ES2221564A1 - Procedimiento de modulacion diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicacion multiusuario. - Google Patents

Procedimiento de modulacion diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicacion multiusuario.

Info

Publication number
ES2221564A1
ES2221564A1 ES200301120A ES200301120A ES2221564A1 ES 2221564 A1 ES2221564 A1 ES 2221564A1 ES 200301120 A ES200301120 A ES 200301120A ES 200301120 A ES200301120 A ES 200301120A ES 2221564 A1 ES2221564 A1 ES 2221564A1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
phase
amplitude
information
symbols
constellation
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.)
Granted
Application number
ES200301120A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2221564B2 (es
Inventor
Jorge Vicente Blasco Claret
Juan Carlos Riveiro Insua
Agustin Badenes Corella
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MaxLinear Hispania SL
Original Assignee
Diseno de Sistemas en Silicio SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to ES200301120A priority Critical patent/ES2221564B2/es
Application filed by Diseno de Sistemas en Silicio SA filed Critical Diseno de Sistemas en Silicio SA
Priority to EA200501737A priority patent/EA009970B1/ru
Priority to EP04732124A priority patent/EP1624637A1/en
Priority to KR1020057021715A priority patent/KR101069416B1/ko
Priority to CNA2004800196401A priority patent/CN1820477A/zh
Priority to AU2004239873A priority patent/AU2004239873A1/en
Priority to BRPI0410319-0A priority patent/BRPI0410319A/pt
Priority to JP2006530295A priority patent/JP2006529067A/ja
Priority to MXPA05012235A priority patent/MXPA05012235A/es
Priority to CA002525714A priority patent/CA2525714A1/en
Priority to PCT/ES2004/000207 priority patent/WO2004102916A1/es
Priority to TW093113812A priority patent/TWI256811B/zh
Publication of ES2221564A1 publication Critical patent/ES2221564A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2221564B2 publication Critical patent/ES2221564B2/es
Priority to IL171921A priority patent/IL171921A/en
Priority to US11/273,591 priority patent/US20060146960A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/2032Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner
    • H04L27/2053Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases
    • H04L27/206Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers
    • H04L27/2067Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states
    • H04L27/2075Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states in which the data are represented by the change in carrier phase
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/32Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

Procedimiento de modulación diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicación multiusuario. Se caracteriza porque en la información a modular en la diferencia de fase, que pertenece al conjunto de informaciones posibles según el número de fases de la constelación a utilizar, se realiza una aplicación inyectiva entre este conjunto y el conjunto de informaciones posibles a modular correspondiente a la constelación con el máximo número de fases, permitiéndose el cambio de bits por portadora sin enviar una nueva referencia de fase, maximizar el número de símbolos de información dentro de la trama, e implementar un modulador y demodulador de baja complejidad. Aplicable en comunicación digital multiusuario que requiere el cambio de los bits por portadora de la constelación en una misma trama de datos, para adaptarse a la máxima capacidad de transmisión del canal, seguir las variaciones de amplitud del mismo y permitir la transmisión de información de uno a varios usuarios.

