ES2216492T3 - Procedimiento para el procesamiento de una señal de simbolos de datos. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el procesamiento de una señal, a través de la cual se transmiten datos en la gama de frecuencias con símbolos de datos (ADS, NDS) de la duración del tiempo de símbolo TU, que están separados unos de otros, respectivamente, por medio de un intervalo de protección (SI) de la duración del tiempo del intervalo TD y que están compuestos, respectivamente, por un número determinado de portadoras, en el que las portadoras de uno de los símbolos de datos (ADS, NDS) de la señal son recuperadas en una fase de separación de un receptor en la gama de frecuencias y a partir de al menos una parte de estas portadoras se determinan los datos transmitidos con este símbolo de datos (ADS, NDS), de tal forma que presentan aproximadamente la misma distancia de tiempo sobre toda la duración de tiempo TS compuesta por la duración del tiempo de símbolo TU y la duración del tiempo del intervalo TD.

Description

Procedimiento para el procesamiento de una señal de símbolos de datos.

La invención se refiere a un procedimiento para el procesamiento de una señal, a través de la cual se transmiten datos en la gama de frecuencias con símbolos de datos, que están separados entre sí, respectivamente, por medio de un intervalo de protección y que están compuestos en cada caso por un número determinado de portadoras. Tales señales se conocen especialmente a partir de la transmisión de televisión terrestre digital (Digital Video Broadcasting).

Con tales procedimientos de portadoras múltiples se pueden transmitir datos de una manera distribuida sobre varias portadoras. En el caso de la transmisión paralela, se ajusta toda la banda de frecuencias de un canal de transmisión en varios subcanales con banda de frecuencia correspondientemente menor. Cada subcanal es modulado con una secuencia de datos propia.

Un subcanal está constituido por una portadora, sobre la que se modula la información propiamente dicha, como en los procedimientos de transmisión convencionales. Por lo tanto, en la transmisión paralela están presentes varias subportadoras. En las señales ortogonales, la separación de los subcanales se puede realizar con la ayuda de procedimientos de correlación. De esta manera, se pueden eliminar las perturbaciones de interferencias entre los canales individuales.

Un procedimiento de transmisión normalizado, que utiliza datos paralelos y el modo múltiple de frecuencia, es la multiplexión ortogonal por división de frecuencia (OFDM). En la OFDM, cada portadora está ortogonal con respecto a las otras portadoras. En la transmisión de datos digitales, por lo tanto también en OFDM, los datos no son transmitidos como corriente homogénea de datos, sino en una disposición determinada, que se designa como cuadro. Por ejemplo, cada cuadro está constituido por 68 llamados símbolos de datos. Cada símbolo de datos está constituido de nuevo por un conjunto de varias portadoras, que se transmiten en paralelo. Los símbolos de datos individuales están separados unos de otros por medio de intervalos de protección. Éstos sirven para mantener lo más reducidas posible las interferencias a través de superposiciones de los símbolos de datos entre sí. Esto es necesario para obtener una separación buena de las subportadoras por medio de la transformación de Fourier. Los intervalos de protección se obtienen a través de la continuación periódica de las señales de las subportadoras respectivas en el intervalo de tiempo. En este caso, el intervalo de protección representa una
fracción de la duración de tiempo del símbolo de datos, por ejemplo un cuarto. La continuación periódica del símbolo de datos a través del intervalo de protección posibilita el mantenimiento de la sincronización de la portadora en el receptor. Para la sincronización sirven también portadoras de referencia especiales, que están dispuestas en lugares definidos dentro de un símbolo de datos. El número de estas portadoras de referencia es menor que el número de las portadoras de datos, que contienen la información propiamente dicha.

Además de las portadoras piloto, también las portadoras de parámetros pertenecen a las portadoras de referencia. Con las portadoras piloto se transmiten determinadas secuencias de datos, cuyo valor se conoce en el lado de recepción. Con la ayuda de las portadoras piloto, cuya posición está fijada dentro del cuadro, se puede llevar a cabo la sincronización del receptor con la señal recibida.

Las portadoras de parámetros transmiten al receptor los parámetros utilizados durante la transmisión, como por ejemplo el esquema de modulación y la longitud del intervalo de protección.

Para la OFDM, el número de los datos y las portadoras de referencia así como otros detalles están fijados en las Normas Europeas de Telecomunicaciones ETS 300 744 del Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones, Marzo de 1997.

