ES2337336T3 - Determinacion de calidad de enlace de transmision en un sistema de transmision ofdm. - Google Patents
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Abstract
Una unidad de determinación de la calidad del enlace (LQ-DET) para determinar una calidad de enlace (LQ) de un enlace de transmisión (TL) entre un transmisor OFDM (TR) y un receptor OFDM (RC) de un sistema de transmisión OFDM (SYS), caracterizada porque dicha unidad de determinación de la calidad del enlace (LQ-DET) comprende una unidad de determinación de la variación de la potencia de señal (VS-DET) adaptada para determinar la variación de la potencia de señal (VS) de una señal de recepción (RS) en el receptor (RC), en donde la variación de la potencia de señal (VS) se determina primero determinando una desviación de una contribución de las subportadoras contenidas en la señal de recepción de una potencia de señal promedio (PS) de una pluralidad de subportadoras determinadas por una unidad de determinación de la potencia de señal (PS-DET); y entonces combinar todas las desviaciones de potencia de las subportadoras en una variación de potencia de señal común; y por al menos una primera unidad de determinación de la medida de la calidad del enlace (Q1-DET) adaptada para determinar (3) una primera medida de la calidad del enlace (Q1) que representa la variación de la potencia de señal de la subportadora en base a la variación de la potencia de señal (VS) como se determina por la unidad de determinación de la variación de la potencia de señal (VS-DET).
Description
Determinación de calidad de enlace de un enlace
de transmisión en un sistema de transmisión OFDM.
La presente invención se refiere a una unidad de
determinación de calidad de enlace y un método de determinación de
calidad de enlace para determinar una calidad de enlace de un enlace
de transmisión entre un transmisor OFDM y un receptor OFDM de un
sistema de transmisión OFDM. La presente invención también se
refiere a un selector de propiedad del enlace de transmisión que
incluye tal unidad de determinación de la calidad del enlace.
En cualquier sistema de transmisión y en
particular en un sistema OFDM se va a determinar una medida de la
calidad del enlace de transmisión para permitir la selección y el
ajuste de las propiedades de transmisión o las características de
transmisión de las transmisiones en el enlace de transmisión. Para
obtener la medida de la calidad del enlace de transmisión la señal
de transmisión OFDM se puede evaluar para obtener los parámetros en
base a los cuales se determina una medida de la calidad del enlace
adecuada. La presente invención en particular aborda el problema de
cómo se puede obtener tal medida de la calidad del enlace con alta
precisión en un sistema OFDM (Multiplexación por División de
Frecuencia Ortogonal). La presente invención también se refiere a
dispositivos de procesamiento que pueden proporcionar los parámetros
necesarios a partir de los cuales se puede construir la medida de
calidad.
La Multiplexación por División de Frecuencia
Ortogonal (OFDM) es un esquema de modulación que se usa típicamente
en sistemas de transmisión que presentan una dispersión en tiempo
que es mucho más grande que el periodo de bit. OFDM ya está
especificada en Radiodifusión de Audio Digital (DAB) y Radiodifusión
de Vídeo Digital (DVB). Actualmente, OFDM también se contempla para
usar en Redes de Área Local Inalámbricas (WLAN) en la banda de 5 GHz
según se especificó en Europa, EE.UU. y Japón. El estándar europeo
es el denominado Red de Área Local Radio de Alto Rendimiento tipo 2
(HIPERLAN/2). El estándar está siendo desarrollado actualmente por
el ETSI (Instituto Europeo de Estandarización de Telecomunicaciones)
Proyecto BRAN (Red de Acceso Radio de Banda Ancha). Adicionalmente,
cabe señalar que los estándares norteamericano y japonés para los
sistemas OFDM tienen capas físicas muy similares al anteriormente
mencionado estándar HIPERLAN/2.
Una descripción de un sistema típico de
transmisión OFDM SYS mostrando los bloques relevantes para la
invención se muestra en la Fig. 1a. Típicamente, una transmisión TR
OFDM y un receptor RC OFDM, por ejemplo un terminal móvil (MT),
comunican sobre un enlace de transmisión TL. El transmisor TR
comprende circuitería de modulación convencional MODCRT para modular
alguna información fuente dentro de una pluralidad de símbolos OFDM
en una pluralidad de subportadoras. Como es conocido por las
personas expertas, esto se realiza usando esencialmente un
codificador y un proceso de transformada discreta inversa de
Fourier.
El receptor RC comprende alguna circuitería de
demodulación convencional DEMCRT para demodular los símbolos OFDM en
la pluralidad de subportadoras de vuelta dentro de la información
fuente. Como es conocido por las personas expertas tal circuitería
demodulada DEMCRT comprende como componentes principales un
descodificador y una transformada discreta de Fourier.
El sistema de transmisión SYS puede ser una red
fija o una red de comunicaciones de radio móvil donde por ejemplo
los puntos de acceso AP se usan para proporcionar un acceso a un
receptor RC, por ejemplo un terminal móvil MT. No obstante, en
principio la arquitectura del sistema se aplica también a otros
tipos de sistemas de transmisión añadidos a una red de
comunicaciones de radio móvil.
Mientras que es común a todos los sistemas OFDM
que la modulación OFDM tiene lugar en un transmisor TR y la
demodulación OFDM tiene lugar en el receptor RC, la manera
específica en la que la transmisión tiene lugar sobre el enlace de
transmisión depende del protocolo usado para el intercambio de
datos. La Fig. 1a muestra un ejemplo de la transmisión de datos de
acuerdo con el estándar HIPERLAN/2 de acuerdo al cual tiene lugar
una transmisión en términos de tramas FR MAC (Control de Acceso
Múltiple) que tiene una duración de por ejemplo 2 ms. De acuerdo con
el estándar HIPERLAN/2, cada trama FR de transmisión consta de
información del Canal de Control de Radiodifusión BCCH seguida por
la información del Canal de Control de Trama FCC después de que
sigue el respectivo tráfico de enlace descendente y el tráfico de
enlace ascendente y la información de los Canales de Acceso
Aleatorio RAC. Los símbolos OFDM actuales están contenidos en
ráfagas BST individuales. Cada ráfaga BST contiene una parte de
preámbulo PRE y algunas unidades de datos de protocolo PDU. La parte
de preámbulo PRE es necesaria en cada ráfaga para permitir la
corrección de error y la preparación del receptor.
Típicamente, como se muestra en la Fig. 1b, cada
parte de preámbulo PRE comprende dos símbolos de preparación TS y un
prefijo cíclico CP. Hay varios preámbulos distintos para los
distintos tipos de ráfagas de enlace descendente, ascendente y de
acceso aleatorio. No obstante, cada preámbulo incluye la misma parte
del prefijo cíclico CP y los símbolos de preparación TS para
permitir una estimación del canal. A una frecuencia de muestreo de
20 MHz y una duración de 1,6 \mus para el prefijo cíclico CP y una
duración de 3,2 \mus para el símbolo de preparación TS, cada
preámbulo PRE contiene 32 muestras para el prefijo cíclico CP y 64
muestras para cada símbolo de preparación.
Por supuesto, la transmisión a través del enlace
de transmisión TL (inalámbrico o sobre cable) sufre de ruido,
distorsión u otras interferencias tales que el receptor RC puede
tomar decisiones equivocadas respecto a la información OFDM enviada
asumida. Una de las razones para incluir los símbolos de preparación
conocidos (es decir también conocidos en el lado receptor) dentro de
la respectiva parte de preámbulo es permitir una preparación del
receptor, es decir comparar los símbolos de preparación recibidos
con los símbolos de preparación conocidos por ejemplo para estimar
los coeficientes del canal en el receptor RC para evitar decisiones
equivocadas tanto como sea
posible.
posible.
Dado que la extensión de la interferencia, el
ruido o la distorsión es dinámica, es decir, puede depender del
número de usuarios perturbadores, la potencia de la señal recibida,
las condiciones de transmisión, etc., el transmisor TR típicamente
se equipa con una unidad de ajuste de propiedad del enlace de
transmisión ADP que puede ajustar o adaptar dinámicamente las
características de transmisión de la comunicación en un enlace de
transmisión TL. De esta manera, la unidad de ajuste ADP realiza una
función que normalmente se relaciona con una adaptación de enlace
(LA), es decir, un ajuste de las propiedades de transmisión
predeterminadas que se asumen para aumentar la calidad del enlace de
transmisión. Por ejemplo, de acuerdo con el estándar HIPERLAN/2, se
pueden establecer varios modos de capa física por la unidad de
ajuste ADP. La Fig. 2 muestra los parámetros clave de los modos de
capa física HIPERLAN/2. La Fig. 2b muestra una tabla de los
parámetros clave de la capa física HIPERLAN/2. Cabría señalar que el
establecimiento del modo de capa física se realiza en base a los
modos de capa física disponibles como se muestra en la Fig. 2a. La
LA se debería entender como un término general para los métodos para
seleccionar los parámetros del transmisor. Esto, por ejemplo,
incluye el establecimiento de la potencia de salida, a la que
también se refiere como potencia de control. Por ejemplo, en un
transmisor convencional la potencia de transmisión se puede
controlar en base a la potencia recibida en el receptor y/o en base
a la SNR
medida.
medida.
Como se muestra en la Fig. 2a, HIPERLAN/2
proporciona seis modos obligatorios con tasas de bit de 6, 9, 12,
18, 27, 36 Mbps y un modo opcional adicional con una tasa de bit de
54 Mbps. Conmutando entre los distintos modos de capa física, la
calidad de transmisión en el enlace de transmisión TL se puede
adaptar dinámicamente a las condiciones de transmisión
imperantes.
No obstante, la unidad de ajuste ADP necesita
una indicación de un selector de propiedad de enlace de transmisión
TL-SEL para saber qué modo de capa física necesita
ser seleccionado. Típicamente el selector de propiedad del enlace de
transmisión TL-SEL se forma por una unidad de
medición de la calidad del enlace LQ-DET que realiza
las mediciones de la calidad del enlace (LQMs) en el enlace de
transmisión TL y que pone en la salida una medida de la calidad del
enlace Q a un decisor de propiedad de transmisión
TR-DEC. En base a las mediciones de la calidad del
enlace llevadas a cabo por la unidad de medición de la calidad del
enlace LQ-DET, el decisor de propiedad de
transmisión TR-DEC decide el modo de capa física y
proporciona una indicación con respecto al modo de capa física
seleccionado para la unidad de ajuste ADP que establece entonces el
modo de capa física seleccionado.
Las mediciones de la calidad del enlace se
pueden llevar a cabo en principio por una unidad de medición de la
calidad del enlace LQ-DET en el transmisor TR o en
otra parte en el emplazamiento del punto de acceso AP (el transmisor
es parte del punto de acceso AP), en el emplazamiento del receptor
RC o incluso dentro de otra unidad AU del sistema de transmisión SYS
implicado en la comunicación y que se dispone en otra parte, es
decir ni en el punto de acceso AP ni en el transmisor TR ni en el
receptor RC. Del mismo modo, el decisor de propiedad de transmisión
TR-DEC se puede proporcionar en el transmisor TR o
en otra parte en el punto de acceso AP, en el receptor RC o en
cualquier otra unidad AU. Si el decisor de propiedad de transmisión
y la unidad de medición de la calidad del enlace se proporcionan
externas al transmisor TR, la unidad de ajuste ADP recibirá en
definitiva una señal correspondiente desde el exterior del decisor
de propiedad de transmisión TR-DEC proporcionado.
Por lo tanto, el selector de propiedad del enlace de transmisión
TL-SEL constituido por el decisor de propiedad de
transmisión TR-DEC y la unidad de medición de la
calidad del enlace LQ-DET no se debería ver como
situado exclusivamente en el transmisor TR o el receptor RC dado que
la disposición particular dependerá de la implementación del
sistema. Un aspecto común es que se deben llevar a cabo las LQMs y
se debe proporcionar una señal de selección correspondiente con
respecto al modo de capa física seleccionado a la unidad de ajuste
ADP. Los esquemas de adaptación de enlace (LA) pueden usar una
variedad de mediciones de la calidad del enlace que se pueden
derivar tanto en la capa de control del enlace de datos (DLC) como
en la capa física.
Por supuesto, es muy importante cómo se llevan a
cabo las mediciones de la calidad del enlace y cómo se determina la
medida de la calidad del enlace dado que la medida de la calidad del
enlace es el criterio principal que se usará como criterio de
decisión para seleccionar el modo de transmisión apropiado. Por
ejemplo, si la medida de la calidad del enlace no es precisa, se
puede seleccionar una sobrecompensación, es decir una tasa de bit
menor que la que sería posible en realidad. De igual modo, si la
medida de la calidad del enlace es incorrecta, es decir predice una
calidad de transmisión mejor que la que está presente en realidad,
entonces se puede seleccionar una tasa de bit demasiado alta que la
que sería apropiada en realidad. Por lo tanto, la determinación de
la medida de la calidad del enlace, es decir cómo se llevan a cabo
las mediciones de la calidad del enlace y qué parámetros se usan
para derivar la medida de la calidad del enlace, es de esencial
importancia para una adaptación precisa del enlace.
