ES2317333T3 - Transmision por radio con longitud variable del intervalo de seguridad (guard interval). - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para transmitir informaciones por radio desde un emisor (BS, MS1, MS2) a un receptor (BS, MS1, MS2), en el que se transmite al menos un primer símbolo de una primera longitud total (Tsymbol), que incluye un primer tramo de tiempo (DATA) con primeros datos de usuario y un segundo tramo de tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los primeros datos de usuario, caracterizado porque se transmite al menos un segundo símbolo de la primera longitud total (T symbol) que incluye un tramo de tiempo (DATA) de longitud distinta al primer tramo de tiempo (DATA), con segundos datos de usuario y un cuarto tramo de tiempo (GI) de longitud distinta al segundo tramo del tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los segundos datos de usuario.
Description
Transmisión por radio con longitud variable del
intervalo de seguridad (guard interval).
La invención se refiere a un procedimiento para
transmitir informaciones por radio desde un emisor a un receptor,
en el que se transmiten símbolos de una primera longitud total, que
incluyen un primer tramo de tiempo con primeros datos de usuario y
un segundo tramo de tiempo con repeticiones cíclicas de los primeros
datos de usuario.
En los sistemas de comunicaciones por radio se
transmiten mensajes, por ejemplo con información de voz, información
de imagen, información de vídeo, SMS (Short Message Service,
servicio de mensajes cortos), MMS (Multimedia Messaging Service,
servicio de mensajes multimedia) u otros datos con la ayuda de ondas
electromagnéticas a través de una interfaz de radio entre emisor y
receptor. Las estaciones de radio pueden ser entonces, en función
de la configuración concreta del sistema de comunicaciones por
radio, estaciones de abonado de diversos tipos o equipos de radio
del lado de la red, como repetidores, puntos de acceso a radio o
estaciones de base. En un sistema de comunicaciones de telefonía
móvil, al menos una parte de las estaciones de abonado son
estaciones de radio móviles. La emisión de las ondas
electromagnéticas se realiza con frecuencias portadoras, que se
encuentran en la banda de frecuencias prevista para el
correspondiente sistema.
Los sistemas de comunicaciones de telefonía
móvil están a menudo configurados como sistemas celulares, por
ejemplo según el estándar GSM (Global System for Mobile
Communication, sistema global para la comunicación móvil) o UMTS
(Universal Mobile Telecommunications System, sistema universal de
telecomunicaciones móviles) con una infraestructura de red
compuesta por ejemplo por estaciones de base, equipos para el
control y mando de las estaciones de base y otros equipos del lado
de la red. Además de estas redes de radio organizadas en amplios
espacios (supralocales) celulares, jerárquicas, hay también redes
locales inalámbricas (WLANs, Wireless Local Area Networks, redes de
área local inalámbricas) con una zona de cobertura por radio
bastante más fuertemente limitada por lo general. Ejemplos de
distintos estándares para WLANs son HiperLAN, DECT, IEEE 802.11,
Bluetooth y WATM.
El acceso de estaciones de abonado al medio de
transmisión común se regula en los sistemas de comunicaciones por
radio mediante procedimientos de acceso múltiple/procedimientos de
multiplexado (Multiple Access, MA). En estos procedimientos de
acceso múltiple puede repartirse el medio de transmisión en la gama
de tiempos (Time Division Multiple Access, acceso múltiple con
división del tiempo, TDMA), en la gama de las frecuencias
(Frequency Division Multiple Access, acceso múltiple con división de
las frecuencias, FDMA), en la gama de códigos (Code Division
Multiple Access, acceso múltiple con división por códigos, CDMA) o
en el ámbito espacial (Space Division Múltiple Access, acceso
múltiple con división del espacio, SDMA) entre las estaciones de
abonado. También son posibles combinaciones de procedimientos de
acceso múltiple, como por ejemplo la combinación de un
procedimiento de acceso múltiple en la gama de las frecuencias con
un procedimiento de acceso múltiple en la gama de códigos.
Para lograr una transmisión de datos lo más
eficiente posible, se fracciona toda la banda de frecuencias
disponible en varias subportadoras (procedimiento multicarrier o
multiportadora). La idea básica de los sistemas multiportadora es
trasladar el problema de partida de la transmisión de una señal de
banda ancha a la transmisión de varias señales de banda estrecha.
Esto tiene entre otros la ventaja de que puede reducirse la
complejidad necesaria en el receptor. Además, un reparto de la
anchura de banda disponible en varias subportadoras de banda
estrecha posibilita una granularidad claramente mayor de la
transmisión de datos en cuanto a la distribución de los datos a
transmitir entre las distintas subportadoras, es decir, los recursos
de radio pueden distribuirse con una mayor finura entre los datos a
transmitir o bien entre las estaciones de abonado. En particular en
transmisiones con velocidad de datos variable o en el tráfico de
datos por ráfagas (bursts) puede aprovecharse de manera eficiente
la anchura de banda disponible mediante la asignación de un cierto
número de subportadoras a distintas estaciones de abonado.
