ES2453142T3 - Aparato de transmisión, aparato de recepción, procedimiento de transmisión, procedimiento de recepción, y procedimiento para generar constelaciones multidimensionales rotadas - Google Patents

Abstract

Un aparato de transmisión para transmitir un bloque de datos a través de una pluralidad de canales de transmisión, comprendiendo el aparato de transmisión: un modulador (260-1 , ..., 260-M) operable para seleccionar uno de una pluralidad de puntos de constelación de conformidad con el bloque de datos a transmitir, teniendo cada uno de la pluralidad de puntos de constelación una pluralidad de componentes; y un transmisor operable para transmitir cada componente del punto de constelación seleccionado sobre uno diferente de la pluralidad de canales de transmisión, donde la pluralidad de puntos de constelación están definidos por las posiciones de los mismos dentro de un espacio de N dimensiones, obteniéndose las posiciones mediante la aplicación de una transformación ortogonal a un subconjunto de ZN, que es una retícula de números enteros de N dimensiones N es un múltiplo de cuatro, y la transformación ortogonal tiene uno de (i) una representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos en una diagonal principal igual a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos no en la diagonal principal igual a un segundo valor distinto de cero, y (ii) una representación de matriz obtenida por permutación de filas y/o columnas en la representación de la matriz N por N.

Description

Aparato de transmisión, aparato de recepción, procedimiento de transmisión, procedimiento de recepción, y procedimiento para generar constelaciones multidimensionales rotadas 5

Campo de la invención

La presente invención se refiere a comunicación de datos digitales, y en particular a procedimientos para generar constelaciones multidimensionales para modulación de datos digitales, procedimientos para modular y transmitir datos con base a constelaciones multidimensionales y a un aparato correspondiente.

Antecedentes de la Invención

El desvanecimiento es uno de los principales problemas en los sistemas de comunicación. Representa fluctuaciones

15 aleatorias en la amplitud de la señal recibida debido a la propagación de varias trayectorias. Si la dispersión de retraso del canal es mayor que el periodo de símbolo de la señal, el desvanecimiento también es selectivo de frecuencia. La amplitud del desvanecimiento normalmente se aproxima por una distribución de Rayleigh. Este desvanecimiento se conoce como desvanecimiento de Rayleigh.

En sistemas de comunicación digital, la información es codificada como una secuencia de símbolos que pertenecen a un alfabeto discreto, conocido como una constelación. Esta constelación tiene N dimensiones y codifica B bits de información por dimensión. El número de valores posibles, conocido también como puntos de constelación, es por lo tanto 2N*B. El número de bits por dimensión B determina directamente la eficiencia espectral de la transmisión, dada en bits/Hz. El número de dimensiones N no tiene efecto en la eficiencia espectral. Un ejemplo de constelación con N

25 = 2 y B = 1 se ilustra en la figura 1A.

Tradicionalmente, por ejemplo en una constelación de modulación por amplitud de cuadratura (QAM) mostrada en la figura 1A, cada bit transmitido afecta solo a una dimensión. En referencia a la figura 1A, "b1" de cada punto de la constelación "b1b2" (= "00", "01", "10" y "11") afecta solo a la dimensión representada por el eje horizontal, mientras que "b2" de cada punto de la constelación "b1b2" afecta solo a la dimensión representada por el eje vertical. Si la dimensión afectada por los bits transmitidos sufre un desvanecimiento profundo, todos los bits que modulan esta dimensión serán extremadamente no fiables, lo cual incrementa la probabilidad de errores. Este efecto es ilustrado por los errores en la figura 1A. Por ejemplo, si el canal representado por el eje vertical se desvanece, los puntos de constelación "00", "01", "10" y "11" se acercaran al eje horizontal (a lo largo de las flechas continuas de la figura 1A).

35 Como resultado, los puntos de constelación "00" y "01", así como los puntos de la constelación "10" y "11", serán indiscernibles.

Si la constelación se modifica de tal manera que cada bit afecte a todas las dimensiones, la elasticidad al desvanecimiento se incrementa. Un desvanecimiento profundo en una de las dimensiones afectará a todos los bits de la constelación. Sin embargo, este efecto no sería tan dañino como en el caso convencional, por lo que en promedio, la probabilidad de error disminuye. Esto se conoce en la literatura coma diversidad de modulación.

(Constelaciones rotadas)

45 Una manera de lograr diversidad de modulación es rotar una constelación (híper-cúbica) para dispersar el efecto de un desvanecimiento de canal sobre todas sus dimensiones. Esto se ilustra en la figura 1B para el caso donde N = 2 y B = 1. Por ejemplo, como se muestra en la figura 1B, si el canal representado por el eje vertical se desvanece, los puntos de constelación "00", "01", "10" y "11" se acercan al eje horizontal (a lo largo de las flechas continuas de la figura 1B). Sin embargo, estos puntos de constelación aun serán discernibles en la dimensión representada por el eje horizontal. De esta forma, los puntos de constelación "00", "01", "10" y "11" permanecen discernibles incluso después de un desvanecimiento profundo del canal representado por el eje vertical.

Una rotación multidimensional puede lograrse al multiplicar el vector de señal de elemento N por una matriz cuadrada N*N. La condición necesaria y suficiente para que una matriz cuadrada sea una matriz de rotación (o una

55 matriz de reflexión) es que esta sea ortogonal, es decir, satisfaga la siguiente ecuación matemática 1.

[Ecuación matemática 1]

RRT =1

Nótese que en la ecuación matemática 1 anterior, la matriz

R

es una matriz cuadrada, la matriz

RT

65 es una matriz de transposición de la matriz

R

y la matriz

I

es una matriz unitaria.

5 Esto significa que respecto a la ecuación 25 matemática 1 anterior, los vectores fila/columna deben ser vectores unitarios ortogonales, es decir, satisfacer la siguiente ecuación matemática 2.

[Ecuación matemática 2]

Nótese que en la ecuación matemática 2, !j,k = 1 si

15 J = k y !j,k = 0 si

J ≠k

20 Esto preserva la distancia Euclidiana entre dos puntos cualesquiera de la constelación, y asegura que el rendimiento en canales con ruido Gaussiano blanco aditivo (canales AWGN) no se vea afectado.

Obviamente, no todas las rotaciones producen el efecto de diversidad de modulación mejorada. De NPL 1, se 25 conoce que el ángulo de rotación óptimo ∀ para 16-QAM satisface la ecuación mostrada en la siguiente ecuación matemática 3. La matriz de rotación 2-D (bidimensional) correspondiente satisface la siguiente ecuación matemática

4.

[Ecuación matemática 3] 30 ∀ = π/8

[Ecuación matemática 4]

Encontrar la rotación óptima para constelaciones de más de dos dimensiones es más complicado, toda vez que no hay un parámetro de optimización individual tal como el que pertenece al ángulo de rotación en una constelación 2-

D. En el caso de una constelación 4-D (cuatro dimensiones), por ejemplo, hay seis ángulos de rotación

40 independientes, cada uno con su propia matriz de rotación parcial. Los ángulos de rotación parcial también son ángulos Givens en NPL 2. La matriz de rotación 4-D final se obtiene al multiplexar las seis matrices de rotación Givens, en particular las seis matrices mostradas en la siguiente ecuación matemática 5.

[Ecuación matemática 5]

A partir de NPL 2, se sabe que la optimización puede llevarse a cabo sobre el vector que tiene los seis elementos mostrados en la siguiente ecuación matemática 6.

[Ecuación matemática 6]

10 De acuerdo con NPL 2, los ángulos de rotación óptimos resultantes para una constelación 4-D con dos bits por dimensión tienen los valores mostrados en la siguiente ecuación matemática 7. 15 [Ecuación matemática 7]

La desventaja de este procedimiento es el número de parámetros, específicamente para un gran número de 20 dimensiones. Para N dimensiones, el número de ángulos de rotación parcial es igual al número de combinaciones posibles de dos a partir de un conjunto de N, es decir, el valor dado por la siguiente ecuación matemática 8.

[Ecuación matemática 8]

Por consiguiente, el número de ángulos de rotación se incrementa con el cuadrado del número de dimensiones, por lo que el problema de optimización se vuelve muy difícil cuando el número de dimensiones es grande.

NPL 3 divulga dos enfoques diferentes, que se basan en el uso de la teoría de números algebraicos, que tienen la 5 ventaja de un número reducido de parámetros.

El primer enfoque permite la construcción de matrices de rotación al aplicar la "inclusión canónica” a un campo de números algebraicos. Se proponen dos procedimientos. El primer procedimiento produce retículas con diversidad L = N/2 para el numero de dimensiones N = 2e23e3, con e2, e3 = 0, 1, 2, ... Diversidad significa el número mínimo de valores diferentes en los componentes de cualquiera dos puntos distintos de la constelación. El segundo procedimiento produce retículas con diversidad L = N. Los valores posibles de N son muy limitados, tales como 3, 5, 9, 11 y 15.

Una variante de este procedimiento para generar constelaciones rotadas de N dimensiones se conoce también a 15 partir de NPL 3. La matriz de rotación

R

se expresa mediante la siguiente ecuación matemática 9.

[Ecuación matemática 9]

Nótese que la letra en superíndice indica la transposición de una matriz. 25 Para N = 4, el valor de la matriz de rotación

R

se da mediante la siguiente ecuación matemática 10. [Ecuación matemática 10]

Aunque la matriz de rotación resultante es una matriz de rotación que es ortogonal para cualquier N, la diversidad de 35 modulación completa solo se logra cuando N es una potencia de dos.

