ITMI20131108A1 - Metodo, apparecchiatura e sistema di ricostruzione di terne di segnali trasmessi su ponti radio mimo a tre antenne per polarizzazione di trasmissione - Google Patents
Metodo, apparecchiatura e sistema di ricostruzione di terne di segnali trasmessi su ponti radio mimo a tre antenne per polarizzazione di trasmissioneInfo
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Description
Formano oggetto del presente trovato un metodo e un'apparecchiatura per la ricostruzione di segnali trasmessi in modulazione su un unico canale di ponti radio di breve tratta ad antenne multiple e ingresso/uscita di canale multipli (MIMO).
E' nota, nel settore tecnico delle telecomunicazioni, la necessità di disporre di sistemi di trasmissione con sempre maggiore capacità a parità di banda disponibile. Tali sistemi sono in particolare sempre più richiesti ad esempio in ambito urbano e per tratte brevi, per fornire agli utenti servizi dati e collegamenti ad internet via radio (wireless) e ad alta velocità.
Oltre a ciò, per servire gli utenti, è anche necessario implementare una rete di interconnessione tra le stazioni base; rete che viene normalmente realizzata mediante collegamenti in ponte radio anch'essi di lunghezza ridotta (generalmente inferiore a 5km) tra due punti fissi. Queste ultime tratte dette anche "brevi" (o "urbane") presentano la caratteristica di offrire un canale con mezzo trasmissivo che si può considerare tempo-invariante: vale a dire tale da poter essere considerato omogeneo e costante nel tempo, in quanto i fenomeni che incidono sulla propagazione dei segnali, (prevalentemente legati alle multitraiettorie da stratificazione dell'aria e quindi alle condizioni atmosferiche) , non riescono a produrre variazioni tali da alterare la geometria impostata per la propagazione in ponte radio.
Una tecnica nota per aumentare l'informazione trasmessa su tali ponti radio prevede di utilizzare, per la propagazione dei segnali, onde elettromagnetiche tra loro discriminabili per modo e/o per polarizzazione di trasmissione (ad esempio orizzontale/verticale, circolare oraria/antioraria o equivalenti) su antenne multiple che trasmettono segnali isofrequenziali, i quali risultano intrinsecamente tali da consentire un certo grado di discriminazione per il loro riconoscimento in ricezione (e.g. trasmissione cross-polare).
Una ulteriore tecnica nota per realizzare ponti radio di breve tratta ad aumentata capacità trasmissiva, sfruttando la tempo-invarianza del mezzo trasmissivo che caratterizza tali tratte brevi, utilizza una configurazione di antenne secondo lo schema illustrato nell'allegata figura 1, che prevede due antenne ATI e AT2 trasmittenti poste ad una distanza relativa "d", che trasmettono, con la stessa polarizzazione (trasmissione co-polare) , un rispettivo segnale txl,tx2, utilizzando, entrambe, lo stesso canale radio, sulla stessa frequenza di portante (generalmente in bande a microonde) e verso due antenne riceventi, AR1,AR2, poste ad una distanza L (possibilmente di alcuni chilometri, ma normalmente inferiore a circa 20 Km) dalle rispettive antenne di trasmissione AT1,AT2 e ad una distanza tra loro tipicamente, ma non obbligatoriamente, ancora pari a "d": in tale caso i segnali ricevuti dalle singole antenne si definiscono in interferenza totale, cioè segnali compositi, non più intrinsecamente discriminabili in ricezione nelle componenti utile ed interferente, ma che richiedono appropriate tecniche di riconoscimento e separazione.
Secondo tale tecnica, i segnali trasmessi txl,tx2 sono generati da un rispettivo blocco funzionale modulatore/trasmettitore MT1,MT2, convenzionale, che ha in ingresso un rispettivo segnale sorgente D1,D2 in banda base.
