ES2380703A1 - Method and device for the digital transmission and reception of information signals - Google Patents
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Abstract
Description
MÉTODO Y DISPOSITIVO DE TRANSMISIÓN Y DE RECEPCIÓN DIGITAL DE SEÑALES DE INFORMACIÓN METHOD AND DEVICE FOR TRANSMISSION AND DIGITAL RECEPTION OF INFORMATION SIGNS
La invención que se describe tiene su ámbito de aplicación en los sistemas de transmisión y recepción de múltiples canales de información basados en la técnica de modulación OFDM (Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales). The invention described has its scope in the transmission and reception systems of multiple information channels based on the OFDM modulation technique (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).
La modulación OFDM y sus variantes se utilizan hoy en día para aplicaciones como la tecnología de transmisión de datos ADSL, la televisión digital terrestre (TDT), sistemas de transmisión inalámbrica (como WiMAX), radio digital, entre otras que pueden citarse como ejemplo. OFDM modulation and its variants are used today for applications such as ADSL data transmission technology, digital terrestrial television (DTT), wireless transmission systems (such as WiMAX), digital radio, among others that can be cited as an example.
Las principales ventajas de la modulación OFDM son su fácil ecualización y su resistencia al desvanecimiento en frecuencia de la señal. Este tipo de desvanecimiento (“fading”, en inglés) es común en sistemas donde al menos el transmisor o el receptor se encuentran en movimiento y/o el canal constituye un sistema de multicamino para la transmisión, produciéndose interferencias entre las señales transmitidas en tiempos diferentes. The main advantages of OFDM modulation are its easy equalization and its resistance to fade in frequency of the signal. This type of fading ("fading") is common in systems where at least the transmitter or receiver is in motion and / or the channel constitutes a multipath system for transmission, causing interference between the signals transmitted in time different.
La modulación OFDM consiste en tomar una Transformada Rápida de Fourier Inversa (IFFT) la cual, en la variante MC-CDMA (ver S. Hara y R. Prasad, “Overview of multicarrier CDMA”, IEEE Communcation Magazine, Vol. 35, no 12, Dec. 1997, pp. 126-133), está precedida por una codificación mediante secuencias ortogonales, como por ejemplo secuencias de Hadamard, a lo largo de las diferentes frecuencias. Estas secuencias también se utilizan en técnicas de espectro ensanchado para proporcionar a los sistemas de comunicación canales seguros, capacidad de acceso múltiple sin control externo, robustez frente a las interferencias externas y reducir la energía espectral. Aquí cabe destacar la técnica de espectro ensanchado mediante secuencias complementarias de Golay, técnica de modulación OTDM [ver “An emerging technology: orthogonal time division multiplexing (OTDM)”, de V. Diaz et al., IEEE, Vol. 2, p.p. 133 – 136, año 2003.], que entre otros ejemplos se usa en ES2164613. OFDM modulation consists in taking a Rapid Inverse Fourier Transform (IFFT) which, in the MC-CDMA variant (see S. Hara and R. Prasad, “Overview of multicarrier CDMA”, IEEE Communcation Magazine, Vol. 35, no 12, Dec. 1997, pp. 126-133), is preceded by coding by orthogonal sequences, such as Hadamard sequences, along the different frequencies. These sequences are also used in spread spectrum techniques to provide communication systems with secure channels, multiple access capability without external control, robustness against external interference and reduce spectral energy. Here it is worth highlighting the spread spectrum technique using complementary Golay sequences, OTDM modulation technique [see “An emerging technology: orthogonal time division multiplexing (OTDM)”, by V. Diaz et al., IEEE, Vol. 2, p.p. 133-136, year 2003.], which among other examples is used in ES2164613.
Dos secuencias A y B son complementarias (o lo que es lo mismo: constituyen par de Golay) si la suma de las autocorrelaciones de esas dos secuencias es igual a cero salvo para un desfase nulo, es decir, satisfacen la siguiente ecuación: Two sequences A and B are complementary (or what is the same: they constitute a Golay pair) if the sum of the autocorrelations of these two sequences is equal to zero except for a null offset, that is, they satisfy the following equation:
{2L sin = 0,AC(A)[n]+ AC(B)[n]= {2L sin = 0, AC (A) [n] + AC (B) [n] =
0 si n ≠ 0, 0 if n ≠ 0,
donde AC( )[n] expresa la función autocorrelación y L es la longitud de las secuencias. where AC () [n] expresses the autocorrelation function and L is the length of the sequences.
Esta propiedad de las secuencias que forman par de Golay permite codificar hasta L flujos de datos. También es importante reseñar el hecho de que dado un par de Golay (A, B) siempre se puede encontrar otro par de secuencias complementarias que sea ortogonal al primero, definiendo la ortogonalidad entre pares (A, B) y (C, D) de la siguiente manera: This property of the sequences that form a Golay pair allows to encode up to L data streams. It is also important to note the fact that given a pair of Golay (A, B) you can always find another pair of complementary sequences that is orthogonal to the first, defining the orthogonality between pairs (A, B) and (C, D) of as follows:
C(A,C)[n]+ C(B,D)[n]= 0 ∀ n, n ∈ C (A, C) [n] + C (B, D) [n] = 0 ∀ n, n ∈
donde C( , )[n] es la función de correlación. where C (,) [n] is the correlation function.
Las secuencias del par Golay pueden ser bipolares; un ejemplo de secuencias bipolares (A, B) de longitud 4 que forman par Golay es: The sequences of the Golay pair can be bipolar; An example of bipolar sequences (A, B) of length 4 that form a Golay pair is:
La presente invención aprovecha las ventajas de las secuencias complementarias así como de la modulación OFDM utilizando frecuencias ortogonales para la multiplexación en comunicación digital, con el fin de lograr reducir el número de errores que se dan en dicha comunicación cuando se usa modulación OFDM con codificaciones clásicas, tales como por ejemplo una codificación con secuencias de Hadamard. The present invention takes advantage of complementary sequences as well as OFDM modulation using orthogonal frequencies for multiplexing in digital communication, in order to reduce the number of errors that occur in said communication when OFDM modulation with classical encodings is used. , such as for example a coding with Hadamard sequences.
Un aspecto de la invención se refiere a un método de transmisión digital de señales de información, que usa secuencias complementarias de Golay para codificar los flujos de datos en que consisten las señales de información a transmitir, consiguiendo multiplexar hasta F = L señales independientes, por par de secuencias complementarias usadas, donde L es la longitud de dichas secuencias. One aspect of the invention relates to a method of digital transmission of information signals, which uses complementary Golay sequences to encode the data streams in which the information signals to be transmitted consist, being able to multiplex up to F = L independent signals, by pair of complementary sequences used, where L is the length of said sequences.