Cada uno de estos procedimientos puede garantizar cierto grado de diversidad. Sin embargo, la matriz de rotación resultante es fija, no tiene parámetros que permitan la optimización para diferentes tamaños de constelación. Por lo tanto, una severa desventaja de estos procedimientos es que el efecto de diversidad de modulación no puede ser maximizado de acuerdo con diferentes tamaños de constelación.

El segundo enfoque construye primero unas matrices de rotación con dos y tres dimensiones, las cuales pueden usarse como matrices de base para construir matrices con más dimensiones usando una expansión apilada tipo Hadamard mostrada en la siguiente ecuación matemática 11.

45 [Ecuación matemática 11]

Las matrices de rotación 2-D y 3-D (tridimensional) de base tienen un solo parámetro independiente que se selecciona de tal forma que la distancia de producto de la constelación sea maximizada. Una matriz de rotación 4-D se construye a partir de dos matrices de rotación 2-D de acuerdo con la ecuación matemática 11 arriba. Debido a la dimensión relativamente pequeña, es posible encontrar una relación algebraica entre parámetros de las dos matrices de rotación 2-D, por lo que la distancia de producto se maximiza. Para dimensiones más grandes, esta optimización se vuelve intratable, lo cual es la principal desventaja del segundo enfoque.

5 (Asignación de componentes de constelación para asegurar un desvanecimiento independiente)

Otro aspecto se refiere a la separación y asignación de las N dimensiones de la constelación rotada, de modo que experimentan un desvanecimiento independiente. Esto es un aspecto clave necesario para lograr el desempeño de la diversidad esperada.

10 Los N componentes de constelación, los cuales se obtienen al separar la constelación rotada de N dimensiones sobre una base por dimensión, pueden transmitirse sobre intervalos de tiempo, frecuencias, antenas transmisoras diferentes o combinaciones de los mismos. Un procesamiento de señal adicional es posible antes de la transmisión. El aspecto critico es que el desvanecimiento experimentado por cada una de las N dimensiones debe ser diferente

15 de, o idealmente no correlacionado con, el desvanecimiento experimentado por cualquier otra de las N dimensiones.

La dispersión de las N dimensiones a través de diferentes intervalos de tiempo, frecuencias y antenas puede lograrse, por ejemplo, a través de intercalación y asignación apropiadas.

20 (Asignación de componentes de constelación a células complejas transmitidas)

Otro aspecto se refiere a la asignación de las N dimensiones reales de la constelación rotada a símbolos complejos para transmisión. Para asegurar la diversidad deseada, las N dimensiones deben ser asignadas a diferentes símbolos complejos. Los símbolos complejos son después dispersos como se describió anteriormente, por ejemplo,

25 a través de intercalación y asignación, de tal forma que en la recepción, el desvanecimiento experimentado por cada una de las N dimensiones no esté correlacionado con el desvanecimiento de cualquier otra de las N dimensiones.

La figura 2 es un diagrama de bloques de un aparato de transmisión.

30 El aparato de transmisión está compuesto de un codificador FEC 210, un intercalador de bits 220, un asignador de constelaciones rotadas 230, un asignador de símbolos complejos 240, un intercalador/asignador de símbolos 250, cadenas de modulación 260-1 a 260-M y antenas transmisoras 270-1 a 270-M.

El codificador FEC 210 realiza codificación por corrección de errores hacia adelante (FEC) en la entrada al mismo.

35 Nótese que los mejores códigos FEC conocidos hasta el momento, los cuales son también los más usados en las nuevas normas, son los códigos turbo y los códigos de verificación de paridad de baja densidad (LPDC).

El intercalador de bits 220 realiza intercalación de bits en la entrada provenientes del codificador 210. Aquí, la intercalación de bits puede ser intercalación por bloques o intercalación por convolución.

40 El asignador de constelaciones rotadas 230 asigna la entrada proveniente del intercalador de bits 220 a la constelación rotada.

Generalmente, la entrada al asignador de constelaciones rotadas 230 es la salida del codificador FEC a través del

45 intercalador de bits 220 que realiza una intercalación de bits opcional. La intercalación de bits se requiere normalmente cuando hay más de un bit por dimensión (B>1). La codificación FEC llevada a cabo por el codificador FEC 210 introduce bits redundantes en una forma controlada, por lo que errores de propagación pueden ser corregidos en el aparato de recepción. Aunque la eficiencia espectral total disminuye, la transmisión se vuelve en general más robusta, es decir, el índice de errores de bits (VER) cae mucho más rápido con la relación señal a ruido

50 (SNR).

Nótese que con respecto a la asignación original de los bits de información en las constelaciones híper-cúbicas no rotadas, cada dimensión es modulada por separado por B bits, usando asignación binaria o Gray, por lo que el número de valores discretos es 2B y el número de puntos de constelación es 21B*N.

55 El asignador de símbolos complejos 240 asigna cada uno de N componentes de constelación, los cuales representan símbolos de constelación rotados de N dimensiones ingresados desde el asignador de constelaciones rotadas 230, a uno diferente de los símbolos complejos.

60 Existen muchas posibilidades para la asignación llevada a cabo por el asignador de símbolos complejos 240, es decir, la asignación de cada uno de los N componentes de constelación, que representan símbolos de constelación rotados de N dimensiones, a uno de los símbolos complejos diferentes. Algunas de estas posibilidades se ilustran en la figura 3. La función esencial del asignador de símbolos complejos 240 es asignar cada uno de N componentes de constelación de un símbolo de constelación rotado a uno de los símbolos complejos diferentes.

65 A modo de ejemplo, la figura 3 muestra el caso de cuatro dimensiones. En referencia a la figura 3, los cuadros que muestran el mismo número (por ejemplo, "1") representan un grupo de símbolos de constelación rotados 4-D. El número mostrado por cada cuadro indica el número de grupo del grupo correspondiente. Asimismo, cada cuadro indica un componente de constelación de una dimensión.

5 Los "símbolos de constelación" mostrados abajo en la figura 3 es un estado donde seis grupos de símbolos de constelación rotados 4-D son alineados. Los "símbolos complejos" mostrados abajo en la figura 3 son doce símbolos complejos, los cuales se obtienen al recolocar los seis grupos de símbolos de constelación rotados 4-D mostrados abajo como "símbolos de constelación" en la figura 3 Nótese que la figura 3 muestra tres formas de "símbolos

10 complejos" como ejemplos. En el momento de una transmisión real, un par de dos componentes de constelación que están alineados verticalmente debajo de "símbolo complejos" (el resultado de la recolocación) se modulan y transmiten como un símbolo complejo.

El intercalador/asignador de símbolos 250 lleva a cabo la intercalación de símbolo en los símbolos complejos

15 ingresados desde el asignador de símbolos complejos 240, y posteriormente asigna los símbolos complejos a diferentes intervalos de tiempo, frecuencias, antenas transmisoras o combinaciones de los mismos. Aquí, la intercalación de símbolos puede ser intercalación por bloques o intercalación por convolución.

Las cadenas de modulación 260-1 a 260-M se proporcionan en correspondencia uno a uno con las antenas

20 transmisoras 270-1 a 270-M. Cada una de las cadenas de modulación 260-1 a 60-M inserta pilotos para estimar los coeficientes de desvanecimiento en la entrada correspondiente proveniente del intercalador/asignador de símbolos 250, y también lleva a cabo diferentes procesamientos, tales como conversión en el dominio de tiempo, conversión digital a análogo (D/A), filtración de transmisión y modulación ortogonal, en la entrada correspondiente. Después, cada una de las cadenas de modulación 260-1 a 260-M transmite la señal de transmisión por medio de una de las

25 antenas transmisoras 270-1 a 70-M correspondientes.

(Lado receptor)

En el lado receptor, las etapas inversas exactas de las etapas llevadas a cabo por el aparato de transmisión deben

30 llevarse a cabo. La figura 4 muestra un diagrama de bloques de un aparato de recepción que corresponde al aparato de transmisión cuyo diagrama de bloques se muestra en la figura 2.

El aparato de recepción está compuesto de antenas receptoras 410-1 a 410-M, cadenas de demodulación 420-1 a 420-M, un desasignador/desintercalador de símbolos 430, un desasignador de símbolos complejos 440, un

35 desasignador de constelaciones rotadas 450, un desintercalador de bits 460 y un decodificador FEC 470.

Las cadenas de demodulación 420-1 a 420-M se proporcionan en correspondencia una a una con las antenas receptoras 410-1 a 410-M. Cada una de las cadenas de demodulación 420-1 a 420-M lleva a cabo un procesamiento tal como conversión AID, filtración de recepción y demodulación ortogonal en la señal transmitida por el aparato de

40 transmisión de la figura 2 y recibida por una de las antenas receptoras 410-1 a 410-M correspondientes. Después, las cadenas de demodulación 420-1 a 420-M estiman (i) los valores de amplitud (coeficientes de desvanecimiento) de las características de canal usando los pilotos y (ii) variación de ruido, y envía los valores de amplitud estimados variación de ruido junto con la señal recibida de fase corregida.

45 El desasignador/desintercalador de símbolos 430 lleva a cabo el procesamiento inverso del procesamiento llevado a cabo por el intercalador/asignador de símbolos 230 en el aparato de transmisión en las entradas provenientes de las cadenas de demodulación 420-1 a 420-M.

El desasignador de símbolos complejos 440 lleva a cabo el procesamiento inverso al procesamiento llevado a cabo

50 por el asignador de símbolos complejos 240 en el aparato de transmisión en la entrada proveniente del desasignador//desintercalador de símbolos 430. A través de este procesamiento, pueden obtenerse símbolos de constelación rotados de N dimensiones.

El desasignador de constelaciones rotadas 450 lleva a cabo procesamiento de desasignación en los símbolos de

55 constelación rotados de N dimensiones, y envía un resultado de decisión de cada bit incluido en la constelación rotada de N dimensiones.