Description

Procedimiento de modulación diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicación multiusuario.
Objeto de la invención
La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un procedimiento de modulación diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicación multiusuario.
El procedimiento de la invención es aplicable a sistemas de comunicaciones independientemente del medio físico que empleen para la comunicación y sus principales características consisten en permitir adaptarse a la máxima capacidad de transmisión ofrecida por el canal, realizar un seguimiento de las variaciones de amplitud del mismo y permitir la transmisión de información de uno a varios usuarios de una manera eficiente, facilitando la implementación de un modulador y demodulador de baja complejidad.
Antecedentes de la invención
En los sistemas de telecomunicación para enviar la información a través de un canal de comunicaciones usualmente es necesario modular dicha información; es decir, adecuar y adaptar la información al canal.
Algunos de los principales problemas que encuentra un receptor de comunicaciones digitales son la ecualización, que conlleva una estimación del canal, y la desviación en frecuencia del reloj del receptor respecto del transmisor. Cuando se utilizan modulaciones coherentes QAM (modulación de amplitud en cuadratura) hay que aumentar mucho la complejidad del demodulador para hacer frente a los problemas arriba expuestos. Una solución consiste en utilizar modulaciones diferenciales o DAPSK (modulación diferencial en amplitud y fase) donde la información se codifica en los incrementos de amplitud y de fase. Esta codificación diferencial elimina la necesidad de la estimación del canal en recepción y minimiza en gran parte los efectos de la desviación de frecuencia entre los relojes del transmisor y del receptor. Pero esta reducción en la complejidad del receptor al utilizar una modulación totalmente diferencial, lleva asociada un aumento en la probabilidad de error de bit para el mismo valor de SNR (relación señal a ruido) respecto a las prestaciones de las modulaciones QAM.
Por otro lado la modulación ADPSK (modulación diferencial en fase y coherente en amplitud) es conocida en el estado de la técnica tal y como aparece en "Comparison and optimization of differentially encoded transmission on fading channels", L. Lampe y R. Fischer, Proceedings ISPLC'99 ; "Performance evaluation of noncoherent transmission over power lines", L. Lampe, R. Fischer y R. Schober, Proceedings ISPLC'00; y "Differential encoding strategies for transmission over fading channels", R. Fischer, L. Lampe y S. Calabrel, International Journal on Electronics and Communications.
Dicha modulación es una modulación mixta entre las dos anteriores (QAM y DAPSK), y representa el punto intermedio, en cuanto a prestaciones y complejidad del receptor, entre ambas. Es decir, minimiza el problema que supone la desviación en frecuencia entre los relojes del transmisor y receptor de un sistema de comunicaciones digital y disminuye la complejidad de la estimación del canal, ya que sólo es necesario estimar el canal en amplitud. Por lo tanto, la modulación ADPSK representa el mejor compromiso entre prestaciones y complejidad del receptor para una implementación práctica.
Por otra parte, si se quiere obtener siempre la máxima tasa de transferencia de datos, es necesario adaptar os bits por portadora de la modulación a la capacidad ofrecida por el canal. Es decir, dada una probabilidad de error de bit objetivo, se pretende utilizar el máximo número de bits por portadora que aseguran una probabilidad de error igual o inferior a este valor. Además, en una comunicación multiusuario punto a multipunto o multipunto a multipunto, un transmisor puede enviar información a varios receptores a través de diferentes canales en una misma trama de datos. Por lo tanto, en una misma trama se utilizarán diferentes constelaciones. Otro de los factores importantes para conseguir esa máxima tasa de transferencia de datos es minimizar el overhead (información de control del sistema necesaria para una correcta recepción de los datos y que se envía junto a los mismos). Este overhead es más importante si se utilizan estrategias de transmisión basadas en el empleo de múltiples portadoras como OFDM (multiplexación ortogonal por división en frecuencia.) donde los tiempos de símbolo son mucho mayores y contienen mucha más información que en una comunicación digital en la que se emplea una única frecuencia portadora de información.
La modulación ADPSK tiene dos requisitos importantes. El primero es que, debido a que parte de la información se codifica en los incrementos de fase, es necesario enviar previamente un símbolo que constituye una referencia de fase para el receptor. Asimismo, el resto de la información se codifica en el valor de la amplitud del símbolo recibido. Por lo tanto, el segundo requisito es que hay que estimar el valor de la amplitud de la respuesta del canal para corregir su efecto en el receptor. Además, los canales reales presentan una cierta variación de sus características con el tiempo, que obliga al receptor a realizar un seguimiento y actualización de esa estimación inicial.
Los artículos citados anteriormente describen el funcionamiento del modulador y el demodulador ADPSK y sus prestaciones, y no describe la posibilidad de emplear diferentes constelaciones dentro de una misma trama de datos. En este último caso, para cambiar de constelación sería necesario enviar una nueva referencia de fase o incrementar en gran medida la complejidad del modulador, lo que dificulta la implementación práctica del mismo e impide una comunicación multiusuario óptima. El procedimiento de la invención presentado resuelve este problema, permitiendo el envío de una única referencia de fase al principio de la trama y facilitando una implementación práctica del modulador de baja complejidad.
