ES2890438T3 - Transmisor y receptor y procedimientos correspondientes - Google Patents

Abstract

Transmisor (1), donde el transmisor (1) está configurado para transmitir señales con respectivamente una secuencia piloto que presenta varios símbolos de secuencia piloto, donde el transmisor (1) presenta un generador de señales (2), donde el generador de señales (2) está configurado para proporcionar la secuencia piloto partiendo de una secuencia base que presenta varios símbolos de secuencia base, donde el generador de señales (2) proporciona la secuencia piloto con L símbolos de secuencia piloto, en tanto que cada símbolo de secuencia base se repite R-1 veces en sucesión, de modo que cada símbolo de secuencia base está presente R veces, donde L es un número natural, y donde R es un número natural mayor que o igual a dos y es un divisor de L, donde la secuencia base está configurada de modo que una correlación de la secuencia piloto con una señal de transmisión formada a partir de la secuencia piloto presenta un máximo principal tan estrecho como sea posible y/o un máximo secundario tan pequeño como sea posible, caracterizado porque la secuencia piloto presenta ocho o doce símbolos de secuencia piloto, donde, en el caso de que la secuencia piloto presenta ocho símbolos de secuencia piloto, la secuencia base presenta una de las siguientes formas: 0010 o 1101 o 0100 o 1011, y donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios; donde, en el caso de que la secuencia piloto presenta doce símbolos de secuencia piloto, la secuencia base presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits: 000101, 001011, 001101, 010001, 111010, 110100, 110010 o 101110, y donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios.

Description

DESCRIPCIÓN

Transmisor y receptor y procedimientos correspondientes

[0001] La invención se refiere a un transmisor así como a un receptor y los procedimientos correspondientes para transmitir y recibir señales.

[0002] En muchos sistemas de transmisión de datos se insertan secuencias piloto (también referidas como secuencias de entrenamiento o secuencias de sincronización) en los flujos de datos a transmitir para la detección de señales o estimación de parámetros. A este respecto, se puede tratar tanto de la transmisión de un flujo de datos ininterrumpido en el cual las secuencias piloto se diseminan a ciertos intervalos, como también una transmisión orientada por paquetes en la que cada paquete (también referido como telegrama) usualmente contiene exactamente una secuencia piloto. La secuencia piloto también es llamada preámbulo o midámbulo si se sitúa al inicio o en la parte media del paquete. Sin embargo, una secuencia piloto también puede estar distribuida dentro del paquete en forma de dos o más subsecuencias.

[0003] En sistemas de telemetría, redes de detectores y aplicaciones bajo la palabra clave de Internet de las Cosas (IoT), la transmisión de paquetes asincrónica usualmente tiene lugar con pausas largas entre los paquetes.

[0004] En la transmisión de paquetes asincrónica, el transmisor y el receptor no están sincronizados, es decir que el receptor no conoce los intervalos de tiempo de transmisión de los paquetes de datos individuales. Para no perder un paquete, durante todo el tiempo de espera de recepción debe verificar continuamente su señal de recepción respecto a la presencia de un paquete y estimar su posición temporal con una cierta exactitud.

[0005] Agravando esta situación, la frecuencia portadora real de la señal de transmisión puede desviarse considerablemente de la frecuencia nominal y cambiar con el tiempo. La frecuencia central del filtro de recepción también puede desviarse de la frecuencia nominal. Desde el punto de vista del receptor, la diferencia de frecuencia entre la frecuencia portadora de la señal de transmisión y la frecuencia central del filtro de recepción - aquí posteriormente referida como desviación de frecuencia - es decisiva. Además, para la detección de datos se requiere luego una estimación de la desviación de frecuencia instantánea y, en el caso de procedimientos de detección coherente, también una estimación de fase.

[0006] En conjunto, por el receptor se deben procesar dos tópicos sucesivamente:

1. Detección: identificación de un paquete y al menos una estimación aproximada de su posición en el tiempo, si es necesario también se considera la posición espectral.

2. Sincronización que se compone de

• Sincronización de tiempo: estimación de la posición exacta en el tiempo del paquete,

• Sincronización de frecuencia: estimación y corrección de la desviación de frecuencia, y

• Sincronización de fase: estimación de la fase después de la corrección de frecuencia realizada.

[0007] Mediante el uso de un sistema asincrónico, es necesario efectuar una detección de los telegramas con ayuda de una secuencia piloto. El receptor debe buscar continuamente su señal de recepción si se ha transmitido un telegrama por un nodo de detector. La decisión del receptor de si la señal de recepción se ha causada por ruido o por una señal de transmisión se designa como detección de telegrama o, brevemente, solo como detección. Para este propósito, en la transmisión, los datos a transmitir son precedidos típicamente por una secuencia piloto (con frecuencia designada como “marcador” en la literatura inglesa) con símbolos pilotos definidos fijamente.

[0008] En la publicación [WANG S ET AL: “ANALYSIS OF DOWN-LINK LOCATION METHODS FOR WCDMA AND CDMA2000”, CONNECTING THE MOBILE WORLD: PROCEEDINGS / IEEE VTS 53RD VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, PRIMAVERA, 2001] se describen los códigos de difusión para CDMA.

[0009] En la publicación [GARD D ET AL: "Chip interleaved turbo codes for DS-CDMA in a Rayleigh fading channel with diversity reception", VTC 2002-FALL. 2002 IEEE 56TH. VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE PROCEEDINGS. VANCOUVER, CANADA, SEPT. 24-28, 2002] se describen los códigos de difusión para CDMA.

[0010] En la publicación [ZH h YU ET AL: "OFDM Timing and Frequency Offset Estimation Based on Repeated Training Sequence", WIRELESS COMMUNICATIONS; NETWORKING AND MOBILE COMPUTING; 2007. WICOM 2007. INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 21 de septiembre 2007] se propone la realización de una compensación de frecuencia sobre la base de las secuencias de entrenamiento repetidas.

[0011] En la publicación [BYUNGJOON PARK ET AL: "A novel timing estimation method for OFDM systems", IEEE COMMUNICATIONS LETTERS, IEEE SERVICE CENTER; PISCATAWAY, NJ, US, 1 de mayo de 2003] se describe un preámbulo que en el caso de una correlación proporciona en el lado del receptor un pico de correlación más nítido.

[0012] La invención tiene el objetivo de proponer un transmisor y un receptor que para una comunicación de datos usen secuencias piloto y que simplifiquen la detección o el procesamiento de las secuencias piloto.

[0013] La invención logra el objetivo mediante un transmisor de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 15.

[0014] De este modo, el transmisor transmite señales que presentan respectivamente una secuencia piloto. Las secuencias piloto disponen de varios símbolos de secuencia piloto. Por lo tanto, un generador de señales proporciona la secuencia piloto respectiva partiendo de una secuencia base que presenta al menos un símbolo de secuencia base y en una configuración, varios símbolos de secuencia base. A este respecto, la facilitación comprende, por ejemplo, el retroceso sobre las secuencias piloto almacenadas o la generación de la secuencia piloto partiendo de la secuencia base. La facilitación también comprende, por ejemplo, la generación de los símbolos de la señal a transmitir dependiendo de un mapeo, por ejemplo MSK.

[0015] El símbolo de secuencia base se repite sucesivamente en la secuencia piloto (R-1) veces, de modo que el símbolo de secuencia base está presente R veces. En consecuencia, los símbolos de secuencia base en la secuencia piloto se repiten sucesivamente (R-1) veces, de modo que cada símbolo de secuencia base esté presente R veces. Esto va acompañado de que es suficiente si sólo cada Résimo símbolo sobre el lado del receptor se registra y evalúa para la detección. Esto da como resultado en conjunto la longitud deseada de la secuencia piloto como el número de símbolos de secuencia piloto y al mismo tiempo se reduce el esfuerzo por una - al menos una primera -evaluación de la señal recibida. Por tanto están presentes secuencias piloto optimizadas para la detección optimizada computacionalmente por medio un submuestreo sobre el lado del receptor.

[0016] La secuencia de los símbolos de secuencia base presentes R veces en cada caso (en algunas configuraciones posiblemente aún más símbolos) se mapean en una configuración con un alfabeto de modulación. A este respecto, en una configuración se aplica un procedimiento de modulación digital. En una variante, por ejemplo, esta es la modulación por desplazamiento fase binaria (PSK binaria, BPSK). Por ejemplo, se transforma (mapea) el 1 binario a 1 y el 0 binario a -1. Si, por ejemplo, se proporciona una secuencia base con los símbolos 0110, una repetición simple da como resultado la secuencia de símbolos 00111100. Después de una BPSK, esto da como resultado los símbolos: [-1, -1, 1, 1, 1, 1,-1, -1].

[0017] En una configuración, el generador de señales genera al menos un bloque de símbolos en la secuencia piloto, el cual comprende al menos un símbolo de secuencia base y en sus (R-1) repeticiones.

[0018] En una configuración, el generador de señales proporciona la secuencia piloto partiendo de una secuencia base que presenta varios símbolos de secuencia base y proporciona bloques de símbolos en la secuencia piloto, que comprenden respectivamente un símbolo de secuencia base y sus repeticiones. Además, el generador de señales proporciona la secuencia piloto de tal manera que los bloques de símbolos de los símbolos de secuencia base sigan inmediatamente uno al otro en un orden de símbolos de secuencia base dentro de la secuencia base. En esta configuración, los símbolos de secuencia base repetidos R veces en la secuencia piloto se designan como bloques de símbolos que aparecen en el orden en la secuencia piloto que tienen los símbolos de secuencia base en la secuencia base. Además, los bloques de símbolos se siguen uno al otro directamente.

[0019] En una configuración, está previsto que la secuencia piloto tenga L símbolos de secuencia piloto, donde L es un número natural. A este respecto, un número de los símbolos de secuencia base es entonces igual a un cociente de L dividido por R. La secuencia piloto tiene una longitud de ocho símbolos y cada símbolo de secuencia base se repite una vez, es decir, si R = 2, se requieren cuatro símbolos de secuencia base.

[0020] En una configuración, cada símbolo de secuencia base se repite una vez de modo que R = 2.

[0021] Una configuración consiste en que la secuencia base está configurada de modo que una correlación de la secuencia piloto con una señal de transmisión formada a partir de la secuencia piloto presenta un máximo principal tan estrecho como sea posible y/o un máximo secundario tan pequeño como sea posible. Esto se refiere a la selección de la secuencia base. Formulado de manera más precisa, la configuración describe la correlación de la secuencia piloto real con la señal modulada (continua en el tiempo) formada a partir de esta, la cual se transmite por el transmisor.

[0022] En una configuración, está previsto que en el caso de que la secuencia piloto presente ocho símbolos de secuencia piloto, la secuencia base presenta una de las siguientes formas: de 0010 a 1101 o 0100 o 1011. Por lo tanto, los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios. Las secuencias indicadas aquí y a continuación en una configuración están relacionadas en particular con la Modulación por Desplazamiento Mínimo (MSK) como un tipo de transformación (o de mapeo) de los símbolos binarios en secciones de señal a generar a partir de estos en realidad. De manera alternativa o complementaria, las secuencias indicadas aquí y a continuación se aplican a otros procedimientos de modulación lineal o casi lineal como MSK o GMSK.

