ES2836528T3

ES2836528T3 - Preámbulo optimizado y procedimiento para detección robusta de paquetes de interferencia para aplicaciones de telemetría

Info

Publication number: ES2836528T3
Application number: ES19183130T
Authority: ES
Inventors: Gerd Kilian; Josef Bernhard; Jörg Robert; Jakob Kneissl
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2021-06-25
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: KR20210009431A; JP6799137B2; WO2017167366A1; KR102506887B1; EP3567822B1; ES2785905T3; US10833909B2; US10574501B2; EP3567822A1; EP3567823A1; EP3437282B1; EP3437282A1; CN113949613A; CN109219946A; CA3019018C; ES2836056T3; US20200162301A1; US10887147B2; EP3567823B1; JP2019516330A

Abstract

Receptor (100), que comprende: un conjunto de recepción (102) configurado para recibir un paquete de datos (106) que comprende una secuencia piloto (108); y un conjunto de sincronización (104) configurado para correlacionar la secuencia piloto (108) y una secuencia de referencia, con el fin de obtener un resultado de correlación; donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para usar una ventana de correlación para detectar el paquete de datos (106), donde el paquete de datos (106) se detecta detectando el pico más alto de todos los picos de correlación que exceden un umbral predefinido dentro de la ventana de correlación; donde la ventana de correlación se divide en una pluralidad de intervalos de tiempo, teniendo cada intervalo de tiempo un índice asociado con este; donde, si se detecta un valor de correlación por encima del umbral predefinido, se busca el pico más alto dentro de la ventana de correlación, donde la detección de paquetes de datos se bloquea hasta que el índice del pico de correlación más alto dentro de la ventana de detección alcanza un índice de detección definido.

Description

DESCRIPCIÓN

Preámbulo optimizado y procedimiento para detección robusta de paquetes de interferencia para aplicaciones de telemetría

[0001] La invención se define por las reivindicaciones adjuntas. Las referencias a realizaciones que no entran dentro del alcance de las reivindicaciones deben entenderse como ejemplos útiles para comprender la invención.

[0002] Las realizaciones se refieren a un receptor. Realizaciones adicionales se refieren a un procedimiento para recibir un paquete de datos. Algunas realizaciones se refieren a un preámbulo optimizado. Algunas realizaciones se refieren a detección robusta de interferencia. Algunas realizaciones se refieren a división de preámbulo. Algunas realizaciones se refieren a una correlación no coherente. Algunas realizaciones se refieren a señalización de piloto.

[0003] Se conocen sistemas para transmitir pequeñas cantidades de datos, por ejemplo, datos de sensores, desde un gran número de nodos, como medidores de calefacción, de electricidad o de agua, a una estación de base. Una estación de base recibe (y posiblemente controla) un gran número de nodos. En la estación de base se dispone de más potencia de cálculo y un hardware más complejo, es decir, un receptor con mayor rendimiento. En los nodos solo se dispone de cristales baratos, que generalmente tienen una separación de frecuencia de 10 ppm o más.

[0004] En el documento de [G. Kilian, H. Petkov, R. Psiuk, H. Lieske, F. Beer, J. Robert, y A. Heuberger, "Improved coverage for low-power telemetry systems using telegram splitting", en las Actas de la Conferencia europea de 2013 sobre objetos, sistemas y tecnologías inteligentes (SmartSys-Tech), 2013] se muestra una cobertura mejorada para sistemas de telemetría de baja potencia que usan división de telegrama.

[0005] En el documento de [G. Kilian, M. Breiling, H. H. Petkov, H. Lieske, F. Beer, J. Robert, y A. Heuberger, "Increasing Transmission Reliability for Telemetry Systems Using Telegram Splitting", Transacciones sobre comunicaciones del IEEE, vol. 63, no. 3, págs. 949-961, marzo de 2015] se muestra una fiabilidad de transmisión creciente para sistemas de telemetría que usan división de telegrama.

[0006] En el documento de [R. De Gaudenzi, F. Giannetti y M. Luise, "Signal recognition and signature code acquisition in CDMA mobile packet communications", Transacciones sobre tecnología vehicular del IEEE, vol. 47, no.

1, págs. 196-208, febrero de 1998] se analiza un reconocimiento de señal y adquisición de código de firma en comunicaciones de paquetes móviles CDMA (CDMA = acceso múltiple por división de código).

[0007] En el documento de [J. Block y E. W. Huang, "Packet Acquisition Performance of Frequency-Hop Spread-Spectrum Systems in Partial-Band Interference", en la Conferencia sobre comunicaciones militares del IEEE, 2007. MILCOM 2007, 2007, págs. 1-7] se analiza el rendimiento de adquisición de paquetes de sistemas de espectro ensanchado por salto de frecuencia en interferencia de banda parcial.

[0008] El documento WO2013/030303A2 muestra un conjunto de sensores fijos alimentados por baterías que tiene transmisión de datos unidireccional.

[0009] El documento US2005/002442A1 se refiere a un procedimiento y aparato para realizar una operación de sincronización de piloto en un sistema de comunicación inalámbrica. El sistema puede contener una pluralidad de correladores deslizantes que cada uno recibe una porción de una secuencia de correlación recibida y proporciona una salida de correlación parcial. Un bloque de valor absoluto puede tomar el valor absoluto de cada salida de correlación parcial. Los circuitos pueden combinar los valores absolutos de cada una de las salidas de correlación parcial para formar una salida de correlación.

[0010] El documento WO 00/30271 A1 se refiere a un receptor en un sistema de comunicaciones. El receptor es operado mediante la recepción de una señal de radiocomunicaciones transmitida por una estación del sistema de comunicaciones y la generación de una salida de correlación que representa una correlación de la señal de radiocomunicaciones recibida y una subsecuencia de una secuencia de modulación que se selecciona basándose en una correlación entre la subsecuencia seleccionada y la secuencia de modulación. A continuación, el receptor se sincroniza basándose en la salida de correlación generada. La subsecuencia seleccionada tiene una correlación desfasada óptima con la secuencia de modulación.

[0011] El objeto de la presente invención es proporcionar un concepto que mejore una comunicación entre transmisor y receptor.

[0012] Este objeto se soluciona por las reivindicaciones independientes.

[0013] Las realizaciones proporcionan un receptor que comprende un conjunto de recepción y un conjunto de sincronización. El conjunto de recepción está configurado para recibir un paquete de datos que comprende una secuencia piloto. El conjunto de sincronización está configurado para correlacionar la secuencia piloto y una secuencia de referencia, con el fin de obtener un resultado de correlación. De este modo, el conjunto de sincronización está configurado para usar una ventana de correlación para detectar el paquete de datos, donde el paquete de datos se detecta detectando el pico más alto de todos los picos de correlación que exceden un umbral predefinido dentro de la ventana de correlación.

[0014] En las reivindicaciones dependientes se abordan implementaciones ventajosas.

[0015] En algunas realizaciones, sumar de manera no coherente los resultados de correlación parcial implica descartar la información de fase después de la correlación, por ejemplo, sumando valores absolutos o valores absolutos al cuadrado o valores absolutos aproximados de los resultados de correlación parcial.

[0016] En algunas realizaciones, el conjunto de sincronización puede estar configurado para sumar de manera no coherente los resultados de correlación parcial sumando valores absolutos o valores absolutos al cuadrado o valores absolutos aproximados de los resultados de correlación parcial.

[0017] En algunas realizaciones, las al menos dos secuencias de referencia parciales pueden ser al menos dos partes diferentes de la secuencia de referencia.

[0018] En algunas realizaciones, el paquete de datos puede comprender al menos dos secuencias de referencia parciales como la secuencia de referencia.

[0019] En algunas realizaciones, el conjunto de recepción puede estar configurado para recibir al menos dos paquetes de datos, donde solo una parte de los al menos dos paquetes de datos comprende una secuencia piloto, por ejemplo, el conjunto de recepción puede estar configurado para recibir un paquete de datos sin una secuencia piloto.

[0020] En algunas realizaciones, el conjunto de recepción puede estar configurado para recibir al menos dos paquetes de datos, donde cada uno de los al menos dos paquetes de datos puede comprender una secuencia piloto. El conjunto de sincronización puede estar configurado para correlacionar por separado la secuencia piloto de cada uno de los al menos dos paquetes de datos con al menos dos secuencias de referencia parciales que corresponden a una secuencia de referencia para la secuencia piloto del paquete de datos correspondiente, con el fin de obtener un resultado de correlación parcial para cada una de las al menos dos secuencias de referencia parciales para cada uno de los al menos dos paquetes de datos. Además, el conjunto de sincronización puede estar configurado para sumar de manera no coherente al menos una parte de los resultados de correlación parcial para cada uno de los al menos dos paquetes de datos con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada para cada uno de los al menos dos paquetes de datos, y para combinar al menos una parte de los resultados de correlación aproximada de los al menos dos paquetes de datos, con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada combinado.

[0021] El conjunto de sincronización puede estar configurado para combinar los resultados de correlación aproximada de los al menos dos paquetes de datos usando una suma o aproximaciones de un detector Neyman-Pearson ideal de los resultados de correlación aproximada de los al menos dos paquetes de datos.

[0022] En algunas realizaciones, los al menos dos paquetes de datos pueden ser partes de un telegrama que puede transmitirse separado en los al menos dos paquetes de datos. El receptor puede comprender además un conjunto de combinación de paquetes de datos configurado para combinar los al menos dos paquetes de datos con el fin de obtener el telegrama.

[0023] El conjunto de sincronización puede estar configurado además para sumar de manera coherente los resultados de correlación parcial, con el fin de obtener una correlación fina para el paquete de datos.

[0024] Además, si el resultado de correlación aproximada combinado excede un umbral predefinido, el conjunto de sincronización puede estar configurado además para sumar de manera coherente los resultados de correlación parcial para cada uno de los al menos dos paquetes de datos con el fin de obtener un resultado de correlación fina para cada uno de los al menos dos paquetes de datos. Por ejemplo, el conjunto de sincronización puede estar configurado para combinar los resultados de correlación fina de los al menos dos paquetes de datos, con el fin de obtener un resultado de correlación fina combinado.

[0025] El conjunto de sincronización puede estar configurado para normalizar los resultados de correlación aproximada de los al menos dos paquetes de datos y para combinar los resultados de correlación aproximada normalizados de los al menos dos paquetes de datos, con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada para el telegrama.

[0026] Además, el conjunto de sincronización puede estar configurado para normalizar los resultados de correlación fina de los al menos dos paquetes de datos y para combinar los resultados de correlación fina normalizados de los al menos dos paquetes de datos, con el fin de obtener un resultado de correlación fina combinado.

[0027] En algunas realizaciones, el conjunto de sincronización puede estar configurado para estimar una separación de frecuencia del paquete de datos.

[0028] Por ejemplo, el conjunto de sincronización puede estar configurado para estimar la separación de frecuencia en caso de grandes separaciones (por ejemplo, mayores o iguales que la velocidad de datos) mediante sobremuestreo en el dominio de la frecuencia y correlación paralela en varias frecuencias. El resultado de correlación con el pico más alto ofrece la separación de frecuencia aproximada.