Un ejemplo de un procedimiento de transmisión
multiportadora es el OFDM (Orthogonal Frequency Division
Multiplexing, multiplexado ortogonal con división de frecuencias),
en el cual se utilizan para las subportadoras formas de impulsos
aproximadamente rectangulares en el tiempo. La separación en
frecuencia de las subportadoras se elige tal que en el espacio de
frecuencias para aquella frecuencia en la cual se evalúa la señal de
una subportadora, las señales de las otras subportadoras presentan
un paso por cero. Así las subportadoras son ortogonales entre sí.
Mediante la distancia, la mayoría de las veces muy pequeña, entre
las subportadoras y la cualidad de banda estrecha de las señales
transmitidas sobre las distintas subportadoras en el OFDM, se
asegura que la transmisión dentro de las distintas subportadoras en
general no sea selectiva en frecuencias. Esto simplifica en el
receptor la eliminación de las distorsiones de la señal.
La invención tiene como tarea básica mostrar
procedimientos eficientes para la comunicación por radio. Además,
deben presentarse dispositivos adecuados para realizar el
procedimiento.
Esta tarea se resuelve mediante un procedimiento
con las características de la reivindicación 1, así como mediante
un procedimiento y mediante dispositivos con las características de
las reivindicaciones subordinadas. Ventajosas mejoras y
perfeccionamientos son objeto de las reivindicaciones
subordinadas.
En el procedimiento correspondiente a la
invención para transmitir informaciones por radio desde un emisor a
un receptor, se transmite al menos un primer símbolo de una primera
longitud total, que incluye un primer tramo de tiempo con primeros
datos de usuario y un segundo tramo de tiempo con repeticiones
cíclicas de los primeros datos de usuario. Además, se transmite al
menos un segundo símbolo de la primera longitud total, que incluye
un tercer tramo de tiempo de diferente longitud respecto al primer
tramo de tiempo con segundos datos de usuario y un cuarto tramo de
tiempo con diferente longitud respecto al segundo tramo de tiempo
con repeticiones cíclicas de los segundos datos de usuario.
Ventajosamente el emisor es un equipo del lado
de la red de un sistema de comunicaciones por radio y el receptor
es una estación de abonado móvil o fija del sistema o a la inversa.
La invención puede referirse tanto la transmisión en sentido
ascendente como también en sentido descendente.
Se transmiten símbolos que están compuestos en
la gama de tiempos por al menos dos tramos de tiempo: un tramo de
tiempo con datos de usuario y un tramo de tiempo con repeticiones
cíclicas de los datos de usuario. Es posible que los símbolos
dispongan de otros tramos de tiempo, pero es ventajoso que los
símbolos estén compuestos exclusivamente por ambos tramos de tiempo
citados. En este caso la longitud total de un símbolo resulta como
suma de las longitudes de ambos tramos de tiempo citados.
Se transmiten al menos un primer símbolo y al
menos un segundo símbolo desde el emisor al receptor. La transmisión
de ambos símbolos se realiza preferiblemente uno tras otro, siendo
posible no obstante también una transmisión simultánea. Ambos
símbolos presentan la misma longitud total, siendo distintas tanto
ambas longitudes de los tramos de tiempo para datos de usuario como
también ambas longitudes de los tramos de tiempo de las repeticiones
cíclicas en cada caso entre sí. La longitud total del primer y del
segundo símbolo no tiene por qué ser exactamente la misma. Así es
posible que la longitud total del primer símbolo sea distinta de la
longitud total del segundo símbolo dentro de una zona de
tolerancia.
El segundo y el cuarto tramos de tiempo pueden
utilizarse para evitar interferencias intersímbolos, es decir, para
evitar interferencias entre símbolos enviados uno tras otro en el
tiempo. Estas interferencias surgen debido a los distintos tiempos
de recorrido multivía del canal de radio. Para evitar interferencias
inter-carrier (inter-portadoras),
es decir, interferencias entre subportadoras contiguas, se llena el
intervalo de protección introducido para evitar interferencias
intersímbolos, es decir, el segundo y el cuarto tramos de tiempo,
con complementos cíclicos.
En un perfeccionamiento de la invención, se
realiza la transición de la transmisión de un primer símbolo, de
los que al menos hay uno, a la transmisión de un segundo símbolo, de
los que al menos hay uno, en base a al menos una característica del
canal de transmisión entre el emisor y el receptor y/o a una calidad
de transmisión. Así puede por ejemplo tenerse en cuenta la
respuesta actual del impulso de canal y/o la relación actual y/o la
relación deseada señal/ruido en la decisión sobre la transición
entre los distintos símbolos establecidos. La decisión sobre la
transición se realiza preferiblemente por el lado de la red y se
señaliza a la estación de abonado afectada.