Asimismo, la invención permite la inserción de símbolos de datos en la trama de manera que usuarios a los que no van dirigidos los datos del transmisor puedan monitorizar el canal y seguir sus variaciones.
Descripción de la invención
Para lograr los objetivos y evitar los inconvenientes indicados en anteriores apartados, la invención consiste en un procedimiento de modulación diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada aplicable en cualquier sistema de comunicaciones que realice comunicaciones bidireccionales de múltiples equipos de usuario. En esta modulación la información se modula en el valor de la amplitud y los incrementos de fase y requiere el envío de un símbolo de referencia de fase previo al envío de símbolos de información, tal y como fue descrito en el apartado anterior. La invención se caracteriza porque en la información a modular en la diferencia de fase, que pertenece al conjunto de informaciones posibles según el número de fases de la constelación a utilizar, se realiza una aplicación inyectiva entre este conjunto y el conjunto de informaciones posibles a modular correspondiente a la constelación con el máximo número de fases. Esta aplicación consiste en una proyección de los elementos del primer conjunto en el mismo número de elementos del segundo conjunto que producen la máxima separación, medida en radianes, de los puntos resultantes de la constelación con el máximo número de fases. De esta forma, la información de entrada al modulador diferencial de fase pertenece a este segundo conjunto.
La ecualización del canal, que se realiza en la recepción, se efectúa en dos etapas, donde la primera consiste en obtener una estimación inicial de la atenuación del canal, y la segunda realiza el seguimiento y la reducción del error residual de la primera estimación mediante la aplicación de un algoritmo adaptativo. En recepción, para realizar la estimación inicial de la atenuación del canal se utiliza el símbolo de referencia de fase y un determinado número de los siguientes símbolos recibidos. Este conjunto de símbolos, formado por el de referencia y un número de símbolos siguientes al de referencia, tienen un valor de amplitud conocido por anticipado. La estimación se realiza mediante la acumulación de las amplitudes de los símbolos que forman el conjunto y el promediado por el número de símbolos que componen dicho conjunto.
Además, gracias al procedimiento de la invención, en estos símbolos siguientes al de referencia se envía información codificada en la diferencia de fase, por lo que se utilizan para enviar información y realizar la estimación inicial de la atenuación del canal.
Por otra parte, esta estimación inicial de la atenuación del canal se utiliza como entrada inicial a un algoritmo adaptativo que permite seguir los cambios de amplitud del canal y reducir el error cometido en la primera estimación a partir de la información modulada recibida.
Para mejorar este seguimiento del canal, y para que usuarios que no sean destinatarios de la información puedan realizar dicho seguimiento, se insertan en la trama símbolos con información codificada en fase y de amplitud conocida en ciertos instantes indicados por el transmisor al receptor.
El procedimiento de la invención descrito permite la implementación práctica de un sistema de comunicaciones multiusuario óptimo, minimizando el overhead y reduciendo la complejidad de modulador y demodulador al permitir cambiar de constelación o de usuario dentro de una misma trama. Además, facilita el envío de información en los símbolos destinados a la estimación de la amplitud o atenuación del canal. Asimismo, permite actualizar la estimación inicial del canal a los usuarios que no son destinatarios de la información. De este modo, pueden seguir su variación en el tiempo mediante la inserción de símbolos en la trama de amplitud conocida pero con información en el incremento de fase.
A continuación, para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.
Breve descripción de las figuras
Figura 1.- Representa el diagrama de bloques de un ejemplo de un modulador ADPSK que integra el procedimiento de la invención.
Figura 2.- Representa el diagrama de bloques del demodulador ADPSK que funciona según la invención.
Figura 3.- Representa la estructura de trama utilizada en un sistema que realice el procedimiento de la invención.
\newpage
Descripción de un ejemplo de realización de la invención
Seguidamente se realiza una descripción de un ejemplo de la invención, haciendo referencia a la numeración adoptada en las figuras.
Como ha sido comentado en el apartado de antecedentes de la invención, la modulación ADPSK es una modulación mixta entre las DAPSK (diferenciales) y las QAM (coherentes). Así pues, los bits a modular se traducen en amplitudes a_{k} (información a modular en la amplitud), y en incrementos de fase \Deltab_{k} (información a modular en el incremento de fase), suponiendo que los M puntos de la constelación se distribuyen en R anillos y P fases, según las siguientes fórmulas:
{(a_{k},\Deltab_{k}),k= . . .,0,1,2,. . .},
Donde:
a_{k}\epsilon{0,1,...,R-1}
\Deltab_{k}\epsilon{0,1,...,P-1}
El equivalente paso-bajo del valor modulado será:
S_{k}=\lambda(A+\mu a_{k})e^{j(2\pi/P)b_{k}}
Donde A es el desplazamiento del primer anillo respecto del centro, µ es el factor que modifica la separación entre los anillos, y:
\lambda=\frac{1}{\sqrt{A^{2}+\mu(R-1)\left(A+\frac{\mu(2R-1)}{6}\right)}};
que se utiliza para normalizar la constelación a potencia unidad.
Y:
b_{k} = (b_{k-1} + \Deltab_{k}) mod P