La EP 0 899 906 A2 describe un sistema y un
método para medir la información de la calidad del canal en términos
de relación señal a ruido para la transmisión de señales codificadas
sobre canales de desvanecimiento. Para determinar la medida de la
calidad del canal, se usa una métrica de descodificador Viterbi para
el trayecto de máxima probabilidad que es una métrica de distancia
Euclidiana. Esta métrica se filtra y promedia para dar una medida de
la calidad del canal fiable que permanece coherente a través de
distintos esquemas de modulación codificada y a distintas
velocidades de móviles.
La FR 2 742 613 enseña un método de evaluación
para un factor de calidad que es representativo de un canal de
transmisión de una señal digital. El factor de calidad se basa en
principio en las diferencias resumidas entre los vectores de señal
corregidos y los vectores de señal estimados, en donde los resúmenes
comprenden varios vectores transmitidos secuencialmente.
Una medida de la calidad del enlace disponible
en la capa del enlace de datos (DLC) se basa en las estimaciones de
la Tasa de Error (PER) de la PDU (Unidad de Datos de Protocolo) (o
Estimaciones de la Tasa de Error de Trama) derivadas de la CRC
(Comprobación de Redundancia Cíclica).
Otras medidas de calidad del enlace bien
conocidas se basan en estimaciones de la Fortaleza de la Señal
Recibida (RSS), estimaciones de la Relación de potencia de Señal a
Ruido (SNR) o las estimaciones de la tasa bruta de error de bits. La
última se puede basar en una descodificación y recodificación de los
datos que se pueden calcular en la capa física.
En base a las estimaciones, es decir las
mediciones de la calidad del enlace, se deriva una medida de calidad
o un criterio de calidad que se usa entonces para la adaptación del
enlace como se explicó arriba. Si por ejemplo en HIPERLAN/2 se asume
una transmisión de datos por paquetes sin una restricción de
retardo, una medida de la calidad adecuada es el flujo máximo del
enlace de datos en términos de Mbps. El flujo del enlace de un
esquema ideal ARQ (Petición de Repetición Automática) de repetición
selectiva se puede aproximar simplemente por (tasa de
bit) * (1-PER). Obviamente, la PER sería la medida de interés. No obstante, una medición directa fiable de la PER lleva demasiado tiempo y por lo tanto una estimación indirecta de la PER, por ejemplo a través de una estimación de la SNR, es una medición franca.
bit) * (1-PER). Obviamente, la PER sería la medida de interés. No obstante, una medición directa fiable de la PER lleva demasiado tiempo y por lo tanto una estimación indirecta de la PER, por ejemplo a través de una estimación de la SNR, es una medición franca.
No obstante, en muchos sistemas que sufren de
desvanecimiento, la PER como función de la SNR depende de parámetros
de canal adicionales. Por ejemplo, la tasa de error como una función
de la SNR o la relación de la potencia portadora a interferencia
pueden ser significativamente diferentes para las distintas
características del canal como la extensión del retardo. Por lo
tanto, se necesitan tener en cuenta mediciones adicionales.
En principio, las mediciones de la calidad del
enlace LQM ya se han considerado para otros sistemas como GPRS
(Sistema General de Radio por Paquetes) y EDGE (Velocidades de
transmisión de Datos Mejoradas para Evolución Global). Las medidas
de calidad del enlace en tales sistemas se basan esencialmente en
las mediciones de la tasa de error de bit, las estimaciones de la
señal a ruido o las estimaciones de la fortaleza de la señal
recibida. No obstante, tales medidas de la calidad del enlace no
pueden usarse fácilmente en los sistemas OFDM como HIPERLAN/2.
En particular, en unos parámetros del canal del
sistema OFDM como la extensión del retardo afectan a la calidad del
enlace y de ahí, el comportamiento de la adaptación del enlace
deseado y los criterios de conmutación. Tales efectos no se tienen
en cuenta por las medidas convencionales de calidad del enlace.
Como se explicó arriba, mientras que los
sistemas tales como GPRS y EDGE y otros sistemas de comunicación
convencionales usan medidas de calidad del enlace tales como la SNR,
PER y RSS, tales medidas de calidad del enlace no tienen en cuenta
las características de la realización instantánea del canal. En
particular, no tienen en cuenta las características como la
extensión del retardo, y consecuentemente el uso de tales medidas de
la calidad del enlace en un sistema OFDM no lleva a una adaptación
precisa del enlace.
Por lo tanto, el objetivo de la presente
invención es proporcionar una unidad de determinación de la calidad
del enlace, un método de determinación de la calidad del enlace y un
selector de probabilidad del enlace de transmisión que incluye tal
unidad de determinación de la calidad del enlace que permite
proporcionar una medida precisa de la calidad del enlace de un
enlace de transmisión en un sistema de transmisión OFDM.
La presente invención también pretende
proporcionar los dispositivos de procesamiento que puedan
proporcionar los parámetros adecuados necesarios para derivar la
medida mejorada de la calidad del enlace.
Este objetivo se resuelve por una unidad de
determinación de la calidad del enlace (reivindicación 1) para
determinar una calidad del enlace de un enlace de transmisión entre
un transmisor OFDM y un receptor OFDM de un sistema de transmisión
OFDM, en donde dicha unidad de determinación de la calidad del
enlace comprende una unidad de determinación de la variación de la
potencia de señal adaptada para determinar la variación de la
potencia de señal de la señal de recepción en el receptor y en al
menos una primera unidad de determinación de la medida de la calidad
del enlace adaptada para determinar una primera medida de la calidad
del enlace que representa la variación de la potencia de la señal
subportadora en base a la variación de la potencia de señal como se
determina por la unidad de determinación de la variación de la
potencia de señal.
Este objetivo también se resuelve por una unidad
de determinación de la calidad del enlace (reivindicación 4) para
determinar una calidad del enlace de un enlace de transmisión entre
un transmisor OFDM y un receptor OFDM de un sistema de transmisión
OFDM en donde dicha unidad de determinación de la calidad del enlace
comprende una unidad de determinación de la variación de la señal a
ruido adaptada para determinar la variación de la señal a ruido de
la señal de recepción en el receptor y al menos una primera unidad
de determinación de la medida de la calidad del enlace adaptada para
determinar una primera medida de la calidad del enlace que
representa la variación de la variación de la señal a ruido en base
a la variación señal a ruido según se determina por la unidad de
determinación de la variación de la señal a ruido.
Este objetivo también se resuelve por un
selector de propiedades del enlace de transmisión (reivindicación
18) que incluye un decisor de propiedades del enlace de transmisión
para seleccionar las propiedades de transmisión de un enlace de
transmisión OFDM dependiendo de una medida de la calidad del enlace
de transmisión, en donde dicho selector de propiedades del enlace de
transmisión comprende una unidad de determinación de la calidad del
enlace según se define arriba para poner a la salida dicha medida de
la calidad del enlace, y dicho decisor de propiedades del enlace de
transmisión se adapta para decidir en las propiedades de transmisión
de dicho enlace de transmisión en base a la medida de la calidad del
enlace la salida por la unidad de determinación de la calidad del
enlace.
Este objetivo también se resuelve por un método
de determinación de la calidad del enlace (reivindicación 22) para
determinar una calidad del enlace de un enlace de transmisión entre
un transmisor OFDM y un receptor OFDM en un sistema de transmisión
OFDM que incluye los pasos de determinar la variación de la potencia
de señal y determinar una primera medida de la calidad del enlace en
base a la variación de la potencia de la señal determinada.
Este objetivo también se resuelve por un método
de determinación de la calidad del enlace (reivindicación 27) para
determinar una calidad del enlace de un enlace de transmisión entre
un transmisor OFDM y un receptor OFDM de un sistema de transmisión
OFDM que incluye los pasos de determinar la variación de la señal a
ruido y determinar una primera medida de la calidad del enlace en
base a la variación de la señal a ruido determinada.
Como se mencionó arriba, de acuerdo con la
invención, se determinan las variaciones de algunos valores críticos
para la transmisión, como la potencia de la señal y la relación
señal a ruido, para incluir los efectos debidos al canal de
frecuencia selectiva, es decir para incluir los efectos de la
respuesta instantánea de la frecuencia del canal que afecta
significativamente a la tasa de error instantánea, en la derivación
de una medida de la calidad del enlace adecuada. De esta manera, por
ejemplo se puede incluir la extensión del retardo como uno de los
parámetros del canal en la medida de la calidad del enlace y de esta
manera en el comportamiento de la adaptación del enlace y en los
criterios de conmutación.
Preferentemente (reivindicación 2), la unidad de
determinación de la calidad del enlace comprende un estimador del
coeficiente del canal que se adapta para determinar las estimaciones
de los coeficientes del canal para las subportadoras respectivas. La
varianza determinada de la potencia de señal permite estimar de una
forma fácil una variación precisa de la potencia de señal.
Preferentemente (reivindicación 3), la unidad de
determinación de la medida de la calidad del enlace se adapta para
determinar la primera medida de calidad del enlace determinando una
relación de la variación de la potencia de señal al cuadrado de la
potencia de señal. Esto permite en una manera ventajosa normalizar
la medida de la calidad del enlace para eliminar los factores
constantes en la cadena del receptor.
Preferentemente (reivindicación 5), se puede
proporcionar una unidad de determinación de la estimación de la
muestra de ruido para determinar una estimación de la muestra de
ruido para cada subportadora en cada símbolo OFDM, en donde dicha
unidad de determinación de la variación de la señal a ruido se
adapta para determinar cómo la variación de señal a ruido la
varianza de señal a ruido determinando un valor medio de SNR sumando
respectivamente la potencia de los coeficientes de estimación del
canal y la potencia de las muestras de ruido sobre la pluralidad de
subportadoras y formando la relación de la misma y determinando la
relación de la potencia de la estimación del coeficiente del canal
respectivo para la subportadora respectiva a la potencia de la
estimación de la muestra de ruido respectiva para la respectiva
subportadora, restando de esta relación el valor medio de la SNR,
determinando el valor absoluto del resultado de la resta, elevando
al cuadrado el valor absoluto y promediando los valores absolutos
determinados sobre una pluralidad de subportadoras.
De esta manera, también se puede usar la
varianza de la relación señal a ruido como un reflejo preciso de la
variación de la potencia de señal a ruido.
Preferentemente (reivindicación 6), la unidad de
determinación de la calidad del enlace comprende dicha unidad de de
determinación de la variación de la señal a ruido se adapta para
determinar como la variación señal a ruido la varianza de señal a
ruido determinando la relación de la potencia de la estimación del
coeficiente del canal respectivo para las subportadoras respectivas
a la potencia de la estimación de la muestra de ruido respectivo
para la respectiva subportadora, y promediando las relaciones
determinadas sobre una pluralidad de subportadoras.
Dado que se pueden proporcionar dos medidas
distintas más precisas de la calidad del enlace, es decir la primera
y segunda medidas de la calidad del enlace, una unidad de
determinación de la medida de la calidad del enlace global puede
determinar ventajosamente una medida de la calidad del enlace global
combinando la primera y segunda medidas de la calidad del enlace
(reivindicación 17). De esta manera, la adaptación del enlace
(reivindicación 18) se puede basar ventajosamente en la primera
medida de la calidad del enlace, la segunda medida de la calidad del
enlace o una combinación de ambas medidas de la calidad del enlace,
es decir una medida de la calidad del enlace global.
Preferentemente (reivindicación 7), la unidad de
determinación de la calidad del enlace comprende un estimador del
coeficiente del canal que se adapta para determinar las estimaciones
de los coeficientes del canal para las subportadoras respectivas;
una unidad de determinación de la potencia de señal que se adapta
para determinar la potencia de señal promediando la potencia de los
coeficientes del canal estimados sobre una pluralidad de
subportadoras; dicha unidad de determinación de la potencia de ruido
que incluye una unidad de determinación de la estimación de las
muestras de ruido que se adapta para determinar una estimación de la
muestra de ruido para cada subportadora en cada símbolo OFDM; y una
unidad de promediado de muestra de ruido que se adapta para
determinar la potencia de ruido promediando la potencia de
estimación de la muestra de ruido sobre una pluralidad de
subportadoras; en donde dicha segunda unidad de determinación de la
medida de la calidad del enlace se adapta para determinar dicha
segunda medida de la calidad del enlace determinando la relación de
la potencia de la señal determinada a dicha potencia de ruido
determinada.
Preferentemente (reivindicación 8), dicha unidad
de promediado de la muestra de ruido se adapta adicionalmente para
determinar la potencia de ruido promediando dicha potencia de la
estimación de la muestra de ruido también sobre una pluralidad de
símbolos OFDM. Esto permite proporcionar una segunda medida de la
calidad del enlace incluso más precisa que representa la relación de
la potencia de señal a ruido de la subportadora media.
Preferentemente (reivindicación 9), dicha unidad
de determinación de la estimación de la muestra de ruido se adapta
para determinar dichas estimaciones de muestras de ruido para cada
subportadora en cada símbolo OFDM en base a la muestra de la señal
recibida respectiva en la subportadora respectiva en el símbolo OFDM
respectivo, de la información del símbolo de la subportadora sobre
el símbolo de la subportadora transmitido en la respectiva
subportadora en el respectivo símbolo OFDM, y de la estimación del
coeficiente del canal en la subportadora respectiva. Esta
determinación de las estimaciones de las muestras de ruido es
particularmente ventajosa, porque se basa en un modelo adaptable de
un canal de comunicación equivalente en un sistema OFDM.