El intercalador de bits 460 lleva a cabo el procesamiento inverso al procesamiento llevado a cabo por el intercalador de bits 220 en el aparato de transmisión en la entrada proveniente del desasignador de constelaciones rotadas 450.

60 El decodificador FEC 470 lleva a cabo la decodificación FEC en la entrada proveniente del desintercalador de bits

470.

Abajo se dan explicaciones adicionales del desasignador de constelaciones rotadas 450. 65

El desasignador de constelaciones rotadas 450 puede llevar a cabo el procesamiento de desasignar símbolos de constelación rotados de N dimensiones en las siguientes dos formas (i) e (ii).

(i) Primero des-rotar la constelación, luego extraer los bits para cada dimensión por separado. 5 (ii) Decodificar los bits de todas las dimensiones en una etapa.

Aunque la primera solución (la (i) anterior)) es la más simple, su rendimiento es menos que óptimo e incluso peor para constelaciones rotadas que para constelaciones no rotadas. Debido a su simplicidad, esta solución puede usarse en algunos aparatos de recepción de bajo costo.

10 Aunque la segunda solución (la (ii)) anterior es más compleja, ofrece mucho mejor rendimiento en términos de BER a una SNR dada. A continuación se describe en más detalle la segunda solución.

Como con el aparato de transmisión, una realización preferida del aparato de recepción incluye el decodificador FEC

15 470 después del desasignador de constelaciones rotadas 450, con el desintercalador de bits 460 opcional entre ellos, como se muestra en la figura 4. En forma más exacta, el desasignador de constelaciones rotadas 450, que lleva a cabo la desasignacion de constelaciones rotadas, recibe vectores de símbolos N-dimensiónales (y1, …, yN) y los vectores de coeficiente de desvanecimiento estimados (h1, … hN), y extrae datos de N*B bits (b1, …, bN*B) de cada símbolo, como se muestra en la figura 5.

20 Cuando se usa decodificación FEC, el procesamiento de desasignar los símbolos de constelación rotados Ndimensiónales ya no puede llevarse a cabo por medio de una decisión dura, porque el rendimiento de la corrección de errores no sería óptimo. En su lugar, deben usarse "bits suaves", ya sea en forma de probabilidades o en forma de relaciones de logaritmo-probabilidad (LLRs). La representación LRR se prefiere porque las multiplicaciones de

25 probabilidad pueden expresarse convenientemente como sumas. Por definición, la LLR de un bit bk se muestra en la siguiente ecuación matemática 12.

[Ecuación matemática 12]

Nótese que en la ecuación matemática 12,

35 y

son las probabilidades a priori de que bk = 0 y bk = 1 fueran transmitidas cuando el vector de símbolo y se recibe. De 40 acuerdo con la teoría conocida, la LLR de un bit bk de una constelación tiene la expresión exacta mostrada en la siguiente ecuación matemática 13.

[Ecuación matemática 13]

Nótese que en la ecuación matemática 13, k es el índice de bits,

y

es el vector de símbolos recibido, 50 H es la matriz diagonal que tiene los coeficientes de desvanecimiento asociados (estimados) como elementos en la

diagonal principal,

S

es un vector de puntos de constelación,

es la norma cuadrada, y σ2 es la variación de ruido. 10 Para una constelación de N dimensiones, la norma cuadrada representa la distancia Euclidiana cuadrada del vector de símbolos recibido

y

al vector de símbolos de constelación desvanecido 15 Hs en el espacio N-dimensional. La norma cuadrada puede expresarse por la siguiente ecuación matemática 14.

[Ecuación matemática 14]

Cada .bit bk divide la constelación en dos divisiones de tamaño igual, Sk0 y Sk1, que corresponden a aquellos puntos para los cuales bk es 0 y 1, respectivamente. Ejemplos se muestran en las figuras 6A y 6B para una constelación 16-QAM clásica con codificación Gray. La figura 6A muestra la constelación de constelación y la figura 6B muestra las

25 dos divisiones para cada bit bk.

La expresion exacta para la LLR (la ecuación matemática 13 anterior) es difícil de calcular debido a los exponenciales, divisiones y el logaritmo. En la práctica, se hace la aproximación mostrada en la siguiente ecuación matemática 15, llamada max-log, que introduce errores insignificantes.

30 [Ecuación matemática 15]

35 Usando la ecuación matemática 15 anterior, la anterior ecuación matemática 13 lleva a una expresión mucho más simple para la LLR, la cual se muestra en la siguiente ecuación matemática 16.

[Ecuación matemática 16]

Para cada vector de símbolo

y

recibido, las distancias a todos los 2B*N puntos de constelación deben ser calculadas, y se determina el mínimo 45 correspondiente para cada división.

La figura 7 muestra una implementación de hardware preferida de un desasignador de LLR (un ejemplo del desasignador de constelaciones rotadas 450 mostrado en la figura 4) para una constelación rotada 16-QAM (N = 2, B = 2).

50 El desasignador de LLR está compuesto de un contador 710, un asignador de constelaciones rotadas 720, un calculador de distancia Euclidiana cuadrada 730, minimizadores 740-1 a 740-4, y sumadores 750-1 a 750-4.

Para cada vector de símbolo recibido y, el contador 710 genera repetidamente todos los 24 = 16 puntos de constelación, y envía cuatro bits b1, b2,b3 y b4 que indican los puntos de constelación al asignador de constelaciones rotadas 720.

5 El asignador de constelaciones rotadas 720 selecciona el punto de constelación rotado 2-D a partir de una tabla de consulta usando los valores de contador proporcionados por el contador 710 como índices, y envía dos componentes de constelación s1 y s2 obtenidos a través de esta selección al calculador de distancias Euclidianas cuadradas 730.

El calculador de distancias Euclidianas cuadradas 730 calcula las distancias Euclidianas cuadradas (véase la figura 8).

Para cada bit, los minimizadores 740-1 a 410-4 mantienen las distancias Euclidianas cuadradas mínimas

15 correspondientes para las dos divisiones (véase la figura 9). Las dos divisiones de constelación para cada bit se indican simplemente por el bit correspondiente del contador 710.

Cada uno de los sumadores 750-1 a 750-4 resta la salida de min 1 (que corresponde al bit 1) de la salida de min 0 (que corresponde al bit 0), el min 1 y min 0 se proporcionan en cada uno de los minimizadores 740-1 a 740-4. Posteriormente, los sumadores 750-1 a 750-4 envían los resultados de la resta como L(b1) a L(b4), respectivamente.

La figura 8 es un diagrama de circuitos de un calculador de distancias Euclidianas cuadradas que calcula una distancia Euclidiana cuadrada de N dimensiones. Nótese que la estructura de circuitos del calculador de distancias Euclidianas cuadradas 730 se ha modificado de la mostrada en la figura 8 para satisfacer N = 2.

25 El calculador de distancias Euclidianas cuadradas está compuesto de multiplicadores 810-1 a 810-N, sumadores 820-1 a 820-N, multiplicadores 830-1 a 830-N, un sumador 840 y un multiplicador 850.

Los multiplicadores 810-1 a 810-N multiplican h1 a hN por s1 a sN, respectivamente. Los sumadores 820-1 a 820-N restan h1s1 a hNsN de y1 a yN, respectivamente. Los multiplicadores 830-1 a 830-N multiplican (y1 –h1s1) a (yN -hNsN) por (y1 -h1s1) a (yN -hNsN), respectivamente.

El sumador 840 añade junto las salidas de los multiplicadores 830-1 a 830-N. El multiplicador 850 multiplica la salida del sumador 840 por 1/(2σ2).

35 La salida del multiplicador 850 es la distancia Euclidiana cuadrada de N dimensiones.

La figura 9 es un diagrama de circuitos de los minimizadores 740-1 a 740-4 que cada uno calculan las distancias Euclidianas cuadradas mínimas para cada bit. La entrada de subconjunto de un bit (o división) indica la posición actual.

Cada uno de los minimizadores 740-1 a 740-4 está compuesto de un comparador 910, un selector 920, un inversor 930, circuitos biestables D 940-0 y 940-1 y un selector 950.

45 A continuación se describen las operaciones que se llevaron a cabo en la situación de la figura 9 cuando el valor de subconjunto (el valor ingresado del contador 710) es "0".

De entre la salida del circuito biestable D 940-0 y la salida del circuito biestable D 940-1, el selector 950 selecciona y envía la primera.

El comparador 910 compara din (A), que indica la distancia Euclidiana cuadrada calculada por el calculador de distancias Euclidianas cuadradas 730, con la salida (B) del selector 950. En un caso donde B es más pequeño que A, el comparador 910 envía "0". En este caso, de entre din y la salida del selector 950, el selector 920 selecciona y envía esta última con base en "0" recibida del comparador 910. Por otro lado, en caso de que A sea más pequeño

55 que B, el comparador 910 envía "1". En este caso, de entre din y la salida del selector 950, el selector 920 selecciona y envía la primera con base en "1" recibido del comparador 910. Nótese que en caso de que A sea igual a B, se obtendrá el mismo resultado si el selector 920 selecciona din o la salida del selector 950. En consecuencia, en este caso, el comparador 910 puede enviar cualquiera de "0" y "1".

El inversor 930 invierte el valor de subconjunto "0". De esta manera, "1" es ingresado para habilitar la terminal del circuito biestable D 940-0. Al ser habilitado el circuito 940-0, engancha la salida del selector 920. Mientras tanto, "0" es ingresado a la terminal habilitada del circuito biestable D 940-1. Al ser deshabilitado el circuito biestable D 940-1, ya no engancha la salida del selector 920.