[0023] Los bits descritos se convierten en los símbolos reales por una modulación y/o por un mapeo respectivo.

[0024] Una configuración consiste en que, en el caso de que la secuencia piloto presenta doce símbolos de secuencia piloto, la secuencia base presente una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits: 000101, 001011, 001101, 010001, 111010, 110100, 110010 o 101110. Por lo tanto, los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios. Cuando se selecciona la secuencia base se conoce generalmente que una inversión de bits y una inversión del orden de los bits no cambian las propiedades de correlación de una secuencia.

[0025] En una configuración está previsto que el generador de señales en la secuencia piloto proporcione al menos un bloque de símbolos que comprenda un símbolo de secuencia base y sus (R-1) repeticiones, donde los símbolos de secuencia base están provistos con factores de fase. Esta configuración se refiere tanto al caso en el que la secuencia base presenta sólo un símbolo de secuencia base, como también a la configuración en la que la secuencia base presenta varios símbolos de secuencia base. En la configuración mencionada anteriormente, de este modo, un símbolo de secuencia base aparece sucesivamente R veces en la secuencia piloto, sin embargo, provisto con factores de fase.

[0026] En una configuración está previsto que el generador de señales proporcione la secuencia piloto partiendo de una secuencia base que presenta varios símbolos de secuencia base. A este respecto, en la secuencia piloto, el generador de señales proporciona bloques de símbolos que comprenden respectivamente un símbolo de secuencia base y sus (R-1) repeticiones y tienen respectivamente una longitud de R símbolos longitud. A este respecto, el generador de señales provee los símbolos de secuencia base con factores de fase de modo que los factores de fase de la respectiva iésima ocurrencia de un símbolo de secuencia base en un bloque de símbolos son iguales para todos los bloques de símbolos. A este respecto, i es un número natural entre 1 y R e indica la posición de un símbolo de secuencia base en el bloque de símbolos correspondiente. A este respecto, la iésima ocurrencia con i = 1 es la ceroésima repetición. Explicaciones adicionales pueden deducirse de la siguiente descripción. En una configuración está previsto en particular que se provean símbolos repetidos con factores de fase diferentes.

[0027] En una configuración, los factores de fase son componentes de un alfabeto de modulación. A este respecto, generalmente se usa un alfabeto de modulación para convertir símbolos digitales para el procesamiento analógico y/o aquí la transmisión de señales.

[0028] De este modo, el primer símbolo de secuencia base respectivo tiene el mismo factor de fase en todos los bloques de símbolos y el segundo símbolo de secuencia base respectivo - es decir localizado en la segunda posición - tiene respectivamente el mismo factor de fase en todos los bloques de símbolos, el cual difiere en una configuración del factor de fase del primer símbolo de secuencia base respectivo. De este modo, cuando son considerados todos los símbolos de secuencia base, el ancho de paso de los mismos factores de fase respectivos es dado por la repetición de los símbolos de secuencia base.

[0029] Una configuración consiste en que los factores de fase resultan de un producto de una fase designada con 9r y el número imaginario j como exponente de la función exponencial natural, donde la fase 9 r se encuentra entre 0 y 2n o 0° y 360°.

[0030] Una configuración consiste en que en el caso de que la secuencia piloto presenta ocho símbolos de secuencia piloto, la secuencia piloto presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits: 01011001, 10100110, 10011010, 01100101, 00001100, 11110011, 00110000, 11001111. A este respecto, los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia piloto binarios. En las secuencias piloto, los símbolos se transmiten conforme al orden indicado.

[0031] En una configuración está previsto que en el caso de que la secuencia piloto presenta doce símbolos de secuencia piloto, la secuencia piloto presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits:

000000110011 111111001100 o 1100110000 o 001100111111 o 010101100110 o 101010011001 o 011001101010 100110010101 o 000011001111 o 111100110000 o 010110011010 o 101001100101 o 000011110011 111100001100 o 110011110000 o 001100001111 o 010110100110 o 101001011001 o 011001011010 100110100101 o 001100000011 o 110011111100 o 110000001100 o 001111110011 o 011001010110 o 100110101001 o 011010100110 o 100101011001.

[0032] A este respecto, los ceros y unos son los bits de secuencia piloto binarios. En una configuración, las secuencias piloto mencionadas anteriormente están relacionadas con el mapeo MSK.

[0033] Una configuración prevé que el generador de señales proporciona la secuencia piloto, de modo que la secuencia piloto presenta al menos un símbolo suplementario. A este respecto, el generador de señales proporciona al menos un bloque de símbolos en la secuencia piloto, el cual comprende un símbolo de secuencia base y sus (R-1) repeticiones. A este respecto, el generador de señales proporciona la secuencia piloto de modo que al menos un símbolo suplementario precede o sigue al bloque de símbolos.

[0034] En una configuración está previsto que el generador de señales proporcione la secuencia piloto, de modo que la secuencia piloto presente al menos un símbolo suplementario. A este respecto, el generador de señales proporciona bloques de símbolos en la secuencia piloto, que comprenden respectivamente un símbolo de secuencia base y sus repeticiones. Además, el generador de señales proporciona la secuencia piloto, de modo que el al menos un símbolo suplementario precede o sigue a los bloques de símbolos. En una configuración, los bloques de símbolos se siguen uno al otro directamente, de modo que no se encuentran símbolos suplementarios entre los bloques de símbolos y los símbolos suplementarios únicamente lo siguen o preceden.

[0035] En una configuración está previsto que el generador de señales proporcione la secuencia piloto, de modo que la secuencia piloto presente al menos dos símbolos suplementarios. A este respecto, el generador de señales proporciona la secuencia piloto, de modo que al menos un símbolo suplementario de los al menos dos símbolos suplementarios preceda los bloques de símbolos y al menos otro símbolo suplementario de los al menos dos símbolos suplementarios siga los bloques de símbolos. Las secuencias piloto se componen de este modo de un núcleo que se forma por los símbolos de secuencia base presentes R veces, y un tipo de abrazo por los símbolos suplementarios.

[0036] Una configuración consiste en que el al menos un símbolo suplementario o los al menos dos símbolos suplementarios está o están configurados de modo que una correlación de la secuencia piloto con una señal de transmisión formada a partir de la secuencia piloto presenta un máximo principal tan estrecho como sea posible y/o un máximo secundario tan pequeño como sea posible. La elección del símbolo suplementario o símbolos suplementarios se basa de este modo en el hecho de que la secuencia piloto resultante se puede reconocer y/o sincronizar tan bien como sea posible.

[0037] En una configuración está previsto que en el caso de la secuencia piloto presente ocho símbolos de secuencia piloto, la secuencia base presente la forma 001 y estén presentes dos bits suplementarios, que junto presenten una de las siguientes formas: 01 o 10 o 00 o 11. A este respecto, los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios y los bits suplementarios binarios. A este respecto, como los otros bits ya mencionados, los bits suplementarios se convierten en los símbolos suplementarios mediante un mapeo correspondiente. Lo mismo se aplica a los bits de secuencia base.

[0038] Una configuración complementaria o alternativa a las configuraciones arriba mencionadas consiste en que la secuencia piloto presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas a partir de las mismas invirtiendo el orden de los bits:

00001101 o 11110010 o 10110000 o 01001111 o 01011000 o 10100111 o 00011010 o 11100101 o 01000011 o 10111100 o 11000010 o 00111101 o 00010110 o 11101001 o 01101000 o 10010111 o 10000110 o 01111001 o 01100001 o 10011110 o 00101100 o 11010011 o 00110100 o 11001011.

[0039] Por lo tanto, los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia piloto binarios. En una configuración, las secuencias piloto anteriores son relacionadas con el mapeo MSK.

[0040] En una configuración está previsto que en el caso de que la secuencia piloto presente doce símbolos de secuencia piloto, la secuencia base presente la forma 00010 y estén presentes dos bits suplementarios, que presenten juntos una de las siguientes formas:

01 o 10 o 00 o 11. A este respecto, los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios y los bits suplementarios binarios.

[0041] Una configuración complementaria o alternativa a la configuración arriba mencionada consiste en que la secuencia piloto presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas a partir de las mismas invirtiendo el orden de los bits:

100000011001 o 011111100110 o 100110000001 o 011001111110 o 001010110011 o 110101001100 o 110011010100 o 001100101011 o 000000110010 o 111111001101 o 010011000000 o 101100111111 o 010101100111 o 101010011000 o 111001101010 o 000110010101 o 010000001100 o 101111110011 o 001100000010 o 110011111101 o 000101011001 o 111010100110 o 100110101000 o 011001010111.

[0042] A este respecto, los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia piloto binarios. En una configuración, las secuencias piloto mencionados están relacionadas con el mapeo MSK.

[0043] Además, la invención consigue el objetivo mediante un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 14, 16 para transmitir señales.

[0044] Las configuraciones anteriores del transmisor se pueden implementar por los pasos de configuraciones correspondientes del procedimiento, de modo que se prescinde aquí de una repetición de las explicaciones.

[0045] La invención consigue igualmente el objetivo mediante un receptor, que no pertenece al alcance de protección de las reivindicaciones.

[0046] El receptor está configurado para recibir al menos una señal y para evaluar esta con respecto a una secuencia piloto. En una configuración, el receptor retrocede a secuencias de referencia almacenadas o generalmente conocidas para la evaluación.

[0047] En una configuración, la secuencia de referencia conocida - por el receptor - corresponde a la secuencia piloto usada por el transmisor para la transmisión, y esta secuencia de referencia se usa por el receptor para evaluar aquella secuencia piloto que presenta la señal recibida.

[0048] Las siguientes configuraciones se refieren respectivamente a variantes particulares de la evaluación o preparación de señales para la evaluación. Por lo tanto, se describen en particular medios auxiliares o componentes auxiliares del receptor, los cuales sirven para la evaluación con respecto a la secuencia piloto.

[0049] En una configuración, el receptor presenta un dispositivo de evaluación de señales.

[0050] El dispositivo de evaluación de señales está configurado de modo que la señal recibida está sometida a una primera evaluación. A este respecto, el dispositivo de evaluación de señales muestrea al menos parcialmente la señal recibida durante la primera evaluación a una primera velocidad de muestreo. De manera alternativa o complementario, el dispositivo de evaluación de señales usa únicamente cada iésima muestra para procesar muestras de la señal recibida. A este respecto, i es un número natural mayor que o igual a dos. Además, el dispositivo de evaluación de señales genera un resultado de evaluación con respecto a la secuencia piloto durante la primera evaluación.

[0051] Dependiendo del resultado de la evaluación, el dispositivo de evaluación de señales somete la señal recibida a una segunda evaluación. A este respecto, el dispositivo de evaluación de señales muestrea al menos parcialmente la señal recibida durante la segunda evaluación a una segunda velocidad de muestreo. De manera alternativa o complementaria, el dispositivo de evaluación de señales usa únicamente cada késima muestra en la segunda evaluación para el procesamiento adicional de muestras de la señal recibida. A este respecto, la segunda velocidad de muestreo es mayor que la primera velocidad de muestreo y/o k es un número natural menor que i.

[0052] El dispositivo de evaluación de señales efectúa de este modo un submuestreo en una primera evaluación ajustando la velocidad de muestreo durante el muestreo en consecuencia o procesando menos muestras. Si, en particular, se usan las señales del transmisor descrito anteriormente con las secuencias piloto sobre la base de las secuencias base, entonces ya es suficiente un submuestreo debido a la repetición de los símbolos.