Preferentemente (reivindicación 10), dicha
unidad de determinación de la estimación de la muestra de ruido
comprende un multiplicador para multiplicar la estimación del
coeficiente del canal en la subportadora respectiva con la
información del símbolo de la subportadora y un restador para restar
el resultado de la multiplicación de la muestra de la señal recibida
respectiva, la salida del restador que consta de las estimaciones de
las muestras de ruido para cada subportadora en cada símbolo
OFDM.
Preferentemente (reivindicación 12), la
información del símbolo de la subportadora usada para la
determinación de las estimaciones de la muestra de ruido es la
información del símbolo de la subportadora de uno o más símbolos de
preparación OFDM contenidos en la parte de preámbulo de una ráfaga.
De esta manera, se pueden usar los símbolos de preparación conocidos
para determinar las estimaciones de la muestra de ruido.
Preferentemente (reivindicación 13), la
información del símbolo de la subportadora puede ser una información
de la estimación del símbolo de subportadora de los símbolos de
subportadora que portan datos dentro de las unidades de datos de
protocolo dentro de una ráfaga.
Preferentemente (reivindicación 14), la
información de la estimación del símbolo de la subportadora de los
símbolos de subportadora que portan datos dentro de las unidades de
datos de protocolo dentro de una ráfaga se genera por una unidad de
remodulación que se adapta para la remodulación de las decisiones de
símbolo OFDM puestas a la salida por el demodulador.
Preferentemente (reivindicación 15), la
información de la estimación del símbolo de subportadora de los
símbolos de la subportadora que portan datos dentro de las unidades
de datos de protocolo dentro de una ráfaga se genera por una unidad
de recodificación/remodulación que se adapta para la
recodificación/remodulación de la salida por el descodificador.
Preferentemente (reivindicación 16), dicha
segunda unidad de determinación de la medida de la calidad del
enlace determina la segunda medida de la calidad del enlace en
varios instantes durante una trama o durante las ráfagas y calcula
una primera medida del enlace modificada como una función de
densidad acumulativa. Esto permite contar para la potencia de
interferencia que puede ser rápidamente fluctuante de trama a trama
o incluso dentro de las tramas, es decir en condiciones de
transmisión con una interferencia dominante.
Otras realizaciones ventajosas y mejoras de la
invención se pueden tomar de las reivindicaciones anexas.
Adicionalmente, cabría señalar que la invención no está restringida
a las realizaciones especiales y ejemplos de la presente exposición
y que la presente descripción solamente refleja lo que es
considerado como el mejor modo de la invención por los
inventores.
Por lo tanto, se pueden llevar a cabo
modificaciones adicionales y verificaciones de la invención en base
a las enseñanzas contenidas aquí dentro. En particular, la invención
puede comprender realizaciones que constan de características y/o
pasos que se han descrito y reivindicado separadamente en la
descripción y las reivindicaciones.
Otros objetivos, ventajas y características de
la invención serán evidentes a partir de la descripción de aquí
abajo cuando se ve junto con los dibujos anexos.
La Fig. 1a muestra un sistema de transmisión
OFDM SYS de acuerdo con la técnica anterior;
La Fig. 1b muestra la parte de preámbulo PER de
una ráfaga BST mostrada en la Fig. 1a;
La Fig. 2a muestra los parámetros clave de los
modos de capa física de una ejemplificación del sistema OFDM
HIPERLAN/2;
La Fig. 2b muestra los parámetros clave de la
capa física HIPERLAN/2;
La Fig. 3 muestra un modelo de un canal de
comunicación equivalente en la subportadora m en el símbolo OFDM
k;
La Fig. 4a muestra un diagrama de bloques de
acuerdo con un primer aspecto del principio de la invención para
determinar una medida de la calidad del enlace en base a las
variaciones de la potencia de señal;
La Fig. 4b muestra un ejemplo de los parámetros
que se pueden usar para una determinación de la variación de la
potencia de señal y una determinación de la medida de la calidad del
enlace;
La Fig. 5a muestra un diagrama de bloques
similar a la Fig. 4a para la determinación de una medida de la
calidad del enlace dependiendo de una variación de la SNR;
La Fig. 5b muestra un diagrama de bloques
similar como el de la Fig. 4a para la determinación de los
parámetros usados para la determinación de la variación de la señal
a ruido en la Fig. 5a;
La Fig. 6 muestra un diagrama de bloques de otro
aspecto de la invención donde se proporciona al menos una segunda
unidad de determinación de la medida de la calidad que determina una
medida de la calidad del enlace en base a la relación de señal a
ruido en combinación con la primera unidad de determinación de la
medida de la calidad del enlace;
La Fig. 7 muestra un diagrama de bloques de un
dispositivo de procesamiento PRD, en particular un diagrama de
bloques de la unidad de determinación de la potencia de ruido
PC-DET mostrada en la Fig. 6;
La Fig. 8 muestra un diagrama de bloques de una
circuitería de demodulación DEMOD-CRT de un receptor
OFDM así como una unidad de remodulación REMOD y una unidad de
recodificación/remodulación REINC-REMOD usada para
proporcionar estimaciones de la información del símbolo de la
subportadora en base a los símbolos de la subportadora que porta
datos dentro de las unidades de datos de protocolo;
La Fig. 9 muestra un diagrama de bloques de una
unidad de determinación de las muestras de ruido
ZM-DET usada para calcular la potencia de ruido;
La Fig. 10 muestra un diagrama de asignación
para combinar la primera y segunda medidas de la calidad del enlace
Q_{1} y Q_{2} dentro de un mapa de decisión común;
La Fig. 11 muestra el uso de una histéresis para
la adaptación del enlace;
La Fig. 12 muestra un principio de diagrama de
flujo de los pasos llevados a cabo para determinar la primera y
segunda medidas de la calidad del enlace;
La Fig. 13a muestra un diagrama de flujo para
calcular una varianza de la potencia de señal de acuerdo con la
primera realización de la invención;
La Fig. 13b muestra un diagrama de flujo para
calcular la varianza de la señal a ruido de acuerdo con la segunda
realización de la invención; y
La Fig. 13c muestra un diagrama de flujo para
determinar la potencia de ruido (paso S3 en la Fig. 12).
A continuación, se describirán el principio de
la invención y las realizaciones de la misma con referencia a los
dibujos anexos. Adicionalmente, cabría señalar que la invención no
está restringida a un valor específico mencionado debajo, por
ejemplo el número de subportadoras o el número de subportadoras
piloto. Adicionalmente, aunque se hace referencia al sistema
HIPERLAN/2, la invención no está restringida al uso en un sistema
HIPERLAN/2 y se puede usar en cualquier otro sistema de comunicación
OFDM, inalámbrico o basado en cable, la característica común que es
que una modulación OFDM y demodulación OFDM se lleva a cabo en un
transmisor y un receptor, respectivamente, y que preferentemente la
adaptación del enlace es posible en base a los criterios de calidad
del enlace.
Adicionalmente, cabría señalar que la presente
invención generalmente es aplicable a un sistema de comunicación
OFDM SYS mostrado en la Fig. 1, es decir que incluye un transmisor
TR y un receptor RC que incluyen respectivamente la unidad de
determinación de la medición de la calidad del enlace
LQ-DET y el decisor de las propiedades de la
transmisión TR-DEC.
Para obtener las medidas más precisas de la
calidad del enlace de acuerdo con la invención, primero es necesario
seleccionar un modelo apropiado de la atenuación y distorsión
posible que puede tener lugar en un canal selectivo en frecuencia
del enlace de transmisión en un sistema de comunicación OFDM.
OFDM puede ser visto como un conjunto de canales
de comunicación equivalentes en varias subportadoras. Los canales
equivalentes son independientes si no hay interferencia
interportadora. Un modelo de un canal de comunicación equivalente en
una subportadora se muestra en la Fig. 3. Los parámetros siguientes
se definen en la Fig. 3:
- A_{m}[k]
- Símbolo de subportadora transmitido en la subportadora m \in N_{ST} en el símbolo OFDM k;
- H_{m}
- Coeficiente de canal en la subportadora m, asumido constante dentro de la ráfaga;
- Z_{m}[k]
- Muestra de interferencia o ruido en la subportadora m en el símbolo OFDM k;
- R_{m}[k]
- Muestra de la señal recibida en la subportadora m en el símbolo OFDM k;
- M\inN_{ST}
- Indice de subportadora;
- N_{ST}
- Conjunto de índices de subportadoras usadas;
- k\in {0, 1, 2, ...}
- índice de símbolo OFDM dentro de una ráfaga.
Por supuesto, en el lado del receptor o el
emplazamiento del punto de acceso donde se realizan las mediciones
de la calidad del enlace y la determinación del criterio de la
calidad del enlace, el símbolo de la subportadora real transmitido
en la subportadora m en el símbolo OFDM k por el transmisor TR así
como el coeficiente del canal en la subportadora m no será
conocido. No obstante, se pueden derivar las estimaciones de los
símbolos de la subportadora transmitida y las estimaciones de los
coeficientes del canal. Estas estimaciones se indican como
sigue:
- \hat{A}_{m}[k]
- Estimación del símbolo de la subportadora transmitido en la subportadora m en el símbolo OFDM k;
- \hat{H}_{m}
- Estimación del coeficiente de canal en la subportadora m.
Como se muestra en la Fig. 3, considerando los
efectos del canal y del ruido, el modelo de comunicación equivalente
en las subportadoras esencialmente asume, para cada subportadora m,
que el coeficiente del canal H_{m} se multiplicará por un
multiplicador MULT con el símbolo de la subportadora transmitida
A_{m} [k] y que hay una muestra de interferencia o ruido aditivo
Z_{m} [k] añadida por el sumador ADD. El resultado de la
multiplicación y la suma es la muestra de la señal recibida en la
subportadora m en el símbolo OFDM k.
La idea subyacente de la presente invención es
que durante la transmisión y recepción la señal OFDM se atenúa y
distorsiona por un canal selectivo en frecuencia y que el ruido y/o
la interferencia con un nivel desconocido se añade a través de una
suma ADD en cada subportadora. Como se muestra en la Fig. 3, de
acuerdo con el principio de la invención se pueden separar estos dos
efectos. Dado que la respuesta en frecuencia del canal instantáneo
afecta significativamente la tasa de error instantánea, de acuerdo
con la invención las variaciones de la potencia de la señal sobre
una pluralidad de subportadoras necesita ser tenida en cuenta.
\vskip1.000000\baselineskip
Primera
realización
Como se muestra en la Fig. 4a, una unidad de
determinación de la calidad del enlace LQ-DET de
acuerdo con la invención para determinar una calidad del enlace LQ
de un enlace de transmisión TL entre un transmisor OFDM TR y un
receptor OFDM RC de un sistema de transmisión OFDM SYS comprende una
unidad de determinación de la variación de la potencia de señal
VS-DET que se adapta para determinar la variación de
la potencia de señal V_{S} de la señal de recepción OFDM RS en el
receptor RC. Adicionalmente, allí se proporciona al menos una
primera unidad de determinación de la medida de la calidad del
enlace Q1-DET adaptada para determinar una primera
medida de la calidad del enlace Q1 que representa la variación de la
potencia de la señal de la subportadora en base a la variación de la
potencia de señal V_{S} como se determina por la unidad de
determinación de la variación de la potencia de señal
VS-DET.
La variación de la potencia de señal caracteriza
la respuesta al impulso del canal instantáneo, y, más
particularmente, su impacto en el rendimiento de la tasa de error. A
este respecto, se puede ver como un refinamiento de la estimación de
la tasa de error que se podría obtener por la estimación de la SNR
solamente. La variación de la potencia de señal es una medida
conveniente porque está estrictamente conectada a la expansión del
retardo "instantánea" de la respuesta al impulso del canal
instantánea. Además, la variación de la potencia de señal
determinada sobre las subportadoras es una medida mejor que una
caracterización de la respuesta al impulso en el dominio del tiempo,
porque la codificación se realiza de forma efectiva en los símbolos
de la subportadora en el dominio de la frecuencia.
Atendiendo al modelo de comunicación equivalente
en las subportadoras en la Fig. 3, se puede comprender que en un
cierto instante de tiempo la potencia de la señal total se forma
mediante contribuciones de la potencia de cada subportadora
individual, La determinación de una variación de la potencia de
señal de acuerdo con la invención significa primeramente la
determinación de una desviación de cada contribución de potencia de
la subportadora con respecto a un nivel de comparación de potencia
predeterminado y la combinación de todas las desviaciones de la
potencia de la subportadora dentro de un valor de variación de la
potencia de señal común. No obstante, también se considera por la
invención una determinación de la variación de la potencia de señal
dependiente del
tiempo.
tiempo.
Por ejemplo, también es posible promediar o
integrar las desviaciones de la potencia de la subportadora
individualmente sobre el tiempo (sobre varios instantes de tiempo) y
combinar solamente entonces las desviaciones de la potencia de la
subportadora integradas dentro del valor de la variación de la
potencia de la señal global.
Alternativamente, se puede prever que las
potencias individuales de la subportadora primero se integran
(promedio) una pluralidad de veces y solamente de esta manera las
potencias individuales de la subportadora promediadas se comparan
con el umbral de potencia y de esta manera solamente entonces los
valores de la desviación de la potencia determinados se combinan
dentro del valor de la variación de la potencia de señal global.