65 A continuación se describen las operaciones que se llevaron a cabo en la situación de la figura 9 cuando el valor de subconjunto es "1".

De entre la salida del circuito biestable D 940-0 y la salida del circuito biestable D 940-1, el selector 950 selecciona y envía la última.

El comparador 910 compara din (A) con la salida (B) 25 del selector 950. En caso de que B sea más pequeño que A,

5 el comparador 910 envía "0". En este caso, de entre din y la salida del selector 950, el selector 920 selecciona y envía esta última con base en "0" recibido del comparador 910. Por otro lado, en caso de que A sea más pequeño que B, el comparador 910 envía "1". En este caso, de entre din y la salida del selector 950, el selector 950 selecciona y envía la primera con base en "1" recibido del comparador 910. Nótese que en un caso en el que A sea igual a B, se obtendrá el mismo resultado, ya sea que el selector 920 seleccione din o la salida del selector 950. En

10 consecuencia, en este caso, el comparador 910 puede enviar cualquiera de "0" y "1".

"1" es ingresado en la terminal habilitada del circuito biestable D 940-1. Al ser habilitado el circuito biestable D 940-1, engancha la salida del selector 920. Mientras tanto, el inversor 930 invierte el valor de subconjunto "1". Así, “0” se ingresa a la terminal habilitada del circuito biestable D 940-0. Al ser deshabilitado el circuito biestable D 940-0, no

15 engancha la salida del selector 920.

Una mejora significativa en el rendimiento del aparato de recepción puede lograrse usando decodificación iterativa. Como se muestra en la figura 10, el aparato de recepción configurado para utilizar esta decodificación iterativa está compuesto de un desasignador de constelaciones rotadas 1010, un desintercalador de bits 1020, un decodificador

20 FEC 1030, un sumador 1040, y un intercalador de bits 1050. Aquí, el desasignador de constelaciones rotadas 1010 y el decodificador FEC 130 están conectados en un circuito.

El desasignador de constelaciones rotadas 1010 lleva a cabo procesamiento de desasignacion en símbolos de constelación rotados de N dimensiones, y envía L (véase la figura 11). El intercalador de bits 1020 lleva a cabo el

25 procesamiento inverso al procesamiento llevado a cabo por el intercalador de bits 220 en el aparato de transmisión en la entrada proveniente del desasignador de constelaciones rotadas 1010. El decodificador FEC 1030 lleva a cabo la decodificación FEC en la entrada proveniente del desintercalador de bits 1020.

El sumador 1040 resta la entrada proveniente del decodificador FEC 1030 de la salida del decodificador FEC 1030.

30 El intercalador de bits 1050 lleva a cabo el mismo procesamiento que el procesamiento llevado a cabo por el intercalador de bits 220 en el aparato de transmisión en la salida del sumador 1040, y luego envía LE. LE, conocida también como información extrínseca, es retroalimentada al desasignador de constelaciones rotadas 1010 para de esta manera ayudar al procesamiento de desasignación llevado a cabo por el desasignador de constelaciones rotadas 1010, es decir, el procesamiento de desasignación de los símbolos de constelación rotados N

35 dimensiónales. En este caso, es esencial que la decodificación FRC produzca bits suaves, por ejemplo, en forma de LLRs.

Como se conoce en la literatura, la fórmula para calcular la LLR para el bit bk se da por la siguiente ecuación matemática 17. 40 [Ecuación matemática 17]

45 En la ecuación matemática 17,

X

representa los K = N*B bits asociados con cada punto de constelación, y Xk0 y Xk1 representan las dos divisiones de constelación asociadas con el bit k, cada punto de constelación siendo representado por los N*B bits en lugar de los N bits de coordenadas enteras. Además,

50 S se expresa como

S(X)

y representa la función de asignación de constelación.

Por ejemplo, X30 y X31 se muestran en la siguiente ecuación matemática 18. [Ecuación matemática 18]

10 La figura 11 muestra un ejemplo de la estructura del desasignador de constelaciones rotadas 1010 para decodificación iterativa. Nótese que el desasignador de constelaciones rotadas 1010 para decodificación iterativa es similar a un desasignador de constelaciones rotadas para decodificación no iterativa. Abajo, a los elementos que son iguales a aquellos descritos arriba se les asignan los mismos números de referencia que a los mismos, y se omite una descripción detallada de los mismos.

15 El desasignador de constelaciones rotadas 1010 está compuesto de un contador 710, un asignador de constelaciones rotadas 720, un calculador de distancias Euclidianas cuadradas 730, minimizadores 740-1 a 740-4, sumadores 750-1 a 750-4, operadores AND lógicos 1110-1 a 1110-4, un sumador 1120, sumadores 1130-1 a 1130-4 y sumadores 1140-1 a 1140-4.

20 Los operadores AND lógicos 1110-1 a 1110-4 llevan a cabo operaciones AND lógicas en las salidas del intercalador de bits 1050, en particular LE(b1) a LE(a4), y las salidas del contador 710, en particular b1 a b4. El sumador 1120 suma las salidas de los operadores AND lógicos 1110-1 a 1110-4. Cada uno de los sumadores 1130-1 a 1130-4 resta, de la salida del sumador 1120, la salida de uno de los operadores AND lógicos 1110-1 a 1110-4

25 correspondientes. Cada uno de los sumadores 1140-1 a 1140-4 resta, de la salida del calculador de distancias Euclidianas cuadradas 730, la salida de uno de los sumadores 1130-1 a 1130-4 correspondientes. Luego, cada uno de los sumadores 1140-1 a 1140-4 envía el valor obtenido a través de la resta a din de uno de los minimizadores 740-1 a 740-4 correspondientes.

30 Lista de citas

Literatura no de patente

NPL 1: K. Boulle y J. C. Belfiore. "Modulation Scheme Designed for the Rayleigh Fading Channel". Presentado

35 en CISS 1992. NPL 2: B. D. Jelicic y S. Roy. "Design of Trellis Coded QAM for Flat Fading and AWGN Channels". IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 44, Feb. 1995. NPL 3: J. Blutros y E. Viterbo. "Signal Space Diversity: A Power-and Bandwidth-Efficient Diversity Technique for the Rayleigh Fading Channel". IEEE Transactions on Information Theory, vol. 44. Julio de 1998.

40 NPL 4: M. 0. Damen, K. Abed-Meraim, y J.C. Belfiore. "Diagonal Algebraic Space-Time Block Codes". IEEE Transactions on Information Theory, vol. 48. Marzo de 2002.

Breve Descripción de la Invención

Problema técnico

5 Como se describió anteriormente, aunque una amplia variedad de propuestas han sido hechas respecto a matrices de rotación para rotar una constelación, las propuestas que han sido hechas hasta el momento no proporcionan ningún procedimiento eficiente para generar una constelación rotada multidimensional (una matriz de rotación multidimensional) para modulación digital con un alto grado de diversidad de modulación respecto a varios tamaños de constelación.

NPL 2 introduce un enfoque que hace uso de una 25 rotación Givens. El problema con este enfoque es que el número de parámetros para generar una constelación rotada multidimensional óptima se incrementa en el orden del cuadrado del número de dimensiones en la constelación.

15 NPL 3 introduce dos enfoques. El primer enfoque hace uso de inclusión canónica. De acuerdo con este enfoque, el procedimiento para generar una matriz de rotación multidimensional se determina en forma única con base en el número de dimensiones, y no tiene un parámetro que haga posible la optimización para diferentes tamaños de constelación. Por lo tanto, el problema con ese enfoque es que no permite maximizar el efecto de diversidad en modulación para varios tamaños de constelación.

El segundo enfoque introducido por NPL 3 genera una matriz de rotación multidimensional que tiene un mayor número de dimensiones usando expansión apilada en donde se apilan matrices de rotación 2-D y 3-D. El problema con este enfoque es que las relaciones algebraicas entre las matrices de rotación apiladas se vuelven más complicadas al incrementarse el número de dimensiones, haciendo la optimización difícil.

25 El objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento eficiente para generar una constelación rotada multidimensional (una matriz de rotación multidimensional) para transmisión digital con un alto grado de diversidad de modulación respecto a varios tamaños de constelación. También es un objetivo de la presente invención proporcionar un aparato de transmisión y un procedimiento de transmisión para transmitir datos con base en la constelación rotada multidimensional obtenida al usar el procedimiento anterior, y un aparato de recepción y un procedimiento de recepción para recibir datos con base en la constelación rotada multidimensional obtenido usando el procedimiento anterior.

Solución al problema

35 Un aparato de transmisión de la presente invención transmite un bloque de datos sobre una pluralidad de canales de transmisión. El aparato de transmisión comprende: un modulador que funciona para seleccionar uno de una pluralidad de puntos de constelación de acuerdo con el bloque de datos que será transmitido, cada uno de la pluralidad de puntos de constelación tiene una pluralidad de componentes; y un transmisor que funciona para transmitir cada componente del punto de constelación seleccionado sobre uno diferente de la pluralidad de canales de transmisión, donde (i) la pluralidad de puntos de constelación se definen por posiciones de los mismos dentro de un espacio de N dimensiones, las posiciones siendo obtenidas al aplicar una transformación ortogonal a un

45 que es una retícula de números enteros N-dimensiónal, (ii) N es un múltiplo de cuatro, y (iii) la transformación ortogonal tiene una representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos en una diagonal principal igual a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos no en la diagonal principal iguales a un segundo valor distinto de cero.

Efectos adecuados de la invención

El anterior aparato de transmisión permite generar eficientemente una constelación rotada multidimensional (una matriz de rotación multidimensional) para transmisión digital con un alto grado de diversidad de modulación con respecto a varios tamaños de constelación. Debido a la constelación rotada multidimensional obtenida usando la

55 matriz de rotación multidimensional generada, el aparato de transmisión anterior también hace posible la transmisión de datos que produce el efecto de un alto grado de diversidad de modulación.