[0053] Por lo tanto, durante la primera evaluación se puede generar ya un resultado de evaluación, que proporciona información sobre si ha sido detectada una secuencia piloto. Si este es el caso, entonces en una configuración tiene lugar la segunda evaluación en la que se trabaja con una velocidad de muestreo mayor. En una configuración, esto permite verificar un resultado de evaluación positivo de la primera evaluación. Por ejemplo, en la segunda evaluación puede determinarse si cada símbolo de la secuencia base está presente en verdad R veces.

[0054] En una configuración está previsto que el dispositivo de evaluación de señales, en la primera evaluación, identifique a partir de la señal recibida una secuencia piloto reducida que se compone de un número de símbolos, donde el número de símbolos de la secuencia piloto reducida es igual a un número de símbolos de una secuencia base. A este respecto, para generar el resultado de evaluación, el dispositivo de evaluación de señales compara la secuencia piloto reducida identificada con secuencias base almacenadas (la designación alternativa es secuencias base de referencia). Si la primera velocidad de muestreo corresponde a la velocidad de repetición de los símbolos de secuencia base, entonces resulta una secuencia piloto reducida que es idealmente igual que la secuencia base usada para proporcionar la secuencia piloto. A este respecto, las posibles secuencias base están presentes en el dispositivo de evaluación de señales, en tanto que se han almacenado en una configuración en una memoria de datos correspondiente.

[0055] Una configuración consiste en que el dispositivo de evaluación de señales determina correlaciones durante el procesamiento de las muestras o una aproximación de correlación con secuencias base almacenadas. Las secuencias almacenadas son por lo tanto también aquellas que se usan generalmente para generar las secuencias piloto y también se pueden designar como secuencias base de referencia, por ejemplo.

[0056] En una configuración adicional del receptor, el receptor comprende un dispositivo de procesamiento. Este dispositivo de procesamiento puede estar presente de forma alternativa o complementaria al dispositivo de evaluación de señales.

[0057] El dispositivo de procesamiento está configurado para dividir la secuencia piloto de la señal recibida en al menos dos subáreas las cuales se solapan parcialmente. El dispositivo de procesamiento correlaciona las al menos dos subáreas de la secuencia piloto con subáreas de secuencias de referencia y genera respectivamente un resultado parcial. Finalmente, el dispositivo de procesamiento genera a partir de resultados parciales un resultado total con respecto a la secuencia piloto de la señal recibida.

[0058] En una configuración, las secuencias de referencia están almacenadas en una memoria de datos.

[0059] En una configuración está previsto que el dispositivo de procesamiento sume los resultados parciales de manera incoherente para obtener el resultado total.

[0060] De acuerdo con una configuración, el dispositivo de procesamiento somete los símbolos de las al menos dos subáreas a una ponderación antes de la correlación, dependiendo a cuantas subáreas pertenezcan los símbolos. Si los símbolos pertenecen de este modo a un área solapada, entonces se ponderan de manera diferente que en el caso de que pertenecen a un área no solapada.

[0061] En una configuración adicional del receptor, el receptor incluye un dispositivo de transformación. Este dispositivo de transformación puede estar presente de forma alternativa o complementaria al dispositivo de evaluación de señales y/o al dispositivo de procesamiento.

[0062] El dispositivo de transformación está configurado para determinar una transformada de Fourier separada respectivamente para al menos dos subpaquetes de una secuencia piloto o para al menos dos subsecuencias piloto. El dispositivo de transformación suma la transformada de Fourier determinada de manera incoherente y genera un resultado de adición. Además, el dispositivo de transformación genera un resultado de evaluación sobre la base del resultado de adición. En una configuración, el resultado de evaluación se construye sobre la aplicación de secuencias de referencia. En una configuración, los resultados de evaluación se aplican con respecto a la secuencia piloto y de forma alternativa con respecto a al menos dos subsecuencias piloto que pertenecen a una secuencia piloto común.

[0063] Dependiendo de la configuración, una secuencia piloto se divide de este modo en subpaquetes o se recibe en forma de subsecuencias piloto. Por ejemplo, así una secuencia piloto completa o coherente se recibe y divide en subsecuencias durante la evaluación del receptor.

[0064] En una configuración, los dos subpaquetes pertenecen a dos señales recibidas. El receptor recibe de este modo al menos dos señales, a las que pertenece respectivamente al menos un subpaquete.

[0065] En una configuración alternativa, los dos subpaquetes pertenecen a una señal recibida.

[0066] De acuerdo con una configuración, antes de determinar la transformada de Fourier, el dispositivo de transformación llena el subpaquete o subsecuencia a transformar con ceros al inicio o al final del subpaquete o subsecuencia.

[0067] Una configuración prevé que el dispositivo de transformación, después de determinar la transformada de Fourier, efectué una interpolación entre un máximo y puntos vecinos del máximo del subpaquete o subsecuencia a transformar.

[0068] En una configuración alternativa está previsto que el dispositivo de transformación, después de generar el resultado de adición, efectué una interpolación entre un máximo y puntos vecinos del máximo del subpaquete que será transformado o de la subsecuencia a transformar.

[0069] De acuerdo con una configuración, el dispositivo de transformación efectúa la interpolación con un polinomio de segundo grado.

[0070] Una configuración prevé que el dispositivo de transformación efectué la interpolación con un polinomio de la siguiente forma: y(x) = y0 - c(x-xü)2,

donde los parámetros libres y0, c y xg son determinados sobre la base del máximo de los puntos vecinos. Los parámetros se seleccionan de modo que respectivamente discurren a través del máximo y los puntos vecinos.

[0071] El dispositivo de transformación determina un valor máximo de la curva de interpolación con la siguiente función:

1 .y ( i ) - . y ( - i )

2 2 y (0 ) - y ( i ) - y (-1)

donde xo es un valor de la abscisa de un máximo del polinomio, y(0) es el máximo, y y(-1) e y(1) son los puntos vecinos.

[0072] Un polinomio de segundo grado de la forma y(x) = y0 - c(x-x0)2 se usa como una función de interpolación en una configuración.

[0073] El valor de abscisa x0 del máximo de polinomio, por ejemplo, representa el valor estimado de tiempo mejorado (normalizado al intervalo de muestreo T/N).

[0074] Del valor de la abscisa xo del máximo polinomia puede determinarse el valor estimado de frecuencia

mejorado vía

[0075] De acuerdo con una configuración, la adición incoherente consiste en una adición de las cantidades o los cuadrados de la cantidad o una aproximación de las cantidades de las transformadas de Fourier determinadas. Una aproximación de una cantidad consiste, por ejemplo, en la suma de la cantidad de la parte real y la cantidad de la parte imaginaria.

[0076] Una configuración prevé que el dispositivo de transformación esté configurado para efectuar una transformada de Fourier rápida o una transformada de Fourier discreta para una evaluación de la secuencia piloto con respecto a una frecuencia y/o una fase.

[0077] Además, la invención consigue el objetivo mediante el procedimiento para recibir al menos una señal, donde la señal recibida se evalúa con respecto a una secuencia piloto.

[0078] Las configuraciones arriba mencionadas del receptor se pueden implementar por pasos de configuraciones correspondientes del procedimiento, de modo que se prescinde aquí de una repetición de las explicaciones. El procedimiento del receptor no pertenece igualmente al alcance de protección de las reivindicaciones.

[0079] En una configuración, el procedimiento dispone de los siguientes pasos:

• La señal recibida se somete a una primera evaluación,

^o en la que la señal recibida se muestrea al menos parcialmente a una primera velocidad de muestreo, y/o

^o en la que únicamente cada valor de la iésima muestra se usa para el procesamiento adicional de muestras de la señal recibida, y

^o en la que es generado un resultado de evaluación con respecto a la secuencia piloto,

^o donde i es un número natural mayor que o igual a dos.

• Dependiendo del resultado de evaluación, la señal recibida se somete a una segunda evaluación,

^o en la que la señal recibida se muestrea al menos parcialmente a una segunda velocidad de muestreo, y/o

^o en la que únicamente cada késima muestra se usa para el procesamiento adicional de muestras de la señal recibida, y

^o donde la segunda velocidad de muestreo es mayor que la primera velocidad de muestreo y/o k es un número natural menor que i.

[0080] Los siguientes pasos están previstos en una configuración alternativa o complementaria:

• La secuencia piloto de la señal se divide en al menos dos partes que se solapan parcialmente.

• Las al menos dos subáreas se correlacionan con subáreas de las secuencias de referencia y se genera respectivamente un resultado parcial.

• Se genera un resultado total a partir de los resultados parciales con respecto a la secuencia piloto.

[0081] En una configuración igualmente alternativa o complementaria, el procedimiento presenta al menos los siguientes pasos:

• Para al menos dos subpaquetes de la secuencia piloto o para al menos dos subsecuencias piloto se determina respectivamente una transformada de Fourier por separado.

• Las transformadas de Fourier determinadas se suman de manera incoherente y se genera un resultado de adición.

• Se genera un resultado de evaluación para la secuencia piloto sobre la base del resultado de adición y sobre la base de las secuencias de referencia.

[0082] Finalmente, la invención se refiere a un programa informático de acuerdo con la reivindicación 17 con un código de programa para llevar a cabo el procedimiento anterior de acuerdo con una de las configuraciones.

[0083] En detalle, hay una pluralidad de posibilidades para configurar y para desarrollar el transmisor, el receptor, el sistema así como los procedimientos correspondientes. Para este propósito, se hace referencia por un lado a las reivindicaciones, por el otro a la siguiente descripción de ejemplos de realización en conexión con el dibujo. Muestran:

Fig. 1 una representación esquemática del procesamiento de señales de acuerdo con el procedimiento de correlación para detectar una secuencia piloto,

Fig. 2 una función de autocorrelación aperiódica de una secuencia binaria 10010111,

Fig. 3 la función de correlación cruzada continua en el tiempo de la secuencia 10010111 con modulación MSK y el filtro combinado de la modulación MSK,

Fig. 4 una representación de un procesamiento de señales con desviación de frecuencia desconocida,

Fig. 5 una representación esquemática de un sistema con varios transmisores y receptores,

Fig. 6 una representación visual de la generación de una secuencia piloto a partir de una secuencia base,

Fig. 7 un diagrama con la magnitud de funciones de correlación para la modulación MSK con el receptor de filtro combinado para una longitud de secuencia piloto de ocho símbolos,

Fig. 8 un diagrama con la magnitud de funciones de correlación para la modulación MSK con el receptor de filtro combinado para una longitud de secuencia piloto de 12 símbolos,

Fig. 9 un diagrama con la magnitud de funciones de correlación para la modulación MSK con el receptor de filtro combinado para una longitud de secuencia piloto de ocho símbolos con símbolos suplementarios,

Fig. 10 un diagrama con la magnitud de funciones de correlación para la modulación MSK con el receptor de filtro combinado para una longitud de secuencia piloto de 12 símbolos con símbolos suplementarios,

Fig. 11 una representación esquemática de la división de una secuencia piloto en dos subáreas sin solapamiento, Fig. 12 una representación esquemática de la división de una secuencia piloto en dos subáreas con solapamiento, Fig. 13 una representación esquemática de la división de una secuencia piloto en tres subáreas con solapamiento, y Fig. 14 una representación esquemática de un ejemplo de una modulación usada.