En un segundo procedimiento correspondiente a la
invención para transmitir informaciones entre un equipo de radio
del lado de la red y estaciones de abonado de un sistema de
comunicaciones por radio, se incluyen al menos un primer símbolo de
una primera longitud total, que incluye un primer tramo de tiempo
con primeros datos de usuario y un segundo tramo de tiempo con
repeticiones cíclicas de los primeros datos de usuario, entre el
equipo de radio del lado de la red y una primera estación de
abonado. Además, se transmite al menos un segundo símbolo de la
primera longitud total, incluyendo un tercer tramo de tiempo de
longitud distinta al primer tramo de tiempo con segundos datos de
usuario y un cuarto tramo de tiempo con longitud distinta a la del
segundo tramo de tiempo con repeticiones cíclicas de los segundos
datos de usuario, entre el equipo de radio del lado de la red y una
segunda estación de abonado.
Se transmiten símbolos que están compuestos en
la gama de tiempos por al menos dos tramos de tiempo: un tramo de
tiempo con datos de usuario y un tramo de tiempo con repeticiones
cíclicas de los datos de usuario. Es posible que los símbolos
presenten otros tramos de tiempo, pero es ventajoso que los símbolos
estén compuestos exclusivamente por ambos tramos de tiempo citados.
En este caso resulta la longitud total de un símbolo como la suma
de las longitudes de ambos tramos de tiempo citados.
La comunicación entre el equipo de radio del
lado de la red y la primera estación de abonado puede realizarse
tanto en sentido ascendente como también en sentido descendente.
Igualmente puede tener lugar la comunicación entre el equipo de
radio del lado de la red y la segunda estación de abonado
independientemente del sentido de la comunicación entre el equipo
de radio del lado de la red y la primera estación de abonado tanto
en sentido ascendente como también en sentido descendente. El
primer símbolo, de los que al menos hay uno, y el segundo símbolo,
de los que al menos hay uno, pueden transmitirse simultáneamente o
uno tras otro entre el equipo de radio del lado de la red y las
estaciones de abonado. Ambos símbolos presentan la misma longitud
total, diferenciándose en cada caso entre sí tanto ambas longitudes
de los tramos de tiempo para datos de usuario como también ambas
longitudes de los tramos de tiempo de las repeticiones cíclicas. La
longitud total del primer y del segundo símbolo no tiene por qué
ser exactamente la misma. Así es posible que la longitud total del
primer símbolo se diferencie de la longitud total del segundo
símbolo dentro de una zona de tolerancia.
El equipo de radio del lado de la red es un
equipo del lado de la red de un sistema de comunicaciones por
radio. La primera y la segunda estaciones de abonado con las que
comunica el mismo, pueden ser estaciones de radio móviles o
fijas.
\newpage
El segundo y el cuarto tramo de tiempo pueden
utilizarse para evitar interferencias intersímbolos, es decir, para
evitar interferencias entre símbolos enviados consecutivamente uno
tras otro. Estas diferencias resultan debido a los distintos
tiempos de recorrido multivía del canal de radio. Para evitar
interferencias inter-portadora, es decir,
interferencias entre subportadoras contiguas, se llena el intervalo
de protección introducido para evitar interferencias intersímbolos,
es decir, el segundo y el cuarto tramos de tiempo, con complementos
cíclicos.
En un perfeccionamiento de la invención envía el
equipo de radio del lado de la red a la primera estación de abonado
informaciones sobre las longitudes del primer y/o del segundo tramo
de tiempo y a la segunda estación de abonado informaciones sobre
las longitudes del tercer y/o del cuarto tramo de tiempo. Estas
informaciones pueden indicar explícitamente las correspondientes
longitudes. Alternativamente es posible que las informaciones
posibiliten a las estaciones de abonado averiguar las
correspondientes longitudes. Ventajosamente decide el equipo de
radio del lado de la red o un equipo del lado de la red unido con el
mismo las longitudes a utilizar para los tramos de tiempo, por
ejemplo en función de una característica de un canal de transmisión
entre el equipo de radio del lado de la red y la correspondiente
estación de abonado y/o en función de una calidad de
transmisión.
Es especialmente ventajosa la transmisión de
símbolos OFDM sobre un conjunto de subportadoras de una banda de
frecuencias, siendo el primer y el segundo símbolo símbolos
OFDM.
Según una mejora ventajosa de la invención, se
diferencia en el procesamiento de los símbolos por el lado emisor
y/o receptor, la velocidad de exploración de los datos de usuario
del tercer tramo de tiempo de la velocidad de exploración de los
datos de usuario del primer tramo de tiempo, siendo la cantidad de
valores de exploración de los datos de usuario del tercer tramo de
tiempo igual a la cantidad de valores de exploración de los datos
de usuario del primer tramo de tiempo. La cantidad de valores de
exploración de los datos usuario es, pese a la diferente duración
del primer y del tercer tramo de tiempo, la misma, ya que para el
primer y para el tercer tramo de tiempo se utilizan distintas
velocidades de exploración.