que representa el carácter diferencial de la fase. Los valores de R, P, A y \mu determinan la geometría de la constelación y, por lo tanto, sus prestaciones. Los valores óptimos se obtienen minimizando la probabilidad de error de bit en recepción. Para cada valor de \mu existe un valor de A que minimiza dicha probabilidad, y por lo tanto, para simplificar los cálculos en este ejemplo de realización del procedimiento de invención, \mu se fija a 1 y en consecuencia las anteriores ecuaciones quedan:
S_{k}=\lambda(A+a_{k})e^{j(2\pi/P)b_{k}}
\lambda=\frac{1}{\sqrt{A^{2}+(R-1)\left(A+\frac{(2R-1)}{6}\right)}}
Los valores óptimos para cada constelación, en este ejemplo de realización, son los siguientes:
Bits Puntos Configuración (PxR) A mu
2 4 4x1 1 1
3 8 4x2 0,8 1
4 16 8x2 1,7 1
5 32 8x4 1,7 1
6 64 16x4 2,5 1
Dadas las características de la modulación, el demodulador necesita una referencia de fase para empezar a demodular los bits codificados en los incrementos de fase, y una estimación de la atenuación del canal para ecualizar la amplitud y poder demodular los bits codificados en ella. En este ejemplo de realización, se utilizan múltiples portadoras (OFDM) y cada portadora se modula en ADPSK para implementar una comunicación punto a multipunto. En una comunicación OFDM la referencia de fase es un símbolo de overhead, al igual que los símbolos necesarios para realizar la primera estimación de la amplitud del canal. Además, en una comunicación punto a multipunto (la trama de información enviada por un nodo puede llevar información para varios nodos), donde cada usuario utilizará unos bits por portadora distintos para maximizar la tasa. de transferencia de datos, sería necesario un cambio de bits por portadora por usuario que requeriría el envío de una nueva referencia de fase, incrementando el overhead, o bien un modulador de una complejidad mayor, lo cual supone un grave problema.
El modulador que incorpora el procedimiento de la invención presentado (figura 1) soluciona dichos problemas de la comunicación multiusuario, aplicando el procedimiento de la invención.
Dada la configuración óptima de la constelación para cada número de bits por portadora, los posibles valores de fase son siempre un subconjunto de los posibles valores de fase de la constelación de puntos más densa. Debido a las características de la modulación, el modulador enviará como primer símbolo de la trama una referencia de fase que no podrá contener información. Después, para permitir el cambio de constelación o de usuario sin tener que enviar otra referencia de fase, se realiza una aplicación inyectiva entre los \Deltab_{k} \epsilon{0,1,...,P-1} correspondientes a la constelación a utilizar y los \Deltab'_{k} \epsilon{0,1,...,P_{max}-1} de la constelación de máximo número de fases de la siguiente manera:
\Delta b'_{k}=\Delta b_{k}\cdot\frac{P_{max}}{P}
El diagrama de bloques del modulador se muestra en la figura 1. Como entradas recibe a_{k} (2), \Deltab_{k} (1), el número de bits de la portadora a modular (3), y una entrada (17) que indica si se trata del símbolo de referencia de fase.
Las salidas del modulador son Re{s_{k}} o componente en fase (12), e Im{s_{k}} o componente en cuadratura (13). Mediante un bloque (4) se realiza la aplicación inyectiva explicada anteriormente y se obtiene \Deltab'_{k} (11). Para las constelaciones óptimas descritas previamente, el cociente \frac{P_{max}}{P} una potencia de dos, por lo que sólo hay que desplazar el valor de entrada (1) en función de los bits por portadora (3). Mediante un bloque (5) se implementa la modulación diferencial de fase de la siguiente forma:
b'_{k}=(b'_{k-1}+\Delta b'_{k}) \ mod \ P_{max}
S_{k}=\lambda(A+a_{k})e^{j(2\pi/P_{max})b'_{k}}
Donde b'_{k-1}, (16) es el valor de fase del símbolo anterior, obtenido de un bloque de memoria (9), al que se le aplica el incremento de fase \Deltab'_{k} (11) para obtener el valor de fase absoluto b'_{k} (15). Como se ha explicado anteriormente, es necesario enviar una referencia de fase al principio de la trama. Para ello la señal que indica el envío de la referencia de fase (17) gobierna un conmutador (14) para seleccionar entre el valor de entrada \Deltab'_{k} (11) o el resultado del incremento b'_{k} (15). Este valor de salida (18) se guarda en la memoria (9) para utilizarlo en el siguiente símbolo. Por lo tanto, en la referencia de fase s_{k} será:
S_{k} =\lambda(A + a_{k})e^{j(2\pi/P_{max})\Delta b'_{k}}
Una implementación eficiente del modulador requiere una memoria (7) con 2\cdotP_{max} posiciones que contienen los siguientes valores:
(19)cos\left(\frac{2\pi}{P_{max}}j\right),
\hskip0,5cm
j=0...P_{max}-1
(20)sin\left(\frac{2\pi}{P_{max}}j\right),
\hskip0,5cm
j=0...P_{max}-1
Pero el tamaño de la memoria (7) puede reducirse a \frac{P_{max}}{4}+1 teniendo en. cuenta las siguientes relaciones trigonométricas:
cos(-\phi) = cos \phi
cos(\pi -\phi) = - cos \phi
sin \phi = cos(\phi - \pi/2)
conteniendo sólo
cos\left(\frac{2\pi}{P_{max}}j\right), j=0...\frac{P_{max}}{4}
Un bloque (8) convierte la señal (18) en dos índices adecuados para indexar la memoria (7) y obtener (19) y (20).
La información a modular en la amplitud, a_{k} (2), y el número de bits por portadora (3) determinan el valor de la amplitud a obtener en una memoria (6). La memoria (6) contiene los valores \lambda(A+a_{j}) (21), por lo que tiene tantas posiciones como la suma del número de amplitudes posibles de todas las constelaciones que se utilizan. Si la señal (17) indica que hay que enviar una referencia de fase, se selecciona la amplitud correspondiente a la constelación de 2 bits por portadora, que sólo lleva información en la fase y tiene una amplitud conocida. Este símbolo de referencia de fase es uno de los que se utiliza en recepción para estimar el canal. Por último, el modulador compone la componente en fase (12) y en cuadratura (13) por medio de unos multiplicadores (10).