[0084] A continuación, se entrará nuevamente en la problemática de un sistema asincrónico para la comunicación de datos. A este respecto, el transmisor transmite respectivamente señales que están provistas con secuencias piloto. El receptor recibe señales y las evalúa con respecto a una secuencia piloto, es decir, que el receptor examina las señales recibidas para ver si presentan secuencias piloto. Para este propósito, el receptor recurre parcialmente a secuencias de referencia conocidas.

[0085] Una señal de recepción muestreada está presente normalmente en el receptor con un cierta sobremuestreo. En el receptor, para cada paso de tiempo k de la señal sobremuestreada, se evalúa la probabilidad de que estuviese presente una secuencia de sincronización en la ventana de tiempo inmediatamente precedente de la señal recibida. Para este propósito, se aplica una función fNP(k) a las muestras de la señal recibida por cada paso de tiempo, cuyo valor de salida se compara con un valor umbral (denominado “threshold”). Si el valor de la función excede el valor umbral, entonces se asume que se ha transmitido una secuencia piloto en este punto. Los fundamentos teóricos de este procedimiento se tratan en la llamada teoría de descubrimiento de señales (así denominada “detection theory”) (detector de Neyman-Pearson, [8]).

[0086] Hasta ahora se usan procedimientos de correlación para la realización práctica de la detección, en los que la señal recibida se correlaciona permanentemente con la secuencia piloto. Para la detección, se evalúa la cantidad del resultado de correlación. A continuación, se realiza la detección de valor umbral ya descrita o una detección de probabilidad de máximo (Maximun Likelihood, ML) o una combinación de ambas.

[0087] En la selección de las secuencias piloto a usar se ha recurrido hasta ahora típicamente a la función de autocorrelación (ACF) para la decisión. Se seleccionan secuencias en las que los picos de correlación secundarios de la ACF son mínimos y la ACF cae tan empicado como sea posible sobre ambos lados del pico principal. de este modo se puede determinar el instante de sincronización de manera muy precisa. Además, debido a los picos de correlación secundarios bajos se reducen el número de detecciones falsas en los puntos de esos picos secundarios.

[0088] En el documento DE 10 2011 082 098 A1 se describe un procedimiento para transmisores alimentados por baterías, en los que un paquete de datos se divide en varios subpaquetes, que respectivamente transmiten únicamente una fracción de la información total (así llamados “división de telegrama”). Un subpaquete semejante se designa como un “salto”. Varios símbolos de información se transmiten en un salto. Los saltos se transmiten sobre una frecuencia o se distribuyen sobre varias frecuencias (el llamado “salto de frecuencia”). Entre los saltos, hay pausas en las que no se transmite.

[0089] En una configuración, saltos semejantes se usan posiblemente por los transmisores o receptores descritos a continuación.

[0090] El receptor usa la secuencia piloto presente en cada telegrama para llevar a cabo los tópicos mencionados en la introducción general: detección y sincronización.

[0091] La secuencia piloto se compone de un número de L símbolos de modulación (también referidos como símbolos piloto o aquí en el texto símbolos de secuencia piloto) y usualmente se transmite de manera compacta ya sea al inicio (preámbulo) o a la mitad (midámbulo) del telegrama. De forma alternativa, la secuencia piloto se puede diseminar arbitrariamente entre los símbolos de datos. Es una práctica común tomar los símbolos piloto del mismo alfabeto de modulación que los símbolos de datos (por ejemplo modulación por desplazamiento de fase múltiple, M-PSK o Modulación por Amplitud de Cuadratura M-aria, M-QA^m ). Los símbolos piloto se conocen por el receptor de antemano o están almacenados apropiadamente.

[0092] Durante la aplicación la división de telegrama, es decir, durante la división de un telegrama en varios subpaquetes (también llamados fragmentos), cada fragmento contiene una secuencia piloto propia. A este respecto, los fragmentos individuales en general contienen la misma secuencia piloto.

[0093] En los receptores modernos de los sistemas a base de radio, es una práctica común mezclar la señal de recepción en la banda base después de la filtración de paso de banda y muestrear y cuantizar está equidistantemente en el tiempo por medio de un convertidor de analógico a digital (a Dc ). Cada valor muestreado es valuado de manera compleja y se compone de una parte real y una imaginaria. El muestreo se realiza por lo tanto al menos en el ciclo de símbolos o, en general, en un múltiplo entero del mismo (sobremuestreo). Una meta de la detección consiste por lo tanto en buscar la sección de señal con la secuencia piloto en esta secuencia de muestras. Se conocen distintos métodos para esto, se describen brevemente a continuación.

Método de correlación en el caso de desviación de frecuencia baja

[0094] La secuencia de muestras de la señal recibida se correlaciona con la secuencia de símbolos de secuencias de referencia conocidas.

[0095] Para determinar un valor de correlación en el instante k, la muestra en el instante k y las muestras L-1 precedentes se toman de la señal recibida a la distancia de símbolo. Con un sobremuestreo de N veces, únicamente se toma cada Nésima muestra.

[0096] Estos L valores se multiplican por los símbolos complejos conjugados de la secuencia piloto. Los productos se suman entonces juntos. Sobre la base de la cantidad del valor de correlación así obtenido, se decide si las L muestras contienen la secuencia piloto completa o no. La cantidad del valor de correlación se llama también por lo tanto la variable de decisión.

[0097] Un ejemplo de un procesamiento se señales completo en un instante de muestreo k se muestra en la fig. 1.

[0098] A este respecto, las señales recibidas r(t) se someten primero a un filtro de recepción (por ejemplo, el filtro óptimo, también conocido como filtro combinado) para obtener la función independiente del tiempo x(t). El fin estimado marcado de la secuencia piloto se identifica a este respecto con kü. Además, T es la distancia de símbolo o 1/T es la velocidad de símbolo. N es el factor de sobremuestreo. ¿"es la desviación del tiempo de muestreo óptimo (es decir, el error de tiempo) y ^ es el tiempo de la Kés¡ma muestra. Además, a[0], a[1], ..., a[L-1] son símbolos piloto (o símbolos de secuencia piloto), donde los símbolos a[0] se transmiten en primer lugar y a[L-1] al último. El superíndice * indica que va a ser tomado el valor complejo conjugado. Finalmente, z-N designa el elemento de retraso que retrasa N muestras.

[0099] La siguiente notación se usa de manera general:

• Las variables de tiempo entre paréntesis son siempre continuas en el tiempo Por ejemplo, r(t) designa la señal de recepción continua en el tiempo.

• Las variables de tiempo entre corchetes son siempre discretas en el tiempo y usualmente representan la numeración consecutiva de muestras. Por ejemplo, x[k] designa el késimo valor de la señal x(t) (continua en tiempo) después del filtro de recepción

[0100] Para la decisión de si está presente una secuencia piloto, se conocen esencialmente dos procedimientos, los cuales se aplican con frecuencia uno después del otro:

1. Primero, usualmente se lleva a cabo una detección de valor umbral. A este respecto, la variable de decisión |d[k]| se compara con un valor umbral dthr. Si la variable de decisión se encuentra por encima del valor umbral, se considera que se detectó una secuencia piloto y el índice de tiempo k marca la última muestra de la secuencia. De este modo, ya está presente una estimación aproximada de la posición temporal de una secuencia piloto. Este es el caso en la fig. 1 cuando se fija kü = k. En el caso negativo, el contador k se incrementa: k se convierte en k+1.

2. De una secuencia piloto reconocida se puede realizar opcionalmente una detección de valor máximo dentro de una ventana de tiempo predeterminada después del instante a partir de la primera detección. Para este propósito, la muestra con la cantidad máxima de la variable de decisión se usa como instante de detección. La ventana de tiempo es usualmente más pequeña que la duración del telegrama. Este paso incrementa la exactitud de la estimación de tiempo, lo que es particularmente ventajoso para secuencias piloto con propiedades de correlación desfavorables.

Selección de la secuencia piloto:

[0101] Para un alfabeto de símbolos con M símbolos hay ML posibles secuencias piloto. Con un alfabeto de símbolos binarios (M = 2) y una longitud de secuencia piloto de L = 8, hay un total de 28 = 256 posibles secuencias.

[0102] Para una detección con el método de correlación, las propiedades de la función de autocorrelación aperiódica (ACF) de la secuencia piloto son de importancia central. Matemáticamente, esto es definido por:

A—1

ACF [i] = ^ o* ^{| fj[¿ ¡]} con a[l] = ü para l < 1 o l > L.

¡ = Q

[0103] El valor máximo se sitúa con i = ü y es L para todas las secuencias. Si únicamente es considerada la detección de la secuencia piloto, entonces todas las secuencias son igualmente adecuadas.

[0104] Sin embargo, para estimar el tiempo tan exactamente como sea posible, es deseable que las magnitudes de todos los valores de ACF para i t ü sean tan pequeños cono sea posible con relación al valor máximo. Esos valores también se llaman picos secundarios de correlación.

[0105] Una ACF se designa como ideal si sus picos secundarios de correlación son cero. Desafortunadamente, no hay secuencias con ACF ideal.

[0106] Actualmente, es una práctica común usar aquellas secuencias piloto que presentan los picos secundarios más pequeños posibles. Un ejemplo para una secuencia binaria de longitud de ocho es 10010111. Si los bits ü y 1 se transforman a los símbolos 1 y -1, resulta la ACF de la fig. 2. A este respecto, el ACF[i] está representada sobre el eje Y a través de i sobre el eje X. Los picos secundarios tienen una amplitud máxima de 2.

[0107] Además, es común usar la función de correlación cruzada continua en el tiempo (CCF) entre la señal modulada y filtrada y la ACF de la secuencia piloto para seleccionar secuencias piloto en lugar de la ACF discreta en el tiempo. Sin embargo, su forma se determina esencialmente por la ACF de la secuencia piloto, pero también depende del impulso de modulación y la respuesta de impulso del filtro de recepción.

[0108] Para señales moduladas linealmente y aquellas que se pueden representar por señales moduladas linealmente (por ejemplo, modulación por desplazamiento de fase mínimo, MSK o modulación por desplazamiento de fase mínimo gaussiano, GMSK), puede mostrarse que esta función de correlación cruzada es dada en la representación normalizada por:

Aquí h(t) resulta de la convolución del pulso de modulación g(t) con el pulso de respuesta gr(t) del filtro de recepción.

[0109] Para una estimación de tiempo exacta se prefieren las secuencias con una CCF, que se sitúa tan cercana como sea posible a la CCF ideal antes y después del máximo principal. La CCF ideal resulta de la fórmula arriba mencionada con la ACF teóricamente ideal de una secuencia piloto. De este modo, esta tiene la forma del pulso h(t). La secuencia anteriormente mencionada 10010111 satisface esta propiedad (véase la fig. 3).

[0110] En la fig. 3 también la CCF ideal para MSK en conexión con un filtro combinado está dibujada con una línea punteada. La CCF normalizada está representada sobre el eje y. El decalado de tiempo k está representado sobre el eje x. De este modo, se muestra la CCF continua de tiempo de secuencia 10010111 con modulación MSK y un filtro combinado. La curva a trazos es la función h(t).