En concreto, la codificación que se propone comprende los siguientes pasos: i) Convolución de cada uno de los F flujos de datos con las dos secuencias bipolares (A, B) del par de Golay. ii) Desplazamiento cíclico de cada una de las secuencias resultantes de la convolución realizada en el paso i) con la primera secuencia bipolar (A) del par de Golay, un cierto número de veces según corresponde a cada flujo de datos. El número de desplazamientos es diferente para cada una de las secuencias obtenidas en el paso i) y siempre es un número menor que la longitud (L) de las secuencias del par de Golay. iii) Desplazamiento cíclico de cada una de las secuencias resultantes de la convolución realizada en el paso i) con la segunda secuencia bipolar Specifically, the proposed coding comprises the following steps: i) Convolution of each of the F data flows with the two bipolar sequences (A, B) of the Golay pair. ii) Cyclic shift of each of the sequences resulting from the convolution performed in step i) with the first bipolar sequence (A) of the Golay pair, a certain number of times as corresponds to each data stream. The number of shifts is different for each of the sequences obtained in step i) and is always a number less than the length (L) of the sequences of the Golay pair. iii) Cyclic shift of each of the sequences resulting from the convolution performed in step i) with the second bipolar sequence
(B) del par de Golay, un cierto número de veces según corresponde a cada flujo de datos. Este número de desplazamientos es igual al de desplazamientos producido en el paso ii) para el mismo flujo de datos sobre la secuencia resultante de la convolución con la primera secuencia bipolar (A). iv) Computación de la suma entre las secuencias resultantes de cada uno de los desplazamientos realizados en el paso ii), correspondientes a las que proceden de la convolución con la primera secuencia bipolar (A) del par de Golay. v) Computación de la suma entre las secuencias resultantes de cada uno de los desplazamientos realizados en el paso iii), correspondientes a las que proceden de la convolución con la segunda secuencia bipolar (B) del par de Golay. (B) of the Golay pair, a certain number of times as corresponds to each data flow. This number of displacements is equal to that of displacements produced in step ii) for the same data flow on the sequence resulting from the convolution with the first bipolar sequence (A). iv) Computation of the sum between the sequences resulting from each of the displacements made in step ii), corresponding to those from the convolution with the first bipolar sequence (A) of the Golay pair. v) Computation of the sum between the sequences resulting from each of the displacements made in step iii), corresponding to those from the convolution with the second bipolar sequence (B) of the Golay pair.
El resultado del paso i) son dos pares de F secuencias: un número F de secuencias (una por cada flujo de datos) obtenidas de la convolución con la primera secuencia bipolar (A) del par de Golay y un número igual (F) de secuencias correspondientes a la convolución con la segunda secuencia bipolar (B) del par de Golay; siendo F ≤ L (L igual a la longitud de las secuencias del par de Golay (A, B)). The result of step i) is two pairs of F sequences: an F number of sequences (one for each data stream) obtained from the convolution with the first bipolar sequence (A) of the Golay pair and an equal number (F) of sequences corresponding to convolution with the second bipolar sequence (B) of the Golay pair; where F ≤ L (L is equal to the length of the sequences of the Golay pair (A, B)).
El resultado de los pasos iv) y v) son dos secuencias intermedias una primera secuencia intermedia correspondiente a la operación con la primera secuencia bipolar (A) del par de Golay y una segunda secuencia intermedia obtenida de operar del mismo modo con la segunda secuencia bipolar (B) del par de Golay. Ambas secuencias intermedias tienen una longitud igual a la de las secuencias bipolares (A, B) del par de Golay. Si es necesario, se añaden ceros a estas secuencias intermedias obtenidas para completarlas hasta una longitud L’ que es potencia de 2, i.e., L’ = 2n, n ∈ Este requisito en la longitud de las secuencias intermedias es para poder posteriormente aplicar una Transformada Rápida de Fourier. The result of steps iv) and v) are two intermediate sequences, a first intermediate sequence corresponding to the operation with the first bipolar sequence (A) of the Golay pair and a second intermediate sequence obtained from operating in the same way with the second bipolar sequence ( B) of the Golay pair. Both intermediate sequences have a length equal to that of the bipolar sequences (A, B) of the Golay pair. If necessary, zeros are added to these intermediate sequences obtained to complete them up to a length L 'that is power of 2, ie, L' = 2n, n ∈ This requirement in the length of the intermediate sequences is to be able to subsequently apply a Transformed Fast Fourier.
El resultado de la codificación con la primera secuencia bipolar The result of coding with the first bipolar sequence
(A) del par de Golay se modula en fase y, asimismo, se modula en cuadratura la segunda secuencia intermedia que se ha codificado con la segunda secuencia bipolar (B) del par de Golay, resultando una (primera) señal compleja. (A) of the Golay pair is phase modulated and, likewise, the second intermediate sequence that has been encoded with the second bipolar sequence (B) of the Golay pair is quadratured, resulting in a complex (first) signal.
Opcionalmente, puesto que dado un par de Golay se puede encontrar otro par de secuencias bipolares (C, D) que constituyen un par de Golay ortogonal al dado, el método propuesto puede incluir la transmisión simultanea de más flujos de datos utilizando un par adicional: el par de Golay ortogonal al (A, B). Para ello, se realizan los pasos de convolución, desplazamientos y sumas descritos, pero aplicando el par de Golay ortogonal. Después de esos pasos, también se realiza la modulación en fase de la secuencia intermedia resultado de la codificación con la secuencia bipolar (C) del par ortogonal, así como se modula en cuadratura el resultado de la codificación con la secuencia bipolar (D), para obtener otra señal compleja. Las dos señales complejas que así resultan de usar los dos pares de Golay finalmente también se suman. Es decir: -se obtiene una tercera secuencia intermedia al sumar entre sí las secuencias correspondientes al resultado de la realización de los pasos de convolución y desplazamientos usando la primera secuencia bipolar (C) del par de Golay ortogonal. -se obtiene una cuarta secuencia intermedia al sumar entre sí las secuencias correspondientes al resultado de la realización de los pasos de convolución y desplazamientos usando la segunda secuencia bipolar (D) del par de Golay ortogonal; -si es necesario, para alcanzar una longitud igual a una potencia de dos, se añaden los ceros precisos a cada una de estas (tercera y cuarta) secuencias intermedias; -se modula en fase la tercera secuencia intermedia y en cuadratura la cuarta secuencia intermedia, obteniendo una segunda señal compleja; -se suma la (primera) señal compleja correspondiente al par de Golay (A, B) y la (segunda) señal compleja correspondiente al par de Golay ortogonal (C, D), sumando la tercera secuencia intermedia en fase a la primera secuencia intermedia en fase y sumando la cuarta secuencia intermedia en cuadratura a la segunda secuencia intermedia en cuadratura. Optionally, since given a pair of Golay you can find another pair of bipolar sequences (C, D) that constitute a pair of Golay orthogonal to the given one, the proposed method can include the simultaneous transmission of more data flows using an additional pair: the orthogonal Golay pair at (A, B). For this, the convolution steps, displacements and sums described are performed, but applying the orthogonal Golay pair. After these steps, the phase modulation of the intermediate sequence resulting from the coding with the bipolar sequence (C) of the orthogonal pair is also performed, as well as the coding result is quadrature modulated with the bipolar sequence (D), to get another complex signal. The two complex signals that result from using the two Golay pairs finally also add up. That is to say: - a third intermediate sequence is obtained by adding together the sequences corresponding to the result of carrying out the convolution and displacement steps using the first bipolar sequence (C) of the orthogonal Golay pair. - a fourth intermediate sequence is obtained by adding together the sequences corresponding to the result of the completion of the convolution and displacement steps using the second bipolar sequence (D) of the orthogonal Golay pair; -if it is necessary, to reach a length equal to a power of two, the precise zeros are added to each of these (third and fourth) intermediate sequences; -the third intermediate sequence is modulated in phase and the fourth intermediate sequence quadrature, obtaining a second complex signal; - the (first) complex signal corresponding to the Golay pair (A, B) and the (second) complex signal corresponding to the orthogonal Golay pair (C, D) are added, adding the third intermediate sequence in phase to the first intermediate sequence in phase and adding the fourth intermediate quadrature sequence to the second intermediate quadrature sequence.