[0029] Además, el conjunto de sincronización puede estar configurado para estimar la separación de frecuencia en caso de pequeñas separaciones (por ejemplo, menores que la velocidad de datos) basándose en la diferencia de fase entre símbolos adyacentes.

[0030] Además, el conjunto de sincronización puede estar configurado para estimar la separación de frecuencia en caso de secuencias piloto parciales suficientemente grandes (por ejemplo, dependientes de una relación señal/ruido) basándose directamente en estas secuencias piloto parciales.

[0031] Además, el conjunto de sincronización puede estar configurado para estimar la separación de frecuencia basándose en el resultado de correlación aproximada para obtener una separación de frecuencia aproximada, o basándose en el resultado de correlación fina para obtener una separación de frecuencia fina.

[0032] El receptor puede comprender un conjunto de extracción de encabezamiento configurado para extraer una información de encabezamiento del paquete de datos codificado en un desplazamiento de fase de la secuencia piloto aplicando una corrección de frecuencia al paquete de datos usando separación de frecuencia estimada y estimando el desplazamiento de fase de la secuencia piloto.

[0033] En algunas realizaciones, el conjunto de sincronización puede estar configurado para normalizar símbolos de la secuencia piloto para obtener una secuencia piloto normalizada y para correlacionar por separado las secuencias piloto normalizadas con las al menos dos secuencias de referencia parciales.

[0034] En algunas realizaciones, el conjunto de sincronización puede estar configurado para calcular una varianza de los resultados de correlación parcial para el paquete de datos y para detectar el paquete de datos si la varianza de los resultados de correlación parcial para el paquete de datos es menor o igual que un umbral predefinido.

[0035] En algunas realizaciones, el conjunto de sincronización puede estar configurado para aplicar un factor de ponderación a símbolos del paquete de datos, o para aplicar un factor de ponderación individual a símbolos de cada una de las al menos dos secuencias piloto parciales, o para aplicar un factor de ponderación individual a cada símbolo de las al menos dos secuencias piloto parciales o para aplicar un factor de ponderación individual a cada una de las al menos dos secuencias de referencia parciales, o para aplicar un factor de ponderación individual a cada símbolo del paquete de datos.

[0036] En algunas realizaciones, el conjunto de sincronización puede estar configurado para detectar un lóbulo principal y lóbulos laterales de la correlación y para proporcionar el lóbulo principal detectado como resultado de correlación usando distancias conocidas entre el lóbulo principal y los lóbulos laterales.

[0037] En algunas realizaciones, el conjunto de sincronización puede estar configurado para usar una ventana de correlación para detectar el paquete de datos, donde el paquete de datos se detecta detectando el pico más alto de todos los picos de correlación que exceden un umbral predefinido dentro de la ventana de correlación.

[0038] Las realizaciones proporcionan una detección de telegramas insensible a la frecuencia, computacionalmente eficiente, mediante el uso de correlación parcial de preámbulos dentro de subpaquetes y la combinación sobre muchos subpaquetes.

[0039] Realizaciones adicionales proporcionan una transmisión robusta de información de encabezamiento (adicional) usando pilotos de detección y sincronización sin impacto, o solo pequeño impacto, sobre el rendimiento del receptor usando separaciones de fase para la transmisión de partes de preámbulos parciales (preámbulos parciales) de los pilotos de los subpaquetes.

[0040] Realizaciones adicionales proporcionan una detección robusta de interferencia.

Las realizaciones de la presente invención se describen en esta invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos. La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques esquemático de un receptor, según una realización;

la Fig. 2a muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos, según una realización;

la Fig. 2b muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos, según una realización adicional; la Fig. 2c muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos, según una realización adicional; la Fig. 2d muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos, según una realización adicional; la Fig. 2e muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos, según una realización adicional; la Fig. 2f muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos, según una realización adicional; la Fig. 3 muestra una vista esquemática de una sincronización de un paquete de datos, según el documento EP2914039A1;

la Fig. 4 muestra una vista esquemática de una sincronización de un paquete de datos, según una realización; la Fig. 5 muestra en un diagrama una amplitud de una función de autocorrelación del trazador de código Barker-7 a lo largo del tiempo;

la Fig. 6 muestra en un diagrama una amplitud de una función de autocorrelación de código Barker-7 con un lóbulo lateral superior causado por un trazador de interferente a lo largo del tiempo;

la Fig. 7a muestra una vista esquemática de un paquete de datos con dos secuencias piloto parciales y una secuencia de datos, así como un interferente largo que se superpone al paquete de datos, para tres intervalos de tiempo diferentes;

la Fig. 7b muestra en diagramas la energía de recepción y la energía recibida normalizada para la normalización amplia de subpaquete o telegrama trazada a lo largo del tiempo para cada uno de los tres intervalos de tiempo diferentes; la Fig. 8a muestra una vista esquemática de un paquete de datos con dos secuencias piloto parciales y una secuencia de datos, así como un interferente corto que se superpone al paquete de datos, para tres intervalos de tiempo diferentes;

la Fig. 8b muestra en diagramas la energía de recepción y la energía recibida normalizada para la normalización amplia de subpaquete o telegrama trazada a lo largo del tiempo para cada uno de los tres intervalos de tiempo diferentes; la Fig. 9a muestra una vista esquemática de un paquete de datos con dos secuencias piloto parciales y una secuencia de datos, así como un interferente corto que se superpone al paquete de datos, para tres intervalos de tiempo diferentes;

la Fig. 9b muestra en diagramas la energía de recepción y la energía recibida normalizada para la normalización amplia de símbolo trazada a lo largo del tiempo para cada uno de los tres intervalos de tiempo diferentes;

la Fig. 10 muestra en un diagrama una pluralidad de paquetes de datos que son parte de un telegrama que se transmite separado en la pluralidad de paquetes de datos a través de un canal de comunicación junto con una vista esquemática de un cálculo de una varianza sobre todos (o al menos una parte de) los paquetes de datos, según una realización; la Fig. 11 muestra una vista esquemática de tres paquetes de datos, teniendo cada uno de los paquetes de datos dos secuencias piloto parciales, y de una ponderación de las secuencias piloto realizada aplicando un factor de ponderación individual a cada una de las secuencias piloto parciales para cada paquete de datos, según una realización;

la Fig. 12 muestra en un diagrama una amplitud de una función de correlación trazada a lo largo del tiempo, según una realización;

la Fig. 13 muestra una vista esquemática de una ventana de detección, según una realización;

la Fig. 14 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento para detectar un paquete de datos usando una ventana de detección, según una realización;

la Fig. 15 muestra en tres diagramas amplitudes de resultados de correlación trazados a lo largo del tiempo para tres intervalos de tiempo diferentes, así como el umbral y la ventana de detección usados para detectar el paquete de datos, según una realización;

la Fig. 16 muestra en un diagrama una pluralidad de paquetes de datos que son parte de un telegrama que se transmite separado en la pluralidad de paquetes de datos a través de un canal de comunicación y una vista esquemática de una correlación parcial sobre tres de los paquetes de datos, según una realización;

la Fig. 17 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento para recibir un paquete de datos, según una realización la Fig. 18 muestra un diagrama

de bloques esquemático de un receptor, según una realización; y

la Fig. 19 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento para recibir un paquete de datos, según una realización [0041] Los elementos iguales o equivalentes o elementos con funcionalidad igual o equivalente se indican en

la siguiente descripción por números de referencia iguales o equivalentes.

[0042] En la siguiente descripción, se establece una pluralidad de detalles para proporcionar una explicación más exhaustiva de las realizaciones de la presente invención. Sin embargo, resultará evidente para un experto en la materia que las realizaciones de la presente invención pueden llevarse a cabo sin estos detalles específicos. En otros ejemplos, los dispositivos y estructuras bien conocidos se muestran en forma de diagrama de bloques en vez de en detalle con el fin de evitar ocultar las realizaciones de la presente invención. Además, las características de las diferentes realizaciones descritas en lo sucesivo se pueden combinar entre sí, a menos que se indique específicamente de otro modo.

[0043] La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques esquemático de un receptor 100 según una realización. El receptor 100 comprende un conjunto de recepción 102 y un conjunto de sincronización 104. El conjunto de recepción

102 está configurado para recibir un paquete de datos 106 que comprende una secuencia piloto 108.

[0044] Por ejemplo, el conjunto de recepción 102 puede estar configurado para recibir y demodular una señal transmitida desde un transmisor a través de un canal de comunicación al receptor 100 y para proporcionar, basándose en ello, un tren de datos que comprende el paquete de datos 106.

[0045] El paquete de datos 106 puede comprender la secuencia piloto 108 y una o más secuencias de datos

110 dispuestas antes, después o entre (no mostrado en la Fig. 1, véase, por ejemplo, la Fig. 2) la secuencia piloto

108. El paquete de datos 106 puede ser parte de un telegrama que se transmite separado en una pluralidad de paquetes (o subpaquetes) de datos.

[0046] El conjunto de sincronización 104 está configurado para correlacionar por separado la secuencia piloto

108 con al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1 a 112_n (n puede ser un número natural mayor o igual que dos), con el fin de obtener un resultado de correlación parcial 116_1 a 116_n para cada una de las al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1 a 112_n, donde el conjunto de sincronización 104 está configurado para sumar de manera no coherente los resultados de correlación parcial 116_1 a 116_n con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada 118 para el paquete de datos 106.

[0047] Por ejemplo, el conjunto de sincronización 104 puede estar configurado para correlacionar por separado el tren de datos proporcionado por el conjunto de recepción 102 con las al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1 a 112_n.

[0048] Cada una de las al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1 a 112_n puede ser más corta que la secuencia piloto 108 del paquete de datos.

[0049] Las al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1 a 112_n pueden corresponder a una secuencia de referencia 114 para la secuencia piloto 108 del paquete de datos 106, es decir, las al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1 a 112_n pueden ser partes de una secuencia de referencia 114 para la secuencia piloto 108 del paquete de datos. Suponiendo un canal de comunicación ideal entre el transmisor y el receptor

100, la secuencia de referencia 108 y la secuencia piloto son las mismas. Cada una de las al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1 a 112_n puede ser más corta que la secuencia referencia 114. Por ejemplo, la secuencia de referencia 114 puede dividirse en al menos dos (o n) partes (o conjuntos), con el fin de obtener las al menos dos

(o n) secuencias de referencia parciales 112_1 a 112_n, es decir, una primera parte de la secuencia de referencia 114 es una primera de las al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1 a 112_n y una segunda parte de la secuencia de referencia 114 es una segunda de las al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1 a 112_n, y así sucesivamente (si corresponde).

[0050] El conjunto de sincronización 104 puede estar configurado para sumar de manera no coherente los resultados de correlación parcial sumando valores absolutos o valores absolutos al cuadrado o valores absolutos aproximados de los resultados de correlación parcial.

[0051] Los pilotos (o una secuencia de símbolos piloto (secuencia piloto)) pueden transmitirse dentro de un paquete o subpaquete de datos. Los pilotos pueden usarse para al menos una de detección de paquetes, sincronización de tiempo y sincronización de frecuencia.

