ES2354714T3 - Procedimiento y dispositivo de comunicación multi-antenas de banda ultra-ancha que utiliza impulsos de hermite. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de emisión de señales de banda ultra-ancha por medio de una pluralidad de antenas de emisión, que comprende una fase de emisión de secuencias de aprendizaje seguida por una fase de emisión de datos, caracterizado porque comprende una etapa según la cual cada antena de la citad pluralidad de antenas de emisión emite una forma de onda que utiliza un impulso de Hermite único y ortogonal a las formas de onda emitidas por las otras antenas.
Description
Procedimiento y dispositivo de comunicación
multi-antenas de banda ultra-ancha
que utiliza impulsos de Hermite.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo de comunicación
multi-antenas de banda ultra-ancha
que utiliza impulsos de Hermite.
Aquella pertenece al sector de los sistemas de
comunicaciones sin hilos fundados en la tecnología de
multi-antenas de Banda Ultra-Ancha
(MA ULB, en inglés "MIMO UWB, Multiple Input Multiple Output
Ultra Wide Band"). Esta tecnología se basa en la emisión de
señales en las que la relación entre la anchura de la banda y la
frecuencia central es superior a 20% o en las que la banda pasante
es superior a 500 MHz.
La invención se aplica en particular a
terminales equipados con varias antenas capaces de tratar servicios
multimedia, en redes de telecomunicaciones del tipo de red personal
o red local sin hilos de muy alta velocidad o régimen (es decir,
normalmente algunas centenas de Mbits/s).
En todo lo que sigue se considera un sistema de
comunicación con P antenas de emisión y Q antenas de recepción,
siendo P y Q enteros estrictamente positivos.
La invención entra en el marco de las
comunicaciones ULB que funcionan en modo de impulsos. Esta técnica
consiste en transmitir impulsos de corta duración (del orden del
nanosegundo). En la mayor parte de los casos, la información es
codificada a través de la posición de estos impulsos (modulación
PPM, en inglés "Pulse Position Modulation") y/o a
través de la amplitud de estos impulsos (modulación PAM, en inglés
"Pulse Amplitude Modulation").
La detección de las señales ULB del tipo de
impulsos se efectúa por medio de receptores que pertenecen a dos
categorías:
- -
- los receptores del tipo Rake, en los que sobre L vías paralelas, correspondientes a un Rake de orden L, la señal recibida es correlacionada con L versiones retardadas y convenientemente ponderadas de la forma de impulso, siendo adquirido el conocimiento de estos retardos y las amplitudes durante una fase de aprendizaje; y
- -
- los receptores de tipo de correlacionadores, en los que, para detectar los símbolos emitidos, la señal recibida es correlacionada con una señal de referencia, siendo esta señal de referencia construida durante la fase de estimación del canal.
La invención se aplica a la primera categoría de
receptores anterior.
Una manera de aumentar la capacidad y mejorar
los rendimientos de los sistemas de comunicación ULB consiste en
aplicar técnicas de tratamiento multi-antenas MIMO.
Los sistemas que utilizan tales técnicas se clasifican en dos
categorías:
- -
- los sistemas codificados, en los que una codificación espacio-temporal de un flujo de datos permite beneficiarse de la diversidad de transmisión y mejorar los rendimientos, pero en los que la redundancia introducida por la codificación disminuye el régimen del emisor; y
- -
- los sistemas no codificados, que ponen en práctica un multiplexado espacial, en el que los flujos de datos en las antenas de emisión son totalmente independientes, lo que permite aumentar el régimen del emisor. No obstante, se observan numerosas perturbaciones entre las señales emitidas en paralelo.
La invención pertenece a la segunda categoría de
sistemas anterior.
Se conocen particularmente dos estructuras o
arquitecturas de emisores MIMO ULB.
La primera es presentada por M. WEISENHORN et
al. en un artículo titulado "Performance of binary
antipodal signaling over the indoor UWB MIMO channel",
publicado con ocasión de la conferencia de IEEE sobre
comunicaciones, vol. 4, páginas 2872 a 2878, mayo de 2003, así como
por W. SIRIWONGPAIRAT et al. en un artículo titulado "On
the performance evaluation of TH and DS UWB MIMO systems",
publicado en ocasión de la conferencia de IEEE sobre comunicaciones
inalámbricas y uso de redes, vol. 3, páginas 1800 a 1805, 2004, y se
ilustra en la figura 1.