Facendo riferimento ai punti di fuoco di ciascuna antenna, le due coppie di antenne trasmittenti/riceventi devono essere disposte in modo tale che:
la distanza L tra le antenne trasmittenti AT1,AT2 e le corrispondenti antenne riceventi AR1,AR2 (nel seguito anche "percorso utile") sia uguale e di tipo "breve" o "urbano" (tipicamente inferiore a 20Km), cioè inferiore alla distanza alla quale, alla frequenza di trasmissione (in particolare frequenze delle microonde), il mezzo trasmissivo cessa di essere considerabile come tempo-invariante; e che:
le distanze relative tra ciascuna antenna trasmittente AT1;AT2 e l'altra antenna ricevente AR2;AR1 (nel seguito anche "percorso interferente") siano tra loro uguali; in caso di diversità limitate è noto che esistano tecniche di compensazione.
Con tale configurazione del ponte radio si determina, in ricezione, una interferenza relativa tra i segnali trasmessi, tale per cui ciascuna delle antenne riceventi AR1,AR2 riceve un relativo segnale rxl;rx2 rispettivamente contenente:
il segnale utile txl;tx2 trasmesso dalla propria antenna ATl;AT2 ed
il segnale interferente tx2;txl trasmesso dall'altra antenna AT2;AT1;
tali segnali utile ed interferente presentano la stessa intensità (condizioni di interferenza totale) e uno sfasamento recìproco cpo costante nel tempo che corrisponde allo sfasamento (cpo) introdotto dalla differenza di lunghezza tra il percorso utile (AT1-AR1; AT2-AR2) e quello nel ruolo di interferente ("percorso interferente" AT1-AR2; AT2-AR1) compiuti da ciascun segnale trasmesso (txl;tx2), alla frequenza della portante.
Tale sfasamento è dunque funzione della geometria fissa del ponte radio, in particolare della differenza di lunghezza tra il percorso interferente (ATl-AR2=AT2-ARI) ed il percorso utile (AT1-AR1=AT2-AR2) di ciascun segnale trasmesso sul ponte radio avente per vertici le quattro antenne ATI,AT2,ARI,AR2, e della lunghezza d'onda λ della portante.
Con questa configurazione è possibile, grazie alla A Λ geometria fissa della tratta e purché lo sfasamento relativo introdotto sia superiore a 10°, o comunque al r valore accettato come limite di degrado del segnale ricevuto, implementare procedimenti di cancellazione della componente interferente del segnale ricevuto su ciascuna antenna, impartendo, in funzione della geometria impostata, opportuni sfasamenti ai segnali (rxl,rx2) ricevuti dalle diverse antenne e sommando o sottraendo opportunamente gli stessi tra loro così da ottenere i soli segnali utili.
Un caso particolare delle tecniche di trasmissionericezione sopra descritte è noto da MI2009A1431 a nome della stessa attuale Richiedente in cui viene descritta una particolare applicazione di riuso del canale tramite trasmissione cosiddetta "in interferenza totale", che utilizza una geometria di ponte radio particolarmente vantaggiosa definita dalla relazione [("percorso interierente"-"percorso utile")=λ/4] al fine di ottenere un procedimento di cancellazione della componente interferente particolarmente veloce ed economico.
Sebbene funzionali tali tecniche note sono tuttavia applicabili solo a ponti radio che presentano un massimo di due antenne trasmittenti per ciascuna polarizzazione di trasmissione.
Si pone pertanto il problema tecnico di mettere a punto un metodo ed un sistema di telecomunicazione a radiofrequenza o microonde atti a consentire in modo particolarmente semplice ed economico di aumentare ulteriormente, rispetto alla tecnica nota, la capacità di trasmissione dati su ponti radio del tipo MIMO a breve tratta, sui quali vengono trasmessi segnali modulati multipli, isofrequenziali e co-polari, consentendo, in ricezione, la separazione delle componenti utili da quelle interferenti dei segnali ricevuti da antenne riceventi multiple dei detti ponti radio.
Si richiede inoltre che tali metodo e sistema consentano di aumentare ulteriormente la capacità trasmissiva dei ponti radio MIMO di breve tratta a due antenne trasmittenti-riceventi per polarizzazione, implementando migliorie che permettano di aumentare la capacità e/o l'affidabilità del canale di trasmissione, senza variare il posizionamento delle antenne pre-esistenti
E' inoltre auspicabile che tale aumento di capacità non penalizzi l'affidabilità del collegamento.
Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da un metodo di ricostruzione di segnali secondo le caratteristiche di rivendicazione 1, da una corrispondente apparecchiatura secondo le caratteristiche di rivendicazione 11 e da un sistema di telecomunicazione secondo le caratteristiche di rivendicazione 17.
Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di esempi non limitativi di attuazione del metodo, dell'apparecchiatura e del sistema secondo il presente trovato, effettuata con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra: in figura 1 : lo schema di una configurazione di ponte radio MIMO a due antenne trasmittenti/riceventi per polarizzazione secondo tecnica nota;
in figura 2 : lo schema di una prima forma di attuazione di un sistema di telecomunicazione MIMO a 3 antenne trasmittenti/riceventi per polarizzazione secondo il presente trovato;
in figura 3 : lo schema a blocchi di una prima forma di attuazione del lato ricevitore di un sistema MIMO a 3 antenne secondo il trovato con il dettaglio di un esempio di realizzazione dell'apparecchiatura di ricostruzione secondo il trovato;
in figura 4: lo schema a blocchi di una seconda forma di attuazione del lato ricevitore di un sistema MIMO a 3 antenne secondo il trovato con il dettaglio di un secondo esempio di realizzazione dell'apparecchiatura di ricostruzione secondo il trovato;
Un esempio di sistema di telecomunicazione secondo il presente trovato comprende un ponte radio con la struttura illustrata in fig. 2, che prevede tre coppie di antenne di trasmissione-ricezione AT1-AR1;AT2-AR2;AT3-AR3 per ogni polarizzazione di trasmissione; le tre coppie di antenne trasmittenti e riceventi sono disposte in modo tale che:
a) la distanza L tra ciascuna antenna trasmittente AT1,AT2,AT3 e la rispettiva antenna ricevente AR1,AR2,AR3 sia uguale alle altre e tale per cui, alla frequenza di trasmissione, i fenomeni che incidono sulla propagazione dei segnali non producono variazioni tali da alterare la geometria impostata per la propagazione in ponte radio;
b) la distanza d/2 fra la prima antenna trasmittente ATI e la seconda antenna trasmittente AT2 sia uguale alla distanza fra la detta seconda antenna trasmittente AT2 e la terza antenna trasmittente AT3; e
c) la distanza d tra la prima ATI e la terza AT3 antenna trasmittente sia pari al doppio di detta distanza d/2 tra la prima ATI e la seconda AT2 e tra la seconda AT2 e la terza AT3 antenna trasmittente; Per semplicità verrà inizialmente descritto un esempio di attuazione in cui è presente una singola polarizzazione di trasmissione, e quindi una singola terna di antenne trasmittenti e riceventi; la potenza di trasmissione verrà inoltre ipotizzata uguale per le tre antenne trasmittenti ATl,AT2,AT3, l'invenzione non è tuttavia limitata in tal senso.
Ciascuna antenna trasmittente AT1,AT2,AT3 trasmette un rispettivo segnale txl,tx2,tx3 generato da un rispettivo blocco modulatore/trasmettitore MT1,MT2,MT3, convenzionale, che riceve in ingresso un rispettivo segnale dati sorgente D1,D2,D3 di banda base; nell'esempio illustrato si suppone, per comodità di descrizione, che i valori assunti da txl,tx2,tx3 negli opportuni istanti di simbolo siano esattamente sovrapponibili ai corrispondenti simboli di informazione dei segnali D1,D2,D3 sorgente, e che i segnali trasmessi txl,tx2,tx3 non contengano quindi componenti di rumore aggiunte rispetto ai segnali sorgente Dl,D2,D3.
Il segnale txl trasmesso dalla prima antenna ATI:
propaga verso la prima antenna ARI sul proprio percorso primario di lunghezza L e viene ricevuto dalla prima antenna ricevente ARI;
propaga verso la seconda antenna AR2 sul percorso interferente AT1-AR2 e viene ricevuto dalla seconda antenna ricevente AR2 con un primo sfasamento (ritardo) relativo a;
propaga verso la terza antenna AR3 ricevente sul percorso interferente AT1-AR3 e viene ricevuto dalla terza antenna ricevente AR3 avendo accumulato un ritardo rispetto alla propagazione sul percorso primario corrispondente ad un secondo sfasamento relativo β.