Es ventajoso que la cantidad de subportadoras
utilizadas para la transmisión del primer símbolo, de los que al
menos hay uno, sea distinta de la cantidad de subportadoras
utilizadas para la transmisión del segundo símbolo, de los que al
menos hay uno. Además, puede ser distinta la anchura de las
distintas subportadoras utilizadas para la transmisión del primer
símbolo, de los que al menos hay uno, de la anchura de las distintas
subportadoras utilizadas para la transmisión de un segundo
símbolo, de los que al menos hay uno.
Es posible que la anchura de la gama de
frecuencias utilizada para la transmisión del primer símbolo, de
los que al menos hay uno, sea igual a la anchura de la gama de
frecuencias utilizada para la transmisión del segundo símbolo, de
los que al menos hay uno. Alternativamente puede ser distinta la
anchura de la gama de frecuencias utilizada para la transmisión del
primer símbolo, de los que al menos hay uno, de la anchura de la
gama de frecuencias utilizada para la transmisión del segundo
símbolo, de los que al menos hay uno.
En una mejora de la invención, el tamaño de la
transformación de Fourier utilizada por el lado emisor y/o el lado
receptor o bien de la transformación inversa de Fourier en el
procesamiento del primer símbolo, de los que al menos hay uno, es
la misma que en el procesamiento del segundo símbolo, de los que al
menos hay uno. Esta mejora posibilita una implementación poco
costosa del procedimiento correspondiente a la invención en cuanto
al hardware del emisor y del receptor.
El emisor correspondiente a la invención para
enviar informaciones por radio a un receptor presenta medios para
confeccionar y enviar al menos un primer símbolo de una primera
longitud total, que incluye un primer tramo de tiempo con primeros
datos de usuario y un segundo tramo de tiempo con repeticiones
cíclicas de los primeros datos de usuario, así como medios para
confeccionar y enviar al menos un segundo símbolo de la primera
longitud total, que incluye un tercer tramo de tiempo, de longitud
distinta al primer tramo de tiempo, con segundos datos de usuario y
un cuarto tramo de tiempo de longitud distinta respecto al segundo
tramo de tiempo con repeticiones cíclicas de los segundos datos de
usuario.
El receptor correspondiente a la invención para
recibir informaciones por radio de un emisor presenta medios para
recibir y procesar al menos un primer símbolo de una primera
longitud total, que incluye un primer tramo de tiempo con primeros
datos de usuario y un segundo tramo de tiempo con repeticiones
cíclicas de los primeros datos de usuario, así como medios para
recibir y procesar al menos un segundo símbolo de la primera
longitud total, que incluye un tercer tramo de tiempo de longitud
distinta al primer tramo de tiempo con segundos datos de usuario y
un cuarto tramo de tiempo de longitud distinta al segundo tramo de
tiempo con repeticiones cíclicas de los segundos datos de
usuario.
El equipo correspondiente a la invención del
lado de la red de un sistema de comunicaciones por radio para
enviar informaciones a estaciones de abonado y para recibir
informaciones de estaciones de abonado, presenta medios para enviar
y/o recibir al menos un primer símbolo de una primera longitud
total, que incluye un primer tramo de tiempo con primeros datos de
usuario y un segundo tramo de tiempo con repeticiones cíclicas de
los primeros datos de usuario, a una, o bien una transmisión en
sentido ascendente, desde una primera estación de abonado y medios
para enviar y/o recibir al menos un segundo símbolo de la primera
longitud total, que incluye un tercer tramo de tiempo de longitud
distinta al primer tramo de tiempo con segundos datos de usuario y
un cuarto tramo de tiempo de longitud distinta al segundo tramo de
tiempo con repeticiones cíclicas de los segundos datos de usuario,
a una o bien, en una transmisión en sentido ascendente, desde una
segunda estación de abonado.
El emisor correspondiente a la invención, el
receptor correspondiente a la invención y el equipo de red
correspondiente a la invención son adecuados en particular para
realizar el procedimiento correspondiente a la invención, pudiendo
ser esto también cierto en relación con las mejoras y
perfeccionamientos. Para ello pueden presentar los mismos otros
medios adecuados, en particular medios para enviar y/o recibir
símbolos sobre un conjunto de subportadoras de una banda de
frecuencias.
Ver al respecto
EP-A-0938 193 (SONY).
A continuación se describirá más en detalle la
invención, en base a un ejemplo de ejecución. Al respecto
muestran:
figura 1: un detalle de un sistema de
comunicaciones por radio,
figura 2: la estructura de un símbolo OFDM en la
gama de tiempos,
figura 3: la estructura de símbolos OFDM en la
gama de tiempos y en la gama de frecuencias.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 muestra la zona de cobertura por
radio de una estación de base BS, representada como hexágono. La
estación de base BS puede ser un equipo del lado de la red de un
sistema de comunicaciones por radio de amplia cobertura o de uno
local. En la zona de cobertura por radio de la estación de base BS
se encuentran las estaciones de abonado MS1 y MS2. Las estaciones
de abonado MS1 y MS2 pueden ser estaciones de radio móviles o
fijas, como por ejemplo teléfonos u ordenadores. La comunicación
entre la estación de base BS y las estaciones de abonado MS1 y MS2
puede realizarse tanto en sentido ascendente como en sentido
descendente. El procedimiento correspondiente a la invención que se
describe a continuación puede utilizarse tanto en sentido ascendente
como también en sentido descendente.