Un tal emisor ULB posee P antenas de emisión y
utiliza el multiplexado espacial. Una fase de aprendizaje, que
consiste en emitir secuencias (representadas en guiones en la
figura) conocidas por el receptor, precede a la transmisión de
datos. Todas las antenas emiten la misma forma de impulsos
w_{1}(t), que corresponden a la derivada enésima de una
gaussiana.
El régimen o caudal es aumentado en un factor
igual al número de antenas de emisión, pero este enfoque simple
limita los rendimientos del sistema.
\newpage
Una segunda estructura de emisor ULB es
presentada por E. BACCARELLI et al. en un artículo titulado
"A simple multi-antenna transceiver for ultra
wide band based 4GWLANs", aparecido en IEEE WCNC, vol. 3,
páginas 1782 a 1787, marzo de 2004, así como por E. BACCARELLI
et al. en un artículo titulado "A novel
multi-antenna impulse radio UWB transceiver for
broadband high-throughput 4G WLANs",
aparecido en cartas de comunicaciones de IEEE, vol. 8, nº 7,
páginas 419 a 421, julio de 2004, y está ilustrado por la figura
2.
Como se muestra en la figura 2, cada antena de
emisión emite simultáneamente dos formas de onda w_{1}(t)
y w_{2}(t), siendo w_{1}(t) un impulso
correspondiente a la función iésima de Hermite. Una de estas formas
de onda modula la secuencia de aprendizaje y la otra sirve para la
emisión de los datos. Por la emisión simultánea de las secuencias
de aprendizaje y de datos, esta estructura es muy diferente de la
estructura de la figura 1, en la que la fase de aprendizaje precede
a la fase de emisión de datos.
Las dos estructuras conocidas que se acaban de
describir brevemente permiten, ciertamente, aumentar el régimen del
emisor, pero en detrimento de la calidad de las señales recibidas,
particularmente por el hecho de las perturbaciones entre señales
emitidas.
La presente invención tiene por objetivo
remediar los inconvenientes de la técnica anterior.
Con este objeto, la presente invención propone
un procedimiento de emisión de señales de banda
ultra-ancha por medio de una pluralidad de antenas
de emisión, que comprende una fase de emisión de secuencias de
aprendizaje seguida por una fase de emisión de datos, notable
porque comprende una etapa según la cual cada antena de la
pluralidad de antenas de emisión emite una forma de onda que utiliza
un impulso de Hermite, único y ortogonal a las formas de onda
emitidas por las otras antenas.
De ese modo, la utilización de impulsos de
Hermite de orden diferente para cada antena de emisión introduce
una ortogonalidad entre estas antenas y permite simultáneamente
mejorar los rendimientos y aumentar el régimen, ya que se aprovecha
de la diversidad espacial de transmisión.
Un sistema de comunicación ULB emite secuencias
de impulsos cuyo periodo medio de emisión es denominado PRP (en
inglés, "Pulse Repetition Period") y cuya posición y/o
amplitud son portadoras de información. Cuando la información es
modulada en M posiciones posibles, se habla de modulación
M-PAM (en inglés "M-ary Pulse
Position Modulation") y cuando la información es modulada en
M' amplitudes posibles, se habla de modulación
M'-PAM (en inglés, "M-ary Pulse
Amplitude Modulation").
Cuando se asocia una M-PAM con
una M'-PAM, cada símbolo emitido toma un valor entre
MM' valores posibles. A cada símbolo S se asocia una amplitud (a) y
una posición (d) como sigue:
La figura 3 representa para memoria de
constelación
4-PPM-4-PAM. La
posición d toma valores en el conjunto {0, 1, 2, 3} y la amplitud a
toma valores en el conjunto {-3, -1, 1, 3}. Se ha de hacer observar
que la separación temporal entre dos posiciones sucesivas de
modulación se llama PRI (en inglés, "Pulse Repetition
Interval"). Al final de cada PRI, se puede añadir un
intervalo de guarda (en inglés, "GAP") para eliminar la
interferencia entre símbolos. Se tiene entonces: PRP = M.PRI +
GAP.
En un modo particular de realización, el
procedimiento de emisión pone en práctica una modulación de impulsos
en posición ó PPM (en inglés, "Pulse Position
Modulation") combinada con una modulación de impulsos en
amplitud ó PAM (en ingles, "Pulse Amplitude
Modulation").