La figura 3 muestra la estructura de trama que se utiliza en el sistema de comunicaciones multiusuario en este ejemplo de realización de la invención. El primer símbolo (44) es la referencia de fase, seguido de una serie de símbolos (45) modulados con 2 bits por portadora y que pueden ir dirigidos a todos los posibles usuarios receptores. El conjunto formado por dichos símbolos (45) y la referencia de fase (44) se utiliza además en el receptor de cada uno de ellos para la estimación inicial del canal. Los símbolos (45) llevan información modulada en la fase, reduciendo así el overhead de la estimación de canal. Después se envían símbolos de datos (46) que pueden estar dirigidos a un usuario determinado o a un conjunto de ellos, modulados con un número de bits por portadora determinado. Además, se insertan en la trama símbolos de amplitud conocida (que en este ejemplo de realización están modulados con 2 bits por portadora, siendo esta modulación conocida por todos los equipos que implementan el procedimiento de invención) (47) para que los usuarios que no hayan sido destinatarios de los símbolos de datos anteriores (46) puedan actualizar sus estimaciones de la amplitud del canal y así seguir sus variaciones. De nuevo, estos símbolos llevan información modulada en la fase.
La figura 2 muestra el diagrama de bloques del demodulador del sistema de comunicaciones multiusuari.o para este ejemplo de realización del procedimiento de la invención. La señal paso-bajo modulada recibida (21) se convierte a polares en un bloque (22) obteniéndose la fase \phi_{k}(24) y la amplitud A_{k} (23) recibidas. El incremento de fase, \Delta\hat{\phi}_{K}(28), se obtiene mediante un restador (27) que resta a la fase recibida, \phi_{k} (24), la fase del símbolo anterior, \phi_{k-1} (26), que se obtiene de una memoria (25) en la que previamente fue almacenado:
\Delta\hat{\phi}=\phi_{k}-\phi_{k-1}
Después de esta operación, la fase recibida, \phi_{k} (24), se guarda siempre en la memoria (25) en la posición en la que estaba \phi_{k-1}. Este incremento de fase (28) va acompañado de ruido, por lo que es necesario determinar a cuál de los posibles incrementos transmitidos corresponde. Un detector de fase (29) realiza esta tarea seleccionando como incremento transmitido (43) el más cercano, en cuanto a distancia euclídea, del recibido, \Delta\hat{\phi}_{K}(28). El conjunto de posibles incrementos de fase transmitidos viene determinado por el número de bits de la constelación (31).
Por otra parte, mediante una señal (30) se inhabilita el detector (29) en el símbolo de referencia de fase.
La amplitud recibida, A_{k}(23), se procesa de forma distinta al no tener carácter diferencial. Primero hay que realizar una estimación de la atenuación del canal para poder ecualizar la. amplitud recibida y detectarla. La estimación del canal se realiza mediante un bloque (36).
El estimador de canal (36) realiza un promedio durante los S primeros símbolos ((44) y (45)) y calcula el peso necesario para ecualizar la amplitud, \hat{w} (39), de la siguiente manera:
attn=\frac{\sum\limits_{i=1}^{S}A_{i}}{S}
\hat{w}=\frac{1}{attn}
Para ir acumulando los valores de A_{k}(23) y para guardar el peso calculado, \hat{w} (39), que se aplicará para el símbolo S+1, se utiliza una memoria (37), de la que se pueden reutilizar las mismas posiciones. La señal de estimación de canal (33) indica durante qué símbolos hay que realizar el promediado. Además, inhabilita un bloque (35) mediante el que se actualizan los pesos \hat{w} (39), y un detector de amplitud (32), puesto que se está calculando el valor del peso necesario para ecualizar la amplitud. La amplitud recibida A_{k}(23), se ecualiza mediante un multiplicador (38) para obtener el valor de amplitud de entrada \hat{A}_{k} (41), y aplicarlo al detector de amplitud (32). La amplitud de entrada al detector, \hat{A}_{k} (41), va acompañada de ruido; por lo que el detector (32) debe determinar a qué amplitud de las posibles transmitidas corresponde. El conjunto de posibles amplitudes transmitidas viene determinado por los bits por portadora de la constelación (31). La amplitud detectada, \upbar{A}_{k} (42), es la más cercana, en cuanto a distancia euclídea, de la recibida ecualizada, \hat{A}_{k} (41). Asimismo, el detector de amplitud (32) calcula el error o ruido de amplitud, e_{k} (40), de la siguiente manera:
e_{k} =\upbar{A}_{k} - \hat{A}_{k}
Cuando un usuario es destino de la información, y por tanto conoce los bits por portadora de la constelación, puede actualizar su estimación inicial del canal, actualizando los pesos, \hat{w} (39), mediante un algoritmo adaptativo que minimice e_{k}(40). Este algoritmo se implementa en el bloque de actualización de pesos (35), que se deshabilita durante la estimación inicial de canal, señal (33), y cuando lo indica una señal de inhabilitación (34) que se produce cuando no se conoce la constelación recibida. El algoritmo adpatativo necesita como entradas la amplitud recibida A_{k}(23), el error calculado e_{k} (40), y el valor del peso \hat{w} (39), que se ha aplicado a la amplitud recibida y que se obtiene de la memoria (37).
Este bloque (35) calcula el nuevo valor del peso, que se guarda en la memoria (37), que se aplicará a la amplitud recibida del próximo símbolo. Para que los usuarios que no sean destino de la información, o que no conozcan la constelación empleada, puedan seguir las variaciones del canal y refinar su estimación inicial, se insertan en la trama símbolos de amplitud conocida (47), modulados con 2 bits en este ejemplo de realización de la invención, que sirven para actualizar el peso, \hat{w} (39), y ajustarse mejor al canal. De este modo, todos los usuarios mantienen actualizadas sus estimaciones iniciales de canal. La señal (34) habilita el bloque de actualización (35) durante estos símbolos. Estos símbolos (47) también permiten corregir la posible desviación producida en la estimación de canal por las iteraciones del bloque (35) basadas en los símbolos detectados.