Procedimiento de detección a la desviación de frecuencia desconocida:

[0111] Una desventaja del método de correlación descrito anteriormente es que la detección únicamente es fiable para diferencias de frecuencia muy pequeñas (de este modo las diferencias de frecuencia pequeñas entre la frecuencia portadora de la señal de transmisión y la frecuencia central del filtro de recepción). Por lo tanto se describen métodos adicionales a continuación.

Procedimiento FFT:

[0112] En [9] se describe un procedimiento que también es adecuado para desviaciones de frecuencia grandes. Puede observarse como una generalización del procedimiento descrito anteriormente. Esas características esenciales se resumen a continuación.

[0113] Los valores x[k-l]a*[L-l+1] de la fig. 1 se multiplican por las muestras de una oscilación exponencial compleja antes de la suma. Esto se lleva a cabo varias veces para diferentes frecuencias o vibraciones que se designan como hipótesis de frecuencia.

[0114] Para cada hipótesis de frecuencia se obtiene una variable de decisión propia |d[k,i]|, la cual depende no únicamente de k, sino también de un índice i, donde i se refiere a una iésima frecuencia. El máximo se selecciona de todas las variables de decisión |d[k,i]| determinada para un paso de tiempo k. El índice de frecuencia asociado se designa como fo[k].

[0115] El máximo se compara a continuación con un valor umbral. Si el máximo se encuentra por encima del valor umbral, entonces es reconoce una secuencia piloto y la frecuencia que pertenece al índice iü[k] se puede usar como una estimación aproximada de la desviación de frecuencia.

[0116] Para hipótesis de frecuencia equidistantes, esto corresponde a la transformada de Fourier discreta (DFT) de los valores L x[k]a*[L-1], x[k-N]a*[L-2] a x[k-(L-1)N]a*[0].

[0117] La DFT se puede llevar a cabo de manera particularmente eficiente en forma de una transformada de Fourier rápida (FFT) bien conocida, siempre que L sea una potencia de dos. Si L no es una potencia de dos, la longitud de la DFT se redondea a la siguiente potencia más alta de dos y un número correspondiente de cero se complementa a los L valores de modo que se pueda aplicar una FFT.

[0118] Para incrementar la fiabilidad de la detección, los L valores de entrada de FFT se pueden complementar por cualquier número de ceros adicionales.

[0119] El procedimiento está representado en la fig. 4.

[0120] El procedimiento es adecuado para desviaciones de frecuencia a lo más de casi la mitad de la velocidad de símbolos.

[0121] Al usar un filtro combinado (un llamado filtro óptimo), sin embargo, se debe aceptar una pérdida de energía de aproximadamente 3 dB a la desviación de frecuencia de 0.5. Esta pérdida se puede mitigar significativamente ampliando el ancho de banda del filtro de recepción (por ejemplo en un factor de 1,2). Sin embargo, esto da como resultado una cierta pérdida en el caso de una desviación de frecuencia baja (con una extensión de ancho de banda de 1,2, la pérdida es de aproximadamente 0.8 dB).

[0122] Una desventaja del método FFT es el esfuerzo computacional relativamente alto. Para una FFT sola, en el mejor de los casos (si L es una potencia de dos y no se insertan ceros) de aproximadamente 5L(1+ldL) se deben llevar a cabo operaciones de punto flotante (FLOPs) por el paso de tiempo k [10]. Esto es significativamente más que los requeridos 2L FLOPs para la suma en el método de correlación en el caso de desviación de frecuencia baja.

[0123] El procedimiento FFT es considerado teóricamente óptimo en términos del criterio de Neyman-Pearson [11].

Correlación de diferencia de fase:

[0124] En el estado de la técnica también se describe un procedimiento de detección en el caso de un decalado de frecuencia desconocido, que presenta un esfuerzo de procesamiento de señales significativamente menor.

[0125] En lugar de las muestras x[k] se usan respectivamente los productos x*[k]x[k-N] de dos muestras a las distancias de símbolos, donde el valor complejo conjugado se debe tomar respectivamente del valor más reciente.

[0126] En consecuencia, en la secuencia representada en la fig. 1, los símbolos a[l] se reemplazan por los productos a*[l]a[l-1]. La suma se extiende entonces únicamente sobre L-1 valores. En el caso de la secuencia piloto detectada, el valor de fase de la variable de decisión d[k] es una medida de la desviación de frecuencia estimada.

[0127] Una desventaja es que la relación de señal a potencia de ruido en la variable de decisión es más pequeña que en el método FFT. Por lo tanto, existe una mayor probabilidad de que la secuencia piloto no se reconozca.

[0128] La fig. 5 muestra un sistema 50, en el cual de dos transmisores 1, 100 se transmiten señales y se reciben por tres receptores 10, 20, 30. A este respecto, las señales se emiten con secuencias piloto, de modo que los receptores 10, 20, 30 están configurados en consecuencia para detectar secuencias piloto en las señales que reciben. Para este propósito, los receptores 10, 20, 30 recurren respectivamente a secuencias de referencia.

[0129] Un transmisor 100 es un transmisor de acuerdo con el estado de la técnica que transmite señales con secuencias piloto. Tales señales de acuerdo con el estado de la técnica se pueden recibir en particular y procesar opcionalmente por dos de los tres receptores 20, 30 representados.

[0130] El otro transmisor 1 transmite señales cuyas secuencias piloto se basan en secuencias base. Para aprovechar la ventaja de este tipo de secuencia piloto, el receptor designado con el signo de referencia 10 está configurado en particular.

[0131] El transmisor 1 dispone un generador de señales 2 que genera las señales a transmitir y cuyas propiedades se describen a continuación en relación con la fig. 6, en particular con respecto a lo previsto de la secuencia piloto respectiva. En particular, se producen secuencias piloto con repetición de símbolos. Las señales a transmitir comprenden, por ejemplo, junto a la secuencia piloto respectiva también datos, por ejemplo, que proceden de detectores o se refieren a las propiedades del transmisor, etc.

[0132] La fig. 6 muestra esquemáticamente una secuencia piloto con ocho símbolos en la fila superior, es decir, para la longitud L es válido: L = 8. Esta secuencia piloto se debe generar a partir de una secuencia base que presenta varios símbolos de secuencia base.

[0133] La generación de la secuencia piloto se realiza de modo que los símbolos de secuencia base se repiten sucesivamente varias veces. En el ejemplo mostrado, cada símbolo de secuencia base se debe repetir una vez. De forma alternativa, puede formularse que cada símbolo de secuencia base aparece dos veces en sucesión como un símbolo de secuencia piloto. Para (R-1) repeticiones, cada símbolo de secuencia base está presente R veces. Aquí se aplica: R = 2.

[0134] Por lo tanto, para obtener ocho símbolos de secuencia piloto, se requieren cuatro símbolos de secuencia base para una repetición (L/R = 8/2 = 4). De este modo, la secuencia base tiene una longitud de cuatro. Los símbolos de secuencia base binarios se proporcionan en el ejemplo en el siguiente orden: 0110. Esos símbolos de secuencia base son introducidos en la tercera fila de la fig. 6. De acuerdo con la notación anterior, los símbolos son: a[0] = 0; a[1] = 1; a[2] = 1 y a[3] = 0.

[0135] Duplicando los símbolos de secuencia base, la secuencia piloto como está representado en la fila inferior da como resultado: 00111100.

[0136] En una configuración, los símbolos de secuencia base individuales, repetidos con frecuencia correspondiente - en particular de acuerdo con un mapeo, por ejemplo BPSK - se proveen con un factor de fase.

[0137] Con una longitud de secuencia piloto de ocho símbolos, las siguientes secuencias básicas se destacan por una autocorrelación ventajosa, que simplifica significativamente la evaluación. Estas son las secuencias bases:

0010,

1101,

0100,

1011.

[0138] Esto da como resultado las siguientes cuatro secuencias:

00001100,

11110011,

00110000,

11001111

[0139] Si es agregado respectivamente un factor de fase (en el ejemplo respectivamente 180°), donde el orden de los factores de fase dentro de los bloques símbolos que resultan de las repeticiones de los símbolos de secuencia base, es igual, entonces se obtienen las siguientes secuencias piloto en una configuración después de un mapeo inverso subsecuente:

01011001,

10100110,

10011010,

01100101.

[0140] El paso intermedio se clarifica a continuación usando símbolos complejos.

[0141] La fig. 7 muestra la cantidad de funciones de correlación durante la modulación MSK con el receptor de filtro combinado. La línea a es la correlación completa. La línea b es la correlación parcial con R = 2. La línea punteada c es la ACF del pulso básico de MSK. El valor |sv|max es la desviación de la estimación de frecuencia sistemática máxima usando la correlación compleja, donde se ha tenido en cuenta un error de tiempo de muestreo de -0,5T a 0,5T y una desviación de frecuencia de vT de la señal recibida entre -0,4 a 0,4. En el ejemplo de la fig.

7, el valor es respectivamente 0,027.

[0142] Las siguientes secuencias base son ventajosas para una longitud de secuencia piloto de L = 12 con una repetición de los símbolos de secuencia base:

000101,

001011,

001101,

010001.

[0143] Las siguientes secuencias piloto ventajosas resultan en particular de los factores de fase:

continuación

[0144] De manera similar a la fig. 7, la fig. 8 muestra la magnitud de las funciones de correlación de cuatro secuencias base, donde la secuencia base correspondiente respectivamente está junto al diagrama. Una línea a de la correlación completa está marcada respectivamente y una línea b de la correlación parcial está marcada con R = 2. La línea punteada es la ACF del pulso básico de MSK.

[0145] De este modo, en una configuración se usan secuencias piloto con las siguientes propiedades:

Dentro de las subsecuencias de la secuencia piloto con cada símbolo piloto R se encuentran símbolos que son idénticos excepto por el factor de fase j A este respecto, el factor de fase para el primer símbolo repetido es igual en todas las subsecuencias. Asimismo es igual para la segunda repetición en todas las subsecuencias, etc. En una configuración el factor de fase es diferente para repeticiones distintas e idéntico en otra configuración. A este respecto, R es un divisor de L. Los factores de fase que son parte del alfabeto de modulación son preferidos (con modulación por desplazamiento de fase de cuadratura, QPSK, por ejemplo "1, j, -1, -j", lo que corresponde a los factores de fase 0°, 90°, 180°, y 270°).

[0146] En una configuración, los datos se mapean a continuación con el alfabeto de modulación antes de introducir un factor de fase. A este respecto se trata, por ejemplo, de una BPSK (PSK binaria).

[0147] En el ejemplo de la fig. 6, los símbolos base son definidos como [0, 1, 1, 0], de modo que después de una BPSK (es decir con el mapeo de que un 0 se convierta en un -1 y un 1 se convierta en un 1) los símbolos se leen: [-1, -1, 1, 1, 1, 1, -1,-1].

[0148] Si el factor de fase mencionado para la repetición de símbolo se insertase, el cual es 90° aquí, entonces la secuencia piloto resulta: [-1, -j, 1, j, 1, j, -1, -j].

[0149] Este tipo de secuencia piloto ofrece la gran ventaja de que en una detección con submuestreo (véase la línea b en las fig. 7 a 10 respectivamente) se alcanza una variación de tiempo sobre la longitud de repeticiones R. Por lo tanto, el esfuerzo de cómputo de la detección en el receptor se puede reducir claramente.