Il segnale tx2 trasmesso dalla seconda antenna AT2: propaga verso la seconda antenna ricevente AR2 sul rispettivo percorso primario di lunghezza L e viene ricevuto dalla seconda antenna AR2;
propaga verso la prima antenna ricevente ARI sul percorso interferente AT2-AR1 e viene ricevuto dalla stessa con uno sfasamento relativo pari al primo sfasamento a;
propaga verso la terza antenna ricevente AR3 sul percorso interferente AT2-AR3 e viene ricevuto dalla stessa con uno sfasamento relativo pari al primo sfasamento a.
Analogamente a quanto illustrato per il segnale txl trasmesso dalla prima antenna ATI, il segnale tx3 trasmesso dalla terza antenna trasmittente AT3:
propaga verso la terza antenna ricevente AR3 sul proprio percorso primario di lunghezza L e viene ricevuto dalla terza antenna ricevente AR3;
propaga verso la seconda antenna ricevente AR2 sul percorso interferente AT3-AR2 e viene ricevuto dalla seconda antenna ricevente AR2 con uno sfasamento relativo pari al primo sfasamento relativo a;
propaga verso la prima antenna ricevente ARI sul percorso interferente AT3-AR1 e viene ricevuto dalla prima antenna ricevente ARI con uno sfasamento relativo pari al secondo sfasamento β.
Detti primo a e secondo β sfasamenti tra i segnali utili e i segnali interferenti sono funzione della geometria impostata per il ponte radio, il secondo sfasamento β essendo sempre maggiore (in radianti) del primo sfasamento a.
Con tale configurazione le tre antenne riceventi AR1,AR2,AR3 ricevono ciascuna un rispettivo segnale rxl,rx2,rx3 così costituito:
-) la prima antenna ricevente ARI presenta in uscita un segnale rxl somma:
--) del primo segnale utile txl trasmesso dalla rispettiva antenna ATI;
--) di un primo segnale interferente tx2*exp(ja) corrispondente al segnale tx2 trasmesso dalla seconda antenna AT2 e ricevuto con sfasamento relativo pari ad a rispetto a detto segnale utile txl ricevuto;
--) di un secondo segnale interferente 1χ3*βχρ(]β) corrispondente al segnale tx3 trasmesso dalla terza antenna AT3 e ricevuto con sfasamento relativo pari a β rispetto a detto segnale utile txl ricevuto;
-) la seconda antenna ricevente AR2 presenta in uscita un segnale rx2 somma:
--) del secondo segnale utile tx2 trasmesso dalla rispettiva antenna AT2 trasmittente;
--) di un primo segnale interferente txl*exp(ja) corrispondente al segnale trasmesso dalla prima antenna ATI e ricevuto con sfasamento relativo pari ad a rispetto a detto segnale utile tx2 ricevuto;
--) di un secondo segnale interferente tx3*exp (ja) corrispondente al segnale tx3 trasmesso dalla terza antenna AT3 e ricevuto con sfasamento relativo pari ad a rispetto a detto segnale utile tx2 ricevuto dalla seconda antenna ricevente AR2;
-) la terza antenna ricevente AR3 presenta in uscita un segnale rx3 somma:
--) del terzo segnale utile tx3 trasmesso dalla rispettiva antenna AT3 trasmittente;
--) di un primo segnale interferente tx2*exp(ja) corrispondente al segnale tx2 trasmesso dalla seconda antenna AT2 e ricevuto con sfasamento relativo pari ad a rispetto a detto segnale utile tx3 ricevuto dalla terza antenna trasmittente;
--) di un secondo segnale interferente txl*exp(jp) corrispondente al segnale txl trasmesso dalla prima antenna ATI trasmittente e ricevuto con sfasamento relativo pari a β rispetto a detto segnale utile tx3 ricevuto da AR3.