[0052] Existen diferentes maneras de posicionamiento de los pilotos dentro del subpaquete, como quedará claro a partir de la siguiente discusión de las Figs. 2a a 2f.

[0053] La Fig. 2a muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos 106 según una realización. El paquete de datos 106 comprende una secuencia piloto 108 y dos secuencias de datos 110 dispuestas antes y después de la secuencia piloto 108. Los símbolos del paquete de datos 106 se indican usando una ilustración vectorial compleja, es decir, cada flecha puede ilustrar un símbolo de un procedimiento de modulación usado para transmitir el paquete de datos.

[0054] Como se muestra en la Fig.2a, en las realizaciones, la secuencia piloto 108 puede comprender al menos dos secuencias piloto parciales 108_1 a 108_n, es decir, la secuencia piloto 108 puede separarse en al menos dos secuencias piloto parciales 108_1 a 108_n. De este modo, cada una de las secuencias piloto parciales 108_1 a 108_n puede tener una secuencia de referencia parcial correspondiente 112_1 a 112_n, por ejemplo, una primera secuencia de referencia parcial 112_1 puede tener una primera secuencia piloto parcial correspondiente 108_1 (es decir, se maximizará un pico de correlación al correlacionar la primera secuencia de referencia parcial 112_1 y la primera secuencia piloto parcial 108_1) y una segunda secuencia de referencia parcial 112_2 puede tener una segunda secuencia piloto parcial correspondiente 108_2 (es decir, se maximizará un pico de correlación al correlacionar la segunda secuencia de referencia parcial 112_2 y la segunda secuencia piloto parcial 108_2), y así sucesivamente (si corresponde).

[0055] La Fig. 2b muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos 106 según una realización. El paquete de datos 106 comprende dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2 y una secuencia de datos 110 dispuesta entre las dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2. Los símbolos del paquete de datos 106 se indican usando una ilustración vectorial compleja, es decir, cada flecha puede ilustrar un símbolo de un procedimiento de modulación usado para transmitir el paquete de datos.

[0056] La Fig. 2c muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos 106 según una realización. El paquete de datos 106 comprende dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2 y una secuencia de datos 110 dispuesta entre las dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2. De este modo, la segunda secuencia piloto parcial 108_2 es más larga (por ejemplo, dos veces más larga) que la primera secuencia de referencia 108_1. Los símbolos del paquete de datos 106 se indican usando una ilustración vectorial compleja, es decir, cada flecha puede ilustrar un símbolo de un procedimiento de modulación usado para transmitir el paquete de datos.

[0057] La Fig. 2d muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos 106 según una realización. El paquete de datos 106 comprende dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2 y tres secuencias de datos 110 dispuestas antes, después y entre las dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2. Los símbolos del paquete de datos 106 se indican usando una ilustración vectorial compleja, es decir, cada flecha puede ilustrar un símbolo de un procedimiento de modulación usado para transmitir el paquete de datos.

[0058] La Fig. 2e muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos 106 según una realización. El paquete de datos 106 comprende dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2 y tres secuencias de datos 110 dispuestas antes, después y entre las dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2. Los símbolos del paquete de datos 106 se indican usando una ilustración vectorial compleja, es decir, cada flecha puede ilustrar un símbolo de un procedimiento de modulación usado para transmitir el paquete de datos. Los símbolos del paquete de datos 106 se indican usando una ilustración vectorial compleja, es decir, cada flecha puede ilustrar un símbolo de un procedimiento de modulación usado para transmitir el paquete de datos.

[0059] La Fig. 2f muestra una vista esquemática de un paquete (subpaquete) de datos 106 según una realización. El paquete de datos 106 consiste en una secuencia piloto 108 que está separada (o puede ser separada por el receptor 100) en las dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2. Los símbolos del paquete de datos 106 se indican usando una ilustración vectorial compleja, es decir, cada flecha puede ilustrar un símbolo de un procedimiento de modulación usado para transmitir el paquete de datos.

[0060] Los pilotos 108 pueden, pero no están obligados a usar el mismo esquema de modulación que la parte de datos 110. Los pilotos 108 de cada paquete de datos 106 pueden dividirse al menos en dos partes, aquí como ejemplo p1 (108_1) y p2 (108_2). Las al menos dos partes p1 (108_1) y p2 (108_2) pueden, pero no están obligadas a estar separadas temporalmente. La señal a lo largo del tiempo de p1 (108_1) y p2 (108_2) puede ser conocida por el receptor 100. La señal recibida en el receptor 100 puede verse afectada por degradaciones del canal, como el ruido. Debido a una separación de los cristales usados por el transmisor y el receptor 100, el tiempo exacto, la separación de frecuencia y el desplazamiento de fase de la señal recibida inicialmente no son conocidos por el receptor 100.

[0061] Con el fin de detectar la señal, el receptor 100 podría realizar una correlación cruzada de la señal completa p1 (108_1) y p2 (108_2) frente a la señal recibida. En presencia de una separación de frecuencia, esta reducirá el pico de correlación.

[0062] El documento EP2914039A1 propone usar una versión de subpaquete con el fin de reducir estos efectos, como quedará claro a partir de la discusión de la Fig. 3.

[0063] En detalle, la Fig. 3 muestra una vista esquemática de la sincronización del paquete de datos 106 según el documento EP2914039A1. El paquete de datos 106 recibido corresponde al paquete de datos 106 mostrado en la Fig. 2b. Sin embargo, el paquete de datos 106 se ve afectado por una separación de frecuencia, que se indica en la Fig. 3 por una rotación de los vectores usados para describir los símbolos del paquete de datos.

[0064] Además, en la Fig. 3 se muestran las secuencias de referencia (o secuencias de correlación) 112_1 y 112_2, los productos de correlación 115_1 y 115_2 obtenidos correlacionando las secuencias de referencia (o secuencias de correlación) 112_1 y 112_2 con el paquete de datos 106, y el resultado de correlación 118 como la suma de todos los productos. De este modo, una longitud del pico de correlación se reduce debido a la separación de frecuencia.

[0065] Para separaciones de frecuencia mayores, incluso el pico de correlación del subpaquete mostrado en la Fig. 2a podría reducirse de manera significativa.

Correlación de preámbulo parcial combinada de detección

[0066] A diferencia de la Fig. 3, las realizaciones proporcionan correlación de preámbulo parcial combinada (cppc) de detección. De este modo, puede usarse una combinación no coherente de al menos dos partes de preámbulo parciales recibidas (rp1, rp2, ...) dentro de subpaquetes pequeños.

[0067] Por ejemplo, algunas realizaciones proponen una combinación no coherente de salidas de filtro de código coincidente para detección de CDMA. En un tren de datos largo, pueden combinarse múltiples salidas de filtro coincidentes de símbolos CDMA individuales.

[0068] Además, las realizaciones proponen diferentes maneras de combinación no coherente de resultados de correlación de los saltos individuales de un sistema de espectro ensanchado por salto de frecuencia. Los resultados de correlación de saltos individuales pueden combinarse.

[0069] Como quedará claro a partir de la siguiente discusión, en primer lugar, puede usarse una combinación no coherente en el nivel de subpaquete (o HOP) (véase la Fig. 4) y, en segundo lugar, puede usarse una combinación de los resultados de nivel de subpaquete ya combinados para un resultado general.

[0070] La Fig. 4 muestra una vista esquemática de la sincronización del paquete de datos 106 según una realización. El paquete de datos 106 recibido corresponde al paquete de datos 106 mostrado en la Fig. 2b. Sin embargo, el paquete de datos 106 se ve afectado por una separación de frecuencia, que se indica en la Fig. 4 por una rotación de los vectores usados para describir los símbolos del paquete de datos.

[0071] Además, en la Fig. 4 se muestran las al menos dos secuencias de referencia parciales (o secuencias de correlación) rp1 (108_1) y rp2 (108_2), los productos de correlación cp1 (115_1) y cp2 (115_2) obtenidos correlacionando las al menos dos secuencias de referencia parciales (o secuencias de correlación) 108_1 y 108_2 con el paquete de datos 106, los resultados de correlación parcial c1 (116_1) y c2 (116_2) obtenidos sumando los productos de correlación individuales cp1 (115_1) y cp2 (115_2) (por ejemplo, usando las ecuaciones cp1 = rp1 * conj(p1) y cp2 = rp2 * conj(p2)), y el resultado de correlación aproximada spm (118) para el paquete de datos 106 obtenido sumando de manera no coherente los resultados de correlación parcial c1 (116_1) y c2 (116_2).

[0072] En otras palabras, como se indica en la Fig. 4, se realiza, respectivamente, una correlación de la primera secuencia piloto parcial rp1 (108_1) y la segunda secuencia piloto parcial rp2 (108_2) con la primera secuencia de referencia parcial p1 (112_1) y la segunda secuencia de referencia parcial p2 (112_2). Esto da como resultado los resultados de correlación parcial c1 (116_1) y c2 (116_2).

[0073] Además, puede aplicarse una operación no lineal como abs(), una aproximación de abs() o cualquier otra operación no lineal a los resultados de correlación parcial c1 (116_1) y c2 (116_2) de las partes de preámbulo parciales de los subpaquetes o cualquier aproximación del detector Neyman-Pearson ideal. Esto da como resultado los valores l1 y l2. La adición de los valores da como resultado la métrica de preámbulo de subpaquete spm = l1 l2. En presencia de separación de frecuencia, spm = l1 l2 es más largo que para la correlación directa cdirect = abs(c1 c2), incluso para el subpaquete mostrado en la Fig. 2a.

[0074] Esto proporciona la siguiente ventaja. El procedimiento es robusto frente a la separación de frecuencia. En presencia de grandes separaciones de cristal entre transmisores y receptores, tienen que buscarse menos subbandas con el fin de encontrar un preámbulo.

[0075] Como ya se mencionó, el paquete de datos 106 puede ser parte de un telegrama que se transmite separado en una pluralidad de paquetes (o subpaquetes) de datos.

[0076] El conjunto de recepción 102 puede estar configurado para recibir al menos dos paquetes de datos 106, donde cada uno de los al menos dos paquetes de datos 106 comprende una secuencia piloto 108, donde los al menos dos paquetes de datos 106 son partes de un telegrama que se transmite separado en los al menos dos paquetes de datos 106. El conjunto de sincronización 104 puede estar configurado para correlacionar por separado la secuencia piloto 108 de cada uno de los al menos dos paquetes de datos con al menos dos secuencias de referencia parciales p1 (112_1) y p2 (112_2) que corresponden a una secuencia de referencia para la secuencia piloto del paquete de datos correspondiente 106, con el fin de obtener un resultado de correlación parcial c1 (116_1) y c2 (116_2) para cada una de las al menos dos secuencias de referencia parciales p1 (112_1) y p2 (112_2) para cada uno de los al menos dos paquetes de datos 106. Además, el conjunto de sincronización 104 puede estar configurado para sumar de manera no coherente los resultados de correlación parcial c1 (116_1) y c2 (116_2) para cada uno de los al menos dos paquetes de datos 106 con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada spm (118) para cada uno de los al menos dos paquetes de datos 106. Además, el conjunto de sincronización 104 puede estar configurado para combinar los resultados de correlación aproximada spm (118) de los al menos dos paquetes de datos 106, con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada para el telegrama.