Claims (6)

1. Procedimiento de modulación diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicación multiusuario, aplicable en la comunicación bidireccional de múltiples equipos de usuario en la que se utiliza una modulación diferencial en fase y coherente en amplitud, que requiere el envío de un símbolo de referencia de fase previo al envío de información; se caracteriza porque en la información a modular en la diferencia de fase, que pertenece al conjunto de informaciones posibles según el número de fases de la constelación a utilizar, se realiza una aplicación inyectiva entre este conjunto y el conjunto de informaciones posibles a modular correspondiente a la constelación con el máximo número de fases, consistente en una proyección de los elementos del primer conjunto en el mismo número de elementos del segundo conjunto que producen la máxima separación, medida en radianes, de los puntos resultantes de la constelación con el máximo número de fases; para que la información de entrada al modulador diferencial de fase pertenezca a este segundo conjunto, y así minimizar el overhead (información de control del sistema necesaria para una correcta recepción de los datos y que se envía junto a los mismos), y optimizar el cambio de constelación o de usuario dentro de una misma trama.
2. Procedimiento de modulación diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicación multiusuario, según reivindicación 1, en el que se ecualiza en recepción, caracterizado porque la ecualización del canal se realiza en dos etapas, donde la primera realiza una estimación inicial de la atenuación del canal, y la segunda realiza el seguimiento y la reducción del error residual de dicha estimación mediante un algoritmo adaptativo.
3. Procedimiento de modulación diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicación multiusuario, según reivindicación 2, caracterizado porque la estimación inicial de la atenuación del canal se realiza utilizando el símbolo de referencia de fase y un determinado número de los siguientes símbolos recibidos, donde los símbolos del conjunto formado por el símbolo de referencia y los siguientes símbolos tienen un valor de amplitud conocido por anticipado; realizándose dicha estimación mediante la acumulación de las amplitudes recibidas de los símbolos del conjunto y el promediado entre el número de símbolos que componen dicho conjunto.
4. Procedimiento de modulación diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicación multiusuario, según reivindicación 3, caracterizado porque se envía información codificada en la diferencia de fase en los símbolos utilizados para la estimación inicial de la atenuación del canal siguientes a la referencia de fase.
5. Procedimiento de modulación diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicación multiusuario, según reivindicación 3, caracterizado porque se utiliza la estimación de la atenuación del canal como entrada inicial a un algoritmo adaptativo para seguir los cambios de amplitud del canal a partir de la información modulada recibida y reducir el error cometido en la primera estimación.
6. Procedimiento de modulación diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicación multiusuario, según reivindicación 1, caracterizado porque se envían símbolos de amplitud conocida y con información codificada en fase en ciertos instantes indicados por el transmisor al receptor, para mejorar selectivamente la estimación de amplitud, la relación señal a ruido, o ambas.
ES200301120A 2003-05-14 2003-05-14 Procedimiento de modulacion diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicacion multiusuario. Expired - Fee Related ES2221564B2 (es)