Breve Descripción de las Figuras

La figura 1A ilustra un ejemplo de constelación en 2D y el efecto de desvanecimiento. La figura 1B ilustra un ejemplo de constelación en 2D que se obtiene al rotar la constelación de la figura 1A y 20 el efecto de desvanecimiento. La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un aparato de transmisi6n convencional. La figura 3 es un dibujo esquemático que ilustra la asignación de símbolos de constelación a símbolos

complejos. La figura 4 es un diagrama de bloques de un aparato de recepción convencional. La figura 5 es una ilustración de las entradas a y las salidas de un desasignador de constelaciones rotadas. La figura 6A muestra un ejemplo de una constelación 16-QAM convencional con codificación Gray.

5 La figura 6B ilustra las dos divisiones para cada bit de la constelación de la figura 6A. La figura 7 muestra un ejemplo de implementación de hardware de un desasignador de LLR para una constelación rotada 16-QAM. La figura 8 muestra un ejemplo de implementación de hardware para un calculador de distancias Euclidianas cuadradas que calcula la distancia Euclidiana cuadrada de N dimensiones. La figura 9 muestra un ejemplo de implementación de hardware para un minimizador que calcula las distancias Euclidianas cuadradas mínimas. La figura 10 muestra un diagrama de bloques de un circuito que lleva a cabo decodificación iterativa. La figura 11 muestra un ejemplo de implementación de hardware del desasignador de constelaciones rotadas para decodificación iterativa.

15 La figura 12 muestra un diagrama de bloques de un aparato de transmisión de acuerdo con una realización de la presente invención. La figura 13 muestra un diagrama de bloques de un aparato de recepción de acuerdo con una realización de la presente invención. La figura 14 es un diagrama de bloques del desasignador de constelaciones rotadas mostrado en la figura 13.

Descripción Detallada de la Invención

La presente invención proporciona un primer aparato de transmisión para transmitir un bloque de datos sobre una pluralidad de canales de transmisión, el primer aparato de transmisión comprende: un modulador que funciona para

25 seleccionar uno de una pluralidad de puntos de constelación de acuerdo con el bloque de datos que será transmitido, cada uno de la pluralidad de puntos de constelación tiene una pluralidad de componentes; y un transmisor que funciona para transmitir cada componente del punto de constelación seleccionado sobre uno diferente de la pluralidad de canales de transmisión, donde (i) la pluralidad de puntos de constelación son definidos par posiciones de los mismos dentro de un espacio de N dimensiones, las posiciones siendo obtenidas al aplicar una transformación ortogonal a un subconjunto de

, que es una retícula de números enteros de N dimensiones, ortogonal tiene una representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos en una diagonal principal iguales a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos no en la diagonal principal iguales a un segundo valor distinto de cero.

35 La presente invención proporciona también un primer procedimiento de transmisión para transmitir un bloque de datos sobre una pluralidad de canales de transmisión. El primer procedimiento de transmisión comprende las etapas de: seleccionar uno de una pluralidad de puntos de constelación de acuerdo con el bloque de datos que será transmitido, cada uno de la pluralidad de puntos de constelación tiene una pluralidad de componentes; y transmitir cada componente del punto de constelación seleccionado sobre uno diferente de la pluralidad de canales de transmisión, donde (i) la pluralidad de puntos de constelación se define par posiciones de los mismos dentro de un espacio De N dimensiones, las posiciones siendo obtenidas al aplicar una transformación ortogonal a un

, que es una retícula de números enteros de N dimensiones, (ii) N es un múltiplo de cuatro y (iii) la transformación ortogonal tiene una representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos 45 en una diagonal principal iguales a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos no en la diagonal

principal iguales a un segundo valor distinto de cero.

El aparato de transmisión y procedimiento de transmisión anteriores permiten generar eficientemente una constelación rotada multidimensional (una matriz de rotación multidimensional) para transmisión digital con un alto grado de diversidad de modulación respecto a varios tamaños de constelaciones. Debido a la constelación rotada multidimensional obtenida usando la matriz de rotación tridimensional generada, el aparato de transmisión y procedimiento de transmisión anteriores también hacen posible la transmisión de datos que produce el efecto de un alto grado de diversidad de modulacion.

55 La presente invención proporciona también un segundo aparato de transmisión y un segundo procedimiento de transmisión, los cuales son el primer aparato de transmisión y el segundo aparato de transmisión, respectivamente, donde en lugar de la representación de matriz N por N, la transformación ortogonal tiene una representación de matriz obtenida al permutar filas y/o columnas en la representación de matriz N por N.

La estructura anterior produce el mismo efecto que el efecto producido por la representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos en la diagonal principal iguales a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos no en la diagonal principal iguales a un segundo valor distinto de cero.

La presente invención proporciona también un tercer aparato de transmisión, el cual es el primer aparato de transmisión que comprende además un asignador que funciona para asignar cada componente del punto de constelación seleccionado al correspondiente de la pluralidad de canales de transmisión sobre el cual se va a transmitir el componente, de tal manera que el desvanecimiento de cada uno de la pluralidad de canales de

5 transmisión no sea correlacionado con el desvanecimiento de cualquier otro de la pluralidad de canales de transmisión.

La presente invención proporciona también un tercer procedimiento de transmisión, el cual es el primer procedimiento de transmisión que comprende además la etapa de asignar cada componente del punto de

10 constelación seleccionado a uno correspondiente de la pluralidad de canales de transmisión sobre el cual se va a transmitir el componente, de tal manera que el desvanecimiento de cada uno de la pluralidad de canales de transmisión no este correlacionado con el desvanecimiento de cualquier otro de la pluralidad de canales de transmisión.

15 La estructura anterior puede optimizar el rendimiento de transmisión, incluso en presencia de desvanecimiento.

La presente invención proporciona también un cuarto aparato de transmisión, el cual es el primer aparato de transmisión, en el que el transmisor está adaptado para transmitir cada componente del punto de constelación seleccionado sobre uno diferente de la pluralidad de intervalos de tiempo, frecuencias, antenas transmisoras, o

20 combinaciones de los mismos.

La presente invención proporciona también un quinto aparato de transmisión y un cuarto procedimiento de transmisión, los cuales son el primer aparato de transmisión y el primer procedimiento de transmisión, respectivamente, en donde la pluralidad de canales de transmisión comprenden una pluralidad de portadoras

25 diferentes en un esquema de multiplexión por división de frecuencias ortogonales.

La presente invención también proporciona un sexto aparato de transmisión y un quinto procedimiento de transmisión, los cuales son el primer aparato de transmisión y el primer procedimiento de transmisión, respectivamente, en donde la pluralidad de canales de transmisión comprende una pluralidad de símbolos diferentes

30 en un esquema de multiplexión por división de frecuencias ortogonales.

La presente invención proporciona también un primer aparato de recepción para recibir un bloque de datos sobre una pluralidad de canales de transmisión, el primer aparato de recepción comprende: un receptor que funciona para recibir una pluralidad de señales componentes sobre la pluralidad de canales de transmisión; y un demodulador que 35 funciona para seleccionar uno de una pluralidad de puntos de constelación de acuerdo con la pluralidad de señales componentes recibidas, donde (i) la pluralidad de puntos de constelación se define por posiciones de los mismos dentro de un espacio de N dimensiones, las posiciones siendo obtenidas aplicando una transformación ortogonal a

, que es una retícula de números enteros de N dimensiones, (ii) N es un múltiplo de cuatro, y (iii) la

40 transformación ortogonal tiene una representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos en una diagonal principal iguales a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos no en la diagonal principal iguales a un segundo valor distinto de cero.

La presente invención también proporciona un primer procedimiento de recepción para recibir un bloque de datos

45 sobre una pluralidad de canales de transmisión, el primer procedimiento de recepción comprende las etapas de: recibir una pluralidad de señales componentes sobre la pluralidad de canales de transmisión; y seleccionar uno de una pluralidad de puntos de constelación de acuerdo con la pluralidad de señales componentes recibidas, donde (i) la pluralidad de puntos de constelación se define por posición entre los mismos dentro de un espacio De N dimensiones, las posiciones siendo obtenidas al aplicar una transformación ortogonal a un subconjunto de

50 , que es una retícula de números enteros de N dimensiones, (ii) N es un múltiplo de cuatro y (iii) la transformación ortogonal tiene una representaci6n de matriz N por N con los valores absolutos de todos los elementos en una diagonal principal iguales a un primer valor, y con los valores absolutos de todos los elementos no en la diagonal principal iguales a un segundo valor distinto de cero.

55 El aparato de recepción y el procedimiento de recepción anteriores permite generar eficientemente una constelación rotada multidimensional (una matriz de rotación multidimensional) para transmisión digital con un alto grado de diversidad de modulación respecto a varios tamaños de constelación. Debido a la constelación rotada multidimensional obtenida usando la matriz de rotación multidimensional generada, el aparato de recepción y procedimientos de recepción anteriores también hacen posible recepción de datos que produce el efecto de un alto

60 grado de diversidad de modulación.

La presente invención proporciona también un segundo aparato de recepción y un segundo procedimiento de recepción, los cuales son el primer aparato de recepción y el primer procedimiento de recepción, respectivamente, donde en lugar de la representación de matriz N por N, la transformación ortogonal tiene una representación de matriz obtenida al permutar filas y/o columnas en la representación de matriz N por N.

5 La estructura anterior produce el mismo efecto que el efecto producido por la representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos en el diagonal principal iguales a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos no en la diagonal principal iguales a un segundo valor distinto de cero.