[0077] En otras palabras, los resultados de correlación aproximada spm (118) de los subpaquetes (que también pueden basarse en una correlación parcial solamente) pueden combinarse en una métrica de preámbulo de telegrama (o resultado de correlación aproximada para el telegrama) tpm. La combinación puede realizarse, por ejemplo, mediante una suma simple o mediante otras aproximaciones del detector Neyman-Pearson ideal.

[0078] Esto tiene la ventaja de que se requiere menos potencia de cálculo.

[0079] Por ejemplo, pueden usarse 30 subpaquetes con dos preámbulos parciales en cada subpaquete, por ejemplo, 15 veces la versión de subpaquete a) mostrada en la Fig. 2a y 15 veces la versión de subpaquete b) mostrada en la Fig. 2b. Usando solo una suma en cada etapa de tiempo, se requieren 60 adiciones, es decir, 30 subpaquetes multiplicados por 2 preámbulos parciales. Si, como se propone, se usan dos sumas sucesivas, puede reducirse la potencia de cálculo. En cada etapa de tiempo puede calcularse spm sobre la versión de subpaquete a) y una suma sobre la versión de subpaquete b). Los spm a) y spm b) resultantes pueden almacenarse en una memoria. A continuación puede calcularse una suma sobre los spm a) y spm b) precalculados sobre los valores correspondientes almacenados en la memoria. En ese caso, solo se requieren dos adiciones para el precálculo y 30 adiciones para la suma final.

[0080] El conjunto de sincronización 104 puede estar configurado además, si el resultado de correlación aproximada para el telegrama excede un umbral predefinido, para sumar de manera coherente los resultados de correlación parcial c1 (116_1) y c2 (116_2) para cada uno de los al menos dos paquetes de datos 106 con el fin de obtener un resultado de correlación fina para cada uno de los al menos dos paquetes de datos 106. Además, el conjunto de sincronización 104 puede estar configurado para combinar los resultados de correlación fina de los al menos dos paquetes de datos, con el fin de obtener un resultado de correlación fina para el telegrama.

[0081] En otras palabras, una primera búsqueda (o fase) con adición no coherente se puede combinar con una segunda búsqueda (o fase) con adición coherente. Se puede utilizar la técnica descrita anteriormente con adición no coherente de al menos dos partes de sincronización de un subpaquete. Después puede calcularse la suma de todos los subpaquetes. Este valor puede compararse con un umbral y, si el valor está por encima del umbral, puede hacerse una segunda correlación.

[0082] La segunda fase puede calcular la correlación con adición coherente de todas las partes dentro de un subpaquete o sobre todos los saltos de un telegrama. Esto se hace como una prueba de hipótesis para muchas separaciones de frecuencia hipotéticas diferentes. El valor que resulta sobre la adición coherente de los resultados de subcorrelación también se compara con un umbral. Si el valor está en el intervalo de detección, se detecta el comienzo de un paquete. La primera fase (adición no coherente) produce una separación de frecuencia aproximada, que es necesaria para la segunda fase. La segunda fase proporciona una separación de frecuencia más precisa, que puede usarse en el siguiente decodificador.

[0083] Esta técnica requiere una detección en dos fases. La segunda correlación es mucho más sensible a la frecuencia que la primera, por lo que se necesitan más cálculos sobre diferentes separaciones de frecuencia. Para reducir la potencia de cálculo, la segunda correlación solo se hace si la primera fase detecta un paquete. Por lo tanto, el incremento de potencia de cálculo es muy bajo.

[0084] Esta técnica también proporciona una separación de frecuencia estimada fina, que es útil para el decodificador. El decodificador ahorra potencia de cálculo porque no tiene que calcular la separación de frecuencia nuevamente.

Uso de pilotos para señalización de información de encabezamiento

[0085] En lo siguiente, se describen realizaciones que usaban los pilotos para señalización de información de encabezamiento.

[0086] El paquete de datos 106 puede comprender información de encabezamiento codificada en un desplazamiento de fase de la secuencia piloto 108. El receptor 100 puede comprender un conjunto de extracción de encabezamiento configurado para extraer la información de encabezamiento del paquete de datos aplicando una corrección de frecuencia al paquete de datos usando una separación de frecuencia estimada del paquete de datos 106 y estimando el desplazamiento de fase de la secuencia piloto.

[0087] Si se usan la correlación de preámbulo parcial combinada (cppc) u otros esquemas, el rendimiento del detector de preámbulo puede ser totalmente insensible o insensible de manera tolerable contra las rotaciones de fase de las secuencias piloto parciales transmitidas p1 (108_1) y p2 (108_2).

[0088] El transmisor puede sumar un desplazamiento de fase arbitrario phi en el intervalo de [-pi, pi] a las secuencias piloto parciales p1 (108_1) y p2 (108_2).

[0089] Los esquemas de desplazamiento propuestos son, entre otros

- p1'= p1 * exp(2 * pi * phi), p2' = p2 * exp(-2 * pi * phi), es decir, p1 y p2 se desplazan en dirección opuesta;

- p1' = p1, p2' = p2 * exp(-2 * pi * phi), es decir, solo se desplaza p2;

- p1' = p1 * exp(2 * pi * phi), p2' = p2, es decir, solo se desplaza p1;

donde p1' es la versión con desplazamiento de fase de p1 y p2' es la versión con desplazamiento de fase de p2.

[0090] Además, es posible una combinación de los esquemas descritos. Podrían usarse todos los esquemas de modulación de fase diferencial. Pueden calcularse desplazamientos de fase para todas o un subconjunto de las secuencias piloto parciales/subpaquetes codificando los bits de encabezamiento que se transmitirán b con un código de corrección de errores en recepción (FEC) que da como resultado símbolos de código de transmisor c. Podrían usarse códigos Golay, códigos bCh , códigos convolucionales o códigos Turbo o códigos LDPC u otros códigos. Los símbolos de código pueden asignarse a desplazamientos de fase phi_i con índice i para las secuencias piloto parciales/subpaquete i.

Generación de desplazamiento de fase de p1 a p2 si el preámbulo está modulado con MSK/GMSK

[0091] Posteriormente, se describe una generación de desplazamientos de fase de las secuencias piloto parciales p1 (108_1) y p2 (108_2) de un preámbulo modulado con MSK (MSK = modulación por desplazamiento mínimo) o GMSK (GMSK = modulación por desplazamiento mínimo con filtro gaussiano) 108.

[0092] Si el sistema usa modulación MSK o GMSK para los paquetes, los transmisores pueden adoptarse fácilmente para introducir un desplazamiento de fase para las secuencias piloto parciales p1 (108_1) o p2 (108_2). Más adelante nos concentraremos en p2.

[0093] Si se usa MSK/GMSK diferencial, entonces el primer bit de p2 puede invertirse y/o el primer símbolo de la parte de datos después de p2 puede invertirse, si existe.

[0094] Si se usa MSK/GMSK precodificada, entonces todos los símbolos de p2 pueden invertirse.

Decodificación de los desplazamientos de fase recibidos

[0095] El receptor 100 (o el conjunto de sincronización 104) puede estar configurado para:

1. realizar una estimación aproximada de la separación de frecuencia f_r de la señal recibida mediante la inspección de los preámbulos parciales (por ejemplo, puede analizarse la diferencia de fase de los símbolos recibidos en cp1 y cp2);

2. realizar una corrección de frecuencia aproximada rp1'=rp1 * exp(-2 * p * f_r) y rp2'=rp2 * exp(-2 * p * f_r) 3. estimar el desplazamiento de fase phi' entre rp1' y rp2' (por ejemplo, mediante el cálculo de phi' = arg(c1 * conj(c2)), obsérvese que el diseño de p1 y p2 puede realizarse de modo que la corrección de frecuencia aproximada sea suficiente para que phi' pueda estimarse sin ambigüedad de fase en la mayoría de los casos); 4. calcular una probabilidad logarítmica llr_i o una estimación simplificada del phi_i transmitido; y

5. decodificar el vector de bit de encabezamiento transmitido h_e del llr_i mediante el decodificador de canal. Eliminación de los desplazamientos de fase transmitidos en el preámbulo

[0096] Cuando el vector h_e ha sido decodificado en el receptor, puede ser codificado nuevamente. Esto da la lista de desplazamientos de fase phi_e_i.

[0097] Estos desplazamientos de fase phi_e_i pueden usarse para eliminar el desplazamiento de fase de los preámbulos parciales recibidos (aquí, rp2) en la señal recibida. Por lo tanto, el decodificador puede continuar decodificando los subpaquetes recibidos de la misma manera que sin transmisión de información de encabezamiento. Detección robusta de interferencia

[0098] La transmisión normalmente se realiza en bandas sin licencia (por ejemplo, bandas ISM (ISM = industriales, científicas y médicas)) y/o los nodos sensores no están sincronizados con la estación de base. Por lo tanto, se producirá interferencia con otros sistemas que usan el mismo intervalo de tiempo. Si el sistema no está sincronizado con la estación de base, también se producirá interferencia con otros nodos sensores.

[0099] Esta interferencia influye negativamente en el rendimiento de la detección en el receptor. Por una parte, puede reducir el resultado de correlación de la correlación del lóbulo principal y, por otra parte, aumentará los lóbulos laterales, que no son deseados. Estos lóbulos laterales se muestran en la Fig. 5 para un código Barker con longitud de 7. Los lóbulos laterales son picos, que no están en el medio de la función de autocorrelación y son desiguales a cero.

[0100] Para evitar la detección falsa en los lóbulos laterales, el umbral debe ser mayor que el lóbulo lateral más alto.

[0101] En la función de autocorrelación se calculan 13 valores, por lo que un intervalo de tiempo equivale a un tiempo de símbolo. También es posible usar más intervalos de tiempo (por ejemplo, un intervalo de tiempo equivale al tiempo de símbolo 1^ ) o menos intervalos de tiempo (por ejemplo, un intervalo de tiempo equivale a 2 tiempos de símbolo).

[0102] Si un interferente con una gran energía en el receptor está en el aire, el resultado de correlación es muy alto en la mayoría de los casos en este intervalo de tiempo y puede producirse una detección falsa. Esto se muestra en la Fig. 6. Un interferente ha aumentado el resultado de correlación y ha creado un "pico de interferencia", así que el valor está por encima del umbral definido, lo que conduce a una detección falsa.

[0103] Existen algunas técnicas para disminuir el número de detecciones falsas, en caso de interferencia y/o para secuencias de correlación no ideales, que se describen a continuación. Pueden usarse independientemente o pueden usarse en combinación para lograr un mejor resultado.

Normalización

[0104] Si se produce un interferente en la banda usada de la señal deseada, es posible la distorsión de los símbolos transmitidos. La distorsión en este caso es una separación arbitraria de fase y amplitud en cada símbolo durante el tiempo de transmisión de un interferente.

[0105] Para reducir el impacto de tales interferentes, se realiza la normalización. Esta operación no lineal equivale a la energía sobre un subpaquete, telegrama o de cada símbolo transmitido.