[0150] La secuencia piloto se puede construir, por ejemplo, seleccionando una secuencia base de longitud L/R y repitiendo cada símbolo (R-1) veces. La résima repetición (r = 1, 2, ..., R-1) en cada subsecuencia se multiplica por un factor de fase en una configuración, donde 9r es libremente seleccionable entre 0 y 2 n .

[0151] Una ventaja sobre las secuencias piloto usadas anteriormente en el estado de la técnica consiste en que se pueden usar para la detección procedimientos con esfuerzos de procesamiento de señal significativamente reducidos.

[0152] La desventaja es la selección de secuencia limitada. A este respecto, las propiedades de ACF de toda la secuencia piloto también se pueden ajustar de manera menos óptima que con la selección libre de todos los símbolos. La experiencia ha mostrado, sin embargo, que los efectos sobre la estimación de frecuencia, tiempo y fase son despreciables.

[0153] Para mejorar aún más la detección de las secuencias piloto sobre el lado del receptor, en una configuración adicional del generador de señales 2 (véase la fig. 5) las secuencias piloto se proporcionan con símbolos suplementarios, se preceden y/o siguen por los bloques de símbolo de las repeticiones de los símbolos de secuencia base. Esto da como resultado secuencias piloto con repeticiones de símbolo que se preceden y/o anexan por símbolo(s).

[0154] En una configuración está previsto que una subsecuencia de longitud L-1 o L-2 de toda la secuencia piloto de longitud L a generar presente las propiedades descritas anteriormente. El requisito previo es que R sea un divisor de L-1 o L-2 como el número de símbolos de secuencia base por bloque de símbolos.

[0155] Para construir las secuencias piloto con los símbolos suplementarios, los símbolos de una secuencia base de longitud (L-1)/R o (L-2)/R son repetidos (R-1) veces, de modo que los símbolos estén disponibles R veces. A continuación se preceden o siguen un símbolo suplementario o varios (al menos dos) símbolos suplementarios.

[0156] Una ventaja consiste en que las propiedades de ACF de toda la secuencia piloto pueden adaptarse mejor a las propiedades ideales seleccionando libremente un símbolo límite o dos símbolos límite (como una designación alternativa para los símbolos suplementarios).

[0157] Una ventaja consiste en que se reduce la proporción de la secuencia base en toda la secuencia piloto. Esto va acompañado de una pérdida de relación de señal a ruido cuando el receptor es submuestreado (véase a continuación).

[0158] Si se usan generalmente x símbolos suplementarios para una longitud total de L símbolos de una secuencia piloto, entonces una subsecuencia de longitud (L-x) tiene la propiedad que resulta de los símbolos de secuencia base repetidos.

[0159] En los siguientes ejemplos de realización se trata respectivamente de dos símbolos suplementarios, los cuales tienen la forma 11, 00, 01 o 10. A este respecto, ambos símbolos suplementarios se preceden por los bloques de símbolos o ambos siguen a los bloques de símbolos o un símbolo suplementario se precede y el otro símbolo suplementario se sigue.

[0160] Debido a los símbolos suplementarios, el número de símbolos de las secuencias base se reduce simultáneamente para la longitud predeterminada de las secuencias piloto.

[0161] Para una longitud de la secuencia piloto con L = 8 con una sola repetición de cada símbolo de secuencia base (es decir, R = 2) y dos símbolos suplementarios, se requieren tres símbolos de secuencia que en una configuración tengan la siguiente forma: 001. Con los símbolos suplementarios 01, 10, 00, y 11 y los factores de fase resultan las siguientes secuencias piloto ventajosas, donde los símbolos suplementarios están separados respectivamente del núcleo real de la secuencia piloto, la cual es formada por los bloques de símbolo, por una línea vertical:

[0162] La Figura 9 muestra la magnitud respectiva de las funciones de correlación, donde las secuencias piloto correspondientes están junto al diagrama. Una línea a de la correlación completa está marcada y una línea b de la correlación parcial está marcada con R = 2. La línea punteada es la ACF del pulso básico de MSK, respectivamente.

[0163] Para una longitud de la secuencia piloto con L = 12 para una sola repetición de cada símbolo de secuencia base (en consecuencia R = 2) y dos símbolos suplementarios, se requieren cinco símbolos de secuencia base los cuales en una configuración tienen la siguiente forma: 00010 (es decir para los símbolos de secuencia base: a[0] = a[1] = a[2] = 0; a[3] = 1; a[4] = 0). Con los símbolos suplementarios 01, 10, 00 y 11 y los factores de fase resultan las siguientes secuencias piloto, donde los símbolos suplementarios están separados de los bloques de símbolo por una línea vertical como anteriormente:

continuación

[0164] La fig. 10 muestra la magnitud de las funciones de correlación, donde las secuencias piloto correspondientes están respectivamente junto al diagrama. Una línea a de la correlación completa y una línea b de la correlación parcial son marcadas con R = 2. La línea punteada es respectivamente la ACF del pulso básico de MSK.

[0165] A continuación, se describe el sistema de la fig. 5 y en particular los receptores 10, 20, 30 allí mostrados.

[0166] El receptor 10 de la fig. 5 adecuado al transmisor descrito 1 dispone de un dispositivo de evaluación de señales 11 el cual tiene aquí acceso a una memoria de datos interna 12.

[0167] El dispositivo de evaluación de señales 11 lleva a cabo en primer lugar una primera evaluación de las señales recibidas. Si, por ejemplo, se conoce que el transmisor 1 simplemente repite los símbolos de la secuencia base, entonces el dispositivo de evaluación de señales 11 únicamente muestrea cada segundo punto de la señal recibida o evalúa únicamente cada segunda muestra o únicamente muestras de la mitad del ciclo de símbolos (en el caso de una velocidad de muestreo mayor, se usa menos que cada segunda muestra). Esto da como resultado una secuencia piloto reducida que compara el dispositivo de evaluación de señales 11 con secuencias base almacenadas en la memoria de datos 12 (en una configuración de correlación cruzada). De este modo se produce un resultado de la evaluación que indica si la secuencia piloto reducida coincide con una secuencia base, es decir, si la secuencia piloto está presente del todo.

[0168] En el caso positivo, el dispositivo de evaluación de señales 11 somete la señal recibida a una segunda evaluación renovada aquí en particular, en la cual nuevamente se verifica si está presente la secuencia piloto. Para esto, la velocidad de muestreo se incrementa o se evalúan más muestras.

[0169] En conjunto, tiene lugar una reducción de la velocidad de correlación para la detección continua de una secuencia piloto.

[0170] A este respecto, en una configuración para la detección de una secuencia piloto se efectúa una modificación de los métodos conocidos (por ejemplo el método de correlación con desviación de frecuencia baja o procedimiento FFT a desviación de frecuencia desconocida) la cual presenta las siguientes características:

La correlación se lleva a cabo únicamente por cada RNésima (donde N es el factor de sobremuestreo y R es un número natural igual a la ocurrencia de los símbolos de la secuencia base o igual al número de repeticiones 1) muestra de la secuencia de muestras. Además, únicamente se usa cada RNésimo valor de la señal recibida filtrada para calcular las variables de decisión.

[0171] La longitud de correlación se reduce a la longitud de la secuencia base contenida en la secuencia piloto. Para las secuencias piloto descritas anteriormente, la correlación se reduce a valores de L/R. Para las secuencias piloto con símbolos suplementarios se reduce a (L-1)/R o (L-2)/R símbolos o generalmente a (L-x)/R símbolos para x símbolos suplementarios.

[0172] Una ventaja es la reducción del esfuerzo de procesamiento de señal en comparación con una correlación completa con un sobremuestreo de N veces.

[0173] Para el método de correlación descrito en el estado de la técnica (por ejemplo el método de correlación con desviación de frecuencia baja), el esfuerzo (medido en operaciones de punto flotante de valor real) se reduce en un factor de aproximadamente 1/(NR2). Para N = 2 y R = 2, el factor de reducción es por ejemplo 1/(2*22) = 1/8.

[0174] Para el método FFT descrito en el estado de la técnica, el esfuerzo se reduce aproximadamente en un factor de 1/(NR2) * {1 - 5ld(R)/(9+5ld(L))} cuando se usa una FFT de longitud L o L/R en correlación con la secuencia base. Para N = 2, R = 2 y L = 8, el factor de reducción es por ejemplo 1/10.

[0175] Una desventaja consiste en que se debe aceptar una cierta pérdida en la relación de señal a ruido (SNR) en la variable de decisión, puesto que se correlaciona con un número más pequeño de símbolos. La pérdida por frecuencias sin símbolos suplementarios es de aproximadamente 10logR dB, en consecuencia aproximadamente 3 dB a R = 2. Esta desventaja se puede compensar usando secuencias piloto correspondientemente más largas (exactamente R veces de longitud) o se usan varias subsecuencias.

[0176] Se recomienda llevar a cabo la estimación exacta de la desviación de frecuencia, los instantes de muestreo óptimos y fase en un segundo paso después de la detección sobre la base de la secuencia piloto completa con un sobremuestreo de N veces, donde en general N = 2 es suficiente. Para poder tener acceso a las muestras después de la detección, en una configuración se requiere un muestreo con un factor de sobremuestreo N ya durante la fase de detección. Como resultado, el ADC muestrea continuamente con una velocidad de muestreo de N/T valores por segundo. Durante la fase de detección, los esfuerzos de procesamiento de señales se reducen principalmente.

[0177] El receptor 20 de la fig. 5 dispone de un dispositivo de procesamiento 21. El dispositivo de procesamiento 21 está configurado para dividir la secuencia piloto de la señal recibida en al menos dos subáreas las cuales se solapan parcialmente. Cada subárea se correlaciona con subáreas de secuencias de referencia almacenadas en la memoria de datos 22. Los resultados parciales resultantes se combinan con un resultado total con respecto a la secuencia piloto de la señal recibida.

[0178] De este modo, la correlación parcial se extiende en esta configuración.

[0179] En [3] se describe un procedimiento para mejorar la detección bajo desviaciones de frecuencia de un telegrama con varias (sub-)secuencias piloto. A este respecto, una secuencia piloto se divide en varias subáreas, donde para cada subárea se lleva a cabo una correlación propia. La subdivisión de la secuencia piloto en subáreas o subsecuencias individuales se muestra en la fig. 11.

[0180] En la fig. 11 se encuentra una secuencia piloto designada por P entre dos secuencias de datos designadas por D. La secuencia piloto se divide en dos subáreas discretas, P1 y P2 y se suministra a la evaluación adicional.

[0181] En este método, sin embargo, se descarga una parte de la información que se encuentra entre las dos subáreas P1, P2.

[0182] Para mejorar la capacidad de detección se definen áreas de solapamiento entre sí. Por ejemplo, en la fig. 12 las dos partes de secuencia piloto de la fig. 11 se definen con un solapamiento. De este modo se incrementa la longitud de las dos partes de secuencia piloto.

[0183] Sin embargo, prolongando ambas partes se aumenta la susceptibilidad de detección a desviaciones de frecuencia. Para lograr un desempeño constante en comparación con las desviaciones de frecuencia, la longitud de las partes de la secuencia piloto debe seguir siendo igual.

[0184] En la fig. 13, por ejemplo, esto se implementa porque se divide la secuencia piloto en más de dos subáreas. En la configuración representada están presentes tres subáreas: P1, P2 y P3.