Gracias al uso de dos pares (A, B) y (C, D) ortogonales se hace posible la transmisión del doble de datos en el mismo ancho de banda. Thanks to the use of two orthogonal pairs (A, B) and (C, D), it is possible to transmit twice as much data in the same bandwidth.
Para obtener la señal a transmitir, se aplica una Transformada Rápida de Fourier Inversa (IFFT) a cuya salida resultan los símbolos de información que conforman la señal en modulación OFDM, a los que se puede añadir un prefijo cíclico para asegurar la ortogonalidad entre las diferentes frecuencias de los subcanales de transmisión y evitar la interferencia entre diferentes símbolos. La IFFT establece la ortogonalidad entre frecuencias y el prefijo cíclico ayuda a mantener esa ortogonalidad cuando la señal pasa por el canal de transmisión. To obtain the signal to be transmitted, a Rapid Inverse Fourier Transform (IFFT) is applied to whose output the information symbols that make up the signal in OFDM modulation result, to which a cyclic prefix can be added to ensure orthogonality between the different frequencies of the transmission subchannels and avoid interference between different symbols. The IFFT establishes orthogonality between frequencies and the cyclic prefix helps maintain that orthogonality when the signal passes through the transmission channel.
Adicionalmente, este método de transmisión puede introducir una señal de entrenamiento que en recepción se utiliza para estimar la influencia del canal y poder ecualizar la señal recibida. Additionally, this transmission method can introduce a training signal that in reception is used to estimate the influence of the channel and to equalize the received signal.
Otro aspecto de la invención se refiere a un método de recepción digital de señales de información, adaptado para recibir una señal de entrada transmitida mediante el método de transmisión descrito anteriormente. El transmisor envía todos los flujos de datos conjuntamente pero cada receptor extrae un solo flujo de datos. Another aspect of the invention relates to a method of receiving digital information signals, adapted to receive an input signal transmitted by the transmission method described above. The transmitter sends all data streams together but each receiver extracts a single data stream.
Si el transmisor ha enviado una señal de entrenamiento, el receptor primero separa dicha señal de entrenamiento de la señal de entrada. Si además se ha enviado un prefijo cíclico añadido a los símbolos que conforman la señal de información de entrada, dicho prefijo es eliminado en recepción. If the transmitter has sent a training signal, the receiver first separates said training signal from the input signal. If an added cyclic prefix has also been sent to the symbols that make up the input information signal, that prefix is removed at reception.
El método de recepción digital que se propone demodula la señal recibida, aplicando sobre dicha señal una Transformada Rápida de Fourier Directa. De la señal compleja resultante se eliminan las componentes que corresponden a los ceros añadidos en el transmisor, obteniendo así una señal compleja compuesta por dos secuencias: una en fase y otra en cuadratura de tamaño L. The proposed digital reception method demodulates the received signal, applying a Direct Direct Fourier Transform onto said signal. From the resulting complex signal the components corresponding to the zeros added in the transmitter are eliminated, thus obtaining a complex signal composed of two sequences: one in phase and one in quadrature of size L.
Una vez demodulada así la señal recibida, el método de recepción procede a extraer a partir de ella un flujo de datos, que contiene la información comunicada, para lo cual utiliza un par de secuencias bipolares con una longitud (L): un primer par de secuencias bipolares (A, B) complementarias, es decir, formando un par de Golay; o bien, un segundo par de secuencias bipolares (C, D), formando par de Golay ortogonal al primer par. El uso de (A, B) ó (C, D) depende de cuál es el flujo de datos a extraer, es decir, de qué par de Golay ha usado el transmisor para codificar ese flujo concreto. En cada par de Golay usado se distingue una primera secuencia bipolar (A ó C) y una segunda secuencia bipolar (B ó D). Once the received signal has been demodulated, the reception method proceeds to extract from it a data flow, which contains the communicated information, for which it uses a pair of bipolar sequences with a length (L): a first pair of complementary bipolar sequences (A, B), that is, forming a Golay pair; or, a second pair of bipolar sequences (C, D), forming an orthogonal Golay pair to the first pair. The use of (A, B) or (C, D) depends on what is the flow of data to be extracted, that is, which Golay pair the transmitter has used to encode that particular flow. In each Golay pair used, a first bipolar sequence (A or C) and a second bipolar sequence (B or D) are distinguished.
En este proceso de extracción de uno de los flujos de datos, un primer paso consiste en realizar la demodulación en fase y cuadratura a través de la que se obtienen las componentes en fase (I) y cuadratura (Q) de la señal recibida, para luego correlacionar cada una de dichas componentes con la secuencia del par de Golay que corresponde. El método de recepción correlaciona la componente en fase (I) con la correspondiente secuencia bipolar: la primera secuencia del par de Golay, A ó C, desplazada cíclicamente un número de veces igual al desplazamiento del flujo que se desee extraer. Asimismo, se realiza la correlación de la componente en cuadratura (Q) con la segunda secuencia bipolar del par, B ó D, desplazada cíclicamente el mismo número de veces. In this process of extracting one of the data flows, a first step is to perform the demodulation in phase and quadrature through which the components in phase (I) and quadrature (Q) of the received signal are obtained, for then correlate each of these components with the sequence of the corresponding Golay pair. The reception method correlates the phase component (I) with the corresponding bipolar sequence: the first sequence of the Golay pair, A or C, cyclically displaced a number of times equal to the displacement of the flow to be extracted. Likewise, the quadrature component (Q) is correlated with the second bipolar sequence of the pair, B or D, cyclically displaced the same number of times.
Previamente, con la secuencia o señal de entrenamiento en el caso habitual de que ésta vaya incluida en la señal transmitida, el método de recepción propuesto estima la respuesta impulsiva del canal de comunicaciones a partir de la señal de entrenamiento. Se entiende aquí por respuesta impulsiva o respuesta a impulso la que presenta el canal frente a una señal muy breve, o impulso, que se transmite. El método de recepción propuesto utiliza esta estimación del canal para ecualizar la señal recibida y ya demodulada (tras haber pasado por la Transformada Rápida de Fourier Directa). Previously, with the training sequence or signal in the usual case that it is included in the transmitted signal, the proposed reception method estimates the impulse response of the communication channel from the training signal. It is understood here by impulse response or impulse response that the channel presents in front of a very short signal, or impulse, that is transmitted. The proposed reception method uses this channel estimate to equalize the received and demodulated signal (after having passed through the Fast Direct Fourier Transform).
Para conseguir más beneficio de la codificación realizada en transmisión con los pares de Golay, es importante promediar la corrección de la señal recibida durante varios periodos de símbolo. El número de símbolos elegido sobre los que se promedia la estimación del canal depende de la variación temporal del canal de comunicaciones (variación que a su vez viene determinada por la frecuencia Doppler máxima) y del ruido blanco introducido por el canal. Esta corrección con la señal de entrenamiento permite al receptor compensar la distorsión en amplitud y fase producida por el canal de comunicaciones sobre la señal. To get more benefit from the coding performed in transmission with the Golay pairs, it is important to average the correction of the received signal during several symbol periods. The number of symbols chosen on which the channel estimate is averaged depends on the temporal variation of the communications channel (variation which in turn is determined by the maximum Doppler frequency) and the white noise introduced by the channel. This correction with the training signal allows the receiver to compensate for the distortion in amplitude and phase produced by the communications channel on the signal.