[0106] En otras palabras, para la normalización por subpaquetes, por ejemplo, se calcula la energía media a lo largo de la longitud de un subpaquete. Este cálculo se realiza para cada intervalo de tiempo por separado. Pmean[m] = sum(Pin)/N (Pin es la energía de los símbolos dentro de la longitud del subpaquete, N la longitud de un subpaquete en símbolos, m es el índice para cada intervalo de tiempo).

[0107] Este valor se aplica a todos los símbolos de la longitud de un subpaquete dentro del intervalo de tiempo correspondiente. Por ejemplo, la energía de recepción de cada símbolo se divide por la energía media de un subpaquete (Pout[k] = Pin[k]/Pmean[m], k = número de símbolo dentro de la longitud del subpaquete).

[0108] La Fig. 7a muestra una vista esquemática de un paquete de datos 106 con dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2 y una secuencia de datos 110, donde el paquete de datos 106 está solapado (o superpuesto) por un interferente largo 130. La Fig. 7b muestra en diagramas la energía de recepción y la energía recibida normalizada trazadas a lo largo del tiempo para cada uno de los tres intervalos de tiempo de la Fig. 7a.

[0109] En detalle, las Figs. 7a y 7b muestran un ejemplo para esta técnica, con tres intervalos de tiempo diferentes. Para cada intervalo de tiempo, se corta la longitud de un subpaquete en símbolos. El segundo intervalo de tiempo muestra el perfecto, donde todos los símbolos del subpaquete están dentro del área cortada. El primero y el último son demasiado temprano o demasiado tarde.

[0110] En los tres intervalos de tiempo, un interferente está activo todo el tiempo y se supone que la energía del interferente es mucho mayor que la energía del símbolo. La energía de recepción (suma de señal más interferente en la banda usada) se muestra como la línea 132 en los tres casos en los diagramas de la Fig. 7b.

[0111] Después del corte, para cada intervalo de tiempo se calcula la energía media con la ecuación descrita anteriormente. En cada intervalo de tiempo, cada símbolo se divide por este valor de energía media, descrito con la ecuación anterior. Por lo tanto, la energía media en cada intervalo de tiempo es ahora igual a uno. Si no hay interferente durante una transmisión en el aire, la energía media después de la normalización también es igual a uno. El impacto de un subpaquete completamente interferido es ahora el mismo que uno sin interferente en él. La energía de recepción normalizada se muestra como la línea 134 en los tres casos en los diagramas de la Fig. 7b.

[0112] También es posible para el cálculo del valor de normalización, cortar más de la longitud de un subpaquete, por ejemplo, la longitud de dos subpaquetes. En este caso, también cortamos A de la longitud antes y detrás del subpaquete. Cuanto más larga es la longitud usada para el cálculo del valor de normalización, mejor es el resultado contra el interferente corto. Un interferente corto incrementa solo un subconjunto de símbolos dentro del área, que se usa para el cálculo. Si solo se interfiere un pequeño subconjunto de símbolos, el impacto de estos símbolos es muy bajo.

[0113] Este procedimiento funciona bien si la duración de un interferente es mucho mayor que la duración de un subpaquete. Si la duración está en la misma región o es más corta que la duración del subpaquete, esta normalización produce resultados inutilizables. Este problema se explica con un ejemplo en las Figs. 8a y 8b.

[0114] La Fig. 8a muestra una vista esquemática de un paquete de datos 106 con dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2 y una secuencia de datos 110, donde el paquete de datos 106 está solapado (o superpuesto) por un interferente corto 130. La Fig. 8b muestra en diagramas la energía de recepción y la energía recibida normalizada trazadas a lo largo del tiempo para cada uno de los tres intervalos de tiempo de la Fig. 8a. La energía de recepción (suma de señal más interferente en la banda usada) se muestra como la línea 132 en los tres casos en los diagramas de la Fig. 8b. La energía de recepción normalizada se muestra como la línea 134 en los tres casos en los diagramas de la Fig. 8b.

[0115] Como se muestra en las Figs. 8a y 8b, el interferente 130 está activo solo durante un tiempo parcial de la duración del subpaquete, por lo tanto, no todos los símbolos tienen la misma energía de recepción.

[0116] El factor de normalización se calcula sobre todos los símbolos de este intervalo de tiempo. Después, este factor se aplica a todos los símbolos dentro de la longitud del subpaquete. Por lo tanto, los símbolos interferidos tienen una amplitud mucho mayor después de la normalización.

[0117] En el primer intervalo de tiempo, el interferente es solo para un pequeño subconjunto de símbolos activos y el impacto de la energía del interferente en el factor de normalización es muy bajo. En los otros dos casos, el impacto del interferente es mayor. La normalización disminuye todos los símbolos en este intervalo de tiempo, para obtener la distribución de energía media a uno dentro de este intervalo de tiempo. Los símbolos no interferidos también se disminuyen como los símbolos interferidos. Después, en la correlación, los símbolos correctos se tratan más abajo que los símbolos interferidos. La salida después de la normalización se muestra con las líneas 134 en la Fig. 8b. Si los símbolos interferidos tienen más impacto sobre el resultado de correlación, son posibles detecciones falsas.

[0118] Si las longitudes de interferentes son desconocidas o la longitud no es mucho mayor que la duración en un subpaquete, se puede realizar normalización por símbolos para resolver el problema descrito anteriormente.

[0119] La normalización por símbolos funciona de la misma manera que la normalización por subpaquetes, excepto por los factores de normalización. Estos se calculan para cada símbolo dentro de la longitud del subpaquete por separado y no solo uno para toda la longitud del subpaquete. Las Figs. 9a y 9b muestran la técnica.

[0120] La Fig. 9a muestra una vista esquemática de un paquete de datos 106 con dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2 y una secuencia de datos 110, donde el paquete de datos 106 está solapado (o superpuesto) por un interferente corto 130. La Fig. 9b muestra en diagramas la energía de recepción y la energía recibida normalizada trazadas a lo largo del tiempo para cada uno de los tres intervalos de tiempo de la Fig. 9a. La energía de recepción (suma de señal más interferente en la banda usada) se muestra como la línea 132 en los tres casos en los diagramas de la Fig. 9b. La energía de recepción normalizada se muestra como la línea 134 en los tres casos en los diagramas de la Fig. 9b.

[0121] Cada símbolo es normalizado a la misma energía, por ejemplo, por división con su propia energía de símbolo. Además, la salida de la correlación depende solo de las fases recibidas de la secuencia de sincronización.

[0122] En la correlación, todos los símbolos se tratan igual y el efecto de los símbolos interferidos es menor que sin normalización.

[0123] En lugar de realizar la normalización antes de la correlación, también es posible la normalización del producto de correlación.

[0124] El producto de correlación puede derivarse usando cp1 = rp1 * conj(p1) en cada intervalo de tiempo. rp1 es la secuencia de sincronización (o piloto) recibida, p1 la secuencia de sincronización (o piloto) ideal conocida y cp1 es el resultado de correlación. Esta técnica puede realizarse con una correlación sobre toda la secuencia o puede realizarse con subcorrelaciones, como se describió anteriormente.

[0125] Sin embargo, la señal de salida cp1 puede no proporcionar ninguna información clara sobre si una señal estaba presente o no, ya que también un fuerte impulso de ruido puede conducir a altos niveles de cp1. Por lo tanto, una posibilidad es la normalización de la señal de salida por norm1 = abs(rp1) * abs(p1).

[0126] La salida normalizada viene dada entonces por cp1norm = cp1/norm1. Si la secuencia piloto 108 tiene energía constante (lo que se supone a continuación), el valor de cp1norm puede tomar valores de 0 a 1. El valor de 1 indica correlación completa. En caso de señales que no incluyen la señal p1, el valor absoluto de cp1 siempre será menor que norm1.

[0127] Alternativamente, norm1 puede calcularse como norm1 = abs(rp1) * c, donde c es una constante que puede ajustarse para que cp1norm alcance un valor máximo de uno.

[0128] Alternativamente, norm1 puede calcularse como norm1 = sqrt(abs(rp1A2)) * c, o norm1 = sqrt((abs(rp1) * abs(p1))A2).

[0129] Puede realizarse la normalización de los símbolos de entrada. La normalización es una técnica no lineal, por ejemplo, se usa el valor absoluto o la energía. Existen diferentes técnicas que dependen del escenario de interferencia:

- normalización por subpaquetes;

- normalización por telegramas; y

- normalización por símbolos

[0130] Esto tiene la ventaja de reducir el impacto del interferente en el resultado de correlación. Por lo tanto, disminuye el número de detección falsa. Si se produce una detección falsa, el decodificador intenta decodificar el paquete, pero falla la CRC (CRC = verificación por redundancia cíclica). Si disminuye el número de detecciones falsas, el tiempo de CPU utilizado se reduce y otras aplicaciones pueden usar el tiempo de CPU o el consumo de energía del dispositivo es inferior.

Varianza

[0131] Como se describió anteriormente, la detección de paquetes calcula la correlación para todas las secuencias de sincronización y la adición del valor absoluto de todas las subcorrelaciones produce la salida. Si se usa solo una secuencia, la secuencia puede dividirse en subpartes como se describió anteriormente. Si el valor de correlación está por encima de un umbral definido, se detecta un nuevo paquete. Esta técnica funciona bien si no existen interferentes en el canal.

[0132] Otra técnica se basa en la varianza de las correlaciones de subpaquetes. La varianza para una longitud finita discreta puede calcularse mediante var = 1/n * sum((xi - m)2). El valor medio puede calcularse mediante m = 1/n * sum(xi). En este caso, n es el número de subcorrelaciones usadas, m el valor medio antes calculado y xi el resultado de correlación de la subcorrelación i.

[0133] Los resultados de correlación en parte se normalizan a la energía de recepción y a la longitud de la parte de correlación. Por lo tanto, el resultado de correlación de una subcorrelación está entre 0 y 1.

[0134] Si no se aplican ruido ni interferente a la señal, la correlación de cada subcorrelación en el intervalo de tiempo perfecto produce el mismo valor y no puede observarse varianza entre los resultados de correlación de las subcorrelaciones. El intervalo de tiempo óptimo está en el medio de la función de autocorrelación, donde el pico tiene el valor más alto. En otros intervalos de tiempo existe varianza elevada causada por datos desconocidos.

[0135] El cálculo de la varianza se muestra en la siguiente figura como un ejemplo de correlación por subpaquetes.

[0136] Si existe ruido en el canal, la varianza en el intervalo de tiempo perfecto aumenta al disminuir la SNR. La varianza máxima puede lograrse en la SNR más baja posible, donde los paquetes pueden decodificarse correctos. Este valor puede usarse como un umbral. Si la varianza calculada está por debajo de este umbral, se detecta un paquete.

[0137] Este umbral puede usarse independientemente para la detección de paquetes o puede usarse en combinación con la detección normal como una segunda fase para decidir si la detección de la primera fase fue incorrecta.