[0185] Los resultados parciales se suman de manera incoherente, de modo que las desviaciones de frecuencia tienen una influencia menor.

[0186] En una configuración adicional, se efectúa una normalización del área de solapamiento con correlación parcial.

[0187] Mediante la configuración descrita anteriormente se mejora el desempeño de la correlación contra el ruido en comparación con el método descrito en [3]. Sin embargo, si ocurren interferencias en el canal en el cual las señales se transmiten, se muestra un efecto negativo que se origina debido a las áreas de solapamiento.

[0188] Cada símbolo dentro de un área de solapamiento se usa al menos dos veces en una correlación, sin embargo, los símbolos fuera de las áreas de solapamiento solo se usan una sola vez. Por lo tanto, los símbolos dentro de las áreas de solapamiento se ponderan más que los símbolos fuera de ellas. Si una interferencia cae dentro de un área de solapamiento, esta tiene una mayor influencia que la que no cae dentro del área de solapamiento.

[0189] Para evitar esta problemática, en una configuración, los símbolos dentro de un área de solapamiento se les pondera más débilmente por medio de la normalización, o a los símbolos fuera de las áreas se les pondera más fuertemente. La ponderación depende por lo tanto de a cuántas subáreas pertenezca un símbolo.

[0190] A este respecto, los factores de ponderación dependen del número de subáreas seleccionadas y de las áreas de superposición.

[0191] El receptor designado con el signo de referencia 30 presenta un dispositivo de transformación, el cual determina respectivamente por separado una transformada de Fourier para al menos dos subsecuencias piloto de una secuencia piloto común o para al menos dos subpaquetes de la secuencia piloto. A este respecto, los subpaquetes están solapados o carecen de conexión.

[0192] El dispositivo de transformación 31 suma la transformada de Fourier determinada de manera incoherente y genera un resultado de adición con ayuda de las secuencias de referencia almacenadas aquí en una memoria de datos 32. El resultado de la adición permite generar entonces un resultado de evaluación para la secuencia piloto.

[0193] En una configuración, a este respecto se trata de una detección optimizada con un método de DFT en combinación con la correlación parcial y, por lo tanto, de una optimización del procedimiento mostrado en la fig. 4.

[0194] El principio básico del procesamiento del receptor se discute más abajo.

[0195] En el estado de la técnica se describe un procedimiento de FFT (método de DFT), el cual permite con poco esfuerzo computacional detectar la secuencia piloto a una desviación de frecuencia desconocida en el intervalo de -0,5 veces la velocidad de símbolo.

[0196] Una desventaja del método de DFT es que no se puede aplicar en correlación parcial o con una secuencia de sincronización distribuida. Este problema es evitado por el receptor comentado 30.

[0197] En lugar de llevar a cabo el cálculo de la DFT (FFT) sobre toda la secuencia de sincronización, se calculan DFT o FFT independientes para todas las subsecuencias de la correlación parcial (de este modo los subpaquetes de la secuencia piloto). El resultado total para la detección resulta de la adición no coherente de las líneas de frecuencia de las FFT o DFT individuales. Los ejemplos de adición no coherente son la adición absoluta, adición de cuadrados absolutos o una aproximación de esta metodología.

[0198] Como ventaja resulta que usando una FFT, la “correlación” se lleva a cabo en paralelo sobre varias frecuencias.

[0199] Al considerar más exactamente la operación de FFT (DFT) se muestra que una FFT lleva a cabo un desplazamiento de frecuencia (en paralelo o varias desviaciones diferentes). Esas líneas desviadas por frecuencia se adicionan entonces por medio de suma. El área de búsqueda de este método se sitúa a una velocidad de muestreo -0,5 (que corresponde a la velocidad de símbolo).

[0200] Si la resolución de la FFT no es lo suficientemente exacta, entonces en una configuración se realiza un relleno con ceros de los datos de entrada para la FFT/DFT. De este modo se incrementa el número de líneas de frecuencia de la FFT/DFT. En este caso deberá notarse aquí que los ceros se colocan ya al principio o al final de la FFT.

[0201] De forma alternativa al relleno con ceros se realiza una interpolación entre el máximo y los puntos vecinos en una configuración alternativa.

[0202] Por lo tanto, una ventaja es que, en comparación con el método de FFT convencional, aún se pueden detectar secuencias de sincronización divididas de manera relativamente fácil, puesto que la adición no coherente de las FFTs/DFTs elimina la necesidad de coherencia entre las secuencias de sincronización.

[0203] Las secuencias mencionadas en los ejemplos de realización se refieren a una modulación MSK como un ejemplo para el mapeo que posee las siguientes propiedades:

MSK con una precodificación (matlab “ sin-dif.” ):

[0204]

- rotación -pi/2 cada paso de tiempo (== derecha == en el sentido de las manecillas del reloj)

- rotación para los datos == 1: pi/2 == izquierda == en el sentido contrario de las manecillas del reloj

- para datos == 0: -pi/2 == derecha == en el sentido de las manecillas del reloj

[0205] La fig. 14 muestra la prescripción de reproducción de la modulación MSK. A este respecto, se muestran los posibles puntos de correlación de la MSK con precodificación (en MATLAB también conocido como MSK sin-dif).

[0206] Los símbolos a enviar se dividen por lo tanto en grupos de cuatro símbolos, donde el primer símbolo se transmite en el instante T0. En consecuencia, se selecciona el punto de constelación 1 0j para un cero binario en el instante T0 y el punto de constelación -1 0j para un uno binario. El instante T0 AT se selecciona para el siguiente símbolo. Los puntos de constelación de este modo dan como resultado 0 1j (uno binario) y 0 - 1j (cero binario). Para los siguientes dos instantes se realiza el cálculo de los puntos de constelación de la misma manera. Después de que han sido mapeado cuatro símbolos en los puntos de la constelación, se comienza de nuevo en el instante T0.

[0207] Aunque algunos aspectos se han descrito en relación con un dispositivo, se entiende que esos aspectos también representan una descripción del procedimiento correspondiente, de modo que un bloque o componente de un dispositivo también se puede entender como un paso de procedimiento correspondiente o como una característica de un paso de procedimiento. De forma análoga, los aspectos descritos en relación con o como un paso de procedimiento también representan una descripción de un bloque o detalle o característica correspondiente de un dispositivo correspondiente. Algunos o todos los pasos de procedimiento se pueden llevar a cabo por un aparato de hardware (o usando un aparato de hardware), como por ejemplo un microprocesador, un ordenador programable o un circuito electrónico. En algunos ejemplos de realización, algunos o varios de los pasos de procedimiento más importantes se pueden realizar por esos aparatos.

[0208] Dependiendo de ciertos requerimientos de implementación, los ejemplos de realización de la invención pueden estar implementados en hardware o en software o al menos parcialmente en hardware o al menos parcialmente en software. La implementación puede llevarse a cabo usando un medio de almacenamiento digital, como un disco flexible, un DVD, un disco BluRay, un CD, una memoria ROM, PROM, EPROM, EEPROM o FLASH, un disco duro u otra memoria magnética u óptica, en la que están almacenadas señales de control legibles electrónicamente que puedan cooperar o cooperan con un sistema informático programable, de tal manera que se lleva a cabo el procedimiento respectivo. Por lo tanto, el medio de almacenamiento digital puede ser legible por ordenador.

[0209] Algunos ejemplos de realización de acuerdo con la invención comprenden así un soporte de datos, que presenta señales de control legibles electrónicamente capaces de interactuar con un sistema informático programable, de modo que se lleve a cabo uno de los procedimientos aquí descritos.

[0210] En general, los ejemplos de realización de la presente invención pueden estar implementados como un producto de programa informático con un código de programa, donde el código del programa es efectivo para llevar a cabo uno de los procedimientos cuando el producto del programa informático se ejecute en un ordenador.

[0211] El código del programa también puede estar almacenado, por ejemplo, en un soporte legible por una máquina.

[0212] Otros ejemplos de realización comprenden el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos aquí descritos, donde el programa informático está almacenado en un soporte legible por una máquina. En otras palabras, un ejemplo de realización del procedimiento de acuerdo con la invención es de este modo un programa informático que presenta un código de programa para llevar a cabo uno de los procedimientos aquí descritos, cuando el programa informático se ejecuta en un ordenador.

[0213] Un ejemplo de realización adicional de los procedimientos de acuerdo con la invención es de este modo un soporte de datos (o un medio de almacenamiento digital o un medio legible por ordenador) en el cual se graba el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos aquí descritos. El soporte de datos o medio de almacenamiento digital o medio legible por ordenador es típicamente tangible y/o no volátil.

[0214] Un ejemplo de realización adicional del procedimiento de acuerdo con la invención es de este modo un flujo de datos o una secuencia de señales que representa o representan el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos aquí descritos. El flujo de datos o la secuencia de señales pueden estar configurados, por ejemplo, para transferirse vía un enlace de comunicación de datos, por ejemplo, vía la Internet.

[0215] Un ejemplo de realización adicional comprende un dispositivo de procesamiento, por ejemplo un ordenador o un dispositivo lógico programable, que está configurado o adaptado para llevar a cabo uno de los procedimientos aquí descritos.

[0216] Un ejemplo de realización adicional comprende un ordenador en el que está instalado el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos aquí descritos.

[0217] Un ejemplo de realización adicional de acuerdo con la invención comprende un dispositivo o un sistema que está diseñado para transmitir un programa informático a un receptor para llevar a cabo al menos uno de los procedimientos aquí descritos. La transmisión se puede realizar, por ejemplo, electrónica u ópticamente. El receptor puede ser, por ejemplo, un ordenador, un dispositivo móvil, un equipo de almacenamiento o un dispositivo similar. Por ejemplo, el dispositivo o sistema puede comprender un servidor de archivos para transmitir el programa informático al receptor.

[0218] En algunos ejemplos de realización se puede usar un dispositivo lógico programable (por ejemplo, una matriz de puertas programables en campo, FPGA) para llevar a cabo algunas o todas las funcionalidades de los procedimientos aquí descritos. En algunos ejemplos de realización, una matriz de puertas programables en campo puede cooperar con un microprocesador para llevar a cabo uno de los procedimientos aquí descritos. En general, en algunos ejemplos de realización, los procedimientos se llevan a cabo por parte de un dispositivo de hardware. Este puede ser hardware utilizable universalmente, como un procesador informático (CPU) o un hardware específico para el procedimiento, como un ASIC o, por ejemplo, un microprocesador, por ejemplo, en forma de una arquitectura ARM.

[0219] Los ejemplos de realización descritos anteriormente solo representan una ilustración de los principios de la presente invención. Se entiende que modificaciones y variaciones de las disposiciones y detalles aquí descritos saltarán a la vista de otros expertos en la materia. Por lo tanto, se pretende que la invención solo se limite por el alcance de protección de las siguientes reivindicaciones y no por las particularidades específicas que se han presentado aquí en la descripción y explicación de los ejemplos de realización.

Referencias

[0220]

[1] Z. Y. Choi y. H. Lee, “Frame synchronization in the presence of frequency offset,” Communications, IEEE transacciones en, vol. 50, n.° 7, págs. 1062-1065, 2002.