Alternativamente, también es posible calcular
simplemente en varios instantes de tiempo un valor de la variación
de la potencia de señal global e integrar (promediado) este valor
global de la variación de la potencia de señal sobre varios
instantes de tiempo.
De esta manera, no se puede considerar solamente
la desviación de la potencia de la subportadora instantánea en un
instante único, sino que también es posible incluir una integración
en el tiempo para formar un valor apropiado de la variación de la
potencia de señal.
A continuación, con referencia a la Fig. 4b, se
describirá un ejemplo de una determinación de la variación de la
potencia de señal en términos de la varianza de la potencia de
señal. La Fig. 13a muestra un diagrama de flujo del paso S1 mostrado
en la Fig. 12. La Fig. 12 muestra un diagrama de flujo global de la
invención para determinar al menos dos criterios distintos de
medición de la calidad del enlace.
Como se explicó arriba, para determinar la
variación de la potencia de señal, se debe determinar un valor de
comparación de potencia con respecto al cual se evalúa la desviación
de la potencia de la subportadora respectiva. Para calcular la
varianza de la potencia de señal V_{S}, preferentemente se puede
estimar la potencia de la señal promedio como el nivel de
comparación de potencia. La potencia de señal media P_{S}, se
puede estimar simplemente por
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En un receptor OFDM coherente se usa
convencionalmente un estimador del coeficiente de canal
HM-EST (ver también la Fig. 8) y se adapta para
determinar las estimaciones \hat{H}_{m} de los coeficientes del
canal para las subportadoras m respectivas. Por lo tanto, en el paso
S11 se calcula una estimación de los coeficientes del canal
\hat{H}_{m}. Es decir, las estimaciones de los coeficientes del
canal están disponibles a partir de una estimación del canal que se
aplica convencionalmente para la demodulación coherente.
En el paso S12 la unidad de determinación de la
potencia de señal PS-DET determina la potencia de la
señal P_{S} promediando la potencia de los coeficientes del canal
estimados \hat{H}_{m} sobre una pluralidad N_{ST} de las
subportadoras. Merece la pena señalar que todos los procesos de
promediado mencionados aquí se pueden calcular por ejemplo a partir
de las subportadoras usadas 52. Alternativamente, se pueden calcular
en base a las portadoras de datos 48 sin perder precisión
significativa. Esto puede ser conveniente por ejemplo si las
subportadoras piloto no se evalúan para cualquier otro propósito y
solamente se evalúan las subportadoras que porta datos.
\newpage
En el paso S13 la varianza V_{S} de la
potencia de señal se puede calcular de acuerdo con la siguiente
ecuación:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Es decir, la unidad de determinación de la
variación de la potencia de señal en la Fig. 4b también recibe como
entrada las estimaciones del canal \hat{H}_{m} y la potencia de
señal determinada P_{S}. Entonces, la unidad de determinación de
la variación de la potencia de señal VS-DET
determina como la variación de la potencia de señal V_{S} la
varianza de la potencia de señal determinando la diferencia entre la
potencia de los coeficientes del canal estimados \hat{H}_{m} en
la subportadora m respectiva y la potencia de señal P_{S},
determinando el valor absoluto de la diferencia, elevando al
cuadrado el valor absoluto de la diferencia y promediando el valor
absoluto cuadrático sobre una pluralidad N_{ST} de las
subportadoras.
Alternativamente, como se muestra con el lado
derecho de la ecuación en (2), este cálculo es equivalente a
determinar la cuarta potencia de las estimaciones de canal
\hat{H}_{m}, restando el valor cuadrático de la potencia de
señal P_{s}^{2} y promediando el resultado sobre las
subportadoras N_{ST}.
Como se muestra en la Fig. 4a y se indica en el
paso S2 en la Fig. 12, la primera unidad de determinación de la
medida de la calidad del enlace Q1-DET determina la
primera medida de la calidad del enlace Q_{1} en base a la
variación de la potencia de señal determinada V_{S}. Un ejemplo es
que la primera unidad de determinación de la medida de la calidad
del enlace Q1-DET simplemente pone a la salida la
variación de la potencia de señal como el criterio de calidad que va
a ser usado por el selector y la unidad de ajuste para reajustar el
modo de capa física.
Alternativamente, como se indica también en la
Fig. 4a, Fig. 4b, la primera unidad de determinación de la medida de
la calidad del enlace Q1-DET también se adapta para
determinar dicha primera medida de calidad del enlace Q_{1}
determinando una relación de la variación de la potencia de señal
V_{S} a la potencia de señal P_{S} de acuerdo con la siguiente
ecuación:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Es decir, preferentemente la primera unidad de
determinación de la medida de la calidad del enlace
Q1-DET normaliza la varianza V_{S} de la potencia
de señal para eliminar los factores constantes en la cadena del
receptor. En la ecuación (3) los cuadrados significan que la
potencia de señal se usa para este propósito.
Mientras que la ecuación (3) da un ejemplo de
cómo se puede calcular la primera medida de la calidad del enlace
Q_{1}, cabe señalar que se pueden concebir otras implementaciones
eficientes de la primera medida de la calidad del enlace en base a
la variación de la potencia de la señal determinada V_{S}, es
decir se pueden usar fórmulas ligeramente distintas para obtener
otras medidas de la calidad del enlace Q_{1}. Por ejemplo, puede
ser más adecuado usar un valor de Q_{1} = 10 log_{10}
(Q_{1}/N_{ST}) en lugar de Q_{1} para reducir el número de
divisiones. Por lo tanto, la ecuación anteriormente mencionada (3)
solamente es un ejemplo de cómo se puede usar la primera unidad de
determinación de la medida de la calidad del enlace
Q1-DET para determinar una primera medida de la
calidad del enlace Q1 en base a la variación de la potencia de la
señal determinada o la varianza de la potencia de señal V_{S}.
Cabría señalar que por supuesto la varianza V_{S} de la potencia
de señal no tiene en cuenta las dependencias entre señales vecinas.
Es decir, de acuerdo con el modelo de comunicación en la Fig. 3, las
subportadoras individuales son independientes. Esta es una
suposición razonable porque un receptor OFDM típico RC usa un
dispositivo de desentrelazado para eliminar idealmente las
correlaciones respectivas antes de descodificar. De esta manera la
potencia de la subportadora o los coeficientes del canal estimados
se pueden considerar como independientes entre ellos.
Como se describió arriba, en base al modelo de
comunicación en la Fig. 3, la idea de la invención es proporcionar
una medida de la calidad del enlace contabilizando para la expansión
del retardo evaluando la variación de las variaciones de la potencia
de señal en todas las subportadoras. No obstante, como se muestra en
la Fig. 5a, hay otros parámetros convenientes cuya variación se
puede evaluar para contabilizar para la selectividad en frecuencia
de la respuesta instantánea en frecuencia del canal.
\vskip1.000000\baselineskip
Segunda
realización
En la Fig. 5a, una unidad de determinación de la
calidad del enlace LQ-DET comprende una unidad de
determinación de la variación señal a ruido SNRV-DET
adaptada para determinar la variación señal a ruido SNRV de la señal
de recepción RS en el receptor RC. Adicionalmente, como en la Fig.
4a, se proporciona una unidad de determinación de la medida de la
calidad del enlace Q1-DET para determinar una
primera medida de la calidad del enlace Q_{1} que representa la
variación de la relación señal a ruido en base a la variación señal
a ruido SNRV como se determina por la unidad de determinación de la
variación señal a ruido SNRV-DET.
En equivalencia a la variación de la potencia de
señal, la variación de la SNR caracteriza el impacto para la
respuesta al impulso del canal así como el espectro de la potencia
de interferencia instantáneo en la tasa de error.
Como era el caso con la determinación de la
variación de la potencia de señal, también se puede llevar a cabo la
determinación de la variación señal a ruido en un instante de tiempo
fijo o se puede llevar a cabo promediando e integrando en el
tiempo.
De acuerdo con el primer ejemplo, en un instante
de tiempo fijo, los medios de determinación de la variación señal a
ruido realizan en primer lugar el cálculo de una relación señal a
ruido (SNR) individual para cada subportadora individual y la
combinación de las SNRs individuales para la pluralidad N_{ST} de
subportadoras dentro de un valor global de la variación señal a
ruido como algún tipo de proceso promedio sobre las SNRs de las
subportadoras individuales.
Otro ejemplo, cuando se usa una integración en
el tiempo, puede comprender la determinación individual de las SNRs
de la subportadora en varios instantes de tiempo y el promediado
(integración) de las SNRs individuales en el tiempo y el promediado
(integración) subsiguiente de las SNRs sobre una pluralidad de
N_{ST} de subportadoras.
Un tercer ejemplo es que los valores
individuales de la SNR combinados (promediados sobre la pluralidad
de las subportadoras N_{ST}), es decir los valores de la relación
señal a ruido global se integran (promedian) en varios instantes de
tiempo.
Una realización de la unidad de determinación de
la calidad del enlace LQ-DET que determina una
primera medida de la calidad del enlace Q_{1} en base a una
variación de la señal a ruido se muestra en la Fig. 5b. Como en la
Fig. 4b, el estimador del canal CH-EST proporciona
las estimaciones \hat{H}_{m} de los coeficientes del canal que
se alimentan a una unidad de determinación de estimación de muestra
de ruido ZM-DET y a la unidad de determinación de la
variación señal a ruido SNRV-DET.
Como se explicará con mayor detalle debajo, la
unidad de determinación de estimación de muestras de ruido
ZN-DET se adapta para determinar una estimación de
muestra de ruido \hat{z}_{m} para cada subportadora m en cada
símbolo OFDM k.
Como con el caso de la determinación de la
varianza de la potencia de señal, la unidad de determinación de la
variación señal a ruido SNRV-DET puede determinar
como la variación señal a ruido la varianza señal a ruido. En
particular, la unidad de determinación SNRV-DET
determina la varianza SNRV de acuerdo con la siguiente
ecuación:
ecuación:
\vskip1.000000\baselineskip
Es decir, como se muestra en el diagrama de
flujo de la Fig. 13b, para el caso de la determinación de la
varianza señal a ruido, el estimador del canal primero calcula las
estimaciones \hat{H}_{m} de los coeficientes del canal en el
paso S11 y en el paso S12 una unidad de determinación de estimación
de muestras de ruido ZM-DET determina una estimación
de muestras de ruido \hat{Z}_{m} para cada subportadora m en
cada símbolo OFDM k.
En el paso S13 la unidad de determinación
SNRV-DET determina el valor medio de la SNR SNRM
sumando respectivamente la potencia de los coeficientes de
estimación del canal |\hat{H}_{m}|^{2} y la potencia de
las muestras de ruido |\hat{Z}_{m}|^{2} sobre la pluralidad de
subportadoras N_{ST} y formando la relación de la misma (ver la
ecuación 4.2). Entonces, la unidad de determinación
SNRV-DET determina la relación de la potencia
|\hat{H}_{m}|^{2} de la estimación del coeficiente del canal
respectivo para la subportadora m respectiva a la potencia de la
estimación de la muestra de ruido respectiva |\hat{Z}_{m}|^{2}
para la subportadora m respectiva, resta de esta relación el valor
medio de la SNR SNRM, determina el valor absoluto del resultado de
la resta, eleva al cuadrado el valor absoluto y promedia los valores
absolutos determinados sobre una pluralidad N_{ST} de
subportadoras (ver la ecuación 4.1).
Como se explicó arriba con referencia a la Fig.
4b, también con respecto a la determinación de la variación señal a
ruido, la primera unidad de determinación de la medida de la calidad
del enlace Q1-DET puede poner a la salida la
varianza señal a ruido como la primera medida de la calidad del
enlace Q_{1}. De nuevo, cabría señalar que la determinación de la
variación de la potencia de señal como una varianza de la potencia
de señal y la determinación de la variación señal a ruido como una
varianza de la señal a ruido son solamente un ejemplo de cómo se
puede calcular una variación respectiva. Otras implementaciones para
las variaciones se pueden llevar a cabo en base a las enseñanzas
expuestas aquí dentro.
Como se explicó arriba, se usan la variación
señal a ruido y/o la variación de la potencia de señal para contar
para la expansión de retardo que afecta a la calidad del enlace y de
esta manera a la adaptación del enlace deseado en un sistema de
comunicación OFDM. También es posible una evaluación en el tiempo
sobre varias ráfagas para calcular un valor de la variación mejorada
(potencia de la señal o variación de la SNR).
\vskip1.000000\baselineskip
Tercera
realización
A continuación, se describirá una realización
adicional de la invención en la que la potencia de ruido está siendo
determinada. Cabría señalar que para el cálculo de la potencia de
ruido en la tercera realización se usa una unidad de determinación
de la estimación de la muestra de ruido ZM-DET que
también se puede usar para la variación señal a ruido como se
describió arriba (ver la ecuación de arriba (6.2) donde son
necesarias las estimaciones \hat{Z}_{m} de las muestras de
ruido).