La comunicación entre la estación de base BS y
las estaciones de abonado MS1 y MS2 se realiza utilizando OFDM.
Para ello se utiliza una ancha banda de frecuencias que está
subdividida en varias subportadoras. A una estación de abonado MS1
o MS2 pueden asignársele para la comunicación una, varias o todas
las subportadoras de la banda de frecuencias disponible. Para
evitar interferencias intersímbolos entre símbolos OFDM contiguos
en el tiempo, se utiliza un intervalo de protección (en inglés:
guard interval) con continuación cíclica. La utilización de
intervalos de protección en OFDM se describe por ejemplo en: V.
Engels, H. Rohling, S. Breide "Procedimiento de transmisión OFDM
para la radiodifusión audiovisual digital", separata de las
Rundfunktechnischen Mitteilungen (Noticias de la técnica de radio),
Año 37 (1993), cuaderno 6, págs. 260-270, TU
Braunschweig.
La figura 2 muestra la estructura de un símbolo
OFDM de la longitud T_{symbol} en la gama de tiempos T. El
intervalo de protección GI, que puede encontrarse al comienzo o al
final de un símbolo OFDM, presenta la longitud T_{GI}. El tramo de
datos de usuario DATA presenta la longitud T_{DATA}. Rige la
ecuación: T_{symbol} = T_{GI} + T_{DATA}. Los datos de
usuario están compuestos en general por un conjunto de valores de
exploración, mientras que el intervalo de protección GI contiene
repeticiones de estos valores de exploración.
Las interferencias intersímbolos se producen
debido a la transmisión multivía a través del canal de radio entre
emisor y receptor. La longitud del intervalo de protección GI debe
elegirse por lo tanto tal que sea más larga que la componente
multivía más larga del canal de radio. El retardo (en inglés: delay
spread) debido a la transmisión multivía puede alcanzar desde 100
ns en transmisiones en interior (Indoor) hasta varios \mus en
transmisiones en el exterior (Outdoor). Por lo tanto, para
transmisiones en el exterior debe utilizarse un intervalo de
protección GI grande, mientras que en transmisiones en el interior
es suficiente un intervalo de protección GI corto. Por un lado, si
se elige el intervalo de protección GI demasiado corto, puede
descender la calidad de la transmisión. Por otro lado, un intervalo
de protección GI largo corresponde a una transmisión de
informaciones redundantes en gran medida, con lo que la velocidad de
datos de usuario se reduce.
La figura 3 muestra en la mitad izquierda la
estructura de símbolos OFDM en la gama de tiempos T y en la mitad
derecha en la gama de frecuencias F. Según la representación parcial
más superior, presenta el intervalo de protección GI una longitud
T_{GI} de 0,8 \mus, y el tramo de datos útiles DATA una longitud
T_{DATA} de 3,2 \mus. Con ello, la duración total del símbolo es
de 0,8 \mus + 3,2 \mus = 4,0 \mus. El intervalo de tiempo GI
contiene 16 muestras (samples) y el tramo de datos útiles DATA
contiene 64 muestras, correspondiendo una muestra a un valor de
exploración o bien a un símbolo individual. Se utiliza una
frecuencia de exploración f_{s} de 20 MHz o bien una duración de
exploración t_{s} de 50 ns. La cantidad de muestras resulta de 3,2
\mus/50 ns = 64.
Según la parte derecha de la representación
parcial más superior, se dispone para la comunicación considerada
de una anchura de banda de 20 MHz. La anchura de banda de 20 MHz
está subdividida en 64 subportadoras SC. Debido a la FFT (Fast
Fourier Transform, transformación rápida de Fourier) o bien IFFT
(Inverse Fast Fourier Transform, transformación rápida de Fourier
inversa), a realizar en OFDM por el lado emisor y receptor,
corresponde la cantidad de subportadoras SC a la cantidad de
muestras del tramo de datos de usuario DATA. Se utilizan 16.4 MHz
para la transmisión de informaciones, correspondiente a 52
subportadoras SC. Al respecto se utilizan 48 subportadoras SC para
los datos de usuario y 4 subportadoras SC para señales piloto. Sobre
las restantes subportadoras SC, es decir, sobre 6 subportadoras SC
en cada uno de ambos lados de las 52 subportadoras SC, no se
transmite ninguna información. Esta anchura de banda es para bandas
de protección GB (en inglés: guard band). Éstas se utilizan para
evitar que las informaciones transmitidas dentro de la anchura de
banda de 20 MHz interfieran con informaciones transmitidas en otras
frecuencias.