DATABASE WPI Sección E1, Week 9516 Derwent Publications Ltd., Londres, GB; Clase T01, AN-95120767 XP002104225 & JP 07 046221 A (SONY CORP), 14 de Febrero de 1995 describe un demodulador digital para una señal OFDM.

El documento EP-A-0 682 426 (VICTOR COMPANY OF JAPAN) describe un receptor OFDM con un circuito (circuito de procesamiento del intervalo de protección) para la separación de intervalos de símbolos de datos a partir de la señal recibida, y un demodulador FFT QAM.

Durante la transmisión de una señal, que está constituida por símbolos de datos, que están separados entre sí por medio de intervalos de protección, aparecen intervalos de tiempo con una duración de los intervalos de protección, en los que no se reciben portadoras de datos. Por lo tanto, en el flujo de datos aparecen vacíos, cuya magnitud depende de la longitud de los intervalos de protección. Puesto que en la salida del receptor se desea habitualmente un flujo continuo de datos, los datos son inscritos en una memoria intermedia. Los datos memorizados de esta manera temporalmente son leídos de nuevo de forma continua a una distancia fija. Como memorias intermedias sirven, por ejemplo, memorias FIFO (primero en entrar / primero en salir). Una memoria intermedia de este tipo incrementa y encarece el módulo de recepción.

El cometido de la presente invención es indicar un procedimiento para el procesamiento de una señal a través de la cual se transmiten datos con símbolos de datos que están separados unos de otros, respectivamente, por medio de un intervalo de protección, en el que en el lado de recepción se consigue una corriente de datos continua sin memorización intermedia.

Este cometido se soluciona con un procedimiento con las características de la reivindicación 1 de la patente 1.

La invención tiene la ventaja de que las portadoras recuperadas por la fase de separación no deben ser memorizadas de forma temporal. Se puede prescindir de una memoria intermedia correspondiente. Además, se facilita el procesamiento posterior de la señal, puesto que las portadoras a procesar están presentes en secuencia continua.

La evaluación se puede realizar a velocidad más reducida, puesto que para las portadoras transmitidas durante el periodo de tiempo de la transmisión de un símbolo de datos, la duración de la transmisión está disponible para el símbolo de datos junto con el intervalo de protección. Por lo tanto, la invención se emplea de una manera ventajosa en combinación con otros procedimientos para el procesamiento de señales.

Al procesamiento de señales pertenecen especialmente la detección de portadoras de referencia, la detección de interferencias así como la estimación de canal, que sirve para la corrección por cálculo de las funciones de transmisión del canal. En este caso, se determinan desviaciones de un canal de transmisión real con respecto a un canal estándar establecido con relación a sus propiedades de transmisión. La estimación de la función de transmisión se lleva a cabo con varias portadoras de referencia a través de interpolación.

Para poder realizar estimaciones en un instante determinado, son necesarias portadoras de referencia, que solamente son recibidas en un instante posterior, por lo tanto que no están presentes todavía en el instante determinado. Este problema se soluciona porque la estimación para el instante previo se desplaza al instante posterior. Por lo tanto, se retrasa la estimación del canal durante un instante determinado. Las informaciones de las portadoras de referencia ya presentes en el instante anterior deben memorizarse debido a la estimación retrasada.

Una función de la transmisión estimada del canal sirve para la corrección de los soportes de datos. La fase y la amplitud de los soportes de datos son modificadas para que coincidan con la fase y la amplitud de una portadora de datos correspondiente, que fue transmitida a través del canal de transmisión estándar.

Al procesamiento de señales pertenece también la detección de interferencias, que pueden aparecer, por ejemplo, durante la transmisión de señales analógicas a través del mismo canal.

De una manera más conveniente, de las portadoras de un símbolo de datos solamente se memorizan aquéllas que deben ser utilizadas para el procesamiento de señales.

Las configuraciones de la invención están caracterizadas en las reivindicaciones dependientes.

A continuación se explica la invención en detalle con la ayuda de diagramas representados en las figuras del dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra una comparación de la duración para la transmisión y la evaluación de las portadoras de un símbolo de datos y

La figura 2 muestra un diagrama de tiempo para la explicación del modo de función del dispositivo de recuento controlable.