Tras la demodulación de la señal recibida y, en su caso, la ecualización usando la señal de entrenamiento, el método de recepción procede a la decodificación para obtener un flujo de datos que contiene la información comunicada. En dicha decodificación se utilizan las mismas secuencias bipolares (A, B) ó (C, D), dependiendo del flujo de datos a obtener, utilizadas en el transmisor y que forman par de Golay. After demodulation of the received signal and, where appropriate, equalization using the training signal, the reception method proceeds to decoding to obtain a data stream containing the communicated information. In said decoding the same bipolar sequences (A, B) or (C, D) are used, depending on the flow of data to be obtained, used in the transmitter and forming a Golay pair.
Como se ha explicado anteriormente, en recepción, las dos secuencias bipolares (A, B) del par de Golay, o bien, si es el caso, las otras dos secuencias bipolares (C, D) del par de Golay ortogonal, usadas para decodificar la señal recibida, son sometidas a un desplazamiento cíclico. El número de veces que se desplaza cada secuencia es igual al aplicado en transmisión para la codificación del correspondiente flujo de datos. Las secuencias así desplazadas se utilizan para la correlación de las componentes en fase (I) y cuadratura (Q) de la señal recibida, ya explicada. As explained above, in reception, the two bipolar sequences (A, B) of the Golay pair, or, if applicable, the other two bipolar sequences (C, D) of the orthogonal Golay pair, used to decode The received signal is subjected to a cyclic shift. The number of times each sequence moves is equal to that applied in transmission for the coding of the corresponding data flow. The sequences thus displaced are used for the correlation of the components in phase (I) and quadrature (Q) of the received signal, already explained.
Por último, el flujo deseado resulta de efectuar la suma de las componentes en fase y en cuadratura procedentes de la correlación anterior y seguidamente dividir esa suma por la ganancia del proceso. La ganancia g del método de transmisión y recepción digital descritos es igual al doble de la longitud (L) de las secuencias bipolares complementarias (A y B, o alternativamente C y D) empleadas en la codificación/decodificación de las señales de información, i.e., g = 2L. Finally, the desired flow results from the sum of the components in phase and quadrature from the previous correlation and then divide that sum by the process gain. The gain g of the digital transmission and reception method described is equal to twice the length (L) of the complementary bipolar sequences (A and B, or alternatively C and D) used in the encoding / decoding of the information signals, ie , g = 2L.
Otros aspectos de la invención son un transmisor y un receptor digital diseñados para incorporarse en un sistema de comunicaciones basado en modulación mediante frecuencias ortogonales, que implementan respectivamente, el método de transmisión y el de recepción de señales de información usando multiplexación mediante secuencias complementarias según se han descrito. Other aspects of the invention are a digital transmitter and receiver designed to be incorporated into a communications system based on orthogonal frequency modulation, which respectively implements the method of transmission and reception of information signals using multiplexing by complementary sequences as have described
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de esta descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical implementation thereof, a set of drawings is attached as an integral part of this description. In an illustrative and non-limiting manner, the following has been represented:
La figura 1.- Muestra un diagrama de bloques de un detalle del transmisor digital que constituye uno de los aspectos de la invención, según una realización preferida. Figure 1 shows a block diagram of a detail of the digital transmitter that constitutes one of the aspects of the invention, according to a preferred embodiment.
La figura 2.- Muestra un diagrama de bloques de un detalle del modulador OFDM, según una realización preferida de la invención, incluido en el transmisor ilustrado en la figura anterior. Figure 2.- Shows a block diagram of a detail of the OFDM modulator, according to a preferred embodiment of the invention, included in the transmitter illustrated in the previous figure.
La figura 3.- Muestra una representación esquemática del proceso de codificación realizado en el transmisor, de acuerdo al objeto de la invención e ilustrando en detalle el desplazamiento cíclico y posterior suma de las secuencias intermedias resultantes de la convolución de los datos con el par de Golay. Figure 3.- Shows a schematic representation of the coding process performed in the transmitter, according to the object of the invention and illustrating in detail the cyclic shift and subsequent sum of the intermediate sequences resulting from the convolution of the data with the pair of Golay
La figura 4.- Muestra un diagrama de bloques de un detalle del receptor digital que constituye otro de los aspectos de la invención, según una realización preferida. Figure 4 shows a block diagram of a detail of the digital receiver that constitutes another aspect of the invention, according to a preferred embodiment.
A la vista de las figuras reseñadas, puede describirse aquí una realización práctica de la invención. Como ejemplo, se describe un sistema “downlink” de comunicación síncrona entre una estación base y un terminal de usuario. Los flujos de datos que se desean multiplexar, sf[n], se codifican en un transmisor digital, representado parcialmente en la Figura 1, utilizando secuencias complementarias que tienen una longitud (L) mayor o igual al número (F) de flujos de datos que se desea transmitir por cada secuencia complementaria empleada, i.e., L � F. In view of the figures outlined, a practical embodiment of the invention can be described here. As an example, a downlink system of synchronous communication between a base station and a user terminal is described. The data streams that are to be multiplexed, sf [n], are encoded in a digital transmitter, partially represented in Figure 1, using complementary sequences having a length (L) greater than or equal to the number (F) of data streams that it is desired to transmit for each complementary sequence used, ie, L � F.
El transmisor digital dispone de un codificador (1) que usa un par de Golay formado por una primera secuencia bipolar (A) y una segunda secuencia bipolar (B), ambas de longitud L, para codificar un número (F) de flujos de datos sf[n], f = 1, 2,…, F. Cada bit de información se codifica con los dos miembros del par y las secuencias resultantes se desplazan cíclicamente un número de veces igual a un desplazamiento, dAB[f], asociado al flujo de datos f. Estos desplazamientos deben ser menores que la longitud (L) del par de Golay y diferentes para cada flujo de datos. Los resultados que provienen de la primera secuencia bipolar (A) se suman entre sí, así como los que provienen de la segunda secuencia bipolar (B), resultando dos secuencias de longitud L. En este punto las secuencias se completan con ceros hasta llegar a una longitud que es una potencia de dos. A continuación, la secuencia resultante de la codificación con la primera secuencia bipolar (A) se modula en fase y la resultante de codificar con la segunda secuencia bipolar (B) se modula en cuadratura. The digital transmitter has an encoder (1) that uses a Golay pair consisting of a first bipolar sequence (A) and a second bipolar sequence (B), both of length L, to encode a number (F) of data streams sf [n], f = 1, 2,…, F. Each bit of information is encoded with the two members of the pair and the resulting sequences are cyclically displaced a number of times equal to one offset, dAB [f], associated with the data flow f. These shifts must be less than the length (L) of the Golay pair and different for each data flow. The results that come from the first bipolar sequence (A) are added together, as well as those that come from the second bipolar sequence (B), resulting in two sequences of length L. At this point the sequences are completed with zeros until they reach a length that is a power of two. Next, the sequence resulting from the coding with the first bipolar sequence (A) is phase modulated and the sequence resulting from coding with the second bipolar sequence (B) is quadrature modulated.