Esta modulación conjunta PPM-PAM
es particularmente ventajosa, ya que si la PPM es de orden M y la
PAM es de orden M', ello permite a los datos ser transmitidos
log_{2}(MM') veces más rápidamente que en ausencia de una
tal modulación.
Según una característica particular, durante la
fase de emisión de secuencias de aprendizaje, al nivel de cada
antena de la pluralidad de antenas de emisión se efectúa una
multiplicación término a término de una secuencia de símbolos de
aprendizaje (S_{Nsec},..., S_{1}) con una secuencia de códigos
de paridad, donde cada código de paridad verifica la relación
siguiente:
donde N_{sec} es el amaño de los
símbolos, c^{(i)} _{k} es el elemento k^{ésimo} de código
de paridad de la i^{ésima} antena y P es el número total de
antenas de
emisión.
\vskip1.000000\baselineskip
La relación anterior traduce la ortogonalidad de
los códigos de paridad de las antenas tomados 2 a 2.
En el mismo objetivo que el indicado más arriba,
la presente invención propone igualmente un dispositivo de emisión
de señales de banda ultra-ancha que comprende una
pluralidad de antenas de emisión, adaptado a emitir secuencias de
aprendizaje y a continuación datos, notable por el hecho de que cada
antena de la pluralidad de antenas de emisión emite una forma de
onda que utiliza un impulso de Hermite, único y ortogonal a las
formas de onda emitidas por las otras antenas.
Siempre dentro del mismo objetivo, la invención
propone además un procedimiento de recepción de señales de banda
ultra-ancha por medio de una pluralidad de antenas
de recepción, notable por el hecho de que consiste en recibir
señales emitidas por medio de un procedimiento de emisión tal como
el anterior.
Siempre dentro del mismo objetivo, la invención
propone igualmente un dispositivo de recepción de señales de banda
ultra ancha que comprende una pluralidad de antenas de recepción,
notable por el hecho de que está adaptado par a recibir señales
emitidas por medio de un dispositivo de emisión tal como el
anterior.
Un tal dispositivo de recepción es óptimo para
desmodular formas de ondas ULB emitidas sobre impulsos de
Hermite.
Siendo las características particulares y las
ventajas del dispositivo de emisión, del procedimiento de recepción
y del dispositivo de recepción similares a las del procedimiento de
emisión, no se repiten aquí.
Otros aspectos y ventajas de la invención se
pondrán de manifiesto con la lectura de la descripción detallada
que sigue de modos particulares de realización, dados a título de
ejemplos no limitativos. La descripción se refiere a los dibujos
que se acompañan, en los cuales:
La figura 1, ya descrita, representa, de manera
esquemática, una primera estructura o arquitectura conocida de
emisor MIMO ULB;
La figura 2, ya descrita, representa, de manera
esquemática, una segunda estructura conocida de emisor MIMO
ULB;
La figura 3, ya descrita, ilustra la
constelación asociada a la modulación
4-PPM-4-PAM;
La figura 4 representa, de manera esquemática,
la estructura de un emisor ULB de acuerdo con a presente invención,
en un modo particular de realización;
La figura 5 representa, de manera esquemática,
un emisor ULB de acuerdo con a presente invención con 2 antenas,
durante la fase de aprendizaje, en un modo particular de
realización;
La figura 6 representa, de manera esquemática,
un emisor ULB de acuerdo con la presente invención, con P antenas,
durante la fase de emisión de datos, en un modo particular de
realización;
La figura 7 representa, de manera esquemática,
un bloque de correlación incluido en un módulo de estimación de
canal de un receptor apto para poner en práctica la presente
invención, en un modo particular de realización;
Las figuras 8 y 9 representan, de manera
esquemática, otras partes de un módulo de estimación de canal de un
receptor apto para poner en práctica la presente invención, en un
modo particular de realización;
La figura 10 representa, de manera esquemática,
la etapa de estimación de canal que sigue la q^{ésima} antena de
recepción en un sistema de comunicación de acuerdo con la presente
invención que tiene P antenas de emisión y un Rake de orden L, en
un modo particular de realización; y
La figura 11 representa,, de manera esquemática,
una parte de la etapa de detección incluida en un receptor apto
para poner en práctica la presente invención, en un modo particular
de realización.