Una señal a transmitir, que está compuesta por símbolos, que están separados unos de otros por medio de intervalos de protección, se transmite, por ejemplo, a un receptor. Si la duración del símbolo de datos es en este caso T_{U}, la duración del intervalo, es decir, la duración de tiempo de un intervalo de protección (SI), es T_{D}. De acuerdo con ello, la duración total T_{S} para la transmisión de un símbolo de datos y del intervalo de tiempo (SI) correspondiente es T_{S} = T_{U} + T_{D}. La señal es captada por el receptor y es transformada a la gama de frecuencias, con lo que se recuperan las portadoras individuales del símbolo de datos. Para la transformación es especialmente adecuada una transformación de Fourier, para la que se conocen para la evaluación discreta algoritmos que puede realizar fácilmente un procesador de señales. Un ejemplo de un algoritmo de este tipo es la transformación rápida de Fourier (FFT).

Los símbolos de datos recuperados en el lado de recepción presentan la distancia, predeterminada a través del intervalo de protección, de la duración del intervalo T_{D}. Los datos individuales modulados sobre las portadoras de los símbolos de datos se pueden separar de las portadoras a través de la demodulación de las portadoras individuales. Los datos individuales están presentes entonces en paquetes, que presentan igualmente la distancia condicionada por los intervalos de protección.

Por lo tanto, según la invención, se propone controlar después de la transformación de la señal en la gama de frecuencia la evaluación adicional de las portadoras individuales, para que sea realizada de una manera distribuida aproximadamente uniforme sobre toda la duración T_{S}. Para la evaluación de las portadoras de un símbolo de datos inicial (ADS) se utiliza al mismo tiempo el intervalo de protección (SI), que se encuentra entre el símbolo de datos inicial y el símbolo de datos sucesor siguiente. La evaluación de las portadoras del símbolo de datos inicial (ADS) debe estar terminada ya al comienzo del símbolo de datos sucesor (NDS).

En la figura 1, en la hilera superior, se representan la duración del símbolo de datos y la duración del intervalo del símbolo de datos inicial (ADS) y del símbolo de datos sucesor (NDS). Las flechas verticales en la representación del símbolo de datos inicial (ADS) representan las portadoras del símbolo de datos inicial (ADS). Especialmente la representación de las portadoras es sólo esquemática. Su número es 6.817 o bien 1705 según el modo seleccionado de acuerdo con la Norma ETS para OFDM.

En la salida de una fase de separación, en la que se lleva a cabo, por ejemplo, la transformación, o se recuperan las portadoras de los símbolos de datos de otra manera, por ejemplo por medio de filtrado, los símbolos de datos están presenten con la distancia de tiempo de la duración del intervalo T_{D}. La evaluación posterior de las portadoras de los símbolos de datos se controla por un dispositivo de recuento ajustable (ZV). Como dispositivo de recuento ajustable se puede utilizar un DTO (Oscilador Digital de Sincronización Tiempo). Durante una fase de sincronización, que es menor que la duración del intervalo T_{D}, el dispositivo de recuento ajustable (ZV) recibe los parámetros que han sido utilizados durante la transmisión de la señal. A estos parámetros pertenecen el número de las portadoras, que son transmitidas con un símbolo de datos y la duración del tiempo del intervalo T_{D}. A partir del número de las portadoras de un símbolo de datos se puede deducir la duración del símbolo de datos T_{U}. El cociente de la duración total TS conocida entonces y del número de las portadoras del símbolo de datos, que deben ser evaluadas, proporciona entonces el tiempo, en el que debe realizarse la evaluación de una portadora individual. No en todos los casos es necesaria una evaluación de todas las portadoras de un símbolo de datos.

En la figura 1 se muestra, en la segunda hilera, el esquema de tiempo de la evaluación de las portadoras del símbolo de datos inicial. También en el caso de continuación de las portadoras representadas en la segunda hilera de la figura 1 con las portadoras correspondientes del símbolo de datos sucesor (NDS) está presente, entre las portadoras individuales, una distancia aproximadamente constante. Con este esquema de tiempo se conducen las portadoras con preferencia a una unidad de demodulación de las portadoras. En ella se recuperan por medio de demodulación los datos individuales modulados sobre las portadoras. Las portadoras se pueden conducir también en primer lugar a otro procesamiento de señales y luego a la unidad de demodulación de las portadoras.