[0138] La Fig. 10 muestra en un diagrama una pluralidad de paquetes de datos (o subpaquetes, o saltos) 106 que son parte de un telegrama que se transmite separado en la pluralidad de paquetes de datos 106 a través de un canal de comunicación y una vista esquemática de un cálculo de una varianza sobre todos (o al menos una parte de) los paquetes de datos (subpaquetes) 106. En la Fig. 10, la ordenada describe la frecuencia y la abscisa el tiempo.

[0139] Este algoritmo también puede usarse para detectar lóbulos laterales en la correlación, que no son necesariamente de interferencia. Por ejemplo, pueden producirse por una secuencia de correlación no ideal.

[0140] Como ejemplo para una detección en dos fases, primero puede calcularse la correlación con los símbolos normalizados. Si la primera fase detecta un paquete, los resultados de correlación de todas las subcorrelaciones en el intervalo de tiempo detectado pueden usarse para calcular la varianza. Si esta varianza es menor que el umbral, puede activarse la detección de paquetes.

[0141] Típicamente, el umbral de la primera fase puede elegirse más bajo que los picos de los lóbulos laterales. Si se detecta un valor por encima del umbral, puede calcularse la varianza. Solo si ambos valores están en el intervalo de detección, puede detectarse un nuevo paquete.

[0142] La correlación para todo el paquete puede dividirse en subcorrelaciones. Estas subcorrelaciones también pueden usarse si solo hay una secuencia de correlación en todo el paquete. En este caso, el preámbulo puede dividirse para subcorrelaciones. Sobre todas las subcorrelaciones, la varianza puede calcularse y compararse con un umbral.

[0143] La ventaja de esta técnica es que, en el caso interferido, puede reducirse el número de paquetes detectados falsos. Además, los umbrales pueden reducirse, lo que produce una mejor tasa de detección para bajas SNR (SNR = relación señal/ruido).

Símbolos de sincronización ponderados

[0144] Además, los símbolos de preámbulo (o símbolos piloto) se pueden ponderar antes de la correlación. Existen tres técnicas diferentes:

- factores de ponderación para todos los símbolos de sincronización;

- factores de ponderación para cada subpaquete 106; y

- factores de ponderación para cada parte de preámbulo.

[0145] La ponderación también puede realizarse después de la correlación sobre un subpaquete o sobre una parte de una secuencia de correlación. Por lo tanto, se realiza la correlación parcial y, después, se multiplica por el factor de ponderación.

[0146] Como ejemplo, los factores de ponderación pueden calcularse mediante la varianza de los símbolos de sincronización supuestos en el intervalo de tiempo. O pueden obtenerse a partir de la variación de energía de todos los símbolos dentro del intervalo de tiempo o basándose en una determinada relación señal/ruido.

[0147] Antes de realizarse la correlación, los factores de ponderación pueden aplicarse a los símbolos de sincronización. Los símbolos de sincronización interferidos tienen factores de peso más bajos, por lo que estos símbolos tienen menos influencia en el resultado de correlación.

[0148] La Fig. 11 muestra una vista esquemática de tres paquetes de datos 106, teniendo cada uno de los paquetes de datos 106 dos secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2, y de una ponderación de las secuencias piloto 108_1 y 108_2 realizada aplicando un factor de ponderación individual a cada una de las secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2 para cada paquete de datos 106.

[0149] En otras palabras, la Fig. 11 muestra este concepto para ponderación por parte de preámbulo. Los factores se multiplican después de la suma sobre la parte del preámbulo y la operación no lineal. Si la ponderación se realiza antes de la correlación, los valores de la figura se multiplican por los factores antes de que se realice el cálculo del valor absoluto.

[0150] Si se usa una sola secuencia de correlación, esta secuencia puede dividirse en subsecuencias. Por lo tanto, cada subsecuencia obtiene un factor de ponderación propio.

[0151] Los símbolos de sincronización pueden multiplicarse por un factor de ponderación. También es posible que solo se ponderen las partes de preámbulo en lugar de la ponderación por símbolo. El factor de ponderación puede aplicarse antes de la correlación o después de una subcorrelación.

[0152] Esto tiene la ventaja de que el número de falsas detecciones puede disminuirse en un canal interferido. Por lo tanto, puede reducirse el consumo de energía del receptor.

Detección de lóbulos laterales

[0153] Causados por la secuencia de correlación no ideal, los lóbulos laterales se producen en la salida de correlación. Estos lóbulos laterales son determinísticos y están a una separación específica del lóbulo principal. El receptor puede calcular estas posiciones, si se conoce la secuencia de correlación (que casi siempre se conoce en el receptor).

[0154] Esto se muestra en la siguiente figura, donde se muestran el lóbulo principal y dos lóbulos laterales. Estos lóbulos laterales tienen un pico más bajo que el lóbulo principal. Para evitar falsas detecciones, el umbral se establece para que sea más alto que el pico de lóbulo lateral más grande.

[0155] Si el umbral se establece más bajo que el pico de lóbulo lateral más alto, se producen falsas detecciones. Para evitar esta falsa detección, el receptor busca si se produce un pico más alto en la distancia temporal del lóbulo lateral conocido. En caso afirmativo, se detecta un lóbulo lateral y, si no, el receptor ya ha encontrado el lóbulo principal.

[0156] Estos lóbulos laterales también pueden producirse en diferentes separaciones de frecuencia. El receptor obtiene los lóbulos laterales realizando una función de autocorrelación en diferentes separaciones de frecuencia.

[0157] La Fig. 12 muestra en un diagrama una amplitud de una salida de correlación trazada a lo largo del tiempo. En otras palabras, la Fig. 12 muestra una salida de correlación típica. En la abscisa se traza el tiempo y en la ordenada se muestra la salida de correlación. El lóbulo principal 136, los dos lóbulos laterales 138 y el umbral mínimo de ruido 140 se muestran en la Fig. 12.

[0158] La potencia de cálculo adicional es muy baja, porque los valores de correlación de lóbulo lateral se calculan antes en la correlación y pueden guardarse en un historial (o memoria).

[0159] Puede realizarse la detección de lóbulo lateral. Si se encuentra un valor por encima del umbral, los valores de correlación en la distancia de lóbulo lateral se comparan con el valor de correlación real. Si el valor en la distancia de lóbulo lateral es más alto, se detecta un lóbulo lateral 138. De lo contrario, el lóbulo principal 136 está en el intervalo de tiempo real.

[0160] Esto tiene la ventaja de que el umbral para la detección puede establecerse por debajo del pico más alto de un lóbulo lateral 138. De este modo, puede lograrse una tasa de detección mejorada incluso para una baja relación señal/ruido. El número de falsas detecciones puede disminuirse, en comparación con el mismo umbral sin detección de lóbulo lateral.

Ventana de detección

[0161] Como se mostró anteriormente en la Fig. 12, no existe una correlación ideal alrededor del lóbulo principal 136. Esto es causado por una secuencia de correlación no ideal, dividiendo las partes de correlación en las partes de datos y por interferencia. Por lo tanto, para evitar falsas detecciones, el umbral debe establecerse por encima del valor más alto excepto el lóbulo principal 136, lo que produce un mal rendimiento de detección en un canal ruidoso. Al disminuir la SNR, el valor de los resultados de correlación disminuye. La detección de paquetes solo se supone si el valor de correlación supera el umbral definido.

[0162] Para obtener mejor rendimiento contra el ruido, puede introducirse una ventana de detección. Esta ventana tiene normalmente el tamaño de la región antes y después del lóbulo principal 136. En lugar de activar la detección de paquetes nuevos directamente, si se detecta un valor por encima del umbral, se busca el pico más alto dentro de la ventana. La salida de detección de paquetes puede bloquearse hasta que el índice del pico más alto dentro de la ventana de detección obtenga un valor predefinido (índice de detección). Si el valor de correlación está por encima del umbral y el índice es exacto en el valor definido, puede activarse la detección de paquetes.

[0163] La Fig. 13 muestra tal ventana de detección. En este ejemplo tiene once elementos. Puede establecerse el índice de detección del medio de la ventana.

[0164] La Fig. 14 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento 160 para detectar un paquete de datos usando una ventana de detección, según una realización. En una primera etapa 162, puede incrementarse un intervalo de tiempo (índice). En una segunda etapa 164, puede calcularse la correlación para el intervalo de tiempo real. En una tercera etapa 166, el resultado (de la correlación) puede insertarse en la ventana de detección. En una cuarta etapa 168, puede determinarse un valor máximo en la ventana de detección. En una quinta etapa 170, puede determinarse si el valor máximo es mayor que un umbral. Si el valor máximo no es mayor que el umbral, entonces se repiten las etapas primera a quinta 162 a 170. Si el valor máximo es mayor que el umbral, entonces, en una sexta etapa 172, se determina un índice del valor máximo. En una séptima etapa 174, se determina si el índice es igual al índice de detección. Si el índice no es igual al índice de detección, entonces se repiten las etapas primera a séptima 162 a 174. Si el índice es igual al índice de detección, entonces, en una octava etapa 176, se detecta un nuevo paquete.

[0165] En otras palabras, la Fig. 14 muestra un esquema de cómo se realiza la detección. Antes de que se inicie la detección, se crea la ventana y se establece con valores iniciales (por ejemplo, todos los valores a cero). Después se inicia la detección continua.

[0166] En la primera etapa 162 se actualiza el índice del intervalo de tiempo. Después, 164, se realiza la correlación en el intervalo de tiempo real. Para esta correlación, pueden usarse las técnicas mencionadas anteriormente o todas las demás técnicas también funcionan bien. El resultado de correlación se guarda en la ventana de detección en el índice de tiempo más reciente 166. Por lo tanto, el más antiguo se elimina de la matriz (desplazar todos los valores uno a la derecha e insertar a la izquierda el nuevo valor).

[0167] Dentro de esta ventana se busca el pico máximo 168. Si el pico máximo dentro de la ventana es inferior al umbral 170, el procedimiento vuelve a la primera etapa 162. De lo contrario, el índice del máximo se extrae 172 y se compara con el índice de detección 174. Si ambos valores son iguales, se detecta un nuevo paquete 176.

[0168] La Fig. 15 muestra en tres diagramas amplitudes de salidas de correlación 170 trazadas a lo largo del tiempo para tres intervalos de tiempo diferentes, así como el umbral 171 y la ventana de detección 172 usados para detectar el paquete de datos, según una realización.

[0169] En otras palabras, la Fig. 15 muestra este procedimiento en tres intervalos de tiempo diferentes. En la primera parte, puede detectarse un valor por encima del umbral, que no está en el índice de detección. Si la detección de paquetes se realiza en este intervalo, se produce falsa detección.

[0170] En la ventana de detección 172 se obtiene el valor más alto. Ahora se demuestra si el valor más alto dentro de esta ventana 172 está por encima del umbral.

[0171] Este es el caso para el primer intervalo de tiempo en la Fig. 15. Pero el índice del valor más alto debe ser exacto al índice de detección, que no es el caso para el primer caso. El índice es mayor que el índice de detección, por lo que este pico está en unas pocas etapas en el índice de detección. Si está allí, tiene que ser el valor más alto dentro de la ventana para activar la detección de paquetes. Hasta que se acerque al índice de detección, se suman otros valores de correlación a la ventana. En este ejemplo, tienen valores de correlación más altos, por lo que el índice del valor máximo no es igual al índice de detección.