Como se muestra en la figura 4, el procedimiento
de emisión de acuerdo con la presente invención comprende dos
fases: emisión durante el modo de aprendizaje, durante del 1% al 10%
del tiempo de comunicación, y emisión de los símbolos de
información, durante el 90% al 99% del tiempo de comunicación. Las
dos secuencias (aprendizaje y datos) de una misma antena de emisión
utilizan la misma forma de onda w_{i}(t), que es ortogonal
a los impulsos emitidos por las otras antenas.
Se describe en primer lugar la fase de
aprendizaje, en relación con la figura 5, en la que, a modo de
ejemplo en absoluto limitativo, se dispone de un número de antenas
de emisión P = 2. De ese modo, para i = 1, 2, la forma de onda
w_{i}(t) corresponde al filtro de puesta en forma del
i^{ésimo} impulso de Hermite.
La fase de aprendizaje consiste en emitir una
secuencia de símbolos de tamaño N_{sec}. Esta secuencia es
conocida por el receptor y servirá para efectuar la estimación del
canal. Los símbolos de la secuencia de aprendizaje pueden tomar
cualquier valor. En el ejemplo no limitativo descrito aquí, se
considera que todos los símbolos son iguales y toman el valor
"1". Esta secuencia es a continuación dividida en P secuencias
correspondientes a P antenas de emisión.
En cada una de las P ramas, se multiplica
término a término la secuencia de símbolos de aprendizaje con una
secuencia de códigos de paridad. Cada secuencia de códigos de
paridades contiene N_{sec} elementos que pueden tomar los valores
\pm1.
De acuerdo con la presente invención, para cada
antena se construye un código de paridad de longitud N_{sec} que
es ortogonal a los códigos de paridad de todas las otras antenas.
Más precisamente, los códigos de paridad verifican la relación
siguiente:
en la que c^{(i)} _{k} es
el k^{ésimo} elemento del código de paridad de la i^{ésima}
antena.
\vskip1.000000\baselineskip
La construcción de estos códigos de paridad para
cualquiera de los valores de P y N_{sec} tales que P \leq
N_{sec} es simple a partir de las matrices de Hadamard, por
ejemplo.
Se describe a continuación la fase de emisión de
los datos, en relación con la figura 6.
Durante esta fase, la emisión consiste en
desmultiplexar un flujo de símbolos, cada uno de los cuales está
representado con un motivo diferente en la figura, en P flujos
correspondientes respectivamente a las P antenas de emisión. Los
símbolos desmultiplexados son a continuación modulados en posición y
en amplitud y transmitidos por las P antenas. Se hace observar que,
para simplificar la figura, se ha considerado que los módulos
60_{1}, 60_{2},..., 60_{P} simbolizaban a la vez la
modulación, la puesta en forma de los impulsos de Hermite y el
equipamiento terminal de
emisión.
emisión.
Se va a describir ahora el sistema de recepción
adaptado a tratar señales emitidas por un sistema de emisión tal
como el descrito anteriormente.
Un tal sistema comprende dos bloques
funcionales: el primer bloque tiene como función la estimación de
canal y el segundo bloque tiene como función la utilización de esta
estimación para efectuar la detección de los símbolos portadores de
la información.
Estos bloques son ventajosamente realizados bajo
la forma numérica y son por tanto precedidos, de manera en sí
conocida, por una interfaz de recepción de
radio-frecuencia que comprende principalmente un
amplificador de bajo ruido o LNA (en inglés, "Low Noise
Amplifier"), un filtro de paso de banda, etc., así como por
un bloque de discretización. Estos elementos, de conexión usual, no
serán detallados aquí, ya que son bien conocidos por el experto en
la técnica y la invención no necesita en absoluto modificarlos.
Como los símbolos emitidos durante la fase de
aprendizaje están constituidos por "1", la señal recibida
corresponde a la respuesta compuesta, es decir, a la convolución
del impulso emitido con el canal de propagación, la cual es del
tipo multi-trayectos.
Para un sistema que tenga P antenas de emisión y
Q antenas de recepción, la salida de cada antena es en primer lugar
muestreada a la frecuencia de Nyquist y después cuantificada.
Supóngase que es muestreado cada tramo correspondiente a un período
medio de emisión ó PRP sobre N_{mues} muestras, tales que:
N_{mues} = periodo trama/periodo de
muestreo
\vskip1.000000\baselineskip
Se define de igual modo el número de N_{imp}
de muestras por la duración del impulso (N_{imp} <<
N_{mues}):
N_{imp} = duración de un impulso/periodo de
muestreo.