In tali condizioni il metodo di ricostruzione secondo il presente trovato prevede almeno le seguenti fasi: calcolo del segnale complesso coniugato rx2* del segnale rx2 ricevuto dalla seconda antenna AR2;
sfasamento di detto segnale complesso coniugato rx2* di una quantità pari al primo sfasamento a con ottenimento di un segnale complesso coniugato sfasato rx2*exp (ja);
sottrazione del detto segnale rx2*exp(ja) complesso coniugato sfasato di a dal segnale rxl ricevuto dalla prima antenna ricevente ARI con generazione di un segnale ricostruito tx3 comprendente solo componenti tx3 provenienti dalla terza antenna trasmittente AT3;
sottrazione del detto segnale rx2*exp(ja) complesso coniugato sfasato di a dal segnale rx3 ricevuto dalla terza antenna con generazione di un segnale ricostruito txl comprendente solo le componenti (txl) provenienti dalla prima antenna trasmittente ATI;
stima D1<A>del valore del segnale trasmesso (DI,txl) dalla prima antenna trasmittente ATI sulla base del segnale ricostruito txl comprendente solo le componenti (txl) provenienti dalla prima antenna trasmittente ATI;
stima D3<A>del valore del segnale trasmesso (D3,tx3) dalla terza antenna trasmittente AT3 sulla base del segnale ricostruito tx3 comprendente solo le componenti (tx3) provenienti dalla terza antenna trasmittente AT3;
sottrazione rx2- (Dl<A>exp (ja)+D3<A>exp (ja) dal segnale rx2 ricevuto dalla seconda antenna ricevente AR2 della somma di detti segnali D1<A>,D3<A>stima, ciascuno preventivamente sfasato di una quantità pari al primo sfasamento a, con ricostruzione tx2 del segnale (D2,tx2) trasmesso dalla seconda antenna trasmittente AT2 .
Preferibilmente il metodo prevede la stima D2<A>del valore del segnale trasmesso (D2,tx2) dalla seconda antenna trasmittente AT2 a partire da detto segnale ricostruito tx2 tramite la sottrazione rx2-(Dl<A>exp (ja)+D3<A>exp (ja).
Vantaggiosamente, in una forma di attuazione preferita, la detta stima Dl<A>,D3<A>del primo segnale trasmesso (Dl,txl) e del terzo segnale trasmesso (D3,tx3) è effettuata tramite una operazione non lineare attuata da un rispettivo blocco stimatore (134;114).
Il metodo secondo il trovato può essere attuato con diverse combinazioni di tecniche digitali in banda base e/o di tecniche analogiche alla frequenza di trasmissione o a frequenza intermedia, come apparirà chiaro dalla successiva descrizione di alcuni esempi preferiti di apparecchiatura che attua il metodo secondo il trovato.
In fig. 3 è illustrato un primo esempio di attuazione di un'apparecchiatura 100 per la ricostruzione della terna di segnali D1,D2,D3 trasmessi mediante txl,tx2,tx3 a partire dai segnali rxl,rx2,rx3 in uscita dalle rispettive tre antenne riceventi AR1,AR2,AR3 del ponte radio. In questa prima forma di attuazione preferita i tre segnali rxl,rx2,rx3 ricevuti ad alta frequenza sono preliminarmente inviati a rispettivi blocchi MR1,MR2,MR3 di ricezione/demodulazione verso la banda base e una volta demodulati inviati a rispettivi convertitori che convertano i segnali analogici in segnali digitali Drxl,Drx2,Drx3 da inviare in ingresso all'apparecchiatura 100 secondo il trovato.
Poiché le potenze dei segnali txl,tx2,tx3 trasmessi sono uguali, risulta uguale anche la potenza dei tre segnali ricevuti rxl,rx2,rx3 e delle rispettive componenti primarie ed interferenti, è comunque preferibilmente previsto che l'ampiezza dei segnali ricevuti dalle antenne AR1,AR2,AR3 sia equilizzata tramite rispettivi moduli ACG (Automatic Gain Control) (non mostrati in figura) posti in cascata alle antenne riceventi stesse.