La presente invención proporciona también un tercer aparato de recepción y un tercer procedimiento de recepción, los cuales son el primer aparato de recepción y el primer procedimiento de recepción, respectivamente, donde la pluralidad de canales de transmisión comprenden una pluralidad de diferentes portadoras en un esquema de multiplexión por división de frecuencias ortogonales.

15 La presente invención proporciona también un cuarto aparato de recepción y un cuarto procedimiento de recepción, los cuales son el primer aparato de recepción y el primer procedimiento de recepción, respectivamente, donde la pluralidad de canales de transmisión comprenden una pluralidad de símbolos diferentes en un esquema de multiplexión por división de frecuencias ortogonales.

La presente invención también proporciona un primer procedimiento de generación para generar una constelación multidimensional para un esquema de modulación digital en un sistema de comunicación de datos, el primer procedimiento de generación comprende las etapas de: recibir una pluralidad de vectores de un espacio de vectores multidimensionales; y obtener puntos de constelación de la constelación multidimensional al aplicar una transformación ortogonal a la pluralidad de vectores recibida, donde (i) la transformación ortogonal está adaptada

25 para para incrementar un número mínimo de diferentes valores en componentes de cualesquiera dos puntos de constelación multidimensionales distintos con relación a un número mínimo de valores diferentes en componentes de cualesquiera dos vectores distintos recibidos, y (ii) la transformación ortogonal tiene una representación de matriz N por N, siendo N un múltiple de cuatro, con valores absolutos de todos diagonal principal iguales a un primer absolutos de todos los elementos no en iguales a un segundo valor distinto de cero.

El procedimiento de generación anterior eficientemente una constelación rotada multidimensional (una matriz de rotación multidimensional) para transmisión digital con un alto grado de diversidad de modulación respecto a varios tamaños de constelación.

35 La presente invención también proporciona un segundo procedimiento de generación para generar una constelación multidimensional, el segundo procedimiento de generación es el primer procedimiento de generación, en el que en lugar de la representación de matriz N por N, la transformación ortogonal tiene una representación de matriz obtenida al permutar filas y/o columnas en la representación de matriz N por N.

La estructura anterior produce el mismo efecto que el efecto producido por la representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos en la diagonal principal iguales a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos no en la diagonal principal iguales a un segundo valor distinto de cero.

La presente invención proporciona también un tercer procedimiento de generación para generar una constelación

45 multidimensional, el tercer procedimiento de generación es el primer procedimiento de generación que comprende además las etapas de: seleccionar un factor de rotación r como un número real entre 0 y 1; calcular el primer valor, a, al evaluar una expresión

calcular el segundo valor, b, al evaluar una expresión

55 y determinar la transformación ortogonal al seleccionar un valor de signo si,j para cada elemento (i, j) de una representación de matriz

de tal manera que la representación de matriz sea ortogonal.

5 Con la estructura anterior, la transformación ortogonal puede ser fácilmente determinada.

La presente invención proporciona también un cuarto procedimiento de generación para generar una constelación multidimensional, el cuarto procedimiento de generación es el tercer procedimiento de generación, en el que el factor de rotación r seleccionado maximice el número mínimo de valores diferentes en los componentes de cualesquiera

10 dos puntos de constelación multidimensional distintos.

La estructura anterior hace posible lograr un alto grado de diversidad de modulación y con esto robustez incrementada en presencia de desvanecimiento, mientras se conserva la eficiencia espectral.

15 La presente invención también proporciona un quinto procedimiento de generación para generar una constelación multidimensional, el quinto procedimiento de generación es el primer procedimiento de generación, en el que la pluralidad de vectores recibidos representan un subconjunto de

, que es una retícula de números enteros de N dimensiones.

20 La estructura anterior es útil en una implementación numérica directa.

A continuación se describe una realización de la presente invención con referencia a las figuras.

Primero se da ahora una descripción de matrices de rotación multidimensional propuestas.

25 Las matrices de rotación multidimensional tienen un solo parámetro independiente y una estructura que es lo más regular posible. El parámetro puede configurarse para minimizar así la probabilidad de errores para varios tamaños de constelación. Específicamente, las siguientes dos condiciones (i) y (ii) son impuestas en la matriz de rotación multidimensional empleada para obtener una constelación rotada multidimensional.

(i)

Cada salida debe tener una entrada dominante.

(ii)

Las entradas restantes deben tener pesos iguales.

Las anteriores condiciones (i) y (ii) se cumplen si la matriz de rotación multidimensional tiene la forma mostrada en la

35 siguiente ecuación matemática 19 (para N= 4), o más generalmente, la forma mostrada en la siguiente ecuación matemática 20. Nótese que la matriz de rotación multidimensional mostrada en la ecuación matemática 15 es una matriz N por N.

[Ecuación matemática 19] 40

[Ecuación matemática 20]

Aquí, a y b indican parámetros reales, con cada valor de signo si,j satisfaciendo

Nótese que valores de los parámetros a y b que cumplen las anteriores condiciones (i) y (ii) satisfacen una expresión 10 relacional a > b > 0.

Obviamente, las mismas ventajas pueden lograrse al permutar' filas y/o columnas de la matriz de rotación multidimensional mostrada en la ecuación matemática 20 anterior. Por lo tanto, la matriz mostrada en la ecuación matemática 20 puede usarse como la matriz de rotación multidimensional. Como alternativa, también es posible usar 15 una matriz obtenida al permutar filas y/o columnas de la matriz mostrada en la ecuación matemática 20 como la matriz de rotación multidimensional. La matriz mostrada en la ecuación matemática 20 y la matriz obtenida al permutar filas y/o columnas de la matriz mostrada en la ecuación matemática 20 tienen las siguientes características: (i) cada fila contiene un elemento que tiene un parámetro real a; (ii) cada columna contiene un elemento que tiene un parámetro real a; y (iii) el resto de los elementos en cada fila/columna tienen un parámetro

20 real b.

A continuación se describe la normalización de la matriz de rotación multidimensional mostrada en la anterior ecuación matemática 20. Nótese que una normalización similar puede llevarse a cabo en una matriz (una matriz de rotación multidimensional) obtenida al permutar filas y/o columnas de la matriz mostrada en la ecuación matemática

25 20.

La condición de normalización establece la relación mostrada en la siguiente ecuación matemática 21 entre los parámetros a y b.

30 [Ecuación matemática 21]

Por lo tanto, la matriz de rotación multidimensional tiene solo un parámetro independiente. En la siguiente ecuación 35 matemática 22, se define un "factor de rotación" r de entre 0 y 1. [Ecuación matemática 22] # Sin rotación: 40 # Rotación máxima:

Por lo tanto, los parámetros a y b pueden ser expresados en términos del "factor de rotación" r como se muestra en la siguiente ecuación matemática 23. [Ecuación matemática 23] 45

La ventaja de usar el "factor de rotación" r es que el intervalo siempre es 0 a 1 independientemente del número de dimensiones. El valor óptimo para el "factor de rotación" r depende del tamaño de la constelación, es decir, del número de dimensiones N y el número de bits B par dimensión para constelaciones cuadradas/cúbicas. Nótese que el valor de r que satisface las anteriores condiciones (i) y (ii) es mayor que 0 y menor que 1.

5 La matriz de rotación multidimensional para rotar una constelación multidimensional puede normalizarse o no normalizarse.

El único aspecto abierto es qué valores debe adoptar la matriz de signo S. La matriz de signo S se define por la 10 siguiente ecuación matemática 24.

[Ecuación matemática 24]

15 Una condición necesaria, la cual no es suficiente sin embargo, es que la matriz de signo S debe ser ortogonal, hasta un factor de escalada. Estas matrices se conocen en la literatura como las matrices de Hadamard. Debido a que a y b en la matriz de rotación multidimensional R son diferentes, debe imponerse la siguiente condición adicional mostrada en la siguiente ecuación matemática 25.

20 [Ecuación matemática 25]

Si,iSi,j = -Sj,iSj,j para todo i ≠ j

25 Esta condición asegura que cualquier producto a*b se cancele con el producto b*a correspondiente.

Si todos los elementos en la diagonal principal tienen el mismo signo, y cada par de elementos que son simétricos respecto a la diagonal principal tienen signos opuestos, esta condición es satisfecha. Ejemplos de estas matrices de signos preferidos particularmente para los casos de 4-D y 8-D (ocho dimensional) se muestran en la siguiente

30 ecuación matemática 26 y la ecuación matemática 27, respectivamente.

[Ecuación matemática 26]

[Ecuación matemática 27]

5 Debe mencionarse que las matrices de Hadamard solo son posibles para tamaños que sean múltiplos de cuatro. Por lo tanto, matrices de rotación multidimensionales existen solo para números de dimensiones que son múltiplos de cuatro. Así, el número de dimensiones de una constelación de acuerdo con la presente invención es de preferencia un múltiplo de cuatro (por ejemplo, 4, 8, 12 y 16).

10 Una vez que la matriz de signo

S

ha sido fija, la matriz de rotación multidimensional resultante

R

puede ser optimizada para cierto tamaño de constelación, es decir, el número de bits o puntos de constelación por

15 dimensión, al llevar a cabo las siguientes etapas: seleccionar el "factor de rotación" r en consecuencia; y calcular parámetros a y b al sustituir el "factor de rotación" r seleccionado en la ecuación matemática 23 anterior. Para este fin, cualquier algoritmo de optimización adecuado puede ser empleado. Como un objetivo de optimización, se puede emplear el número mínimo de valores diferentes en los componentes de cualesquiera dos puntos de constelación rotados multidimensionales distintos. También se pueden usar otros objetivos de optimización. De acuerdo con una

20 realización preferida de la presente invención, se define una función de coste que toma en cuenta las diferencias absolutas mínimas entre componentes correspondientes de cualesquiera dos puntos de constelación rotados multidimensionales distintos. Un ejemplo de esta función de coste calcula el mínimo sobre todas las N diferencias absolutas entre componentes correspondientes de dos puntos de constelación rotados multidimensionales y suma estos valores mínimos, o sus cuadrados sobre todos los pares de puntos de constelación rotados

25 multidimensionales.