[0172] En el segundo caso, el valor más alto está exacto en el índice de detección y el valor está por encima del umbral, se supone la detección de paquetes.

[0173] En el último caso, el índice de valor máximo está por debajo de la mitad de la ventana.

[0174] Si el índice del máximo es mayor que el índice de detección, el intervalo de tiempo es demasiado temprano para la detección, se detectará más tarde. Si el valor es inferior al índice de detección, la detección de paquetes ya se activó antes.

[0175] Puede introducirse una ventana de detección 172. Si se detecta un valor por encima del umbral 171, la detección de paquetes no se activa inmediatamente. En cambio, la detección de paquetes puede bloquearse, hasta que el índice del valor máximo dentro de la ventana de detección 171 alcance el índice de detección definido.

[0176] Esto tiene la ventaja de que el umbral puede establecerse más bajo, lo que produce una mejor tasa de detección a bajas SNR con menor tasa de falsa detección.

Correlación parcial

[0177] En lugar de calcular la correlación sobre todas las subcorrelaciones, la correlación solo puede realizarse sobre una parte de todas las secuencias de correlación. Esta técnica también funciona si solo se usa una secuencia de correlación. En este caso, la secuencia de correlación puede dividirse en subpartes como se describió anteriormente.

[0178] La Fig. 16 muestra en un diagrama una pluralidad de paquetes de datos (o subpaquetes, o saltos) 106 que son parte de un telegrama que se transmite separado en la pluralidad de paquetes de datos 106 a través de un canal de comunicación y una vista esquemática de una correlación parcial sobre tres de los paquetes de datos (subpaquetes) 106. En la Fig. 16, la ordenada describe la frecuencia y la abscisa el tiempo.

[0179] En otras palabras, la Fig. 16 da un ejemplo para esta técnica con correlaciones por subpaquetes. En lugar de calcular la correlación sobre todos los subpaquetes, la correlación se realiza sobre solo tres subpaquetes. Después, la suma del subconjunto produce la salida de correlación.

[0180] El umbral puede adaptarse al menor número de subcorrelaciones.

[0181] Por desgracia, la secuencia de correlación minimizada tiene una mayor probabilidad de falsa detección causada por interferente o por ruido. Para obtener un rendimiento mejorado (o incluso el mejor), puede usarse una decisión en dos fases. En una primera etapa, la correlación puede realizarse sobre un subconjunto de secuencias de correlación. Si se detecta un paquete en la primera etapa, en una segunda etapa la correlación puede realizarse sobre todas las partes de correlación. Solo si la segunda correlación también está por encima del umbral, puede activarse la detección de paquetes.

[0182] La salida de correlación de la primera fase puede usarse para el cálculo de la correlación completa. Por lo tanto, la correlación sobre las secuencias de correlación restantes se calcula y se suma al resultado de la primera fase.

[0183] La correlación solo puede calcularse sobre un subconjunto de la secuencia de sincronización. Si este procedimiento detecta un paquete, puede realizarse una segunda correlación sobre todas las secuencias.

[0184] Esto tiene la ventaja de que puede reducirse la energía de consumo del receptor, porque el algoritmo no debe calcular la correlación de todas las partes. Solo si la subcorrelación detecta un paquete, se calcula la correlación completa.

Procedimiento

[0185] La Fig. 17 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento 200 para recibir un paquete de datos. El procedimiento comprende una etapa 202 de recepción de un paquete de datos que comprende una secuencia piloto; una etapa 204 de correlacionar por separado la secuencia piloto con al menos dos secuencias de referencia parciales que corresponden a una secuencia de referencia para la secuencia piloto del paquete de datos, con el fin de obtener resultados de correlación parcial para las al menos dos secuencias de referencia parciales; y una etapa 206 de sumar de manera no coherente los resultados de correlación parcial con el fin de obtener un resultado de correlación para el paquete de datos.

[0186] Aunque se han descrito algunos aspectos en el contexto de un aparato, es evidente que estos aspectos representan también una descripción del procedimiento correspondiente, donde un bloque o dispositivo corresponde a una etapa de procedimiento o un rasgo de una etapa de procedimiento. De forma análoga, los aspectos descritos en el contexto de una etapa de procedimiento representan también una descripción de un bloque o elemento o rasgo correspondiente de un aparato correspondiente. Algunas o todas las etapas del procedimiento se pueden ejecutar por (o utilizando) un aparato de hardware, como, por ejemplo, un microprocesador, un ordenador programable o un circuito electrónico. En algunas realizaciones, una o más de las etapas más importantes del procedimiento pueden ser ejecutadas mediante tal aparato.

Realizaciones adicionales

[0187] La Fig. 18 muestra un diagrama de bloques esquemático de un receptor 100 según una realización. El receptor 100 comprende un conjunto de recepción 102 y un conjunto de sincronización 104. El conjunto de recepción 102 está configurado para recibir paquetes de datos 106 (por ejemplo, al menos dos paquetes de datos), comprendiendo al menos dos de los paquetes de datos 106 (por ejemplo, cada uno de los al menos dos paquetes de datos) una secuencia piloto parcial de al menos dos secuencias piloto parciales (obsérvese que el receptor puede recibir paquetes de datos adicionales que no tienen una secuencia piloto parcial).

[0188] Por ejemplo, el conjunto de recepción 102 puede estar configurado para recibir y demodular una señal transmitida desde un transmisor a través de un canal de comunicación al receptor 100 y para proporcionar, basándose en ello, un tren de datos que comprende los al menos dos paquetes de datos 106.

[0189] Un primer paquete de datos 106 de los al menos dos paquetes de datos 106 puede comprender una primera secuencia piloto parcial 108_1 de las al menos dos secuencias piloto parciales 108_1-108_n y un segundo paquete de datos 106 puede comprender una segunda secuencia piloto parcial 108_2 de las al menos dos secuencias piloto parciales 108_1-108. Además, los al menos dos paquetes de datos 106 pueden comprender una o más secuencias de datos 110 dispuestas antes o después de las secuencias piloto parciales 108_1 y 108_2.

[0190] El conjunto de sincronización 104 está configurado para correlacionar por separado las secuencias piloto parciales 108_1-108_n con al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1-112_n, con el fin de obtener un resultado de correlación parcial 116_1-116_n para cada una de las al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1- 112_n, donde el conjunto de sincronización 104 está configurado para sumar de manera no coherente los resultados de correlación parcial 112_1-112_n con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada 118 para los dos paquetes de datos 106.

[0191] Por ejemplo, el conjunto de sincronización 104 puede estar configurado para correlacionar la secuencia piloto parcial 108_1 del primer paquete de datos 106 con la primera secuencia de referencia parcial 112_1, con el fin de obtener un resultado de correlación parcial 116_1 para la primera secuencia de referencia parcial 112_1, y para correlacionar la secuencia piloto parcial 108_2 del segundo paquete de datos 106 con la segunda secuencia de referencia parcial 112_2, con el fin de obtener un resultado de correlación parcial 116_2 para la segunda secuencia de referencia parcial 112_2.

[0192] El conjunto de sincronización 104 puede estar configurado para sumar de manera no coherente los resultados de correlación parcial 116_1-116_n sumando valores absolutos o valores absolutos al cuadrado o valores absolutos aproximados o cualquier otra operación no lineal de los resultados de correlación parcial 116_1-116_n.

[0193] Las al menos dos secuencias de referencia parciales 112_1-112_n pueden ser al menos dos partes diferentes de una secuencia de referencia 114, donde las al menos dos secuencias piloto parciales 108_1-108_n pueden ser al menos dos partes diferentes de una secuencia piloto 108.

[0194] Así, en comparación con las realizaciones del receptor 100 descritas con respecto a las Figs. 1 a 16, en lugar de un paquete de datos 106 que comprende al menos dos secuencias piloto parciales 108_1-108_n, paquetes ^{de datos}106 ^{(por ejemplo, al menos dos paquetes de datos), se reciben al menos dos de los paquetes de datos 106}(por ejemplo, cada uno de los al menos se reciben dos paquetes de datos) que comprenden una secuencia piloto parcial de al menos dos secuencias piloto parciales. Sin embargo, la funcionalidad del conjunto de sincronización 104 es prácticamente la misma, es decir, los resultados de correlación parcial 112_1-112_n pueden sumarse de manera no coherente con el fin de obtener el resultado de correlación aproximada 118. Si se reciben al menos dos paquetes de datos adicionales, de la misma manera, los resultados de correlación parcial de los al menos dos paquetes de datos adicionales pueden sumarse de manera no coherente con el fin de obtener el resultado de correlación aproximada para los al menos dos paquetes de datos adicionales. Además, los resultados de correlación aproximada para los al menos dos paquetes de datos y los al menos dos paquetes de datos adicionales pueden combinarse para obtener un resultado de correlación aproximada combinado.

[0195] Resulta obvio que la descripción del receptor mostrado y explicado con respecto a las Figs. 1 a 16 también puede aplicarse al receptor mostrado en la Fig. 18, y viceversa.

[0196] La Fig. 19 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento 210 para recepción. El procedimiento 210 comprende una etapa 212 de recibir paquetes de datos (por ejemplo, al menos dos paquetes de datos), comprendiendo al menos dos de los paquetes de datos (por ejemplo, cada uno de los al menos dos paquetes de datos) una secuencia piloto parcial de al menos dos secuencias piloto parciales; una etapa 214 de correlacionar por separado las secuencias piloto parciales con al menos dos secuencias de referencia parciales, con el fin de obtener un resultado de correlación parcial para cada una de las al menos dos secuencias de referencia parciales; y una etapa 216 de sumar de manera no coherente los resultados de correlación parcial con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada para los dos paquetes de datos.

General

[0197] Pueden usarse realizaciones para sistemas para transmitir pequeñas cantidades de datos, por ejemplo, datos de sensores, desde un gran número de nodos, como medidores de calefacción, de electricidad o de agua, a una estación de base se conocen. Una estación de base recibe (y posiblemente controla) un gran número de nodos. En la estación de base se dispone de más potencia de cálculo y un hardware más complejo, es decir, un receptor con mayor rendimiento. En los nodos solo se dispone de cristales baratos, que generalmente tienen una separación de frecuencia de 10 ppm o más. Sin embargo, también pueden aplicarse realizaciones a otros escenarios de aplicación.

[0198] Las realizaciones proporcionan una pluralidad de divisiones de preámbulo (o secuencia piloto) optimizadas, que mejoran la robustez al interferente.

[0199] Las realizaciones proporcionan un procedimiento de correlación, que es robusto contra separaciones de frecuencia. De este modo, se usa correlación parcial, que después se suma de manera no coherente. La adición no coherente de las correlaciones parciales puede usarse para transmitir información adicional en el preámbulo, como información de longitud.

[0200] Las realizaciones proporcionan varios procedimientos usando los cuales es posible realizar la detección de paquetes con buen rendimiento incluso si el canal de comunicación está perturbado. Algunos de estos procedimientos permiten una ganancia adicional con respecto al ruido.