La Figura 3 muestra la convolución con secuencias complementarias, desplazamiento cíclico y suma que se efectúa en el codificador (1), ilustrado para un ejemplo en que las secuencias bipolares (A, B) del par de Golay son de longitud L = 4 y donde se multiplexan el máximo de flujos de datos F=4 para esa longitud. Cada bit sf de los flujos de datos se convoluciona con las secuencias (A, B) del par de Golay, para posteriormente desplazarlas un número de veces igual al desplazamiento correspondiente dAB[f] al flujo f, antes de sumarlas; en este ejemplo de la Figura 3 dAB[f] = f, f=1…4. El resultado de la suma generada con esta primera secuencia bipolar Figure 3 shows the convolution with complementary sequences, cyclic shift and sum that is carried out in the encoder (1), illustrated for an example in which the bipolar sequences (A, B) of the Golay pair are of length L = 4 and where the maximum data flows F = 4 are multiplexed for that length. Each bit sf of the data streams is convolved with the sequences (A, B) of the Golay pair, to subsequently shift them a number of times equal to the corresponding shift dAB [f] to the flow f, before adding them; in this example in Figure 3 dAB [f] = f, f = 1… 4. The result of the sum generated with this first bipolar sequence
(A) se modula en fase para obtener la componente en fase (I). Análogamente el codificador (1) produce el desplazamiento de las secuencias resultantes de la convolución con la segunda secuencia bipolar (B) y éstas se suman obteniendo la componente en cuadratura (Q) de la señal a transmitir. (A) is modulated in phase to obtain the component in phase (I). Similarly, the encoder (1) produces the displacement of the sequences resulting from the convolution with the second bipolar sequence (B) and these are added by obtaining the quadrature component (Q) of the signal to be transmitted.
Adicionalmente, para aumentar el número de flujos que se pueden multiplexar hasta 2L, el codificador (1) puede utilizar otras dos secuencias bipolares (C, D) que forman el par de Golay ortogonal al primero y realizar el mismo procedimiento que con el par (A, B), sumando seguidamente los resultados complejos obtenidos de los dos pares de Golay. Additionally, to increase the number of flows that can be multiplexed to 2L, the encoder (1) can use two other bipolar sequences (C, D) that form the orthogonal Golay pair to the first and perform the same procedure as with the pair ( A, B), then adding the complex results obtained from the two Golay pairs.
Los símbolos a transmitir, incluyendo en las secuencias intermedias si es necesario la adición de ceros (3A) para alcanzar una longitud potencia de dos, se obtienen mediante una IFFT o transformada inversa de Fourier rápida (3B) y a los mismos se les añade un prefijo cíclico (3C); pasos (3A, 3B, 3C) que son implementados por un modulador (3) en banda base de OFDM, según se ilustra en la Figura 2. The symbols to be transmitted, including in the intermediate sequences if the addition of zeros (3A) is necessary to reach a power length of two, are obtained by means of an IFFT or inverse fast Fourier transform (3B) and a prefix is added to them cyclic (3C); steps (3A, 3B, 3C) that are implemented by an OFDM baseband modulator (3), as illustrated in Figure 2.
La señal que se transmite, τn (t) puede expresarse matemáticamente de la siguiente forma: The signal that is transmitted, τn (t) can be expressed mathematically as follows:
AL+Δ AL + Δ
τn (t)= II(AC + jBC ) sf[n]p(t − nTs )exN{j2πGrod(C + dAB[f]− 2,Δ+ L+Ω)(t − nTs )} τn (t) = II (AC + jBC) sf [n] p (t - nTs) exN {j2πGrod (C + dAB [f] - 2, Δ + L + Ω) (t - nTs)}
f=I C=I−Ω f = I C = I − Ω
A' L+Δ A 'L + Δ
+( + jD ) s [n]p(t − nT )exN2 Grod(+ d [f ]− 2,Δ+ L )( − nT )},+ ( + jD) s [n] p (t - nT) exN2 Grod (+ d [f] - 2, Δ + L) (- nT)},
II Cf+As {j π C CD +Ω ts II Cf + As {j π C CD + Ω ts
f=I C=I−Ω f = I C = I − Ω
En la ecuación anterior se supone que los valores de las secuencias bipolares A = {…, A1, A2, A3, A4,…}, B = {…, B1, B2, B3, B4,…}, C = {…, C1, C2, C3, C4,…} y D = {…, D1, D2, D3, D4,…}, son cero para índices fuera del rango In the previous equation it is assumed that the values of the bipolar sequences A = {…, A1, A2, A3, A4,…}, B = {…, B1, B2, B3, B4,…}, C = {…, C1, C2, C3, C4,…} and D = {…, D1, D2, D3, D4,…}, are zero for indexes outside the range
1 5 l 5 L. El resto de los términos usados en dicha ecuación representan lo siguiente: 1 5 l 5 L. The rest of the terms used in this equation represent the following:
(A, B) es un par de Golay y (C, D) es su par ortogonal, (A, B) is a Golay pair and (C, D) is its orthogonal pair,
sf[n] denota los F+F’ flujos de datos que se desean transmitir,sf [n] denotes the F + F ’data streams to be transmitted,
j denota la unidad imaginaria, mod( , ) es la función resto tal que mod(a,b) =a -b La/bJ donde La/bJdenota la división entera, p(t) es un pulso unidad en el intervalo –tg 5 t 5 Ts y cero en el resto siendo tg el tiempo de guarda, duración del prefijo cíclico, y Ts el tiempo de símbolo, j denotes the imaginary unit, mod (,) is the remainder function such that mod (a, b) = a -b La / bJ where La / bJ denotes the integer division, p (t) is a unit pulse in the interval –tg 5 t 5 Ts and zero in the rest being tg the guard time, duration of the cyclic prefix, and Ts the symbol time,
L y n son los números de ceros que se incluyen respectivamente antes y después de la señal convolucionada, de manera que L+L+n es una potencia de 2, L and n are the numbers of zeros that are included respectively before and after the convoluted signal, so that L + L + n is a power of 2,
G se refiere a la separación de los subcanales medida en número de frecuencias ortogonales, siendo G=1 en el caso de OFDM típico, G refers to the separation of the subchannels measured in number of orthogonal frequencies, where G = 1 in the case of typical OFDM,
y dAB[f] y dCD[f] son los desplazamientos asociados a los flujos de datos f codificados con los pares (A, B) y (C, D) respectivamente. Los valores de estos desplazamientos deben de ser menores que la longitud L y diferentes para cada flujo de datos f. and dAB [f] and dCD [f] are the displacements associated with the data streams f encoded with the pairs (A, B) and (C, D) respectively. The values of these displacements must be less than the length L and different for each data flow f.
De esta manera, se pueden multiplexar hasta F=L flujos de datos independientes por par de secuencias complementarias. Como en el caso de OFDM, la elección del periodo de símbolo hace que las frecuencias que describen el símbolo sean ortogonales entre sí, reduciendo la interferencia entre subcanales. Del mismo modo, el tiempo de guarda se introduce para reducir el efecto de la interferencia entre símbolos y ayudar a que los subcanales se mantengan ortogonales. In this way, independent data streams per pair of complementary sequences can be multiplexed to F = L. As in the case of OFDM, the choice of the symbol period makes the frequencies that describe the symbol orthogonal to each other, reducing interference between subchannels. Similarly, guard time is introduced to reduce the effect of interference between symbols and help keep subchannels orthogonal.