In ricezione, il secondo segnale rx2, contenente una componente di rumore n2, ricevuto dalla seconda antenna ricevente AR2 è inviato ad uno stadio 120 di conversione dello stesso nel suo complesso coniugato, stadio che fornisce in uscita un segnale rx2* di potenza (di segnale e di rumore) invariata, ma che è il complesso-coniugato del segnale in ingresso rx2; detto segnale rx2* complesso-coniugato viene quindi posto in ingresso ad uno stadio sfasatore 121 che fornisce in uscita un segnale rx2*-exp(ja) corrispondente al segnale in ingresso rx2*, sfasato rispetto a quest'ultimo di uno sfasamento a.
Il primo segnale rxl proveniente dalla prima antenna ricevente ARI, contenente una componente di rumore ni, e il segnale complesso-coniugato sfasato rx2*-exp(ja) sono inviati in ingresso ad un circuito sottrattore 112, che esegue la differenza [rxl-(rx2*<■>exp (ja))] tra i due segnali, fornendo in uscita un segnale ricostruito tx3 che contiene solo due componenti tx3 del segnale trasmesso dalla terza antenna AT3, sfasate l'una rispetto all'altra (di un angolo Π-β) e tali che la loro somma vettoriale corrisponde ad un segnale tx3=Gtx3 (+N3) corrispondente al solo segnale tx3 trasmesso dalla terza antenna AT3, moltiplicato per un fattore di guadagno/attenuazione G dipendente dall'angolo di sfasamento β, a cui è sommata una componente di rumore (N3) derivata dalle sole componenti di rumore ni e n2 dei segnali rxl,rx2 ricevuti rispettivamente dalla prima ARI e seconda AR2 antenna ricevente. La ricostruzione del segnale tx3 trasmesso dalla terza antenna trasmittente AT3 avviene pertanto con una somma a soli due addendi ed è quindi soggetta ai soli due contributi di rumore nl,n2 principalmente dovuti rispettivamente al primo e al secondo modulo di ricezione/demodulazione MR1;MR2 associati alla prima ATI e alla seconda AT2 antenna ricevente .
Il segnale tx3 ricostruito dallo stadio sottrattore 112 è quindi passato ad un blocco decisore 114 che effettua l'operazione non lineare di stima del valore trasmesso (tx3,D3) del segnale; operazione che, se il contributo del rumore N3 non è tale da determinare un errore di stima, fornisce in uscita dal blocco decisore 114 un segnale D3<A>stimato corrispondente al segnale sorgente D3 di banda base originale trasmesso (tx3) dalla terza antenna trasmittente AT3. Preferibilmente il segnale tx3 ricostruito dallo stadio sottrattore 112 è preliminarmente passato ad un controllore automatico di guadagno AGC che equalizza ad un valore prestabilito l'ampiezza amplificata/attenuata dal fattore G del segnale.
Analoga operazione viene effettuata sul segnale rx3 ricevuto dalla terza antenna ricevente AR3:
il segnale rx3 ricevuto dalla terza antenna ricevente AR3, contenente una rispettiva componente di rumore n3, introdotta per la maggior parte dal modulo di ricezione/demodulazione MR3, e il segnale complesso coniugato sfasato rx2*-exp(ja) proveniente dal modulo sfasatore 121 sono inviati in ingresso ad un circuito sottrattore 132, che esegue la differenza [rx3-(rx2*<■>exp (ja))] tra i due segnali, fornendo in uscita un segnale ricostruito txl che contiene solo due componenti del segnale txl trasmesso dalla prima antenna ATI in sfasamento relativo (Π-β) l'una rispetto all'altra; componenti del primo segnale txl la cui somma vettoriale corrisponde ad un segnale txl=Gtxl (+N1) corrispondente al solo segnale txl trasmesso dalla prima antenna ATI, moltiplicato per un fattore di guadagno/attenuazione G dipendente dall'angolo di sfasamento β, cui è sommata una componente di rumore NI derivata dalle sole componenti di rumore n3 e n2, guindi ancora con solo due contributi di rumore.