En el marco de la invención se modifica la
duración del intervalo de protección GI, permaneciendo constante
la duración total del símbolo. La representación parcial del centro
de la figura 3 muestra el caso extremo de que la duración T_{GI}
del intervalo de protección GI sea de 0 \mus, mientras que la
duración T_{DATA} del tramo de datos de usuario DATA corresponde a
la duración total del símbolo de 4 \mus. Para mantener, pese a la
variación de la duración T_{DATA} del tramo de datos de usuario
DATA, constante la cantidad de muestras del tramo de datos del
usuario DATA en 64 muestras, se reduce la frecuencia de exploración
f_{s} a 16 MHz o bien se incrementa la duración de la exploración
t_{s} a 62.5 ns.
Puesto que en el OFDM la duración del tramo de
datos de usuario DATA es inversamente proporcional a la anchura de
las subportadoras, genera el aumento de la duración T_{DATA} del
tramo de datos de usuario DATA una reducción de la anchura de las
subportadoras SC. Por ello necesitan las 64 subportadoras SC que se
utilizan en base a las 64 muestras del tramo de datos de usuario,
solamente una anchura de banda de 16 MHz. Puesto que para el enlace
se dispone de 20 MHz, se encuentran a ambos lados de los 16 MHz en
cada caso 2 MHz, que forman bandas de protección GB. Así se
utilizan, según la representación central de la figura 3, 64
subportadoras SC para la transmisión de informaciones, de las
cuales 60 subportadoras SC se utilizan para los datos de usuario y
4 subportadoras SC para señales piloto. El resto de la anchura de
banda, es decir, dos veces 2 MHz, no está estructurado en
subportadoras SC, con lo que las bandas de protección GB incluyen en
cada caso cero subportadoras.
La representación parcial más inferior de la
figura 3 muestra el caso de que la longitud T_{GI} del intervalo
de protección GI ha aumentado respecto a la representación parcial
más superior. La misma es de 2.4 \mus, mientras que la duración
T_{DATA} del tramo de datos de usuario DATA es solamente de 1.6
\mus. Para lograr que el tramo de datos de usuario esté compuesto
por 64 muestras, se aumenta la frecuencia de exploración f_{s} a
40 MHz o bien se reduce la duración de la exploración t_{s} a 25
ns. Debido al acortamiento de la duración T_{DATA} del tramo de
datos de usuario DATA, aumenta la anchura de frecuencias de las
subportadoras SC, con lo que la anchura total de 64 subportadoras
SC es de 40 MHz. Para la transmisión de informaciones se utilizan
26 subportadoras SC, correspondientes a una anchura de frecuencias
total de 16.4 MHz. Al respecto, se utilizan 22 subportadoras SC
para los datos de usuario y 4 subportadoras SC para señales piloto.
Además, no se utilizan a cada lado de las 26 subportadoras SC 3
subportadoras SC para transmitir informaciones, sino como bandas de
protección. Existen así otras 32 subportadoras SC, que van más allá
de la gama de 20 MHz y que por lo tanto no se utilizan.
El procedimiento descrito a modo de ejemplo en
base a la figura 3 puede resumirse como sigue: La longitud del
intervalo de protección se modifica. Puesto que esta variación se
realiza manteniéndose constante la longitud total del símbolo, se
modifica también la longitud del tramo de datos de usuario. El
tamaño de la transformación de Fourier y transformación de Fourier
inversa que ha de realizarse en el lado emisor y en el lado receptor
respectivamente, es el mismo para todas las longitudes del
intervalo de protección GI. Esto se logra modificando la frecuencia
de exploración, con lo que en la gama de tiempos la cantidad de
muestras del tramo de datos de usuario es constante. Debido a la
reciprocidad entre la longitud del tramo de datos de usuario y la
anchura de las subportadoras, varía la anchura de las subportadoras
al variar la longitud del intervalo de protección. Esto significa
que para una anchura de banda dada, para un enlace, en la figura 3
de 20 MHz, la anchura total de las subportadoras del enlace puede
ser mayor o menor que la anchura de banda dada. En el segundo caso
no pueden por lo tanto utilizarse algunas de las subportadoras para
el enlace. Mientras que así se adapta en la gama de tiempos la
velocidad de datos modificando la longitud del tramo de datos de
usuario, se realiza la adaptación de la velocidad de datos en la
gama de frecuencias utilizando una cantidad distinta de
subportadoras para la transmisión.
Las tres representaciones parciales de la figura
3 pueden referirse a un determinado enlace entre una estación de
base y una estación de abonado, estando establecidos en un primer
instante los símbolos OFDM según la representación parcial más
superior, en un segundo instante según la representación parcial
central y en un tercer instante según la representación parcial más
inferior. La variación de la longitud del intervalo de protección se
realiza así a lo largo del tiempo. Además es posible que la
representación parcial más superior corresponda a un enlace entre
una estación de base y una primera estación de abonado, la
representación parcial central a un enlace entre la estación de
base y una segunda estación de abonado y la representación parcial
más inferior a un enlace entre la estación de base y una tercera
estación de abonado. En este caso se realiza la modificación de la
longitud del intervalo de protección con el enlace. Es posible una
variación adicional con el tiempo para los distintos enlaces.