[0201] Dependiendo de ciertos requisitos de implementación, las realizaciones de la invención pueden implementarse en hardware o software. La implementación se puede realizar utilizando un medio de almacenamiento digital, por ejemplo, un disco flexible, un DVD, un Blu-ray, un CD, una ROM, una PROM, una EPROM, una EEPROM, o una memoria flash, que tiene señales de control electrónicamente legibles almacenadas en la misma, que cooperan (o son capaces de cooperar) con un sistema informático programable de tal forma que se realiza el procedimiento respectivo. Por lo tanto, el medio de almacenamiento digital puede ser legible por ordenador.

[0202] Algunas realizaciones según la invención comprenden un soporte de datos que tiene señales de control legibles electrónicamente, que son capaces de cooperar con un sistema informático programable, de modo que se realiza uno de los procedimientos descritos en esta invención.

[0203] En general, las realizaciones de la presente invención pueden implementarse como un producto de programa informático con un código de programa, siendo el código de programa operativo para realizar uno de los procedimientos cuando el producto de programa informático se ejecuta en un ordenador. El código de programa puede almacenarse, por ejemplo, en un soporte legible por máquina.

[0204] Otras realizaciones comprenden el programa informático para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención, almacenados en un soporte legible por máquina.

[0205] En otras palabras, una realización del procedimiento inventivo es, por lo tanto, un programa informático que tiene un código de programa para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención, cuando el programa informático se ejecuta en un ordenador.

[0206] Una realización adicional del procedimiento inventivo es, por lo tanto, un soporte de datos (o un medio de almacenamiento digital, o un medio legible por ordenador) que comprende, grabado en el mismo, el programa informático para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención. El soporte de datos, el medio de almacenamiento digital o el medio grabado son típicamente tangibles y/o no transitorios.

[0207] Una realización adicional del procedimiento inventivo es, por lo tanto, un flujo de datos o una secuencia de señales que representan el programa informático para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención. El flujo de datos o la secuencia de señales pueden estar configurados, por ejemplo, para que se transfieran a través de una conexión de comunicación de datos, por ejemplo, a través de Internet.

[0208] Una realización adicional comprende un medio de procesamiento, por ejemplo, un ordenador, o un dispositivo lógico programable, configurado para o adaptado para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención.

[0209] Una realización adicional comprende un ordenador que tiene instalado en el mismo el programa informático para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención.

[0210] Una realización adicional según la invención comprende un aparato o un sistema configurado para transferir (por ejemplo, electrónica u ópticamente) un programa informático para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención a un receptor. El receptor puede, por ejemplo, ser un ordenador, un dispositivo móvil, un dispositivo de memoria o similares. El aparato o sistema puede, por ejemplo, comprender un servidor de archivos para transferir el programa informático al receptor.

[0211] En algunas realizaciones, puede usarse un dispositivo lógico programable (por ejemplo, una matriz de puertas programable por campo) para realizar algunas o todas las funcionalidades de los procedimientos descritos en esta invención. En algunas realizaciones, una matriz de puertas programable por campo puede cooperar con un microprocesador con el fin de realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención. En general, los procedimientos se realizan preferentemente mediante cualquier aparato de hardware.

[0212] El aparato descrito en esta invención puede implementarse usando un aparato de hardware, o usando un ordenador, o usando una combinación de un aparato de hardware y un ordenador.

[0213] El aparato descrito en esta invención, o cualquier componente del aparato descrito en esta invención, puede implementarse al menos parcialmente en hardware y/o en software.

[0214] Los procedimientos descritos en esta invención pueden realizarse usando un aparato de hardware, o usando un ordenador, o usando una combinación de un aparato de hardware y un ordenador.

[0215] Los procedimientos descritos en esta invención, o cualquier componente del aparato descrito en esta invención, pueden realizarse al menos parcialmente mediante hardware y/o software.

[0216] Las realizaciones descritas anteriormente son simplemente ilustrativas de los principios de la presente invención. Se entiende que, para otros expertos en la materia, resultarán evidentes modificaciones y variaciones de las disposiciones y los detalles descritos en esta invención. Por lo tanto, la intención es que esté limitada solo por el alcance de las reivindicaciones de patente inminentes y no por los detalles específicos presentados a modo de descripción y explicación de las realizaciones de esta invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Receptor (100), que comprende:

un conjunto de recepción (102) configurado para recibir un paquete de datos (106) que comprende una secuencia piloto (108); y

un conjunto de sincronización (104) configurado para correlacionar la secuencia piloto (108) y una secuencia de referencia, con el fin de obtener un resultado de correlación; donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para usar una ventana de correlación para detectar el paquete de datos (106), donde el paquete de datos (106) se detecta detectando el pico más alto de todos los picos de correlación que exceden un umbral predefinido dentro de la ventana de correlación;

donde la ventana de correlación se divide en una pluralidad de intervalos de tiempo, teniendo cada intervalo de tiempo un índice asociado con este;

donde, si se detecta un valor de correlación por encima del umbral predefinido, se busca el pico más alto dentro de la ventana de correlación, donde la detección de paquetes de datos se bloquea hasta que el índice del pico de correlación más alto dentro de la ventana de detección alcanza un índice de detección definido.

2. Receptor (100) según la reivindicación 1,

donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para correlacionar por separado la secuencia piloto (108) con al menos dos secuencias de referencia parciales (112_1-112_n), con el fin de obtener un resultado de correlación parcial (116_1-116_n) para cada una de las al menos dos secuencias de referencia parciales (112_1-112_n); donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para sumar de manera no coherente los resultados de correlación parcial (112_1-112_n) con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada (118) para el paquete de datos (106).

3. Receptor (100) según la reivindicación 2,

donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para sumar de manera no coherente los resultados de correlación parcial (116_1-116_n) sumando valores absolutos o valores absolutos al cuadrado o valores absolutos aproximados o cualquier otra operación no lineal de los resultados de correlación parcial (116_1-116_n).

4. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 3, donde las al menos dos secuencias de referencia parciales (112_1-112_n) son al menos dos partes diferentes de una secuencia de referencia (114) para la secuencia piloto (108) del paquete de datos (106).

5. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, donde el paquete de datos (106) comprende al menos dos secuencias de referencia parciales (108_1-108_n) como la secuencia de referencia.

6. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, donde el conjunto de recepción (102) está configurado para recibir al menos dos paquetes de datos (106), donde cada uno de los al menos dos paquetes de datos (106) comprende una secuencia piloto (108);

donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para correlacionar por separado la secuencia piloto (108) ^{de cada uno de los al menos dos paquetes de datos (}106^{) con al menos dos secuencias de referencia parciales}(112_1-112_n) que corresponden a una secuencia de referencia (114) para la secuencia piloto (108) del paquete de datos correspondiente (106), con el fin de obtener un resultado de correlación parcial (116_1-116_n) para cada una de las al menos dos secuencias de referencia parciales para cada uno de los al menos dos paquetes de datos; donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para sumar de manera no coherente al menos una parte de los resultados de correlación parcial (116_1-116_n) para cada uno de los al menos dos paquetes de datos (106) con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada (118) para cada uno de los al menos dos paquetes de datos;

donde la unidad de sincronización (104) está configurada para combinar al menos una parte de los resultados de correlación aproximada (118) de los al menos dos paquetes de datos (106), con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada combinado.

7. Receptor (100) según la reivindicación 6,

donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para combinar los resultados de correlación aproximada (118) de los al menos dos paquetes de datos (106) usando una suma o aproximaciones de un detector Neyman-Pearson ideal de los resultados de correlación aproximada (118) de los al menos dos paquetes de datos (106).

8. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, donde los al menos dos paquetes de datos (106) son partes de un telegrama que se transmite separado en los al menos dos paquetes de datos (106), donde el receptor (100) comprende un conjunto de combinación de paquetes de datos (106) configurado para combinar los al menos dos paquetes de datos (106) con el fin de obtener el telegrama.

9. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, donde el conjunto de sincronización (104) está configurado además para sumar de manera coherente los resultados de correlación parcial (116_1-116_n) con el fin de obtener un resultado de correlación fina para el paquete de datos (106).

10. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, donde, si la correlación aproximada combinada excede un umbral predefinido, el conjunto de sincronización (104) está configurado además para sumar de manera coherente los resultados de correlación parcial (116_1-116_n) para cada uno de los al menos dos paquetes de datos (106) con el fin de obtener un resultado de correlación fina para cada uno de los al menos dos paquetes de datos (106);

donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para combinar los resultados de correlación fina de los al menos dos paquetes de datos (106), con el fin de obtener un resultado de correlación fina combinado.

11. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10, donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para estimar una separación de frecuencia del paquete de datos (106).

12. Receptor (100) según la reivindicación 11,

donde el paquete de datos (106) comprende una información de encabezamiento codificada en un desplazamiento de fase de la secuencia piloto 108;

donde el receptor (100) comprende un conjunto de extracción de encabezamiento configurado para extraer la información de encabezamiento del paquete de datos (106) aplicando una corrección de frecuencia al paquete de datos (106) usando la separación de frecuencia estimada y estimando el desplazamiento de fase de la secuencia piloto (108).

13. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12, donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para normalizar los resultados de correlación aproximada de las al menos dos secuencias de referencia parciales y para combinar los resultados de correlación aproximada normalizados de las al menos dos secuencias de referencia parciales, con el fin de obtener un resultado de correlación aproximada combinado.

14. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12, donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para normalizar símbolos de la secuencia piloto para obtener una secuencia piloto normalizada y para correlacionar por separado las secuencias piloto normalizadas con las al menos dos secuencias de referencia parciales (112_1-112_n).

15. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 14, donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para calcular una varianza de los resultados de correlación parcial (116_1-116_n) para el paquete de datos (106) y para detectar el paquete de datos (106) si la varianza de los resultados de correlación parcial para el paquete de datos (106) es menor o igual que un umbral predefinido.

16. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 15, donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para aplicar un factor de ponderación a símbolos del paquete de datos (106), o para aplicar un factor de ponderación individual a símbolos de cada una de las al menos dos secuencias piloto parciales (108_1-108_n) según la reivindicación 5, o para aplicar un factor de ponderación individual a cada símbolo de las al menos dos secuencias piloto parciales (108_1-108_n) según la reivindicación 5.

17. Receptor (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 16, donde el conjunto de sincronización (104) está configurado para detectar un lóbulo principal y lóbulos laterales de la correlación y para proporcionar el lóbulo principal detectado como resultado de correlación usando distancias conocidas entre el lóbulo principal y los lóbulos laterales.

18. Procedimiento, que comprende:

recibir un paquete de datos (106) que comprende una secuencia piloto (108); y

correlacionar la secuencia piloto (108) y una secuencia de referencia, con el fin de obtener un resultado de correlación;

donde una ventana de correlación se usa para detectar el paquete de datos (106), donde el paquete de datos (106) se detecta detectando el pico más alto de todos los picos de correlación que exceden un umbral predefinido dentro de la ventana de correlación; donde la ventana de correlación se divide en una pluralidad de intervalos de tiempo, teniendo cada intervalo de tiempo un índice asociado con este;

19. Programa informático que comprende instrucciones que, cuando el programa informático es ejecutado por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo el procedimiento según la reivindicación 18.