\vskip1.000000\baselineskip
Las muestras del p^{ésimo} impulso están
representadas por w^{(p)}(1),...,
w^{(p)}(N_{imp}).
De ese modo, a la salida de cada antena de
recepción se tiene una secuencia de N_{sec} tramas,
correspondiente a N_{sec} símbolos de aprendizaje, conteniendo
cada uno de estas tramas N_{mues} muestras. El número total de
muestras es N_{sec}N_{mues}. La n^{sima} muestra a la salida
de la q^{ésima} antena se indica con r^{(q)} _{n}.
La figura 7 representa la primera parte del
bloque de estimación de canal, constituido por un correlacionador
C_{t}.
\newpage
Este bloque recibe por una entrada (1) una
secuencia numérica c(1),..., c(N_{mues}) de tamaño
N_{mues} y, por una entrada (2), una secuencia numérica
d(1),..., d(N_{imp}) de tamaño _{Nimp} y
suministra por la salida 2M-1 valores reales
z_{m} par a m = -(M-1),..., 0,...,
M-1, siendo M el orden de modulación de posición,
tales que:
El flujo de N_{sec}N_{mues} muestras en la
salida de la q^{ésima} antena de recepción es por tanto
transformado por el bloque C, en MN_{sec} valores reales
z_{m}(1),..., z_{m}(N_{sec}) para m =
-(M-1),... M-1.
La segunda parte del bloque de estimación de
canal del receptor está constituida principalmente por un bloque
denominado A, que comprende dos sub-bloques de tipo
A1 y A2 que se van a describir ahora.
Como se muestra en la figura 8, el
sub-bloque A1 recibe como entrada N_{sec}
cantidades a(1),..., a(N_{sec}) y suministra en la
salida P cantidades y_{p} para p = 1,..., P de tal manera que:
donde 100 es el
código de paridad atribuido a la p^{ésima} antena de emisión
durante la fase de aprendizaje. Estos valores son almacenados un
una memoria y son utilizados por el bloque
A1.
\vskip1.000000\baselineskip
El otro sub-bloque A2 permite
formar una matriz X de tamaño MxM a partir de 2M-1
valores x_{-(M-1)},..., x_{M-1},
tales que:
El bloque A, que forma la matriz de estimación
de los canales, está ilustrado en la figura 9. Comprende
2M-1 bloques A1 y P bloques A2. Los bloques A1
reciben respectivamente en la entrada 2M-1
secuencias numéricas (a_{1-M}(1),...,
a_{1-M}(N_{sec})),...,
(a_{0}(1),..., (a_{0}(N_{sec})),...,
(a_{M-1}(1),...
a_{M-1}(N_{sec})) y sus salidas están
conectadas a las entradas de cada uno de los bloques A2. Cada bloque
A2 proporciona en la salida una matriz X_{p}, p = 1,... P de
tamaño MxM del tipo de la matriz X definida anteriormente.
El esquema-bloque de la figura
10 ilustra la etapa de estimación de canal que sigue a la
q^{ésima} antena de recepción para un sistema de comunicación que
tiene P antenas de emisión y un Rake de orden L.
Como se muestra en la figura 10, r_{q, \ell ,
p,m} (n) es la salida del p^{ésimo} filtro adaptado a la
salida de la \ell^{sima} rama de la q^{ésima} antena de
recepción. Además, esta salida corresponde a la m^{sima} posición
nominal del n^{simo} símbolo de aprendizaje. R_{q, \ell , p,p'}
es una matriz de dimensión MxM para \ell = 0,...,
L-1, p = 1,... P y p' = 1,... P. R_{q \ell} es la
\ell^{sima} sub-matriz de la matriz de cana
vista por la q^{ésima} antena de recepción y es de dimensión
PMxPM.
Para aumentar la captura de energía, la salida
de cada antena de recepción está dividida en L ramas
correspondientes a un Rake de orden L. Ello corresponde a la
integración de la energía en una duración de 2.L.M.T_{w}, donde
T_{w} es la duración de cada impulso. Cada una de las L ramas está
a su vez dividida en P sub-ramas, lo que
corresponde a la construcción de P filtros (bloques C_{t})
adaptados a los P impulsos emitidos por las diferentes antenas
de
emisión.
emisión.