La variación de la longitud del intervalo de
tiempo se realiza preferiblemente en función de la respuesta de
impulso de canal y/o de la relación señal/ruido deseada o actual
para el correspondiente enlace. Así se ofrece la posibilidad de
utilizar para largos retardos debidos a la propagación multivía o
bien para elevadas relaciones deseadas o bien actuales bajas
señal/ruido, un intervalo de protección largo. La respuesta de
impulso de canal del canal de transmisión entre emisor y receptor
viene determinada por el receptor. Si el receptor es una estación
de abonado, informa la estación de abonado a la estación de base
sobre la respuesta de impulso de canal que ha averiguado. Lo
correspondiente rige también con referencia a la relación actual
señal/ruido. La longitud a utilizar para el intervalo de protección
u otra magnitud de la que resulte la longitud del intervalo de
protección, como por ejemplo la frecuencia de exploración, es
determinada por la estación de base o por otro equipo del lado de
la red y señalizada a la estación de abonado. Puesto que las
características del canal de transmisión por lo general varían
lentamente, a menudo no es necesaria una tal señalización, con lo
que la cabecera (overhead) de señalización así generada no es
grande.
El proceder descrito presenta la ventaja de que
debido a que la longitud total del símbolo es constante, se
mantiene la estructura de la trama de tiempos. Esto facilita la
sincronización entre emisor y receptor y es ventajoso especialmente
en procedimientos TDMA. Mediante la adaptación de la frecuencia de
exploración a la longitud del tramo de datos de usuario es posible
que una transformación de Fourier solamente tenga que realizarse
con un único tamaño. Esto reduce la complejidad en el lado emisor y
en el lado receptor.
Para la frecuencia de exploración se prescribe
preferiblemente un valor máximo y un valor mínimo, como por ejemplo
16 MHz y 40 MHz en la figura 3, debiendo encontrarse las frecuencias
de exploración utilizadas entre el valor máximo y un valor mínimo.
Además, no deben utilizarse para la frecuencia de exploración
cualesquiera valores entre el valor máximo y un valor mínimo, sino
que más bien debe resultar, para una longitud total del símbolo
dada, una cantidad entera de muestras por cada símbolo total.
La invención posibilita la adaptación flexible
de la composición de un símbolo OFDM en función de las condiciones
actuales de transmisión por radio y/o de la calidad de transmisión
deseada. Esta adaptación puede realizarse durante el enlace,
señalizando la estación de base a la correspondiente estación de
abonado, los parámetros a utilizar en el procesamiento OFDM. Para
enlaces con distintas estaciones de abonado, puede utilizar la
estación de base diversos repartos de los símbolos OFDM. La
comunicación entre la estación de base y las distintas estaciones
de abonado puede realizarse entonces una tras otra según una forma
de funcionamiento TDMA y/o según una forma de funcionamiento FDMA
simultáneamente.
Mientras que la invención se ha descrito en base
a una comunicación OFDM, la misma no está limitada a sistemas de
comunicaciones OFDM. Antes bien pueden transmitirse los símbolos con
el intervalo de protección variable también sobre una subportadora
en lugar de un conjunto de subportadoras.
Claims (14)
-
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1. Procedimiento para transmitir informaciones por radio desde un emisor (BS, MS1, MS2) a un receptor (BS, MS1, MS2), en el quese transmite al menos un primer símbolo de una primera longitud total (T_{symbol}), que incluye un primer tramo de tiempo (DATA) con primeros datos de usuario y un segundo tramo de tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los primeros datos de usuario,caracterizado porque se transmite al menos un segundo símbolo de la primera longitud total (T_{symbol}) que incluye un tramo de tiempo (DATA) de longitud distinta al primer tramo de tiempo (DATA), con segundos datos de usuario y un cuarto tramo de tiempo (GI) de longitud distinta al segundo tramo del tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los segundos datos de usuario. - 2. Procedimiento según la reivindicación 1,en el que se realiza una transición de la transmisión de un primer símbolo, de los que al menos hay uno, a la transmisión de un segundo símbolo, de los que al menos hay uno, en base a al menos una característica de la señal de transmisión entre el emisor (BS, MS1, MS2) y el receptor (BS, MS1, MS2) y/o de una calidad de la transmisión.
- 3. Procedimiento para la transmisión de informaciones entre un equipo de radio del lado de la red (BS) y estaciones de abonado (MS1, MS2) de un sistema de comunicaciones por radio, en el quese transmite al menos un primer símbolo de una primera longitud total (T_{symbol}) que incluye un primer tramo de tiempo (DATA), con primeros datos de usuario y un segundo tramo de tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los primeros datos de usuario entre el equipo de radio del lado de la red (BS) y una primera estación de abonado (BS1),caracterizado porque se transmite al menos un segundo símbolo de la primera longitud total (T_{symbol}) que incluye un tercer tramo de tiempo (DATA) de longitud distinta al primer tramo de tiempo (DATA) con segundos datos de usuario y un cuarto tramo de tiempo (GI) de longitud distinta al segundo tramo de tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los segundos datos de usuario, entre el equipo de radio del lado de la red (BS) y una segunda estación de abonado (MS2).