Como se muestra en la Fig. 6, además de la
unidad de determinación de la variación de la potencia de señal
VS-DET y de la primera unidad de determinación de la
calidad del enlace Q1-DET, se proporcionan una
unidad adicional de determinación de la potencia de ruido
PZ-DET adaptada para determinar la potencia de ruido
P_{Z} y una segunda unidad de determinación de la medida de la
calidad del enlace Q2-DET que se adapta para
determinar una segunda medida de la calidad del enlace Q_{2} que
representa la relación de la potencia de señal a ruido SNR de la
subportadora promedio en base a la potencia de ruido P_{Z} como se
determina por la unidad de determinación de la potencia de ruido
PZ-DET. Se proporciona una unidad de determinación
de la medida global de la calidad de la señal Q-DET
para determinar una medida global de la calidad del enlace Q
combinando la primera y segunda medidas de la calidad del enlace
Q_{1} y Q_{2}.
Mientras que en la Fig. 6 se muestra la unidad
de determinación de la variación de la potencia de señal
VS-DET, como se trató con referencia a la Fig. 4a,
4b, cabe señalar que en la Fig. 6 se puede proporcionar la unidad de
determinación de la variación señal a ruido SNRV-DET
(como se trató arriba con referencia a la Fig. 5a,
5b).
5b).
Como se muestra en la Fig. 6, el segundo aspecto
de la invención se basa en el hecho de que se determina una segunda
medida de la calidad del enlace Q_{2} la cual se basa en la
relación de potencia de señal a ruido SNR de la subportadora
promedio. Esta relación de potencia de señal a ruido SNR de la
subportadora promedio se va a distinguir del valor de la variación
señal a ruido como se describió arriba con referencia a la segunda
realiza-
ción.
ción.
La tasa de error, y de ahí el flujo, está
profundamente afectada por la SNR. Por lo tanto, una estimación de
la SNR es una medida franca para estimar la calidad del enlace.
Hay varias posibilidades para calcular la
relación de la potencia de señal a ruido de la subportadora promedio
como la segunda medida de la calidad del enlace Q_{2}. La Fig. 6
muestra una realización donde se proporciona una unidad de
determinación de la potencia de señal PS-DET que se
adapta para determinar la potencia de señal P_{S}, por ejemplo
promediando la potencia de los coeficientes del canal estimado
\hat{H}_{m} sobre una pluralidad N_{ST} de subportadoras. Por el
contrario al valor de la variación señal a ruido, como se explicó
arriba con referencia a la segunda realización, la segunda medida
adicional de la calidad del enlace de transmisión Q_{2} se basa en
la potencia de ruido P_{Z}, más generalmente en la potencia de
señal promedio a la potencia de ruido promedio. Es decir, la segunda
medida de la calidad del enlace Q_{2} se determina preferentemente
de acuerdo con la siguiente
ecuación:
ecuación:
La unidad de determinación de la potencia de
señal, como se ilustra esquemáticamente con la cifra de referencia
PS-DET en la Fig. 6, calcula la potencia promedio
P_{S} de acuerdo con la ecuación (1) arriba mencionada. Es decir,
un estimador del coeficiente del canal HM-EST del
receptor RC determina las estimaciones \hat{H}_{m} de los
coeficientes del canal para las subportadoras m respectivas y la
potencia de las estimaciones de los coeficientes del canal se
promedia sobre una pluralidad N_{ST} de subportadoras. De esta
manera, se ha determinado el numerador P_{S} de la ecuación
(5).
A continuación, se explica el cálculo del
denominador P_{Z}. Una forma preferible de cómo calcular la
potencia de ruido P_{Z} con una realización de la unidad de
determinación de la potencia de ruido PZ-DET se
muestra en la Fig. 7. Cabe señalar que la determinación de la
potencia de ruido por un dispositivo de procesamiento PRD como se
muestra en la Fig. 7 también es útil para otros propósitos además
del cálculo de la segunda medida de la calidad del enlace Q_{2}.
Por lo tanto, se describirá separadamente el dispositivo de
procesamiento PRD que incluye la unidad de determinación de la
potencia de ruido PZ-DET. Tal determinación de la
potencia de ruido se puede usar ventajosamente independientemente de
la determinación de la medida de la calidad del enlace y la
adaptación del enlace.
La unidad de determinación de la potencia de
ruido PZ-DET incluye una unidad de determinación de
la estimación de la muestra de ruido ZM-DET que se
adapta para determinar una estimación de la muestra de ruido
\hat{Z}_{m} para cada subportadora m en cada símbolo OFDM k. Tal
unidad de determinación de la estimación de la muestra de ruido
ZM-DET también se usa para proporcionar la unidad de
determinación de la variación señal a ruido en la Fig. 5b de la
segunda realización con las estimaciones de las muestras de ruido
\hat{Z}_{m} necesarias.
Adicionalmente, la unidad de determinación de la
potencia de ruido PZ-DET del dispositivo de
procesamiento PRD comprende una unidad de promediado de la muestras
de ruido ZM-AV que se adapta para determinar la
potencia de ruido P_{Z} promediando la estimación de la muestra de
ruido \hat{Z}_{m} sobre una pluralidad N_{ST} de subportadoras.
Como se explicó arriba, la segunda unidad de determinación de la
medida de la calidad del enlace Q2-DET se adapta
para determinar la segunda medida de la calidad del enlace Q_{2}
determinando la relación de la potencia de la señal determinada
P_{S} a la potencia de ruido determinada P_{Z}.
La potencia de ruido necesita ser estimada para
obtener una estimación de la relación de potencia de señal a ruido y
también se puede usar independientemente en cualquier dispositivo de
procesamiento PRD de un sistema OFDM. El siguiente método para la
estimación de la potencia de ruido, como se ilustra en la Fig. 7,
funciona en el dominio de la frecuencia. De ahí, es típicamente
aplicable en sistemas OFDM. Por otra parte, mientras que la
descripción a continuación es una realización preferente de la
presente invención, se pueden usar otros esquemas de estimación de
la potencia de ruido. El método sugerido requiere información en los
símbolos de la subportadora transmitidos y puede trabajar tanto
piloto-asistida (usando los símbolos de preparación
TS), por ejemplo en la parte de la estimación del canal del
preámbulo HIPERLAN/2, como por decisión dirigida en cualquier
posición en una ráfaga.
En base al modelo original de comunicación
equivalente en las subportadoras mostradas en la Fig. 3, también se
puede derivar un modelo de ruido, como se muestra en la Fig. 9. Es
decir, como se muestra en el paso S3 en la Fig. 12, la unidad de
determinación de la estimación de la muestra de ruido
ZM-DET se adapta para determinar las estimaciones de
las muestras de ruido \hat{Z}_{m} para cada subportadora m en cada
símbolo OFDM k en base a la muestra de la señal recibida respectiva
R_{m}[k], \ding{172} en la subportadora m respectiva en
el símbolo OFDM k respectivo, de la información del símbolo de la
subportadora A_{m}[k], \hat{A}_{m}[k],
\ding{173} sobre el símbolo de la subportadora transmitido en la
subportadora m respectiva en el símbolo OFDM k respectivo, y de la
estimación del coeficiente del canal \hat{H}_{m} \ding{174} en
la subportadora respectiva.
Preferentemente, la unidad de determinación de
la estimación de la muestra de ruido ZM-DET como se
muestra en la Fig. 7 determina la estimación de la potencia de ruido
\hat{H}_{m} \hat{Z}_{m}[k] en base a la siguiente
ecuación:
Este modelo para las estimaciones de las
muestras de ruido se puede derivar fácilmente en base al modelo
equivalente de comunicación de subportadora mostrado en la Fig. 3.
Como se muestra en la Fig. 13c, en un primer paso S31 los
coeficientes del canal \hat{H}_{m}[k] se determinan por el
estimador del canal CH-EST. En un paso S32 el
multiplicador MULT de la unidad de determinación de la estimación de
la muestra de ruido ZM-DET multiplica la estimación
del coeficiente del canal \hat{H}_{m}, \ding{174} en la
subportadora respectiva con la información del símbolo de la
subportadora A_{m}[k], \hat{A}_{m}[k],
\ding{173} y un restador SUB que resta el resultado de la
multiplicación de la muestra de la señal recibida respectiva
R_{m}[k], \ding{172}. La salida del restador SUB
constituye las estimaciones de las muestras de ruido
\hat{Z}_{m}[k] para cada subportadora m en cada símbolo
OFDM k.
En el paso S34 se lleva a cabo un proceso de
promediado sobre las subportadoras N_{ST} y posiblemente sobre los
símbolos OFDM L. Esto se explicará más abajo con detalles
adicionales. En primer lugar, con respecto a los pasos de
determinación S31-S33 para las estimaciones de las
muestras de ruido \hat{Z}_{m}[k] se debería entender que el
modelo de ruido en la Fig. 9 requiere al menos un conocimiento
directo de los símbolos de la subportadora transmitidos
A_{m}[k] o al menos una estimación de los símbolos de la
subportadora transmitidos \hat{A}_{m}[k]. Como se muestra
en la siguiente ecuación para la potencia de ruido P_{Z} una
estimación de los símbolos de la subportadora transmitidos
\hat{A}_{m}[k]. Como se muestra en la siguiente ecuación
para la potencia de ruido P_{Z}
se debe obtener un conocimiento
directo o una estimación de los símbolos transmitidos
\hat{A}_{m}[k].
Como ya se explicó arriba con referencia a la
Fig. 1b, en el sistema de comunicación OFDM los símbolos OFDM se
transmiten en ráfagas BST de una trama FR, cada ráfaga BST comprende
una parte de preámbulo PRE y una o más unidades de datos de
protocolo PDU. Cada parte de preámbulo PRE de cada ráfaga BST
comprende uno o más símbolos de preparación TS OFDM, que se usan por
el estimador del coeficiente del canal HM-EST para
la estimación del canal.
La primera posibilidad de cómo se puede obtener
directamente la información A_{k}[k] en los símbolos de la
subportadora es usando los símbolos de la subportadora de la parte
de estimación del canal del preámbulo. Como se muestra en la Fig. 8,
una circuitería de demodulador convencional
DEMOD-CRT comprende una unidad de eliminación de
preámbulo PRE-RV, una unidad de FFT y de eliminación
del prefijo cíclico CP-RV, un estimador del canal
CH-EST, un demodulador de la subportadora
SC-DEMOD y un descodificador DEC. Para permitir la
preparación del receptor, la circuitería de demodulación
DEMOD-CRT también debe tener conocimiento de algunos
símbolos de preparación TS conocidos o símbolos piloto que se
almacenan preferentemente en una memoria TS-MEM. Los
símbolos piloto se conocen de antemano tanto por el transmisor TR
como por el receptor RC.
De esta manera, una primera posibilidad de
proporcionar la información necesaria de los símbolos de
subportadora transmitidos es la información de símbolo de
subportadora de uno o más símbolos de preparación TS OFDM de la
parte de preámbulo PRE de la ráfaga. Es decir, si en un cierto
tiempo el receptor RC puede asumir que se transmite la parte de
preámbulo con los símbolos de preparación piloto conocidos y
acordados, entonces se puede realizar una estimación de ruido de
acuerdo con la ecuación (6) en base a los símbolos piloto.
Como también se muestra en la Fig. 8, con otra
posibilidad de proporcionar alguna información sobre los símbolos de
la subportadora transmitidos es usar las estimaciones
\hat{A}[k] de los símbolos de subportadora que porten datos
dentro de una ráfaga. Si las estimaciones se usan en la ecuación
(6), entonces igualmente se pueden proporcionar las estimaciones de
las muestras de ruido requeridas \hat{Z}_{m}[k] por la
unidad de determinación ZM-DET.
Como se muestra en la Fig. 8, hay de nuevo dos
ejemplos de cómo se puede proporcionar esta información sobre las
estimaciones de los símbolos transmitidos de la subportadora. Una
posibilidad es generar la información de la estimación del símbolo
de la subportadora \hat{A}_{m}[k] de los símbolos de
subportadora que porte datos dentro de las unidades de datos de
protocolo dentro de una ráfaga por una unidad de remodulación REMOD
que se adapta para la remodulación de las decisiones del símbolo
OFDM puestas a la salida por el demodulador DEMOD. Tal información
del símbolo de la subportadora estimada se indica con la cifra de
referencia \ding{173}''. De esta manera, se puede usar la
remodulación de las decisiones de símbolo (físicas) después de la
demodulación proporcionando las estimaciones de los símbolos de la
subportadora transmitidos. Es decir, la circuitería de demodulación
DEMOD-CRT recibe una señal de recepción RS que es la
señal recibida después del filtro(s), después de disminuir el
muestreo, la corrección de frecuencia y la corrección del tiempo. La
salida de la unidad FFT y de eliminación del prefijo cíclico
CP-RV son las muestras de la señal recibida en la
subportadora m en el símbolo OFDM k, a saber R_{m}[k] que
también son necesarias para la estimación de la muestra de ruido en
la ecuación (6) en el dominio de la frecuencia.
Adicionalmente, como también se muestra en la
Fig. 8, también se pueden llevar a cabo algunas estimaciones de los
símbolos OFDM transmitidos recodificando/remodulando la salida del
descodificador DEC proporcionadas convencionalmente en la
circuitería de demodulación DEMOD-CRT. También en
este caso se puede alimentar alguna información de estimación
\hat{A}_{m}[k] del símbolo de la subportadora transmitido a
la unidad de determinación de la muestra de ruido
ZM-DET. En base a las tres informaciones de entrada
\ding{172}, \ding{173}, \ding{174} la unidad de determinación
de la muestra de ruido determina las muestras de ruido individuales
\hat{Z}_{m}[k] de acuerdo con las ecuaciones (6),
(7).