La constelación rotada multidimensional puede ser entonces útil si el número mínimo de valores diferentes en los componentes de cualesquiera dos puntos de constelación rotados multidimensionales distintos es mayor que la que pertenece a la constelación no rotada multidimensional. Asimismo, la constelación rotada multidimensional puede

30 ser ya útil si la diferencia absoluta mínima de dos componentes correspondientes de cualesquiera dos puntos de constelación rotados multidimensionales diferentes es mayor que aquel que pertenezca a la constelación no rotada multidimensional.

En una realización preferida de la presente invención, el proceso de transmisión completo que incluye el canal de

35 transmisión y el decodificador es simulado para determinar de esta manera el índice de errores de bits. El “factor de rotación” r puede adaptarse después para minimizar así el índice de errores de bits determinado.

Por consiguiente, la presente invención permite generar una constelación rotada multidimensional que se puede usar para modular y transmitir datos sobre una pluralidad de (sub) canales o intervalos en desvanecimiento a una

40 eficiencia espectral óptima. Para este fin, una constelación híper-cúbica convencional con el numero deseado de dimensiones N y el número deseado de bits por dimensión (es decir, el número de puntos de constelación por dirección) se estable, por ejemplo, al seleccionar un subconjunto adecuado de

, que es la retícula de números enteros de N dimensiones. Aquí,

45 es el conjunto de todos los puntos del espacio de N dimensiones que tiene coordenadas enteras. Esta constelación híper-cúbica puede, por ejemplo, ser una generalización de una constelación QAM regular convencional a N dimensiones. Sin embargo, otras constelaciones iniciales pueden ser usadas, tales como generalizaciones de constelación circular a dimensiones, y así sucesivamente.

50 Una vez que se fija la constelación inicial, puede someterse a una rotación al aplicar la matriz de rotación multidimensional definida anteriormente

R

a cada uno de los puntos de constelaciones iniciales para obtener así un conjunto rotado de puntos de constelación,

5 es decir, una constelación rotada multidimensional. La constelación rotada multidimensional puede ser más favorable que la constelación inicial en términos del grado de diversidad de modulación proporcionado, dependiendo de la elección particular del "factor de rotación" r. El "factor de rotación" r, y con este la constelación rotada, puede variar, como se describió anteriormente, para obtener así una constelación que proporcione diversidad de demodulación máxima, o al menos cierto grado mínimo de diversidad de modulación, según lo requiera la aplicación específica.

La presente invención proporciona también un procedimiento y un aparato para transmitir y recibir datos eficientemente sobre una pluralidad de (sub) canales o intervalos de desvanecimiento sobre la base de un esquema de modulación que emplea una constelación rotada multidimensional como la obtenida por el procedimiento descrito

15 anteriormente. El procedimiento o aparato de la invención pueden llevar a cabo el procedimiento descrito anteriormente para obtener la constelación rotada multidimensional deseada, o usar un conjunto de puntos de constelación predefinidos y almacenados previamente de la constelación rotada multidimensional que hayan sido calculados usando el procedimiento descrito anteriormente. En el segundo caso, el procedimiento o aparato de la invención pueden acceder a un medio de almacenamiento, donde se almacene información que indique las posiciones de por lo menos alguno de los puntos de constelación.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a la separación y asignación de las N dimensiones de la constelación rotada de N dimensiones de tal forma que experimenten desvanecimiento independiente durante la transmisión. Este es un aspecto clave necesario para lograr el rendimiento de diversidad esperado.

25 Generalmente, esto puede lograrse al transmitir cada uno de los N componentes de un punto de constelación de una constelación rotada de N dimensiones sobre uno diferente de una pluralidad de canales de transmisión, siempre y cuando el desvanecimiento de cada uno de estos canales de transmisión no esté correlacionado con el desvanecimiento de cualquier otro de los canales de transmisión. Aquí, la frase "uno diferente de una pluralidad de canales de transmisión" puede referirse a uno diferente de una pluralidad de intervalos de tiempo, frecuencias, antenas transmisoras o combinaciones de los mismos. En el contexto de multiplexión por división de frecuencias ortogonales (OFDM), la frase "uno diferente de una pluralidad de canales de transmisión" puede en particular referirse a uno diferente de una pluralidad de portadoras activas, símbolos OFDM o combinaciones de los mismos. En el contexto de un sistema de una sola portadora, la frase "uno diferente de una pluralidad de canales de

35 transmisión" puede referirse particularmente a uno diferente de una pluralidad de símbolos o intervalos de tiempo.

El procesamiento de señales adicional es posible antes de la transmisión. El aspecto critico es que el desvanecimiento experimentado par cada una de las N dimensiones debe ser diferente de, o idealmente no estar correlacionado con, el desvanecimiento experimentado par cualquiera otra de las N dimensiones.

La dispersión de las N dimensiones a través de diferentes segmentos de tiempo, frecuencias y antenas transmisoras puede lograrse, por ejemplo, a través de intercalación y asignación adecuadas.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a la asignación de las N dimensiones reales de la constelación

45 rotada de N dimensiones a símbolos complejos para transmisión. Ya que el desvanecimiento del componente en fase y el componente de cuadratura de un canal dado es típicamente idéntico, un símbolo complejo podría no estar formado de dos componentes diferentes del mismo punto de constelación. En cambio, los N componentes de un punto de constelación deben ser asignados a diferentes símbolos complejos, para de esta manera asegurar la diversidad deseada.

Los símbolos complejos generados de esta manera después se dispersan de una manera convencional sobre los intervalos de tiempo, frecuencias y/o antenas disponibles, por ejemplo, a través de intercalación y asignación, de tal forma que el desvanecimiento experimentado por cada una de las N dimensiones no está correlacionado con el desvanecimiento experimentado par cualquier otra de las N dimensiones.

55 A continuación se describe un ejemplo de flujo de un procedimiento para generar una constelación multidimensional para un esquema de modulación digital en transmisión de datos. Este flujo se logra, por ejemplo, mediante un sistema informático. Cada una de las siguientes etapas se ejecuta por una unidad de procesamiento central (CPU).

(Etapa 1) Se reciben una pluralidad de vectores de un espacio de vector de N dimensiones. Nótese, por ejemplo, que la pluralidad de vectores recibidos representan un subconjunto de

, que es una retícula de números enteros N

65 (Etapa 2) Los valores de signo si,j de la matriz de signos mostrada en la ecuación matemática 24 anterior se determinan, de tal forma que la matriz de rotación de N dimensiones

R

mostrada en la ecuación matemática 20 anterior sea ortogonal.

5 (Etapa 3) Un "factor de rotación" r se selecciona como un número real entre 0 y 1. Debe notarse que el "factor de rotación" r, por ejemplo, se selecciona de tal manera que maximice el número mínimo de valores diferentes en los componentes de cualesquiera dos puntos de constelación multidimensionales distintos. Sin embargo, la presente invención no está limitada a esto. Como alternativa, el "factor de rotación" r puede seleccionarse de tal manera que incremente un número mínimo de valores diferentes en componentes de cualesquiera dos puntos de constelación rotados de N dimensiones distintos en relación con un número mínimo de valores diferentes en componentes de cualesquiera dos vectores distintos recibidos en la etapa 1.

(Etapa 4) Los valores de los parámetros a y b se calculan al sustituir el valor del "factor de rotación" r, que se ha 15 seleccionado en la etapa 3, en la ecuación matemática 23 anterior.

(Etapa 5) La matriz de rotación de N dimensiones

R

se determina a partir de la anterior ecuación matemática 20 usando (i) la matriz de signo

S

que tiene los valores de signo sj,j determinados en la etapa 2, y (ii) los valores de los parámetros a y b calculados en la etapa 4.

(Etapa 6) Un punto de constelación de la constelación rotada de N dimensiones se obtiene al aplicar la matriz de 25 rotación de N dimensiones

R

determinada en la etapa 5 a la pluralidad de vectores del espacio de vectores multidimensionales, que han sido recibidos en la etapa 1.

La figura 12 es un diagrama de bloques de un aparato de transmisión de acuerdo con una realización de la presente invención, el cual es similar al mostrado en la figura 2. Los elementos que son iguales a aquellos descritos anteriormente tienen los mismos números de referencia que aquellos, y se omite una explicación detallada de los mismos.

35 El aparato de transmisión de la figura 12 difiere del de la figura 2 en que el desasignador de constelaciones rotadas 230 es remplazado con un desasignador de constelaciones rotadas 1230. El desasignador de constelaciones rotadas 1230 lleva a cabo el procesamiento con base a una constelación rotada de N dimensiones que tiene una pluralidad de puntos de constelación definidos por posiciones de los mismos dentro de un espacio de N dimensiones, obteniéndose las posiciones al aplicar la matriz de rotación de N dimensiones mostrada en la anterior ecuación matemática 20, o una matriz de rotación de N dimensiones obtenida al permutar filas y/o columnas de la matriz de rotación De N dimensiones mostrada en la anterior ecuación matemática 20, a un subconjunto de

, que es la retícula de números enteros de N dimensiones. Para ser más específicos, este procesamiento es para asignar la salida del intercalador de bits 220 a la constelación rotada.