[2] Sust, M.K.; Kaufmann, R. F.; Molitor, F.; Bjornstrom, G.A.: Rapid acquisition concept for voice activated CDMA communication. En: IEEE Global Telecommunications Conference, 1990 vol. 3, 1990, págs. 1820#1826

[3] Solicitud de patente internacional “Optimized Preamble and Methods for Interference Robust Packet Detection for Telemetry Applications” (PCT/EP2016/057014)

[4] G. Kilian, H. Petkov, R. Psiuk, H. Lieske, F. Beer, J. Robert, y A. Heuberger, “ Improved coverage for lowpower telemetry systems using telegram splitting,” en los registros de la Conferencia Europea de 2013 Smart Objects, Systems and Technologies (SmartSysTech), 2013

[5] 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,” IEEE Transactions on Communications, vol. 63, n.° 3, págs. 949-961, Marzo 2015.

[6] Wolfgang Koch, Script del seminario sobre sincronización de receptores en Fraunhofer IIS, 10.06.2015 -15.06.2015

[7] Uwe Lambrette, Ralf Mehlan y Heinrich Meyr, Comparison of Demodulation Techniques for MSK, RWTH Aachen, https://www.ice.rwth-aachen.de/fileadmin/publications/Lambrette95TIRR.pdf, recuperado por última vez: 19.09.2016

[8] Kay, Steven M.: Fundamentals of Statistical Signal Processing: Detection theory. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall PTR, 1998. ISBN 9780135041352

[9] Umberto Mengali, Aldo N. D'Andrea: "Synchronization Techniques for Digital Receivers" Plenum Press, 1997, ISBN 0-306-45725-3

[10] Walter Kellermann: "Digital Signal Processing", script de lectura de WS 2016/17, Cátedra de Comunicación Multimedia y procesamiento de señales (LMS) de la Universidad Friedrich-Alexander Erlangen-Nuremberg.

[11] Steven M. Kay: „Fundamentals of Statistical Signal Processing - Vol. 2: Detection Theory“, Prentice Hall, 1998, ISBN: 0-13-345711-7

[12] Z. Y. Choi y. H. Lee, “Frame synchronization in the presence of frequency offset”, IEEE transacción de comunicaciones, vol. 50, n.° 7, págs. 1062-1065, 2002.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Transmisor (1),

donde el transmisor (1) está configurado para transmitir señales con respectivamente una secuencia piloto que presenta varios símbolos de secuencia piloto,

donde el transmisor (1) presenta un generador de señales (2),

donde el generador de señales (2) está configurado para proporcionar la secuencia piloto partiendo de una secuencia base que presenta varios símbolos de secuencia base,

donde el generador de señales (2) proporciona la secuencia piloto con L símbolos de secuencia piloto, en tanto que cada símbolo de secuencia base se repite R-1 veces en sucesión, de modo que cada símbolo de secuencia base está presente R veces,

donde L es un número natural, y

donde R es un número natural mayor que o igual a dos y es un divisor de L,

donde la secuencia base está configurada de modo que una correlación de la secuencia piloto con una señal de transmisión formada a partir de la secuencia piloto presenta un máximo principal tan estrecho como sea posible y/o un máximo secundario tan pequeño como sea posible,

caracterizado porque

la secuencia piloto presenta ocho o doce símbolos de secuencia piloto,

donde, en el caso de que la secuencia piloto presenta ocho símbolos de secuencia piloto, la secuencia base presenta una de las siguientes formas:

0010 o 1101 o 0100 o 1011, y

donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios;

donde, en el caso de que la secuencia piloto presenta doce símbolos de secuencia piloto, la secuencia base presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits:

000101, 001011, 001101, 010001, 111010, 110100, 110010o 101110, y

donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios.

2. Transmisor (1) de acuerdo con la reivindicación 1,

donde el generador de señales (2) genera bloques de símbolos en la secuencia piloto que comprenden respectivamente un símbolo de secuencia base y sus (R-1) repeticiones, y

donde el generador de señales (2) genera la secuencia piloto de modo que los bloques de símbolos de los símbolos de secuencia base sigan inmediatamente uno al otro en un orden de los símbolos de secuencia base dentro de la secuencia base.

3. Transmisor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2,

donde el generador de señales (2) en la secuencia piloto proporciona bloques de símbolos que comprenden respectivamente un símbolo de secuencia base y sus (R-1) repeticiones, y

donde el generador de señales (2) provee los símbolos de secuencia base con factores de fase, de modo que los factores de fase de la iésima ocurrencia respectiva de un símbolo de secuencia base en un bloque de símbolos son iguales para todos los bloques de símbolos, y

donde i es un número natural entre 1 y R.

4. Transmisor (1) de acuerdo con la reivindicación 3, donde los factores de fase son componentes de un alfabeto de modulación.

5. Transmisor (1) de acuerdo con la reivindicación 3 o 4,

donde, en el caso de que la secuencia piloto presenta ocho símbolos de secuencia piloto, la secuencia piloto presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits:

01011001, 10100110, 10011010, 01100101, 00001100, 11110011, 00110000, 11001111, y

donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia piloto binarios.

6. Transmisor (1) de acuerdo con la reivindicación 3 o 4,

donde, en el caso de que la secuencia piloto presenta doce símbolos de secuencia piloto, la secuencia piloto presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits:

000000110011 111111001100 o 1100110000 o 001100111111 o 010101100110 101010011001

011001101010 100110010101 o 000011001111 o 111100110000 o 010110011010 101001100101

000011110011 111100001100 o 110011110000 o 001100001111 o 010110100110 101001011001

011001011010 100110100101 o 001100000011 o 110011111100 o 110000001100 001111110011

011001010110 o 100110101001 o 011010100110 o 100101011001, y

donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia piloto binarios.

7. Transmisor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,

donde el generador de señales (2) proporciona la secuencia piloto de modo que la secuencia piloto presenta al menos un símbolo suplementario,

donde el generador de señales (2) proporciona bloques de símbolos en la secuencia piloto, que comprenden respectivamente un símbolo de secuencia base y sus (R-1) repeticiones, y

donde el generador de señales (2) proporciona la secuencia piloto, de modo que el al menos un símbolo suplementario precede o sigue los bloques de símbolos.

8. Transmisor (1) de acuerdo con la reivindicación 7,

donde el generador de señales (2) genera la secuencia piloto, de modo que la secuencia piloto presenta al menos dos símbolos suplementarios, y

donde el generador de señales (2) proporciona la secuencia piloto, de modo que al menos un símbolo suplementario de los al menos dos símbolos suplementarios precede los bloques de símbolos y al menos algún otro símbolo suplementario de los al menos dos símbolos suplementarios sigue los bloques de símbolos.

9. Transmisor (2) de acuerdo con la reivindicación 7 u 8,

donde al menos un símbolo suplementario o los al menos dos símbolos suplementarios están configurados de modo que una correlación de la secuencia piloto con una señal de transmisión formada a partir de la secuencia piloto presenta un máximo principal tan estrecho como sea posible y/o un máximo secundario tan pequeño como sea posible.

10. Transmisor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9,

donde, en el caso de que la secuencia piloto presenta ocho símbolos de secuencia piloto, la secuencia base presenta la forma 001 y están presentes dos bits suplementarios que juntos presentan una de las siguientes formas: 01 o 10 o 00 o 11, y

donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios y los símbolos suplementarios binarios.

11. Transmisor (1) de acuerdo con la reivindicación 10,

donde la secuencia piloto presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits:

00001101 o 11110010 o 10110000 o 01001111 o 01011000 o 10100111 o 00011010 o 11100101 o 01000011 o 10111100 o 11000010 o 00111101 o 00010110 o 11101001 o 01101000 o 10010111 o 10000110 o 01111001 o 01100001 o 10011110 o 00101100 o 11010011 o 00110100 o 11001011, y

donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia piloto binarios.

12. Transmisor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9,

donde, en el caso de que la secuencia piloto presenta doce símbolos de secuencia piloto, la secuencia base tiene la forma 00010 y están presentes dos bits suplementarios que juntos presentan una de las siguientes formas:

01 o 10 o 00 o 11, y

donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios y bits suplementarios binarios.

13. Transmisor (1) de acuerdo con la reivindicación 12,

donde la secuencia piloto presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits:

100000011001 o 011111100110 o 100110000001 o 011001111110 o 001010110011 o 110101001100 o 110011010100 o 001100101011 o 000000110010 o 111111001101 o 010011000000 o 101100111111 o 010101100111 o 101010011000 o 111001101010 o 000110010101 o 010000001100 o 101111110011 o 001100000010 o 110011111101 o 000101011001 o 111010100110 o 100110101000 o 011001010111, y donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia piloto binarios.

14. Procedimiento para transmitir señales,

donde las señales se transmiten con respectivamente una secuencia piloto que presenta varios símbolos de secuencia piloto,

donde la secuencia piloto se proporciona partiendo de una secuencia base que presenta varios símbolos de secuencia base,

donde los símbolos de secuencia piloto se proporcionan en tanto que cada símbolo de secuencia base se repite R-1 veces en sucesión, de modo que cada símbolo de secuencia base esté presente R veces, donde L es un número natural y donde R es un número natural mayor que o igual a dos y es un divisor de L; y

donde la secuencia base está configurada de modo que una correlación de la secuencia piloto con una señal de transmisión formada a partir de la secuencia piloto presenta un máximo principal tan estrecho como sea posible y/o un máximo secundario tan pequeño como sea posible,

caracterizado porque

la secuencia piloto presenta ocho o doce símbolos de secuencia piloto,

donde, en el caso de que la secuencia piloto presenta ocho símbolos de secuencia piloto, la secuencia base presenta una de las siguientes formas:

0010 o 1101 o 0100 o 1011, y

donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios; donde, en el caso de que la secuencia piloto presenta doce símbolos de secuencia piloto, la secuencia bases presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits:

000101, 001011, 001101, 010001, 111010, 110100, 110010 o 101110, y donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios.

15. Transmisor (1),

donde el transmisor (1) está configurado de modo que transmite señales con respectivamente una secuencia piloto que presenta varios símbolos de secuencia piloto,

caracterizado porque

la secuencia piloto presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits:

00001101 o 11110010 o 10110000 o 01001111 o 01011000 o 10100111 o 00011010 o 11100101 o 01000011 o 10111100 o 11000010 o 00111101 o 00010110 o 11101001 o 01101000 o 10010111 o 10000110 o 01111001 o 01100001 o 10011110 o 00101100 o 11010011 o 00110100 o 11001011, y

donde los ceros y unos son respectivamente los bits de secuencia base binarios.

16. Procedimiento para transmitir señales,

donde las señales se transmiten con respectivamente una secuencia piloto que presenta varios símbolos de secuencia piloto,

caracterizado porque

la secuencia piloto presenta una de las siguientes formas o formas obtenidas de las mismas invirtiendo el orden de los bits:

00001101 o 11110010 o 10110000 o 01001111 o 01011000 o 10100111 o 00011010 o 11100101 o 01000011 o 10111100 o 11000010 o 00111101 o 00010110 o 11101001 o 01101000 o 10010111 o 10000110 o 01111001 o 01100001 o 10011110 o 00101100 o 11010011 o 00110100 o 11001011, y

donde los ceros y unos son respectivamente bits de secuencia base binarios.

17. Programa informático con un código de programa para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16.