(7).
En caso de funcionamiento de decisión dirigida
para determinar las muestras de ruido está claro que los errores de
decisión aumentarán los errores de estimación para relaciones de
potencia de señal a ruido bajas. Esto se puede evitar simplemente
aplicando una estimación de la potencia de ruido a los símbolos del
preámbulo.
Una vez se conoce la información directa en el
símbolo transmitido A_{m}[k] o las estimaciones
\hat{A}_{m}[k] en los símbolos transmitidos, se pueden
determinar las muestras de ruido por la unidad
ZM-DET de la unidad de determinación de la potencia
de ruido PZ-DET del dispositivo de procesamiento
PRD.
Para obtener una medida precisa para la potencia
de ruido, la unidad de promediado de la muestra de ruido
ZM-AV realiza un cálculo de la potencia de ruido
basado en las muestras de ruido \hat{Z}_{m} de acuerdo con la
ecuación
(7).
(7).
En la ecuación (7) L indica el número de
símbolos OFDM sobre los que se promediará la potencia de ruido.
Dentro de un símbolo OFDM, se obtiene la potencia de ruido
promediando sobre 52 muestras por ejemplo. De ahí, se reduce la
varianza de la medición por este factor para L = 1, que puede ser
suficiente en muchos casos.
Es decir, mientras que una realización
preferente de la invención usa un promediado adicional de las
muestras de ruido también sobre una pluralidad L de símbolos OFDM,
la potencia de ruido puede ya estar calculada por la unidad de
promediado de la muestra de ruido ZM-AV determinando
meramente un promedio de las estimaciones de las muestras de ruido
\hat{Z}_{m} sobre una pluralidad N_{ST} de subportadoras.
Volviendo atrás, una vez que se ha determinado
la potencia de ruido, es fácil calcular la SNR de la subportadora
promedio y de esta manera la segunda medida de la calidad del enlace
Q2 de acuerdo con la ecuación (5).
Como se puede ver a partir de la ecuación (7)
para la determinación de la potencia de ruido P_{Z} promediando
las muestras de ruido individuales \hat{Z}_{m}[k], la
medición descrita arriba solamente da el nivel de ruido promedio
dentro de un símbolo OFDM. Adicionalmente, el cálculo corresponde,
independientemente de si se usa un símbolo piloto real o una
estimación de un símbolo OFDM que porte datos, para la influencia
del ruido blanco. La suposición tras eso es que el ruido o
interferencia co-canal tiene la densidad espectral
de potencia aproximadamente constante (ruido blanco). Esta
suposición se lleva a cabo en caso de un ruido térmico. No obstante,
hay situaciones donde esta suposición es solamente una aproximación
o no se sostiene del todo. Para tales casos, la aproximación con
ruido blanco no es aplicable y se pueden encontrar otras
estimaciones de ruido. Esto se describe abajo en la cuarta
realiza-
ción.
ción.
\vskip1.000000\baselineskip
Cuarta
realización
El cálculo de la variación señal a ruido
descrito arriba es ventajoso en particular para la situación en que
se consideran uno o unos pocos perturbadores
co-canal a través de los canales selectivos en
frecuencia. Es decir, en los sistemas celulares típicos con factores
de reutilización razonables de alrededor de 7, habrá unos pocos o
incluso un perturbador co-canal. Sí se reciben a
través de un canal de selectivo en frecuencia, serán distintos los
niveles de interferencia en las distintas subportadoras. De ahí, que
pueda ser incompleta la información a partir de la medición de la
potencia ruido/interferencia de acuerdo con la ecuación (7).
En tal situación es ventajoso calcular una
estimación de la potencia ruido/interferencia promedio como la SNR
de la subportadora instantánea en cada subportadora y usar cada SNR
de la subportadora para tener la media y la varianza de esta SNR de
la subportadora. No obstante, aparece un problema porque el ruido es
en principio un proceso aleatorio en la dirección de la frecuencia
así como en la dirección del tiempo.
Como ya se explicó arriba, por lo tanto es
posible promediar (integrar) adicionalmente la varianza (variación)
señal a ruido también en la dirección del tiempo. Esto conduce a
mayor precisión. Por lo tanto, una alternativa adicional, como
también se explicó arriba, es promediar primero en la dirección del
tiempo para obtener la potencia de ruido en cada subportadora
separadamente con bastante precisión. Una media y varianza tanto de
la potencia de ruido como de la SNR conduce entonces a mediciones
razonablemente exactas. Hay, no obstante, la desventaja de la
complejidad aumentada comparando con el cálculo solamente de la
varianza de la potencia de señal como se indicó con la ecuación
(3).
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Quinta
realización
En la Fig, 12 se ilustra un diagrama de flujo
del principio de la invención combinando la primera y segunda
medidas de la calidad del enlace Q_{1} Q_{2}. Como se describió
arriba, en el paso S1 se determina la variación respectiva y en el
paso S2 se determina la primera medida de la calidad del enlace
Q_{1} (Fig. 4a, 4b; Fig. 5a, 5b).
En el paso S3 se calcula la potencia de ruido
(Fig. 6, 7, 8, 9) y en el paso S4 se determina una segunda medida de
la calidad del enlace Q_{2} en base a la potencia de ruido, por
ejemplo la SNR promedio.
En el paso S5 una unidad de determinación de la
medida global de la calidad del enlace Q-DET, como
se muestra en la Fig. 6, combina la primera y segunda medidas de
calidad del enlace Q_{1}, Q_{2} para determinar una medida
global de la calidad del enlace Q que se usa entonces por el decisor
de propiedad de transmisión TL-DEC para seleccionar
las propiedades de transmisión apropiadas (modo de capa física) para
el enlace de transmisión OFDM. Basado en la decisión del decisor de
propiedad de transmisión TR-DEC la unidad de ajuste
de propiedad de transmisión ADP establecerá la propiedad de
transmisión seleccionada (modo de capa física). Alternativamente,
por supuesto la decisión de la propiedad de transmisión y el ajuste
de la propiedad de transmisión se puede basar solamente en la
primera y segunda medida de la calidad del enlace Q_{1},
Q_{2}.
En cualquier caso, independientemente de si la
medición de la calidad del enlace se basa en Q, Q_{1} o Q_{2},
una adaptación de enlace simple LA (que incluye la decisión de la
propiedad de transmisión basada en la medida de calidad del enlace y
el establecimiento de la propiedad de transmisión) puede usar una
medida de la calidad del enlace por ráfaga. Por ejemplo, en un
terminal móvil MT se puede evaluar el canal de radiodifusión BCCH en
el inicio de la trama para obtener una medida de la calidad del
enlace y se puede decidir un modo de capa física por el decisor de
propiedad de transmisión TR-DEC que reside en el
terminal móvil MT. Esta propuesta de modo de capa física se puede
enviar al punto de acceso AP tanto en el canal de acceso aleatorio
RAC como en un tráfico de canal ascendente. Una vez más, el punto de
acceso AP puede calcular un medida de la calidad del enlace basada
en el acceso aleatorio RAC que va a ser realizado probablemente en
el modo de ráfaga más robusto en cualquier caso. Entonces el punto
de acceso AP puede asignar los recursos respectivos en base al modo
de capa física propuesto por el terminal móvil MT y en base al modo
de capa física que ha determinado el punto de acceso AP basado en la
evaluación en el modo de acceso aleatorio.
La Fig. 10 muestra un ejemplo de cómo la unidad
de determinación de la medida de la calidad del enlace global
Q-DET combina la primera y segunda medidas de la
calidad del enlace Q_{1}, Q_{2} en el paso S5 en la Fig. 12.
Como se muestra en la Fig. 10, la primera medida de la calidad del
enlace Q_{1} y la segunda medida de la calidad del enlace Q_{2}
se disponen en un plano de decisión, en donde la primera medida de
la calidad del enlace Q_{1} (que está normalizada) tiene una
escala lineal en el eje vertical y la segunda medida de la calidad
del enlace Q_{2} que se basa en el logaritmo, tiene una escala
logarítmica en el eje horizontal.
Como se puede comprender a partir de la Fig. 10,
la medida global de la calidad del enlace Q es la combinación de
Q_{1} y Q_{2}, es decir se puede ver que está presente en un
tercer eje que es perpendicular al eje horizontal y vertical de
Q_{2} y Q_{1}.
La Fig. 10 también muestra las líneas de
decisión (o planos de decisión) del decisor de propiedad del enlace
de transmisión TL-DEC. Estas líneas de decisión
(planos) son ejemplos para ilustrar la decisión en los modos de capa
física que dependen de los valores de la medida global de la calidad
del enlace Q. Estas líneas de decisión son por supuesto puntos de
decisión únicos si solamente se usa una media única de la calidad
del enlace Q_{1} o Q_{2} para la decisión de la propiedad de
transmisión.
En el plano de decisión combinado en la Fig. 10
se determinan previamente los valores de Q_{1} y Q_{2} y se
decide el modo de capa física apropiado basado en la ubicación del
plano de decisión de la medida global de la calidad del enlace Q en
el plano de decisión.
Como se indica con flechas en la Fig. 10, cuando
se determina la medida global de la calidad del enlace en dos
instantes separados en el tiempo conduciendo a Q, Q' (por ejemplo se
pueden evaluar dos ráfagas distintas de la misma trama o dos ráfagas
en dos tramas distintas), entonces en el caso UP la conmutación del
modo de capa física aumentará la tasa de bit y en el caso DWN la
conmutación del modo de capa física disminuirá la tasa de bit, por
ejemplo. En ambos casos, la conmutación del modo se lleva a cabo
siempre digitalmente incluso en el plano bidimensional en la Fig. 10
en la línea de decisión, como se muestra en la Fig. 11a. Como se
muestra en la Fig. 11a, siempre que la medida única de la calidad
Q_{1}, Q_{2} o la medida global de la calidad del enlace Q
excede o cae por debajo del umbral Q_{th} se lleva a cabo un tipo
de conmutación digital de la tasa de bit (modo de capa física) sin
una histéresis.
Alternativamente, como se muestra en la Fig.
11b, la conmutación del modo se puede llevar a cabo incluyendo una
histéresis. Es decir, siempre que la medida única o global de
calidad del enlace Q, Q_{1}, Q_{2} exceda un umbral superior de
conmutación Q_{thup} en la dirección ascendente la conmutación se
llevará a cabo en este umbral ascendente Q_{thup}. Si la medida
única de la calidad del enlace Q_{1}, Q_{2} o la medida global
de la calidad del enlace disminuye de Q' a Q, entonces la
conmutación descendente de la tasa de bit solamente tendrá lugar en
un umbral más bajo de Q_{thdwn}. La introducción de la histéresis
tiene el efecto de que sucede un aumento de la tasa de bit en las
SNRs ligeramente superiores que la disminución. La ventaja obvia es
evitar los cambios de modo muy frecuentes que pueden suceder si las
características del canal real instantáneo están cercanas a la línea
de decisión durante algún tiempo.
Cabe señalar que se puede usar la conmutación
que incluye usar una histéresis para la medida global de la calidad
del enlace Q así como para la primera y segunda medidas de la
calidad del enlace únicas individuales Q_{2}, Q_{1}. En el caso
unidimensional (Q_{1} o Q_{2}) la decisión de la conmutación de
modo tendrá lugar en un punto de decisión más que en una línea de
decisión. Si se usa la medida global de la calidad del enlace Q en
el caso tridimensional, entonces los planos de decisión no pueden
ser completos pero pueden ser una superficie curva bidimensional en
el espacio tridimensional Q, Q_{2}, Q_{1}.
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Sexta
realización
En el esquema básico de adaptación del enlace
solamente se calcula un valor de la medida de la calidad del enlace
por ráfaga. Esto ocurrir por ejemplo en el canal de radiodifusión
BCCH en el enlace descendente o el canal de acceso aleatorio RAC en
el enlace ascendente. Por supuesto, es posible calcular una medida
de la calidad del enlace en otro canal de enlace ascendente o enlace
descendente.
En los entornos con interferencia dominante la
potencia de interferencia puede estar fluctuando rápidamente, no
obstante, de trama MAC a trama MAC o incluso dentro de las tramas.
En tal situación una o unas pocas medidas para la trama entera
pueden conducir a decisiones equivocadas en la conmutación del modo
de capa física.
Un ejemplo extremo es que el terminal móvil (el
receptor) calcula la medida de la calidad del enlace en el canal de
radiodifusión BCCH que puede no estar interferido del todo porque el
perturbador co-canal respectivo no usa la trama MAC
durante este periodo. En este caso, el terminal móvil MT decidirá en
un modo con la tasa de bit más alta. Si, no obstante, la mayoría de
la trama restante se perturba por interferencia significativa con
por ejemplo la relación SNR de 5 dB, el flujo en el enlace
descendente disminuye a cero. Realmente, debido a la alta
interferencia, se debería haber seleccionado un flujo de enlace en
el orden de 5 Mbps. Es decir, incluso si en el paso S6 se calculan
más medidas de la calidad del enlace en posiciones distintas en la
trama o se evalúan más ráfagas ("J" en el paso S6), puede
ocurrir que el uso individual de una medición única por ráfaga o
trama pueda conducir a decisiones incorrectas del modo de capa
física.