- 4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que el equipo del lado de la red (BS) envía a la primera estación de abonado (MS1) informaciones sobre la longitud del primer tramo de tiempo (DATA) y/o del segundo tramo de tiempo (GI), y envía a la segunda estación de abonado (MS2) informaciones sobre la longitud del tercer (DATA) y/o del cuarto (GI) tramo del tiempo.
- 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4,en el que se transmiten símbolos OFDM sobre un conjunto de subportadoras (SC) de una banda de frecuencias, y el primer símbolo y el segundo símbolo son símbolos OFDM.
- 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5,en el que en el procesamiento por el lado emisor y/o por el lado receptor de los símbolos la frecuencia de exploración (f_{s}) de los datos de usuario del tercer tramo de tiempo (DATA) es distinta de la frecuencia de exploración (f_{s}) de los datos de usuario del primer tramo de tiempo (DATA), siendo la cantidad de valores de exploración (samples o muestras) de los datos de usuario del tercer tramo de tiempo (DATA) igual a la cantidad de valores de exploración (samples o muestras) de los datos de usuario del primer tramo de tiempo (DATA).
- 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 6,en el que la cantidad de subportadoras (SC) utilizadas para la transmisión del primer símbolo, de los que al menos hay uno, es diferente de la cantidad de subportadoras (SC) utilizadas para la transmisión del segundo símbolo, de los que al menos hay uno.
- 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 7,en el que la anchura de las distintas subportadoras (SC) utilizadas para la transmisión del primer símbolo, de los que al menos hay uno, es diferente de la anchura de las distintas subportadoras (SC) utilizadas para la transmisión del segundo símbolo, de los que al menos hay uno.
- 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8,en el que la anchura de la gama de frecuencias utilizada para la transmisión del primer símbolo, de los que al menos hay uno, es igual a la anchura de la gama de frecuencias utilizada para transmisión del segundo símbolo, de los que al menos hay uno.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8,en el que la anchura de la gama de frecuencias utilizada para la transmisión del primer símbolo, de los que al menos hay uno, es distinta de la anchura de la gama de frecuencias utilizada para transmisión del segundo símbolo, de los que al menos hay uno.
- 11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10,en el que el tamaño de la transformación de Fourier utilizada en el lado emisor y/o el lado receptor en el procesamiento del primer símbolo, de los que al menos hay uno, es la misma que en el procesamiento del segundo símbolo, de los que al menos hay uno.
- 12. Emisor (BS, MS1, MS2) para el envío de informaciones por radio a un receptor (BS, MS1, MS2), con medios para confeccionar y enviar al menos un primer símbolo de una primera longitud total (T_{symbol}), incluyendo un primer tramo de tiempo (DATA), con primeros datos de usuario y un segundo tramo de tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los primeros datos de usuario,caracterizado por medios para confeccionar y enviar al menos un segundo símbolo de la primera longitud total (T_{symbol}), incluyendo un tercer tramo de tiempo (DATA) de longitud distinta al primer tramo de tiempo (DATA) con segundos datos de usuario y un cuarto tramo de tiempo (GI) de una longitud distinta al segundo tramo de tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los segundos datos de usuario.
- 13. Receptor (BS, MS1, MS2) para recibir informaciones por radio de un emisor (BS, MS1, MS2), con medios para recibir y procesar al menos un primer símbolo de una primera longitud total (T_{symbol})_{ }que incluye un primer tramo de tiempo (DATA) con primeros datos de usuario y un segundo tramo de tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los primeros datos de usuario,caracterizado pormedios para recibir y procesar al menos un segundo símbolo de la primera longitud total (T_{symbol}) que incluye un tercer tramo de tiempo (DATA) de longitud distinta al primer tramo de tiempo (DATA) con segundos datos de usuario y un cuarto tramo de tiempo (GI) con longitud distinta al segundo tramo de tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los segundos datos de usuario.
- 14. Equipo del lado de la red (BS) de un sistema de comunicaciones por radio para enviar informaciones a estaciones de abonado (MS1, MS2) y para recibir informaciones de estaciones de abonado (BS), con medios para enviar y/o recibir al menos un primer símbolo de una primera longitud total (T_{symbol}), incluyendo un primer tramo de tiempo (DATA) con primeros datos de usuario y un segundo tramo de tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los primeros datos de usuario, a una o bien desde una primera estación de abonado (MS1, MS2),caracterizado por medios para enviar y/o recibir al menos un segundo símbolo de la primera longitud total (T_{symbol}) que incluye un tercer tramo de tiempo (DATA) de una longitud distinta al primer tramo de tiempo (DATA) con segundos datos de usuario y un cuarto tramo de tiempo (GI) con una longitud distinta al segundo tramo de tiempo (GI) con repeticiones cíclicas de los segundos datos de usuario a o desde una segunda estación de abonado (MS1, MS2).
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