por
el detector de inicio de símbolo (230) y
medios de FFT (250) para efectuar la conversión
de transformada rápida de Fourier de las muestras digitales
complejas generadas por el convertidor
analógico-digital según la salida del controlador de
ventana FFT (240);
caracterizado por:
un calculador de fase (260) para calcular las
variaciones de fase entre el valor complejo proporcionado por los
medios de FFT (250) y el valor complejo conocido transmitido para
la respectiva subportadora;
un contador de cruces por cero (270) para contar
el número de cruces por cero de las variaciones de fase generadas
por el calculador de fase, y
estando dispuesto dicho controlador de ventana
FFT (240) para compensar el error de muestra de los medios de FFT,
detectando el resto de error de posición FFT de una unidad de
muestra a partir del número de cruces por cero generados por el
contador de cruces por cero.
2. Aparato para la recuperación precisa de
posición de ventana FFT según la reivindicación 1, en el que la
variación de fase del calculador de fase (260) se calcula mediante
la ecuación tan^{-1} {Im (Y_{k} . X^{\text{*}_{k}}) / Re
(Y_{k} X^{\text{*}}_{k})}, siendo K, X, Y, Re (...) e Im (...),
y^{\text{*}}, respectivamente, el número de una subportadora, el
valor complejo transmitido que es conocido por el transmisor y el
receptor, el valor complejo recibido, la parte real y la parte
imaginaria del valor complejo y el conjugado del valor
complejo.
3. Aparato para la recuperación precisa de
posición de ventana FFT según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que
el contador de cruces por cero (270) cuenta el punto de cruce por
cero de la variación de fase detectada en secuencia a través de los
números 1 a N de la subportadora.
4. Aparato para la recuperación precisa de
posición de ventana FFT según las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el
que el error de muestra e del controlador de ventana FFT (240) es
(a+1) / 2, siendo a el número de cruces por cero.
5. Aparato para la recuperación precisa de
posición de ventana FFT según las reivindicaciones 1, 2, 3 ó 4, en
el que el controlador de ventana FFT (240) determina el signo del
error de posición de ventana FFT utilizando el cambio de signo de
la posición en la que tiene lugar el cruce por cero.
6. Aparato para la recuperación precisa de
posición de ventana FFT según la reivindicación 5, en el que el
controlador de error de posición de ventana FFT (240) está
destinado a determinar dicho signo de error tras restar los valores
de variación de fase del número 0 de la subportadora de los valores
de variación de fase de todos los números de la subportadora.
7. Aparato para la recuperación precisa de
posición de ventana FFT para un receptor OFDM que permite recuperar
la posición de una ventana FFT mediante un símbolo que incluye N
muestras de datos reales y G muestras que representan un intervalo
de guarda como una unidad, que comprende:
un convertidor analógico-digital
(330) para convertir una señal OFDM en muestras digitales
complejas;
un detector de inicio de símbolo (340) para
detectar la parte inicial del símbolo entre las muestras digitales
complejas proporcionadas por el convertidor
analógico-digital (330);
un controlador de ventana FFT (350) para activar
los medios de FFT (360) según la parte inicial del símbolo
detectada por el detector de inicio de símbolo; y
medios de FFT (360) para efectuar la conversión
de transformada rápida de Fourier de las muestras digitales
complejas generadas por el convertidor
analógico-digital (330) según la salida del
controlador de ventana FFT (350);
caracterizado por:
un contador de cruce por cero (370) para contar
el número de cruces por cero de la amplitud de por lo menos una de
las funciones que efectúan la parte real de la señal compleja
proporcionada por los medios de FFT y la función que efectúa la
parte imaginaria de la señal compleja proporcionada por los medios
de FFT, y
estando dispuesto dicho controlador de ventana
FFT (350) para compensar el error de muestra de los medios de FFT
(360) detectando el resto de error de posición FFT de una unidad de
muestra a partir del número de cruces por cero generado por el
contador de cruces por cero (370).
8. Aparato para la recuperación precisa de
posición de ventana FFT según la reivindicación 7, en el que el
error de muestra e del controlador de ventana FFT (350) es (r+1) /
2 cuando se selecciona dicha parte real, siendo r el número de
cruces por cero de la amplitud de dicha parte real.
9. Aparato para la recuperación precisa de
posición de ventana FFT según la reivindicación 7, en el que el
error de muestra e del controlador de ventana FFT (350) es (i+1) /
2 cuando se selecciona dicha parte imaginaria, siendo i el número
de cruces por cero de la amplitud de dicha parte imaginaria.
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