En este caso, un posible planteamiento para
evitar decisiones erróneas de adaptación de enlace en tales casos es
estimar la calidad del enlace en varios instantes durante una trama
MAC o incluso durante las ráfagas. Es decir, por ejemplo la segunda
unidad de determinación de la medida de la calidad del enlace
Q2-DET puede determinar la segunda medida de la
calidad del enlace Q_{2} en varios instantes durante una trama o
durante las ráfagas y puede calcular una segunda medida modificada
de la calidad del enlace como una función de densidad acumulativa
c.d.f. de Q_{2} en el paso S7. Entonces, se puede usar un cierto
porcentaje x% de las mediciones que exceden un umbral Q_{2}
deseado para una decisión en la conmutación del modo de capa física
como se describió arriba. En este caso, el x% del tráfico funciona
bajo condiciones razonables mientras que la comunicación del
(100-x) % de los datos fallan debido a la
interferencia severa. Preferentemente, x = 90 es una elección
adecuada.
La adaptación del enlace mejorada también se
puede obtener en base a los dos aspectos siguientes. Mientras que
arriba las medidas de la calidad respectivas Q_{1}, Q_{2}, Q se
determinaron en base a la variación de la potencia de señal
(ecuación (3)), la variación de la SNR (ecuaciones (4.1) y (4.2)) y
la relación de potencia de señal/ruido (ecuación (5)) en un instante
de tiempo único to, es decir Q_{1}= Q_{1}(to), Q_{2}=
Q_{2}(to) y Q= Q(to), también es posible realizar un
promedio de tiempo de la medida respectiva Q_{1} y Q_{2} y
posiblemente también de la medida global de la calidad del enlace Q,
que es Q_{1}'= 1/Nt\SigmaQ_{1}(t), Q_{2}'=
1/Nt\SigmaQ_{2}(t), Q'= 1/Nt\SigmaQ(t) donde Nt
es el número de instantes de tiempo sobre los que los valores van a
ser sumados y el sumatorio \Sigma va a ser tomado en los instantes
de tiempo Nt. El decisor de propiedad de enlace de transmisión
TL-DEC entonces puede decidir la propiedad del
enlace de transmisión en base a la medida de la calidad de señal
promediada en el tiempo Q_{1}', Q_{2}', Q'.
Adicionalmente, se mencionó arriba que el
decisor de propiedad del enlace de transmisión
TL-DEC decide como la propiedad de transmisión el
modo de capa física que se establece entonces por la unidad de
ajuste de propiedad de transmisión ADP en el transmisor TR. No
obstante, cabe señalar que el decisor de propiedad del enlace de
transmisión TL-DEC también puede decidir, en base a
la medida de la calidad del enlace Q, Q_{1}, Q_{2} o Q',
Q_{1}', Q_{2}', como la propiedad de transmisión la potencia de
transmisión que va a ser usada en el transmisor TR para las
transmisiones, por ejemplo usando las líneas o planos de decisión en
la Fig. 10 como planos o líneas de decisión del nivel de
potencia.
Como se explicó arriba, de acuerdo con la
primera y segunda realización de la invención se evalúa una
variación de un parámetro relevante en el sistema OFDM para
determinar una medida de la calidad del enlace. Tales variaciones
pueden ser la variación de la potencia de señal (primera
realización) o la variación de la SNR (segunda realización).
Adicionalmente, además de la primera medida de la calidad del enlace
ya mencionada se puede calcular una segunda medida de la calidad del
enlace basada en la evaluación de la potencia de ruido en el sistema
OFDM (tercera realización). De acuerdo con una cuarta realización de
la invención la primera y segunda medidas de la calidad del enlace
se pueden combinar para realizar una adaptación del enlace más
precisa. De acuerdo con una quinta realización de la invención se
calcula una función de densidad acumulativa de varias medidas de la
calidad del enlace evaluadas en varios instantes durante una ráfaga
o durante una trama o entre tramas para mejorar además la precisión
de la adaptación (conmutación del modo de capa física) del
enlace.
La presente invención también tiene la ventaja
de sugerir un método de cómo se puede encontrar una estimación de la
SNR en los sistemas OFDM. Tal estimación de la SNR es a menudo una
medida adecuada de la calidad del enlace. Adicionalmente, la
presente invención proporciona la ventaja de que se sugiere una
técnica de cómo combinar las medidas de la calidad del enlace y usar
la medida global de la calidad del enlace por medio de la gestión de
los recursos de radio.
La ventaja particular de la presente invención
es por supuesto que el tener en cuenta de la potencia de señal o las
variaciones de la SNR (por ejemplo la varianza de la misma) cuenta
para la respuesta de frecuencia de canal instantánea. De esta
manera, las medidas de la calidad del enlace de acuerdo con la
invención incluyen los parámetros del canal como la expansión del
retardo que afecta a la calidad del enlace y de ahí al
comportamiento deseado de la adaptación del enlace y los criterios
de conmutación. Las medidas de la calidad del enlace de la presente
invención tienen en cuenta tales efectos.
De esta manera, la presente invención
proporciona un nuevo concepto para las mediciones de la calidad de
enlace que se pueden usar en sistemas OFDM, en particular en
HIPERLAN/2 y en IEEE 802.11.
Adicionalmente, las cifras de referencia en las
reivindicaciones solamente sirven para propósitos de clarificación y
no limitan el alcance de estas reivindicaciones.
Claims (31)
1. Una unidad de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) para determinar una calidad de
enlace (LQ) de un enlace de transmisión (TL) entre un transmisor
OFDM (TR) y un receptor OFDM (RC) de un sistema de transmisión OFDM
(SYS),
caracterizada porque
dicha unidad de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) comprende una unidad de
determinación de la variación de la potencia de señal
(VS-DET) adaptada para determinar la variación de la
potencia de señal (V_{S}) de una señal de recepción (RS) en el
receptor (RC),
en donde
la variación de la potencia de señal (V_{S})
se determina primero determinando una desviación de una contribución
de las subportadoras contenidas en la señal de recepción de una
potencia de señal promedio (P_{S}) de una pluralidad de
subportadoras determinadas por una unidad de determinación de la
potencia de señal (PS-DET); y entonces combinar
todas las desviaciones de potencia de las subportadoras en una
variación de potencia de señal común;
y por al menos una primera unidad de
determinación de la medida de la calidad del enlace
(Q1-DET) adaptada para determinar (3) una primera
medida de la calidad del enlace (Q_{1}) que representa la
variación de la potencia de señal de la subportadora en base a la
variación de la potencia de señal (V_{S}) como se determina por la
unidad de determinación de la variación de la potencia de señal
(VS-DET).
2. Una unidad de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
1,
caracterizada por
un estimador del coeficiente del canal
(HM-EST) que se adapta para determinar las
estimaciones (\hat{H}_{m}) de los coeficientes del canal para las
subportadoras (m) respectivas;
una unidad de determinación de la potencia de
señal (PS-DET) que se adapta para determinar (1) la
potencia de señal (P_{S}) promediando la potencia de los
coeficientes del canal estimados (\hat{H}_{m}) sobre una
pluralidad (N_{ST}, m) de subportadoras; y
dicha unidad de determinación de la variación de
la potencia de señal (VS-DET) se adapta para
determinar como la variación de la potencia de señal (Vs) la
varianza de la potencia de señal (V_{S}) determinando (2) la
diferencia entre la potencia de los coeficientes del canal estimados
(\hat{H}_{m}) en la subportadora (m) respectiva y la potencia de
señal (P_{S}), determinando el valor absoluto de la diferencia,
elevando al cuadrado el valor absoluto de la diferencia, y
promediando (1) el valor cuadrático absoluto sobre una pluralidad
(N_{ST}) de subportadoras.
3. Una unidad de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
2,
caracterizada por
dicha unidad de determinación de la medida de la
calidad del enlace (Q1-DET) que se adapta para
determinar dicha primera medida de la calidad del enlace (Q_{1})
determinando una relación (3) de la variación de la potencia de
señal (V_{S}) a la potencia de señal cuadrática (P_{S}).
4. Una unidad de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) para determinar una calidad del
enlace (LQ) de un enlace de transmisión (TL) entre una transmisor
OFDM (TR) y un receptor OFDM (RC) de un sistema de transmisión OFDM
(SYS),
caracterizada porque
dicha unidad de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) comprende una unidad de
determinación de la variación señal a ruido
(SNRV-DET) adaptada para determinar la variación de
la señal a ruido (SNRV) de la señal de recepción (RS) en el receptor
(RC) y al menos una primera unidad de determinación de la medida de
la calidad del enlace (Q1-DET) adaptada para
determinar (3) una primera medida de la calidad del enlace (Q_{1})
que representa la variación de la relación señal a ruido en base a
la variación señal a ruido (SNRV) como se determina por la unidad de
determinación de la variación señal a ruido
(SNRV-DET),
en donde
la variación señal a ruido se determina en
primer lugar realizando los cálculos de las variaciones individuales
de las relaciones señal a ruido (SNR) a partir de un valor medio de
la relación señal a ruido (SNRM) de una pluralidad de subportadoras
para cada subportadora individual contenida en la señal de
recepción; y entonces combinar las relaciones individuales de señal
a ruido (SNR) para la pluralidad de subportadoras dentro de la
variación señal a ruido.
5. Una unidad de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
4,
caracterizada por
un estimador de coeficiente de canal
(HM-EST) que se adapta para determinar las
estimaciones (\hat{H}_{m}) de los coeficientes del canal para las
subportadoras (m) respectivas; y
una unidad de determinación de la estimación de
la muestra de ruido (ZM-DET) que se adapta para
determinar (6) una estimación de la muestra de ruido (\hat{Z}_{m})
para cada subportadora (m) en cada símbolo OFDM (k); y en donde
dicha unidad de determinación de la variación
señal a ruido (SNRV-DET) se adapta para determinar
como la variación señal a ruido la varianza de señal a ruido (SNRV)
determinando un valor medio de la SNR (SNRM) sumando respectivamente
la potencia de los coeficientes de la estimación del canal
(|\hat{H}_{m}|^{2}) y la potencia de las muestras de ruido
(|\hat{Z}_{m}|^{2}) sobre la pluralidad de subportadoras
(N_{ST}) y formando la relación de la misma (4.2) y determinando
la relación de la potencia (|\hat{H}_{m}|^{2}) de la estimación
del coeficiente del canal respectivo para la subportadora (m)
respectiva a la potencia de la estimación de la muestra de ruido
respectiva (|\hat{Z}_{m}|^{2}) para la subportadora (m)
respectiva, restando de esta relación el valor medio de la SNR
(SNRM), determinando el valor absoluto del resultado de la resta,
elevando al cuadrado el valor absoluto y promediando los valores
absolutos determinados sobre una pluralidad (N_{ST}) de
subportadoras (4.1).
6. Una unidad de determinación de la calidad del
enlace (LW-DET) de acuerdo con la reivindicación 1 ó
4,
caracterizada por
una unidad de determinación de la potencia de
ruido (PZ-DET) adaptada para determinar la potencia
de ruido (P_{Z}); y
una segunda unidad de determinación de la medida
de la calidad del enlace (Q2-DET) que se adapta para
determinar (5) una segunda medida de la calidad del enlace (Q_{2})
que representa la relación de la potencia de señal a ruido (SNR) de
la subportadora media en base a la potencia de ruido (P_{Z}) como
se determina por la unidad de determinación de la potencia de ruido
(PZ-DET).
7. Una unidad de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
6,
caracterizado por
un estimador del coeficiente del canal
(HM-EST) que se adapta para determinar las
estimaciones (\hat{H}_{m}) de los coeficientes del canal para las
subportadoras (m) respectivas;
una unidad de determinación de la potencia de
señal (PS-DET) que se adapta para determinar (1) la
potencia de señal (P_{S}) promediando la potencia de los
coeficientes del canal estimados (\hat{H}_{m}) sobre una
pluralidad (N_{ST}, m) de subportadoras;
dicha unidad de determinación de la potencia de
ruido (PZ-DET) incluyendo una unidad de
determinación de la estimación de la muestra de ruido
(ZM-DET) que se adapta para determinar (6) una
estimación de la muestra de ruido (\hat{Z}_{m}) para cada
subportadora (m) en cada símbolo OFDM (k); y
una unidad de promediado de las muestras de
ruido (ZM-AV) que se adapta para determinar (7) la
potencia de ruido (P_{Z}) promediando los valores absolutos
cuadráticos de las estimaciones de las muestras de ruido
(\hat{Z}_{m}) sobre una pluralidad (N_{ST}, m) de subportadoras;
en donde
dicha unidad de determinación de la medida de la
calidad del enlace (Q2-DET) se adapta para
determinar (3) dicha segunda medida de la calidad del enlace
(Q_{2}) determinando la relación de la potencia de la señal
determinada (P_{S}) a dicha potencia de ruido determinada
(P_{Z}).
8. Una unidad de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
7,
caracterizada porque
dicha unidad de promediado de muestras de ruido
(ZM-AV) se adapta además para determinar (7) la
potencia de ruido (P_{Z}) promediando dicha potencia de la
estimación de las muestras de ruido (\hat{Z}_{m}) también sobre
una pluralidad (L, k) de símbolos OFDM.