Il segnale txl ricostruito dallo stadio sottrattore 132 è quindi passato ad un blocco decisore 134 che effettua l'operazione non lineare di stima del valore trasmesso da txl del segnale (Di), operazione che, se il contributo del rumore Ni non è tale da determinare un errore nella stima del valore trasmesso, fornisce in uscita dal blocco decisore 134 un segnale D1<A>stimato corrispondente al segnale sorgente DI di banda base originale trasmesso txl in modulazione dalla prima antenna ATI. Preferibilmente il segnale txl ricostruito dallo stadio sottrattore 132 è preliminarmente passato ad un AGC che equalizza ad un valore prestabilito l'ampiezza amplificata/attenuata dal fattore G del segnale. P Infine il segnale rx2 ricevuto dalla seconda antenna AR2 e contenente la componente di rumore n2 è posto in ingresso ad uno stadio sottrattore 122 che sottrae a detto segnale rx2 la somma dei due segnali D1<A>,D3<A>stimati provenienti dai blocchi decisori 114,134, e quindi privi di componenti di rumore, ciascuno dei quali è stato preliminarmente sfasato del primo sfasamento a all'interno di un rispettivo blocco sfasatore 1221;1223, lo stadio sottrattore 122 esegue quindi l'operazione vettoriale: rx2-(Dl<A>+D3<A>)=tx2
e fornisce in uscita un segnale ricostruito tx2 del segnale tx2,D2 trasmesso dalla seconda antenna trasmittente AT2. L'operazione di ricostruzione del segnale tx2 trasmesso dalla seconda antenna AT2 è pertanto soggetta alla sola componente di rumore n2 della seconda antenna ricevente AR2, infatti se i segnali stimati D1<A>e D3<A>sono stati correttamente ricostruiti, a rx2 vengono sottratte componenti Dl<A>exp (ja);D3<A>exp (ja) prive di rumore ed esattamente uguali alle stesse componenti interferenti (D1;D3) insite in rx2, operazione altrimenti non possibile se si fossero usati, in modo lineare, i segnali rxl,rx3 ricevuti dalla prima e terza antenna trasmittente AT1;AT3 .
Il segnale ricostruito tx2 non è pertanto soggetto ad alcun fattore di guadagno/attenuazione G e viene così trasferito a un blocco stimatore 124, simile ai due 114,134 già descritti, per ottenere un segnale D2<A>stimato corrispondente al segnale D2 sorgente di banda base originario.
In uscita dall'apparecchiatura 10 sono quindi disponibili i tre segnali D1,D2,D3 originali di banda base trasmessi in modulazione txl,tx2,tx3 sul ponte radio.
Essendo noti, nella tecnica di elaborazione numerica dei segnali, i circuiti e i calcoli necessari per realizzare le funzioni specificate in questa apparecchiatura, ci si limita a proporre lo schema di princìpio che mostra un esempio dei blocchi funzionali necessari a realizzare la separazione dei segnali ricevuti e la soppressione delle rispettive componenti interferenti .
Un vantaggio dell'apparecchiatura descritta in questa prima forma di attuazione è che il primo e il terzo segnale txl,tx3 trasmessi, vengono ricostruiti txl,tx3 effettuando la somma lineare tra due soli segnali (rxl/rx3 e rx2+exp (ja)), limitando pertanto il rumore sovrapposto ai segnali ricostruiti stessi txl,tx3 alla somma dei contributi di rumore di soli due ricevitori/demodulatori (MRl,MR2; MR3,MR2). Ciò rende più affidabile la successiva stima D1<A>;D3<A>del valore trasmesso txl;tx3,DI;D3 a partire da detti segnali ricostruiti txl,tx3.
Con riferimento alla Fig. 4, viene illustrato un secondo esempio di attuazione di un sistema di comunicazione con tre coppie di antenne trasmittentiriceventi per polarizzazione di trasmissione, in cui alcune operazioni dell'apparecchiatura che attua il metodo di ricostruzione secondo il trovato vengono effettuate alla frequenza di trasmissione (generalmente a microonde) . In questo caso, le operazioni di calcolo del complesso coniugato e sfasamento del segnale rx2 ricevuto dalla seconda antenna ricevente AT2 e di sottrazione di detto segnale complesso coniugato sfasato rx2*[exp (ja)] dal segnale rxl ricevuto dalla prima antenna ricevente ARI e dal segnale rx3 ricevuto dalla terza antenna ricevente AR3 vengono effettuate alla frequenza di trasmissione, a monte della demodulazione e conversione in digitale. Benché i blocchi funzionali 120,121,112,132 dell'apparecchiatura 1100 eseguano le stesse funzioni logiche di quelli illustrati in relazione alla prima forma di realizzazione di fig. 3, le stesse operazioni vengono direttamente operate in analogico sui segnali rxl,rx2,rx3 di alta frequenza ricevuti dalle antenne AR1,AR2,AR3. Le tecniche di implementazione analogica di tali blocchi funzionali (ad esempio tramite circuiti passivi quali ritardatori e sfasatori a π/2 dei segnali ricevuti rxl,rx2,rx3) essendo parimenti ben note nella tecnica.