45 La figura 13 es un diagrama de bloques de un aparato de recepción de acuerdo con una realización de la presente invención, que es similar al mostrado en la figura 4. A los elementos que son iguales que los descritos anteriormente se les asignan los mismos números de referencia, y se omite una explicación detallada de los mismos.

El aparato de recepción de la figura 13 difiere de aquel de la figura 4 en que el desasignador de constelaciones rotadas 450 es remplazado con un desasignador de constelaciones rotadas 1350. El desasignador de constelaciones rotadas 1350 lleva a cabo un procesamiento con base en una constelación rotada de N dimensiones que tiene una pluralidad de puntos de constelación definidos por posiciones de los mismos dentro de un espacio de N dimensiones, las posiciones siendo obtenidas al aplicar ya sea la matriz de rotación de N dimensiones mostrada en la anterior ecuación matemática 20, a una matriz de rotación de N dimensiones obtenida al permutar filas y/o 55 columnas de la matriz de rotación de N dimensiones mostrada en la anterior ecuación matemática 20, a un

, que es la retícula de números enteros de N dimensiones.

La figura 14 muestra un ejemplo de implementación de hardware para el desasignador de constelaciones rotadas 1350 de la figura 13 para una constelación rotada 16-QAM (N = 2, B = 2). El desasignador de constelaciones rotadas 1350 de la figura 13 incluye un asignador de constelaciones rotadas 1420, en lugar del asignador de constelaciones rotadas 720 mostrado en la figura 7. El asignador de constelaciones rotadas 1420 asigna las salidas b1 a b4 provenientes del contador 710 a una constelación rotada de N dimensiones que tiene una pluralidad de puntos de constelación definidos de posiciones de la misma dentro de un espacio de N dimensiones, las posiciones siendo obtenidas al aplicar la matriz de rotación de N dimensiones mostrada en la anterior ecuación matemática 20, o una matriz de rotación de N dimensiones obtenida al permutar filas y/o columnas de la matriz de rotación de N dimensiones mostrada en la anterior ecuación matemática 20, a un subconjunto de

, que es la retícula de números enteros de N dimensiones. Luego, el asignador de constelaciones rotadas 5 1420 envía los componentes de constelación s1 a s4 resultantes al calculador de distancias Euclidianas cuadradas

730.

Debe notarse que las estructuras del aparato de transmisión y el aparato de recepción no están limitadas a aquellas descritas anteriormente. Por ejemplo, el aparato de recepción puede tener cualquiera de las estructuras mostradas 10 en las figuras 10 y 11. En este caso, el desasignador de constelaciones rotadas 1010 ó 720 lleva a cabo procesamiento con base en una constelación rotada de N dimensiones que tiene una pluralidad de puntos de constelación definidos por posiciones de la misma dentro de un espacio de N dimensiones, obteniéndose las posiciones al aplicar la matriz de rotación de N dimensiones mostrada en la anterior ecuación matemática 20, o una matriz de rotación de N dimensiones obtenida al permutar filas y/o columnas de la matriz de rotación de N

15 dimensiones mostrada en la anterior ecuación matemática 20, a un subconjunto de

, que es la retícula de números enteros de N dimensiones.

La presente invención se refiere a comunicación de datos digitales y proporciona un procedimiento eficiente para generar constelaciones multidimensionales para modulación de datos digitales con un alto grado de diversidad de 20 modulación, un procedimiento para transmitir y recibir datos con base en estas constelaciones, y un aparato correspondiente. Esto se logra al considerar solo matrices de rotación multidimensionales con todos los elementos en la diagonal teniendo el mismo primer valor absoluto y todos los demás elementos teniendo el mismo segundo valor absoluto. De esta manera, se pueden generar matrices de rotación multidimensionales que tengan un solo parámetro independiente y una estructura que sea la más regular posible. El parámetro independiente puede

25 configurarse para de esta manera minimizar la probabilidad de errores para varios tamaños de constelación.

Aplicación industrial

La presente invención es aplicable a un aparato de comunicación que lleva a cabo modulación/demodulación 30 usando una constelación.

Lista de números de referencia

210 codificador FEC

35 220 intercalador de bits 1230 asignador de constelaciones rotadas 240 asignador de símbolos complejos 250 intercalador/asignador de símbolos 260-1 a 260-M cadena de modulación

40 270-1 a 270-M antena transmisora 410-1 a 410-M antena receptora 420-1 a 420-M cadena de demodulación 430 desasignador/desintercalador de símbolos 440 desasignador de símbolos complejos

45 1350 desasignador de constelaciones rotadas 460 desintercalador de bits 470 decodificador FEC

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un aparato de transmisión para transmitir un bloque de datos a través de una pluralidad de canales de transmisión, comprendiendo el aparato de transmisión:

   5 un modulador (260-1 , ..., 260-M) operable para seleccionar uno de una pluralidad de puntos de constelación de conformidad con el bloque de datos a transmitir, teniendo cada uno de la pluralidad de puntos de constelación una pluralidad de componentes; y un transmisor operable para transmitir cada componente del punto de constelación seleccionado sobre uno diferente de la pluralidad de canales de transmisión, donde la pluralidad de puntos de constelación están definidos por las posiciones de los mismos dentro de un espacio De N dimensiones, obteniéndose las posiciones mediante la aplicación de una transformación ortogonal a un

   , que es una retícula de números enteros de N dimensiones

   15 N es un múltiplo de cuatro, y la transformación ortogonal tiene uno de (i) una representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos en una diagonal principal igual a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos no en la diagonal principal igual a un segundo valor distinto de cero, y (ii) una representación de matriz obtenida por permutación de filas y/o columnas en la representación de la matriz N por N.
2. 2. Un aparato de recepción para recibir un bloque de datos a través de una pluralidad de canales de transmisión, comprendiendo el aparato de recepción:

   un receptor operable para recibir una pluralidad de señales de componente sobre la pluralidad de canales de

   25 transmisión; y un demodulador (420-1 , ..., 420-M) operable para seleccionar uno de una pluralidad de puntos de constelación de conformidad con la pluralidad de señales de componente recibidas, donde la pluralidad de puntos de constelación están definidos por las posiciones de los mismos dentro de un espacio de N dimensiones, obteniéndose las posiciones mediante la aplicación de una transformación ortogonal a un

   , que es una retícula de números enteros de N dimensiones N es un múltiplo de cuatro, y la transformación ortogonal tiene uno de (i) una representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos en una diagonal principal igual a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos

   35 no en la diagonal principal igual a un segundo valor distinto de cero, y (ii) una representación de matriz obtenida por permutación de filas y/o columnas en la representación de la matriz N por N.
3. 3. Un procedimiento de transmisión para transmitir un bloque de datos a través de una pluralidad de canales de transmisión, comprendiendo el procedimiento de transmisión las etapas de:

   seleccionar uno de una pluralidad de puntos de constelación de conformidad con el bloque de datos a transmitir, teniendo cada uno de la pluralidad de puntos de constelación una pluralidad de componentes; y transmitir cada componente del punto de constelación seleccionado sobre uno diferente de la pluralidad de canales de transmisión, donde

   45 la pluralidad de puntos de la constelación están definidos por las posiciones de los mismos dentro de un espacio de N dimensiones, obteniéndose las posiciones mediante la aplicación de una transformación ortogonal a un

   , que es una retícula de números enteros de N dimensiones N es un múltiplo de cuatro, y la transformación ortogonal tiene uno de (i) una representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos en una diagonal principal igual a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos no en la diagonal principal igual a un segundo valor distinto de cero, y (ii) una representación de matriz obtenida por permutación de filas y/o columnas en la representación de la matriz N por N.

   55 4. Un procedimiento de recepción para recibir un bloque de datos a través de una pluralidad de canales de transmisión, comprendiendo el procedimiento de recepción las etapas de:

   recibir una pluralidad de señales de componente sobre la pluralidad de canales de transmisión; y seleccionar uno de una pluralidad de puntos de constelación de acuerdo con la pluralidad de señales de componente recibidas, donde la pluralidad de puntos de la constelación están definidos por las posiciones de los mismos dentro de un espacio de N dimensiones, obteniéndose las posiciones mediante la aplicación de una transformación ortogonal a un subconjunto de

   , que es una retícula de números enteros de N dimensiones N es un múltiplo de cuatro, y la transformación ortogonal tiene uno de (i) una representación de matriz N por N con valores absolutos de todos los elementos en una diagonal principal igual a un primer valor, y con valores absolutos de todos los elementos

   5 no en la diagonal principal igual a un segundo valor distinto de cero, y (ii) una representación de matriz obtenida por permutación de filas y/o columnas en la representación de la matriz N por N.
4. 5. Un procedimiento de generación para generar una constelación multidimensional para un esquema de modulación digital en un sistema de comunicación de datos, comprendiendo el procedimiento de generación las etapas de:

   10 recibir una pluralidad de vectores de un espacio vectorial multidimensional; y obtener puntos de constelación de una constelación multidimensional mediante la aplicación de una transformación ortogonal a la pluralidad de vectores recibidos, donde la transformación ortogonal está adaptada para aumentar un número mínimo de valores diferentes en los

   15 componentes de cualquiera de los dos valores multidimensionales distintos en los componentes de cualquiera de los dos vectores distintos recibidos, y la transformación ortogonal tiene uno de (i) una representación de matriz N por N, siendo N un múltiplo de cuatro, con valores absolutos de todos los elementos en una diagonal principal igual a un primer valor, y con los valores absolutos de todos los elementos no sobre la diagonal principal igual a un segundo valor distinto de cero, y (ii)

   20 una representación de la matriz obtenida por permutación de filas y/o columnas en la representación de la matriz N por N.