En cada sub-rama, el bloque A
separa las secuencias emitidas por las diferentes antenas y
proporciona las sub-matrices que van a constituir
la matriz de canal.
\newpage
El bloque B es un bloque de concatenación. Este
recibe como entrada las P^{2} matrices R_{q\ell pp'} para p =
1,... P y p' = 1,... P y suministra en la salida la matriz R_{q,
\ell} de dimensión PMxPM tal que:
La operación efectuada por la etapa de
estimación de la figura 10 es repetida para cada antena de
recepción, lo que da un total de QL matrices R_{q \ell } para
\ell = 0,..., L-1 y q = 1,... Q, siendo Q el
número de antenas de recepción. Estas matrices están concatenadas
una después de la otra par a formar la matriz de canal, que será
denotada R, con PQLM líneas y PM columnas. Es esta matriz la que
permitirá la detección de los símbolos de información.
En efecto, el receptor utiliza las estimaciones
suministradas por la etapa de estimación de canal para proceder a
la detección de los símbolos portadores de la información. La
detección es efectuada trama a trama, es decir, que se detectan los
símbolos emitidos por las P antenas durante una trama
(correspondiente a una PRP) independientemente de los símbolos
emitidos durante las otras tramas.
La fase de detección consiste, por una parte, en
construir un vector de decisión a partir de las señales recibidas
por las antenas de recepción y, por otra parte, en utilizar este
vector, así como la matriz de canal, para proceder a la decisión
sobre los símbolos emitidos.
Se describe en primer lugar la operación de
construcción del vector de decisión al nivel de la q^{ésima}
antena de recepción, en relación con la figura 11.
Para distinguir las antenas de emisión y para
aprovecharse de la ortogonalidad impuesta por los impulsos de
Hermite de diferentes órdenes, cada antena de recepción es seguida
por P filtros adaptados. Además, la energía presente en los
diferentes trayectos múltiples es recogida con la ayuda de un Rake
de orden L.
La estructura del módulo de construcción del
vector de decisión está fundada en un bloque indexado por el número
de dígitos del Rake. Este bloque está señalado con F_{1} en la
figura 11. El mismo efectúa el filtrado adaptado de la señal
recibida. Este bloque tiene un funcionamiento similar al del bloque
C_{t} ilustrado en la figura 7, excepto que en lugar de calcular
z_{m} para m = -(M-1),..., M-1,
calcula simplemente las M cantidades z_{m} para m = 0,...
M-1.
A la finalización de a fase de construcción del
vector de decisión, se forma un vector de decisión de longitud PML
desde cada antena de recepción. La variable de decisión d_{q, \ell
,m,p} es la salida del p^{ésimo} filtro adaptado a la m^{sima}
posición de modulación para el \ell^{simo} dígito del Rake
situado después de la q^{ésima} antena de recepción. Ordenando
estas variables se obtienen Q vectores d_{q} de tamaño PML, cada
uno para q = 1,..., Q:
Los vectores de decisión d_{q} de cada antena
de recepción están situados uno junto al otro para formar el vector
de decisión final de longitud QPLM, tal que d = [d_{1},...,
d_{Q}].
Se describe ahora la operación de decisión
propiamente dicha, que utiliza el vector de decisión d y la matriz
del canal R para detectar los símbolos emitidos por las P antenas de
emisión durante un PRP.
Se comienza por calcular un vector a =
R^{T}.(R.R^{T})^{-1}.d, donde la matriz X^{-1} es la
inversa de la matriz X y X^{T} es la transpuesta de X.
donde 10 es un
vector de decisión correspondiente al símbolo emitido por la
p^{ésima} antena de emisión (p = 1,..., P). a^{(P)}
_{m}, m = 0,..., M-1 corresponden a la variable de
decisión del símbolo emitido durante la m^{sima}
posición.
\vskip1.000000\baselineskip
La posición nominal de modulación y la amplitud
del símbolo emitido por la p^{ésima} antena son entonces elegidas
según la regla:
donde la función round(x)
consiste en elegir el elemento más próximo a x entre el conjunto
{-(M'-1),..., -1, 1,...,
M'-1}.
\vskip1.000000\baselineskip
En otros términos, la posición del máximo del
módulo de a^{(P)} corresponde a la posición nominal de modulación
y el intervalo donde se encuentra este máximo corresponde a la
amplitud del símbolo emitido por la p^{ésima} antena de
emisión.