Además, el transmisor digital que aquí se propone adicionalmente cuenta con un generador (2) de una secuencia de entrenamiento, la cual se concatena a la señal compleja obtenida tras la codificación. A esta señal se aplica la IFFT, pues tanto la señal de información a transmitir como la secuencia de entrenamiento generada pasan por el modulador (3) OFDM. La secuencia de entrenamiento generada e insertada permite la ecualización de la señal que llega al receptor. La señal a transmitir finalmente se consigue mediante una transformación de paralelo a serie (4). In addition, the digital transmitter proposed here additionally has a generator (2) of a training sequence, which concatenates the complex signal obtained after coding. The IFFT is applied to this signal, since both the information signal to be transmitted and the training sequence generated pass through the OFDM modulator (3). The training sequence generated and inserted allows equalization of the signal that reaches the receiver. The signal to be transmitted is finally achieved by a parallel to series transformation (4).
En el receptor, mostrado en la Figura 4, la señal recibida se transforma de serie a paralelo (5) y seguidamente unos medios de separación (6) la separan de la mencionada señal de entrenamiento antes de pasar la señal de entrada a un demodulador (7) en banda base OFDM. A partir de la señal de entrenamiento, el receptor hace una estimación de la respuesta impulsiva del canal (8) que promedia a lo largo del tiempo para que un ecualizador (9) realice una correcta compensación de la distorsión producida por el canal. La señal ecualizada pasa a un decodificador (10) que extrae un flujo de datos ejecutando el proceso inverso al realizado por el transmisor con el par de secuencias complementarias (A, B) ó (C, D). In the receiver, shown in Figure 4, the received signal is transformed from series to parallel (5) and then separation means (6) separate it from said training signal before passing the input signal to a demodulator ( 7) OFDM baseband. From the training signal, the receiver estimates the impulse response of the channel (8) that averages over time for an equalizer (9) to correctly compensate for the distortion produced by the channel. The equalized signal passes to a decoder (10) that extracts a flow of data by executing the reverse process to that performed by the transmitter with the pair of complementary sequences (A, B) or (C, D).
En este texto, la palabra “comprende” y sus variantes (como “comprendiendo”, etc.) no deben interpretarse de forma excluyente, es decir, no excluyen la posibilidad de que lo descrito incluya otros elementos, pasos etc. In this text, the word “understand” and its variants (such as “understanding”, etc.) should not be interpreted in an exclusive way, that is, they do not exclude the possibility that what is described includes other elements, steps, etc.
Algunas realizaciones preferidas de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes que se incluyen seguidamente. Some preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims that are included below.
Claims (23)
- --
- realizar una modulación OFDM para obtener símbolos modulados que van a transmitirse en subcanales de frecuencias ortogonales; caracterizado porque la codificación comprende las siguientes etapas: i) convolucionar un bit de cada uno de los flujos de datos con las dos secuencias (A, B) bipolares del par de Golay, para obtener un número perform an OFDM modulation to obtain modulated symbols to be transmitted in orthogonal frequency subchannels; characterized in that the coding comprises the following steps: i) convolve a bit of each of the data streams with the two bipolar sequences (A, B) of the Golay pair, to obtain a number
- (F) (F)
- de secuencias a partir de la convolución con la primera secuencia of sequences from convolution with the first sequence
- (A) (TO)
- bipolar y un número (F) igual de secuencias a partir de la convolución con la segunda secuencia (B) bipolar; ii) desplazar cíclicamente cada una de las secuencias resultantes de la convolución con la primera secuencia (A) bipolar, un número de veces menor que la longitud (L) de las dos secuencias (A, B) bipolares del par de Golay y diferente para cada uno de los flujos de datos; iii) desplazar cíclicamente cada una de las secuencias resultantes de la convolución con la segunda secuencia (B) bipolar, un número de veces igual al desplazamiento aplicado para el mismo flujo de datos en la etapa ii); iv) sumar entre sí las secuencias resultantes de los desplazamientos realizados en la etapa ii) para obtener una primera secuencia intermedia; v) sumar entre sí las secuencias resultantes del desplazamiento realizado en la etapa iii) para obtener una segunda secuencia intermedia; y caracterizado porque la modulación comprende las siguientes etapas: vi) modular en fase la primera secuencia intermedia y modular en cuadratura la segunda secuencia intermedia para obtener una primera señal compleja; vii) realizar la modulación OFDM mediante una Transformada Rápida bipolar and an equal number (F) of sequences from convolution with the second bipolar sequence (B); ii) cyclically shift each of the sequences resulting from the convolution with the first bipolar sequence (A), a number of times less than the length (L) of the two bipolar sequences (A, B) of the Golay pair and different for each of the data flows; iii) cyclically shift each of the sequences resulting from the convolution with the second bipolar sequence (B), a number of times equal to the displacement applied to the same data flow in step ii); iv) add together the sequences resulting from the displacements made in step ii) to obtain a first intermediate sequence; v) add together the sequences resulting from the displacement performed in step iii) to obtain a second intermediate sequence; and characterized in that the modulation comprises the following steps: vi) phase modulate the first intermediate sequence and quadrature modular the second intermediate sequence to obtain a first complex signal; vii) perform OFDM modulation using a Fast Transform
- 2. 2.
- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la codificación comprende además las etapas repetitivas i) a v) para codificar otro número (F’) d flujos de datos independientes, F’ 5 L, usando un par adicional de secuencias (C, D) bipolares de la misma longitud (L) generadas formando un par de Golay, formado mediante una primera secuencia (C) bipolar y una segunda secuencia (D) bipolar, que es ortogonal al par (A, B) de Golay, para obtener una tercera secuencia intermedia resultante de la primera secuencia (C) bipolar del par de Golay ortogonal y una cuarta secuencia intermedia a partir de la segunda secuencia (D) bipolar del par de Golay ortogonal; y caracterizado porque la modulación comprende además modular en fase la tercera secuencia intermedia y modular en cuadratura la cuarta secuencia intermedia para obtener una segunda señal compleja a partir de las secuencias (C, D) bipolares del par de Golay ortogonal, y sumar la segunda señal compleja a la primera señal compleja. Method according to claim 1, characterized in that the coding further comprises the repetitive steps i) av) to encode another number (F ') d independent data streams, F' 5 L, using an additional pair of bipolar sequences (C, D) of the same length (L) generated by forming a Golay pair, formed by a first bipolar sequence (C) and a second bipolar sequence (D), which is orthogonal to the Golay pair (A, B), to obtain a third sequence intermediate resulting from the first bipolar sequence (C) of the orthogonal Golay pair and a fourth intermediate sequence from the second bipolar sequence (D) of the orthogonal Golay pair; and characterized in that the modulation further comprises modulating in phase the third intermediate sequence and quadrature modulating the fourth intermediate sequence to obtain a second complex signal from the bipolar sequences (C, D) of the orthogonal Golay pair, and adding the second signal complex at the first complex signal.
- 3. 3.
- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además añadir ceros a la primera y segunda secuencia intermedia hasta alcanzar una longitud, para cada una de estas secuencias, igual a una potencia de dos. Method according to claim 1, characterized in that it further comprises adding zeros to the first and second intermediate sequence until reaching a length, for each of these sequences, equal to a power of two.
- 4. Four.
- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque comprende además añadir ceros a la tercera y cuarta secuencia intermedia hasta alcanzar una longitud, para cada una de estas secuencias, igual a una potencia de dos. Method according to any of claims 2 or 3, characterized in that it further comprises adding zeros to the third and fourth intermediate sequence until reaching a length, for each of these sequences, equal to a power of two.
- 5. 5.
- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además generar una señal de entrenamiento y concatenarla a la señal modulada de información que va a transmitirse. Method according to any of the preceding claims, characterized in that it further comprises generating a training signal and concatenating it to the modulated information signal to be transmitted.
- 6. 6.
- Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la modulación comprende además aplicar la Transformada Rápida de Fourier Inversa (3B) sobre la señal de entrenamiento para la posterior estimación del canal de transmisión. Method according to claim 5, characterized in that the modulation further comprises applying the Fast Inverse Fourier Transform (3B) on the training signal for the subsequent estimation of the transmission channel.
- 7. 7.
- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además añadir a la señal modulada Method according to any of the preceding claims, characterized in that it further comprises adding to the modulated signal
- 8. 8.
- Procedimiento de recepción digital de señales de información, caracterizado porque comprende las siguientes etapas: Procedure for digital reception of information signals, characterized in that it comprises the following stages:
- --
- recibir una señal de entrada, que contiene al menos un flujo de datos, transmitido mediante el procedimiento de transmisión digital de señales de información definido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, -demodular la señal recibida usando OFDM y realizar una Transformada Rápida de Fourier Directa de la señal recibida, -extraer un flujo de datos de salida a partir de la señal recibida realizando las siguientes etapas: -demodular en fase y en cuadratura la señal recibida para obtener una componente en fase y una componente en cuadratura de la señal recibida; -desplazar cíclicamente las secuencias bipolares del par de Golay utilizado por el procedimiento de transmisión digital de señales de información definido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para codificar el flujo de datos de salida que va a extraerse, un número de veces igual al aplicado en la transmisión para codificar el correspondiente flujo de datos; receiving an input signal, which contains at least one data stream, transmitted by the digital transmission method of information signals defined according to any of the preceding claims, - modulating the signal received using OFDM and performing a Fast Direct Fourier Transform of the received signal, - extracting an output data stream from the received signal by performing the following steps: - modulating in phase and quadrature the received signal to obtain a phase component and a quadrature component of the received signal; - Cyclically moving the bipolar sequences of the Golay pair used by the digital transmission method of defined information signals according to any of the preceding claims to encode the output data stream to be extracted, a number of times equal to that applied in the transmission to encode the corresponding data flow;
- --
- decodificar la señal recibida mediante la correlación de la componente en fase de la señal recibida con la primera secuencia bipolar del par de Golay desplazada en la etapa anterior y mediante la correlación de la componente en cuadratura de la señal recibida con la segunda secuencia bipolar del par de Golay desplazada en la etapa anterior -obtener el flujo de datos de salida sumando el resultado de las correlaciones de las componente en fase y en cuadratura de la señal recibida con las secuencias bipolares del par de Golay y dividir por una ganancia que es igual al doble de la longitud (L) del par de Golay. usando el par de Golay utilizado por el procedimiento de transmisión digital de señales de información definido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para dicho flujo de datos. decode the received signal by correlating the phase component of the received signal with the first bipolar sequence of the Golay pair shifted in the previous stage and by correlating the quadrature component of the received signal with the second bipolar sequence of the pair of Golay displaced in the previous stage - obtain the output data flow by adding the result of the correlations of the phase and quadrature components of the signal received with the bipolar sequences of the Golay pair and divide by a gain that is equal to double the length (L) of the Golay pair. using the Golay pair used by the digital transmission process of defined information signals according to any of the preceding claims for said data flow.
- --
- separar la señal de entrenamiento de la señal recibida. separate the training signal from the received signal.
- 10. 10.
- Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque comprende además las siguientes etapas: -estimar una respuesta impulsiva del canal de comunicaciones a partir de la señal de entrenamiento, -ecualizar la señal recibida con la estimación del canal de comunicaciones promediada a lo largo del tiempo. Method according to claim 9, characterized in that it further comprises the following steps: - estimating an impulsive response of the communication channel from the training signal, - equalizing the received signal with the estimation of the communications channel averaged over time.
- 11. eleven.
- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque, si la señal recibida contiene un prefijo cíclico, la etapa de recibir la señal de entrada comprende la etapa de: Method according to any of claims 8 to 10, characterized in that, if the received signal contains a cyclic prefix, the step of receiving the input signal comprises the stage of:
- --
- eliminar de la señal recibida el prefijo cíclico remove the cyclic prefix from the received signal
- - -
- un codificador (1) configurado para codificar un número (F) de flujos de datos, siendo F 1, usando al menos dos secuencias (A, B) bipolares con una longitud (L), con L F, generadas formando un par de Golay con una primera secuencia (A) bipolar y una segunda secuencia (B) bipolar; an encoder (1) configured to encode a number (F) of data streams, being F 1, using at least two bipolar sequences (A, B) with a length (L), with LF, generated forming a Golay pair with a first bipolar sequence (A) and a second bipolar sequence (B);
- --
- un modulador (3) OFDM para obtener unos símbolos modulados que van a transmitirse en subcanales de frecuencias ortogonales; caracterizado porque el codificador (1) está configurado para: i) convolucionar un bit de cada uno de los flujos de datos con las dos secuencias (A, B) bipolares del par de Golay para obtener un número an OFDM modulator (3) to obtain modulated symbols to be transmitted in subchannels of orthogonal frequencies; characterized in that the encoder (1) is configured to: i) convolve a bit of each of the data streams with the two bipolar sequences (A, B) of the Golay pair to obtain a number
- (F) (F)
- de secuencias a partir de la convolución con la primera secuencia of sequences from convolution with the first sequence
- (A) (TO)
- bipolar y un número (F) igual de secuencias a partir de la convolución con la segunda secuencia (B) bipolar; ii) desplazar cíclicamente cada una de las secuencias resultantes de la convolución con la primera secuencia (A) bipolar, un número de veces menor que la longitud (L) de las dos secuencias (A, B) bipolares del par de Golay y diferente para cada uno de los flujos de datos; iii) desplazar cíclicamente cada una de las secuencias resultantes de la convolución con la segunda secuencia (B) bipolar, un número de veces igual al desplazamiento aplicado para el mismo flujo de datos en la etapa ii); bipolar and an equal number (F) of sequences from convolution with the second bipolar sequence (B); ii) cyclically shift each of the sequences resulting from the convolution with the first bipolar sequence (A), a number of times less than the length (L) of the two bipolar sequences (A, B) of the Golay pair and different for each of the data flows; iii) cyclically shift each of the sequences resulting from the convolution with the second bipolar sequence (B), a number of times equal to the displacement applied to the same data flow in step ii);
- 13. 13.
- Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque el codificador (1) está configurado para repetir las etapas i) a v) para codificar otro número (F’) de flujos de datos independientes, F’ 5 L, utilizando un par adicional de secuencias (C, D) bipolares de la misma longitud (L) generadas constituyendo un par de Golay, formado por una primera secuencia (C) bipolar y una segunda secuencia (D) bipolar, que es ortogonal al par de Golay (A, B), para obtener una tercera secuencia intermedia resultante a partir de la primera secuencia (C) bipolar del par de Golay ortogonal y una cuarta secuencia intermedia a partir de la segunda secuencia (D) bipolar del par de Golay ortogonal; y caracterizado porque el modulador (3) OFDM realiza una modulación en fase de la tercera secuencia intermedia y una modulación en cuadratura de la cuarta secuencia intermedia para obtener una segunda señal compleja a partir de las secuencias (C, D) bipolares del par de Golay ortogonal, y aplica la Transformada Rápida de Fourier Inversa (3B) sobre la suma de la primera señal compleja más la segunda señal compleja. Method according to claim 12, characterized in that the encoder (1) is configured to repeat steps i) av) to encode another number (F ') of independent data streams, F' 5 L, using an additional pair of sequences (C , D) bipolar of the same length (L) generated constituting a Golay pair, formed by a first bipolar sequence (C) and a second bipolar sequence (D), which is orthogonal to the Golay pair (A, B), to obtaining a third intermediate sequence resulting from the first bipolar sequence (C) of the orthogonal Golay pair and a fourth intermediate sequence from the second bipolar sequence (D) of the orthogonal Golay pair; and characterized in that the OFDM modulator (3) performs a phase modulation of the third intermediate sequence and a quadrature modulation of the fourth intermediate sequence to obtain a second complex signal from the bipolar sequences (C, D) of the Golay pair orthogonal, and apply the Fast Inverse Fourier Transform (3B) on the sum of the first complex signal plus the second complex signal.
- 14. 14.
- Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque el modulador (3) OFDM añade ceros a la primera y segunda secuencia intermedia hasta alcanzar una longitud, para cada una de estas secuencias, igual a una potencia de dos. Device according to claim 12, characterized in that the OFDM modulator (3) adds zeros to the first and second intermediate sequence until reaching a length, for each of these sequences, equal to a power of two.
- 15. fifteen.
- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado porque el modulador (3) OFDM añade ceros a la tercera y cuarta secuencia intermedia hasta alcanzar una longitud, Device according to any of claims 13 or 14, characterized in that the OFDM modulator (3) adds zeros to the third and fourth intermediate sequence until reaching a length,
- 16. 16.
- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque comprende además un elemento generador (2) de una señal de entrenamiento que se concatena a la señal de información modulada que va a transmitirse a través de un elemento de inserción. Device according to any of claims 12 to 15, characterized in that it further comprises a generator element (2) of a training signal that concatenates to the modulated information signal to be transmitted through an insertion element.
- 17. 17.
- Dispositivo según la reivindicación 16, caracterizado porque el modulador (3) OFDM aplica además la Transformada Rápida de Fourier Inversa (3B) sobre la señal de entrenamiento. Device according to claim 16, characterized in that the OFDM modulator (3) also applies the Fast Inverse Fourier Transform (3B) on the training signal.
- 18. 18.
- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque el modulador (3) OFDM añade a la señal modulada un prefijo cíclico que garantiza la ortogonalidad entre las frecuencias de los subcanales de transmisión y evita la interferencia entre símbolos. Device according to any of claims 12 to 17, characterized in that the OFDM modulator (3) adds a cyclic prefix to the modulated signal that guarantees orthogonality between the frequencies of the transmission subchannels and prevents interference between symbols.
- 19. 19.
- Dispositivo de recepción digital de señales de información, caracterizado porque está configurado para recibir una señal de entrada, que contiene al menos un flujo de datos, transmitida por el dispositivo de transmisión digital de señales de información definido según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 28, y configurado para extraer un flujo de salida a partir de la señal recibida usando el par de Golay utilizado por el dispositivo de transmisión digital de señales de información definido según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 28 para el flujo de datos que va a extraerse, y porque dicho dispositivo de recepción digital comprende: Device for receiving digital information signals, characterized in that it is configured to receive an input signal, which contains at least one data stream, transmitted by the digital device for transmitting information signals defined according to any of claims 12 to 28, and configured to extract an output stream from the received signal using the Golay pair used by the digital signal transmission device defined according to any of claims 12 to 28 for the data stream to be extracted, and because said digital reception device comprises:
- - -
- un demodulador (7) OFDM que aplica una Transformada Rápida de Fourier Directa a la señal recibida y realiza una demodulación en fase y en cuadratura de la señal recibida para obtener una componente en fase y una componente en cuadratura de la señal recibida, an OFDM demodulator (7) that applies a Fast Direct Fourier Transform to the received signal and performs a phase and quadrature demodulation of the received signal to obtain a phase component and a quadrature component of the received signal,
- - -
- un decodificador (10) configurado para: a decoder (10) configured to:
- --
- desplazar cíclicamente las secuencias bipolares del par de Golay utilizado en la transmisión para codificar el flujo de datos, un número de veces igual al aplicado en la transmisión para dicho flujo de datos; cyclically shift the bipolar sequences of the Golay pair used in the transmission to encode the data flow, a number of times equal to that applied in the transmission for said data flow;
- --
- realizar la correlación de la componente en fase de la señal recibida con la primera secuencia bipolar del par de Golay desplazada en la etapa anterior y realizar la correlación de la componente en perform the correlation of the phase component of the received signal with the first bipolar sequence of the Golay pair shifted in the previous stage and perform the correlation of the component in
- --
- sumar el resultado de las correlaciones de las componentes en fase y en cuadratura de la señal recibida con las secuencias add the result of the correlations of the components in phase and quadrature of the received signal with the sequences
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- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas 56 Documents cited Claims Affected
- A A A A A A
- V. DIAZ ET AL.: "An emerging technology: orthogonal time divisionmultiplexing (OTDM)"IEEE, vol. 2, 2003 , pages 133-136, todo el documento. US 2004202103 A1 ( SUH CHANG-HO ET AL.) 14/10/2004, todo el documento. ES 2164613 A1 (DIAZ FUENTE VICENTE ) 16/02/2002, todo el documento. 1-22 1-22 1-22 V. DIAZ ET AL .: "An emerging technology: orthogonal time divisionmultiplexing (OTDM)" IEEE, vol. 2, 2003, pages 133-136, the whole document. US 2004202103 A1 (SUH CHANG-HO ET AL.) 10/14/2004, the whole document. EN 2164613 A1 (DIAZ FUENTE VICENTE) 02/16/2002, the whole document. 1-22 1-22 1-22
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:
- Fecha de realización del informe 27.04.2012 Date of realization of the report 27.04.2012
- Examinador J. Santaella Vallejo Página 1/4 Examiner J. Santaella Vallejo Page 1/4
- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-22 SI NO Claims Claims 1-22 IF NOT
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-22 SI NO Claims Claims 1-22 IF NOT
- Documento Document
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date
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- V. DIAZ ET AL.: "An emerging technology: orthogonal time divisionmultiplexing (OTDM)"IEEE, vol. 2, 2003 , pages 133136,todo el documento. V. DIAZ ET AL .: "An emerging technology: orthogonal time divisionmultiplexing (OTDM)" IEEE, vol. 2, 2003, pages 133136, the whole document.
- D02 D02
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- D03 D03
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