Priority Applications (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200301120A ES2221564B2 (es) 2003-05-14 2003-05-14 Procedimiento de modulacion diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicacion multiusuario.
PCT/ES2004/000207 WO2004102916A1 (es) 2003-05-14 2004-05-11 Procedimiento de modulación diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicación multiusuario
KR1020057021715A KR101069416B1 (ko) 2003-05-14 2004-05-11 멀티유저 통신을 위한 표준화된 코히어런트 진폭과 차동위상 변조 방법
CNA2004800196401A CN1820477A (zh) 2003-05-14 2004-05-11 用于多用户通信的标准化的相干振幅和差动相位调制方法
AU2004239873A AU2004239873A1 (en) 2003-05-14 2004-05-11 Normalised coherent amplitude and differential phase modulation method for multi-user communications
BRPI0410319-0A BRPI0410319A (pt) 2003-05-14 2004-05-11 processo para diferencial padronizado em fase e coerente na modulação da amplitude para comunicação com múltiplos usuários
JP2006530295A JP2006529067A (ja) 2003-05-14 2004-05-11 マルチユーザ通信のための正規化された差動位相変調かつコヒーレント振幅変調の処理方法
MXPA05012235A MXPA05012235A (es) 2003-05-14 2004-05-11 Procedimiento de modulacion diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicacion multiusuario.
EA200501737A EA009970B1 (ru) 2003-05-14 2004-05-11 Способ нормализованной когерентной амплитудной и относительной фазовой модуляции для многопользовательских систем связи
EP04732124A EP1624637A1 (en) 2003-05-14 2004-05-11 Normalised coherent amplitude and differential phase modulation method for multi-user communications
CA002525714A CA2525714A1 (en) 2003-05-14 2004-05-11 Normalised coherent amplitude and differential phase modulation method for multi-user communications
TW093113812A TWI256811B (en) 2003-05-14 2004-05-14 A normalized modulation process that is differential in phase and coherent in amplitude for multi-user communications
IL171921A IL171921A (en) 2003-05-14 2005-11-13 Normalised coherent amplitude and differential phase modulation method for multi-user communications
US11/273,591 US20060146960A1 (en) 2003-05-14 2005-11-14 Normalised coherent amplitude and differential phase modulation method for multiuser communications

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200301120A ES2221564B2 (es) 2003-05-14 2003-05-14 Procedimiento de modulacion diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicacion multiusuario.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2221564A1 true ES2221564A1 (es) 2004-12-16
ES2221564B2 ES2221564B2 (es) 2005-07-16

Family

ID=33443028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200301120A Expired - Fee Related ES2221564B2 (es) 2003-05-14 2003-05-14 Procedimiento de modulacion diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicacion multiusuario.

Country Status (14)

Country Link
US (1) US20060146960A1 (es)
EP (1) EP1624637A1 (es)
JP (1) JP2006529067A (es)
KR (1) KR101069416B1 (es)
CN (1) CN1820477A (es)
AU (1) AU2004239873A1 (es)
BR (1) BRPI0410319A (es)
CA (1) CA2525714A1 (es)
EA (1) EA009970B1 (es)
ES (1) ES2221564B2 (es)
IL (1) IL171921A (es)
MX (1) MXPA05012235A (es)
TW (1) TWI256811B (es)
WO (1) WO2004102916A1 (es)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2221564B2 (es) 2003-05-14 2005-07-16 Diseño De Sistemas En Silicio, S.A. Procedimiento de modulacion diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicacion multiusuario.
KR20080052085A (ko) * 2006-12-07 2008-06-11 한국전자통신연구원 크기 차동 위상 편이 변조 장치 및 그 방법
US10312950B2 (en) * 2014-10-03 2019-06-04 Interdigital Patent Holdings, Inc. Systems and methods for multiuser interleaving and modulation
CN110987121B (zh) * 2019-08-30 2021-01-22 厦门四信通信科技有限公司 一种基于雷达的物位测量方法、装置、设备以及存储介质
CN114422316B (zh) * 2021-12-23 2022-11-25 之江实验室 一种具备相位噪声抑制能力的调制解调方法
CN118191767A (zh) * 2024-05-16 2024-06-14 中国科学院空天信息创新研究院 一种多通道星载sar通道间幅相误差的动态测量方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19945280A1 (de) * 1999-09-22 2001-03-29 Iad Gmbh Digitales Übertragungssystem mit differentieller Vorcodierung und Demodulation eines trägermodulierten Signals sowie Sender und Empfänger hierfür