9. Una unidad de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación 7 o
la reivindicación 5,
caracterizada porque
dicha unidad de determinación de estimación de
las muestras de ruido (ZM-DET) se adapta para
determinar (6) dichas estimaciones de muestras de ruido
(\hat{Z}_{m}) para cada subportadora (m) en cada símbolo OFDM (k)
en base a la muestra de la señal recibida respectiva
(R_{m}[k], \ding{172}) en la subportadora (m) respectiva
en el símbolo OFDM (k) respectivo, de la información de símbolo de
la subportadora (A_{m}[k], \hat{A}_{m}[k],
\ding{173}) sobre el símbolo de la subportadora transmitido en la
subportadora (m) respectiva en el símbolo OFDM (k) respectivo, y de
la estimación del coeficiente del canal (\hat{H}_{m},
\ding{174}) en la subportadora respectiva.
10. Una unidad de determinación de la calidad
del enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
9 o la reivindicación 5,
caracterizada porque
dicha unidad de determinación de la estimación
de las muestras de ruido (ZM-DET) comprende un
multiplicador (MULT) para multiplicar la estimación del coeficiente
de canal (\hat{H}_{m}, \ding{174}) en la subportadora respectiva
con la información del símbolo de la subportadora
(A_{m}[k], \hat{A}_{m}[k], \ding{173}) y un
restador (SUB) para restar el resultado de la multiplicación de la
muestra de la señal recibida respectiva (R_{m}[k],
\ding{172}), la salida del restador (SUB) que constituye dichas
estimaciones de muestras de ruido (\hat{Z}_{m}) para cada
subportadora (m) en cada símbolo OFDM (k).
11. Una unidad de determinación de la calidad
del enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
1 o la reivindicación 4,
caracterizada porque
los símbolos OFDM se transmiten en ráfagas (BST)
de una trama (FR), cada trama (BST) consta de una parte de preámbulo
(PRE) y una o más unidades de datos de protocolo (PDUs) y cada parte
del preámbulo (PRE) de cada ráfaga (BST) consta de uno o más
símbolos de preparación (TS) OFDM usados por el estimador del
coeficiente del canal (HM-EST) para la estimación
del canal.
12. Una unidad de determinación de la calidad
del enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
9 y la reivindicación 11,
caracterizada porque
dicha información del símbolo de la subportadora
(A_{m}[k]) es la información del símbolo de la subportadora
de uno o más símbolos de preparación (TS) OFDM de la parte del
preámbulo (PRE) de una ráfaga.
13. Una unidad de determinación de la calidad
del enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
9 y la reivindicación 11,
caracterizada porque
dicha información del símbolo de la subportadora
(\hat{A}_{m}[k]) es una información de la estimación del
símbolo de la subportadora de los símbolos de la subportadora que
porta datos dentro de las unidades de datos de protocolo (PDUs)
dentro de una ráfaga.
14. Una unidad de determinación de la calidad
del enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
10,
caracterizada porque
dicha información de la estimación del símbolo
de la subportadora (\hat{A}_{m}[k]) de los símbolos de la
subportadora que porta los datos dentro de las unidades de datos de
protocolo (PDUs) dentro de una ráfaga se genera por una unidad de
remodulación (REMOD) que se adapta para remodular las decisiones de
los símbolos OFDM puestas a la salida por el demodulador
(DEMOD).
15. Una unidad de determinación de la calidad
del enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
12,
caracterizada porque
dicha información de la estimación del símbolo
de la subportadora (\hat{A}_{m}[k]) de los símbolos de la
subportadora que porta los datos dentro de las unidades de datos de
protocolo (PDUs) dentro de una ráfaga se genera por una unidad de
recodificación/remodulación (RENC-REMOD) que se
adapta para la recodificación/remodulación de la salida por el
descodificador (DECOD).
16. Una unidad de determinación de la calidad
del enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
6,
caracterizada porque
dicha segunda unidad de determinación de la
medida de la calidad del enlace (Q2-DET) determina
la segunda medida de la calidad del enlace (Q2) en varios instantes
durante una trama o durante las ráfagas y calcula una segunda medida
modificada del enlace (c.d.f.) como una función de densidad
acumulativa (c.d.f.).
17. Una unidad de determinación de la calidad
del enlace (LQ-DET) de acuerdo con la reivindicación
1 y 6 o la reivindicación 4 y 6,
caracterizada porque
dicha unidad de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) comprende una unidad de
determinación de la medida global de la calidad del enlace
(Q-DET) para determinar una medida global de la
calidad del enlace (Q) combinando la primera y segunda medidas de la
calidad del enlace (Q_{1}, Q_{2}).
18. Un selector de propiedad del enlace de
transmisión (TL-SEL) que incluye un decisor de
propiedad del enlace de transmisión (TL-DEC) para
seleccionar las propiedades de la transmisión de un enlace de
transmisión (TL) OFDM que depende de una medida de la calidad del
enlace (LQ) de transmisión,
caracterizado porque
dicho selector de propiedad del enlace de
transmisión (TL-SEL) comprende una unidad de
determinación de la calidad del enlace (LQ-DET) de
acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-17
para poner a la salida dicha medida de la calidad del enlace
(Q_{1}, Q_{2}, Q), y
dicho decisor de propiedad del enlace de
transmisión (TL-DEC) se adapta para decidir en las
propiedades de transmisión de dicho enlace de transmisión (TL) en
base a la medida de la calidad del enlace (Q_{1}, Q_{2}, Q) la
salida por la unidad de determinación de la calidad del enlace
(LQ-DET).
19. Un selector de acuerdo con la reivindicación
18,
caracterizado porque
dicho decisor de propiedad del enlace de
transmisión (TL-DET) se adapta para decidir, en base
a la medida de la calidad del enlace (Q_{1}, Q_{2}, Q), como la
propiedad de la transmisión el modo de capa física usado por la
transmisión OFDM.
20. Un selector de acuerdo con la reivindicación
18,
caracterizado porque
dicho decisor de propiedad del enlace de
transmisión (TL-DET) se adapta para decidir entre
distintos modos de capa física usando una histéresis.
21. Un selector de acuerdo con la reivindicación
18,
caracterizado porque
dicho decisor de propiedad del enlace de
transmisión (TL-DET) se adapta para decidir, en base
a la medida de la calidad del enlace (Q_{1}, Q_{2}, Q), como la
propiedad de transmisión la potencia de transmisión usada para la
transmisión OFDM.
22. Un método de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) para determinar una calidad del
enlace (LQ) de un enlace de transmisión (TL) entre un transmisor
(TR) OFDM y un receptor (RC) OFDM de un sistema de transmisión (SYS)
OFDM, caracterizado por los siguientes pasos:
determinar una desviación de una contribución de
las subportadoras contenidas en una señal de recepción desde una
potencia de señal promedio (P_{S}) de una pluralidad de
subportadoras;
determinar (S1) la variación de la potencia de
señal (V_{S}) combinando todas las desviaciones de potencia de las
subportadoras dentro de dicha variación de la potencia de señal;
\newpage
y determinar (S2; 3) al menos una primera medida
de la calidad del enlace (Q_{1}) representando la variación de la
potencia de señal de la subportadora en base a la variación de la
potencia de la señal determinada.
23. Un método de determinación de la calidad del
enlace de acuerdo con la reivindicación 22,
caracterizado por
determinar (4) la potencia de ruido (S3,
P_{Z}) y
determinar (S4) una segunda medida de la calidad
del enlace (Q_{2}) que representa la relación de la potencia de
señal a ruido (SNR) de la subportadora promedio.
24. Un método de determinación de la calidad del
enlace de acuerdo con la reivindicación 22,
caracterizado por
determinar la segunda medida de la calidad del
enlace (Q_{2}) en varios instantes durante una trama o durante las
ráfagas; y
determinar una segunda medida modificada del
enlace (c.d.f.) como una función de densidad acumulativa
(c.d.f.).
25. Un método de determinación de la calidad del
enlace de acuerdo con la reivindicación 22,
caracterizado por los siguientes
pasos:
determinar (S11) las estimaciones
(\hat{H}_{m}) de los coeficientes del canal para las subportadoras
(m) respectivas;
determinar (S12) la potencia de señal (P_{S})
promediando la potencia de los coeficientes estimados del canal
(\hat{H}_{m}) sobre una pluralidad (N_{ST}, m) de subportadoras;
y
determinar (S13) como la variación de la
potencia de señal (V_{S}) la varianza de la potencia de señal
(V_{S}) determinando (2) la diferencia entre la potencia de los
coeficientes estimados del canal (\hat{H}_{m}) en la subportadora
(m) respectiva y la potencia de la señal (P_{S}), determinado el
valor absoluto de la diferencia, elevando al cuadrado el valor
absoluto de la diferencia, y promediando (2) el valor absoluto
cuadrático sobre una pluralidad (N_{ST}) de subportadoras.
26. Un método de determinación de la calidad del
enlace de acuerdo con la reivindicación 25,
caracterizado por
determinar (S2) dicha primera medida de la
calidad del enlace (Q_{1}) determinando una relación (3) de la
variación de la potencia de señal (V_{S}) a la potencia de señal
cuadrática (P_{S}).
27. Un método de determinación de la calidad del
enlace (LQ-DET) para determinar una calidad de
enlace (LQ) de un enlace de transmisión (TL) entre un transmisor
(TR) OFDM y un receptor (RC) OFDM de un sistema de transmisión (SYS)
OFDM, caracterizado por los siguientes pasos:
realizar cálculos de las variaciones
individuales de las relaciones señal a ruido (SNR) de un valor medio
de la relación señal a ruido (SNRM) de una pluralidad de
subportadoras para cada subportadora individual contenida en una
señal de recepción; determinar (S1, 4) la variación señal a ruido
(SNRV) combinando las relaciones individuales de señal a ruido (SNR)
para la pluralidad de subportadoras dentro de dicha variación señal
a ruido (SNRV); y
determinar (S2; 6.6) al menos una primera medida
de la calidad del enlace (Q_{1}) en base a la variación señal a
ruido determinada (SNRV).
28. Un método de determinación de la calidad del
enlace de acuerdo con la reivindicación 27,
caracterizado por
determinar (S11) las estimaciones
(\hat{H}_{m}) de los coeficientes del canal para las subportadoras
(m) respectivas;
determinar (S12) una estimación de la muestra de
ruido (\hat{Z}_{m}) para cada subportadora (m) en cada símbolo
OFDM (k); y
determinar (S13) como la variación de la señal a
ruido la varianza señal a ruido (SNRV) determinando un valor medio
de la SNR (SNRM) sumando respectivamente la potencia de los
coeficientes de estimación del canal (|\hat{H}_{m}|^{2}) y la
potencia de las muestras de ruido (|\hat{Z}_{m}|^{2}) sobre la
pluralidad de subportadoras (N_{ST}) y formando la relación de la
misma (4.2) y determinando la relación de la potencia
(|\hat{H}_{m}|^{2}) de la estimación respectiva del coeficiente
del canal para la subportadora (m) respectiva a la potencia de la
estimación de la muestra de ruido respectiva (|\hat{Z}_{m}|^{2})
para la subportadora (m) respectiva, restando de esta relación el
valor medio de la SNR (SNRM), determinando el valor absoluto del
resultado de la resta, elevando al cuadrado el valor absoluto y
promediando los valores absolutos determinados sobre una pluralidad
(N_{ST}) de subportadoras (4.1).
29. Un método de determinación de la calidad del
enlace de acuerdo con la reivindicación 28,
caracterizado por
determinar (6.3) dichas estimaciones de las
muestras de ruido (\hat{Z}_{m}) para cada subportadora (m) en cada
símbolo OFDM (k) en base a la respectiva muestra de la señal
recibida respectiva (R_{m}[k], \ding{172}) en la
subportadora (m) respectiva en el símbolo OFDM (k) respectivo, de la
información del símbolo de la subportadora (A_{m}[k],
\hat{A}_{m}[k], \ding{173}) sobre el símbolo de la
subportadora transmitido en la subportadora (m) respectiva en el
símbolo OFDM (k) respectivo, y de la estimación del coeficiente del
canal (\hat{H}_{m}, \ding{174}) en la subportadora
respectiva.
30. Un método de determinación de la calidad del
enlace de acuerdo con la reivindicación 2 y la reivindicación
29,
caracterizado por
determinar (S3) dichas estimaciones de las
muestras de ruido (\hat{Z}_{m}) para cada subportadora (m) en cada
símbolo OFDM (k) multiplicando (S32) la estimación del coeficiente
del canal (\hat{H}_{m}, \ding{174}) en la subportadora
respectiva con la información del símbolo de la subportadora
(A_{m}[k], \hat{A}_{m}[k], \ding{173}) y
restando (S33) el resultado de la multiplicación de la muestra de la
señal recibida respectiva (R_{m}[k], \ding{172}).
31. Un método de determinación de la calidad del
enlace de acuerdo con la reivindicación 22 y 23 o la reivindicación
27 y 23,
caracterizado por
determinar una medida global de la calidad del
enlace (Q) combinando la primera y segunda medidas de la calidad del
enlace (Q_{1}, Q_{2}).
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