Con la ayuda del diagrama de tiempo de la figura 2 se explica cómo se controla el proceso de evaluación a través del dispositivo de recuento ajustable (ZV). Habitualmente, la fase de separación trabaja con una frecuencia de sincronización del sistema r, que es predeterminada por un procesador. El procesamiento de las señales de entrada, alimentadas a la fase de separación, se lleva a cabo al ritmo de la frecuencia de sincronización del sistema r. El tiempo, que está disponible para la evaluación de una portadora, no es siempre un múltiplo entero de la frecuencia de sincronización recíproca del sistema r, es decir, del tiempo que requiere un pulso de reloj. El número de los pulsos de reloj N, que son necesarios para la evaluación de una portadora, se calcula en primer lugar a partir de:

N =\frac{T_{s}}{n}.r

El número real de pulsos de reloj N_{I} se obtiene a partir del redondeo de N sobre el número entero mayor siguiente. El dispositivo de recuento calcula ahora el número de los pulsos de reloj N, que puede ser un número racional quebrado. Comenzando en 0, se suma el valor 1/N en cada pulso de reloj del sistema. Si la suma excede el valor 1, entonces el dispositivo de recuento comienza el proceso de recuento desde el principio con el valor 0. Al mismo tiempo se inicia la evaluación de la portadora siguiente. Por medio de este modo de proceder se consigue un redondeo de los números calculados de los pulsos de reloj N para formar el número real de pulsos de reloj N_{I}.

A partir de la figura 2 se deduce que puede aparecer un número diferente de pulsos de reloj reales N_{I} durante la evaluación de dos portadoras consecutivas. Los puntos registrados en la figura 2 identifican el pulso de reloj del sistema r. En los instantes identificados con S se inicia en cada caso una evaluación de la portadora.

Para el procesamiento adicional de señales, por ejemplo la estimación de canal, puede ser necesario que haya que recurrir tanto a las portadoras del símbolo de datos actual como también a las portadoras del símbolo de datos precedente. Las portadoras, que son necesarias después de la evaluación para un procesamiento posterior, son depositadas en un bloque de memoria común, que presenta una capacidad determinada de la memoria.

Las portadoras son memorizadas de forma temporal en el bloque de memoria con respecto a su función en diferentes grupos. Durante la inscripción de las portadoras del grupo respectivo, se sobrescriben las portadoras con el valor más antiguo respectivo en el grupo correspondiente. De esta manera se posibilita una memorización temporal de las portadoras necesarias con un gasto reducido de capacidad de memoria. La fase de separación suministra las portadoras del símbolo actual de datos. Según el tipo de portadora, se leen, adicionalmente a la portadora actual, los valores necesarios para el procesamiento posterior, a partir del bloque de memoria y se conducen a una unidad de procesamiento de señales correspondiente. Las portadoras actuales son escritas entonces igualmente en el bloque de memoria. En este caso, se sobrescriben las portadoras de los tipos de portadoras correspondientes, que presentan el valor más antiguo.

Durante la fase de sincronización, se puede utilizar el bloque de memoria para la memorización de los resultados provisionales, que deben ser memorizados temporalmente para la sincronización.

Claims (6)

1. Procedimiento para el procesamiento de una señal, a través de la cual se transmiten datos en la gama de frecuencias con símbolos de datos (ADS, NDS) de la duración del tiempo de símbolo T_{U}, que están separados unos de otros, respectivamente, por medio de un intervalo de protección (SI) de la duración del tiempo del intervalo T_{D} y que están compuestos, respectivamente, por un número determinado de portadoras, en el que las portadoras de uno de los símbolos de datos (ADS, NDS) de la señal son recuperadas en una fase de separación de un receptor en la gama de frecuencias y a partir de al menos una parte de estas portadoras se determinan los datos transmitidos con este símbolo de datos (ADS, NDS), de tal forma que presentan aproximadamente la misma distancia de tiempo sobre toda la duración de tiempo T_{S} compuesta por la duración del tiempo de símbolo T_{U} y la duración del tiempo del intervalo T_{D}.

2. Procedimiento para el procesamiento de una señal según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte de estas portadoras con portadoras memorizadas de forma temporal es conducida a un procesamiento de señales.

3. Procedimiento para el procesamiento de una señal según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el procesamiento de señales se lleva a cabo una estimación de canal.

4. Procedimiento para el procesamiento de una señal según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las portadoras se memorizan temporalmente, con respecto a su función, en diferentes grupos, siendo sobrescritas las portadoras, que han sido inscritas en un proceso de memorización anterior en al grupo respectivo.

5. Procedimiento para el procesamiento de una señal según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque durante una sincronización del receptor con la señal solamente se memorizan aquellas portadoras, que se necesitan para la sincronización.

6. Procedimiento para el procesamiento de una señal según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la determinación de los datos se realiza con la ayuda de un DTO (Oscilador de Sincronización Digital de Tiempo).