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2221564B2 (es) 2003-05-14 2005-07-16 Diseño De Sistemas En Silicio, S.A. Procedimiento de modulacion diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicacion multiusuario.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19945280A1 (de) * 1999-09-22 2001-03-29 Iad Gmbh Digitales Übertragungssystem mit differentieller Vorcodierung und Demodulation eines trägermodulierten Signals sowie Sender und Empfänger hierfür

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FISCHER et al.: "Diferential encoding strategies for transmission over fadings channels". AEU International Journal of Electronics and Communications. Gustav Fisher Verlag, Jena, Alemania, 2000, Vol. 54, nº 1, ISSN 1434-8411, paginas 59-66. *
FISCHER et al.: "Diferential encoding strategies for transmission over fadings channels". AEU International Journal of Electronics and Communications. Gustav Fisher Verlag, Jena, Alemania, 2000, Vol. 54, nº 1, ISSN 1434-8411, páginas 59-66. *

Also Published As

Publication number Publication date
US20060146960A1 (en) 2006-07-06
EA009970B1 (ru) 2008-04-28
WO2004102916A1 (es) 2004-11-25
EA200501737A1 (ru) 2006-06-30
IL171921A (en) 2010-11-30
BRPI0410319A (pt) 2006-05-23
CA2525714A1 (en) 2004-11-25
AU2004239873A1 (en) 2004-11-25
IL171921A0 (en) 2006-04-10
CN1820477A (zh) 2006-08-16
ES2221564B2 (es) 2005-07-16
MXPA05012235A (es) 2006-02-08
TW200509622A (en) 2005-03-01
EP1624637A1 (en) 2006-02-08
TWI256811B (en) 2006-06-11
KR101069416B1 (ko) 2011-10-06
KR20060014400A (ko) 2006-02-15
JP2006529067A (ja) 2006-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2420987T3 (es) Dispositivo de transmisión, dispositivo de recepción y método de comunicación para un sistema de comunicaciones OFDM con nueva estructura del preámbulo
IT9047949A1 (it) Metodo per la formazione di un segnale multilivello su una portante ottica coerente mediante modulazione di fase e di polarizzazione della portante e apparato di trasmissione e di ricezione eterodina di segnali formati con tale metodo
CN101641926B (zh) 使用无偏训练序列的正交不平衡缓解
US20110142173A1 (en) Receivers and symbol decoders thereof
EP2264929A1 (en) A data transmission method using OFDM, Physical Layer Network Coding, and decoding of a signal superposition.
BRPI0614037A2 (pt) método e aparelho para gerar formas de onda m-árias em cpm a partir de uma superposição de formas de onda em pam
ES2221564B2 (es) Procedimiento de modulacion diferencial en fase y coherente en amplitud normalizada para comunicacion multiusuario.
Liang et al. Soft-decision star-QAM aided BICM-ID
ES2725648T3 (es) Método y aparato para recuperar señales de QAM moduladas híbridas en el dominio del tiempo
ES2221568B2 (es) Procedimiento de reduccion de la varianza de la estimacion de la relacion señal a ruido de una señal con modulacion diferencial en fase y coherente en amplitud.
ES2249287T3 (es) Metodo para seleccionar un detector de modulacion en unreceptor, y receptor.
KR101271391B1 (ko) 데이터의 다이버시티 전송 방법 및 장치
ES2300135T3 (es) Metodo de recuperacion de portadora de señal.
Ogunyanda et al. Permutation coding with differential quinary phase shift keying for power line communication
CN104243130B (zh) 一种plc物理层时钟同步方法
ES2620987T3 (es) Procedimiento mejorado de modulación por fase continua y emisor que implementa el procedimiento
Wang et al. Physical-Layer Network Coding with High-Order Modulations
Bin The noncoherent least squares phase difference sequence estimator for continuous phase modulation
Chorti et al. Strong secrecy in wireless network coding systems with M-QAM modulators
Kiviranta et al. Receiver structure and estimation of the modulation index for tamed frequency modulated (TFM) signals
Abdaljlil et al. A Comparison Study of BER Performance for 8-PSK and 8-QAM Trellis Coded Modulations in a 2x2 OSTBC-MIMO System
Van Thillo et al. Applying frequency domain equalization to precoded CPM
Almaktof et al. BER Performance Comparison of M-PAM over AWGN and Fading Channels
Some et al. Efficient estimation of continuous phase modulation with unknown carrier phase
Nassar et al. Data detection of mpsk in the presence of rapidly changing carrier phase

Legal Events

Date Code Title Description
EC2A Search report published

Date of ref document: 20041216

Kind code of ref document: A1

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2221564B2

Country of ref document: ES

PC2A Transfer of patent

Owner name: MARVELL HISPANIA, S.L. (SOCIEDAD UNIPERSONAL)

Effective date: 20110519

FD2A Announcement of lapse in spain

Effective date: 20211119