A título de ejemplo no limitativo, en el caso de
una modulación conjunto
4-PPM-2-PAM para 2
antenas de emisión, el vector a = [1,2 0,5 -0,1 0,01 -0,8 -1,5 0,2
0,5] indica que la primera antena emite en la posición 0 con una
polaridad positiva y la segunda antena emite en la posición 1 con
una polaridad negativa.
Se ha de hacer observar que la inversión de la
matriz R es siempre posible, ya que esta matriz no está nunca
condicionada. Esta propiedad es asegurada gracias a la banda pasante
del canal, que es superior a 500 MHz, la cual permite obtener
funciones de correlación próximas a funciones de Dirac.
Claims (8)
1. Procedimiento de emisión de señales de banda
ultra-ancha por medio de una pluralidad de antenas
de emisión, que comprende una fase de emisión de secuencias de
aprendizaje seguida por una fase de emisión de datos,
caracterizado porque comprende una etapa según la cual cada
antena de la citad pluralidad de antenas de emisión emite una forma
de onda que utiliza un impulso de Hermite único y ortogonal a las
formas de onda emitidas por las otras antenas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque pone en práctica una modulación de
impulsos en posición o PPM combinada con una modulación de impulsos
en amplitud o PAM.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la
2, caracterizado porque, durante la fase de emisión de
secuencias de aprendizaje, al nivel de cada antena de la citada
pluralidad de antenas de emisión, se efectúa una multiplicación
término a término de una secuencia de símbolos de aprendizaje
(S_{Nsec},..., S_{1}) con una secuencia de códigos de paridad
(c^{(i)} _{N \ sec},..., c^{(j)} _{1}) donde cada
código de paridad verifica la relación siguiente:
donde N_{sec} es el tamaño de los
símbolos, c^{(i)} es el k^{ésimo} elemento del código de
paridad de la i^{ésima} antena y P es el número de antenas de
emisión.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Dispositivo de emisión de señales de banda
ultra-ancha que comprende una pluralidad de antenas
de emisión, adaptado a emitir secuencias de aprendizaje y a
continuación datos, caracterizado porque cada antena de la
citada pluralidad de antenas de emisión emite una forma de onda que
utiliza un impulso de Hermite, único y ortogonal a las formas de
onda emitidas por las otras antenas.
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque pone en práctica una modulación de
impulsos en posición o PPM combinada con una modulación de impulsos
en amplitud o PAM.
6. Dispositivo según la reivindicación 4 o la 5,
caracterizado porque cada antena de la citada pluralidad de
antenas de emisión está destinada a efectuar una multiplicación
término a término de una secuencia de símbolos de aprendizaje
(S_{Nsec},..., S_{1}) con una secuencia de códigos de paridad
(c^{(i)} _{N \ sec},..., c^{(j)} _{1}), donde cada
código de paridad verifica la relación siguiente:
donde N_{sec} es el tamaño de los
símbolos, (c^{(i)} es el k^{ésimo} elemento del código de
paridad de la i^{ésima} antena y P es el número total de antenas
de
emisión.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Procedimiento de recepción de señales de
banda ultra-ancha por intermedio de una pluralidad
de antena de recepción, caracterizado porque consiste en
recibir señales emitidas por medio de un procedimiento de emisión
según la reivindicación 1, la 2 o la 3 y porque comprende las
etapas siguientes:
- -
- construcción de un vector de decisión efectuando, para cada antena de recepción, P filtrados adaptados a los impulsos emitidos por las diferentes antenas de emisión, donde P es el número de antenas de emisión;
- -
- detección de los símbolos emitidos utilizando el vector de decisión y una matriz de canal.
\vskip1.000000\baselineskip
8. Dispositivo de recepción de señales de banda
ultra-ancha que comprende una pluralidad de antenas
de recepción, caracterizado porque está adaptado a recibir
señales emitidas por medio de un dispositivo de emisión según la
reivindicación 4, la 5 o la 6 y porque comprende:
- -
- un módulo de construcción de un vector de decisión apto para efectuar, para cada antena de recepción, P filtrados adaptados a los impulsos emitidos por las diferentes antenas de emisión, donde P es el número de antenas de emisión;
- -
- un módulo de decisión apto para detectar los símbolos emitidos utilizando un vector de decisión y una matriz de canal.
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