Tale forma di attuazione presenta l'ulteriore vantaggio che i segnali ricostruiti txl,tx3 del primo (txl,Dl) e del terzo (tx3,D3) segnale trasmesso presentano rispettiva componente di rumore N1,N3 proveniente unicamente dal rispettivo modulo di ricezione/demodulazione MR1;MR3; la stima D3<A>;Dl<A>all'interno dei rispettivi blocchi stimatori 114;134 sarà pertanto influenzata dal solo contributo di rumore del rispettivo modulo ricevitore/demodulatore MR1;MR3, quindi intrinsecamente con un miglioramento del rapporto segnale/rumore S/N rispetto alla precedente elaborazione. Benché i circuiti analogici necessari a tale implementazione risultino più complessi e con maggiori perdite della soluzione di fig.3 tali inconvenienti sono facilmente compensabili con tecniche note.
Risulta anche alla portata dell'esperto applicare le stesse operazioni a segnali che, a seguito della ricezione da parte delle tre antenne riceventi ARI,AR2,AR3 , siano portati ad una frequenza intermedia tramite rispettivi moduli di down-conversion noti nel settore delle telecomunicazioni, soluzione che tuttavia elimina il sopra-citato vantaggio del singolo contributo di rumore in fase di ricostruzione.
Risulta pertanto come il metodo e l'apparecchiatura secondo il trovato consentano di ricostruire segnali modulati trasmessi ad alta frequenza su un unico canale in ponte radio MIMO di breve tratta a tre antenne per polarizzazione di trasmissione in modo semplice e utilizzando pochi circuiti convenzionali. Secondo una forma preferita di attuazione si prevede che gli stadi sfasatori siano di tipo variabile per consentire la messa a punto statica dell'apparecchiatura al momento dell'attivazione.
Oltre a ciò gli sfasatori possono essere nella pratica implementati in associazione a mezzi di calcolo automatico per la regolazione di angoli di sfasamento dei segnali ricevuti.
Inoltre, in virtù del fatto che la ricostruzione del segnale D2, trasmesso tx2 dalla seconda antenna AT2, avviene utilizzando il primo e il terzo segnale txl,tx3 ricostruiti, a seguito della stima Dl<A>;D3<A>del valore D1;D3 trasmesso txl,tx3 degli stessi, è possibile recuperare efficacemente il segnale tx2 trasmesso dalla seconda antenna trasmittente AT2 anche nel caso di configurazioni del ponte radio nelle quali la distanza d/2 fra detta seconda antenna AT2 e le altre due antenne AT1,AT3 sia tale da determinare un primo sfasamento a inferiore a quel limite inferiore descritto nella fase introduttiva (al momento identificato in 15° e comunque maggiore di 5°) e al di sotto del quale i segnali trasmessi su un ponte radio MIMO a due antenne per ciascuna polarizzazione risulterebbero eccessivamente attenuati a seguito della ricostruzione, e quindi non fruibili al lato ricevitore. Ciò consente il vantaggio che, oltre alla implementazione ex-novo di sistemi MIMO a tre antenne trasmittenti/riceventi per ciascuna polarizzazione di trasmissione, è anche possibile intervenire su apparecchiature preesistenti tramite:
l'inserimento di una terza antenna trasmittente, e di una corrispondente antenna ricevente, interposta ed equidistanziata fra le antenne trasmittenti/riceventi di un ponte radio MIMO a due antenne di trasmissione/ricezione per polarizzazione, anche nel caso in cui la distanza (d) fra dette due antenne preesistenti sia già la minima accettata come possibile secondo la tecnica nota;
- 1'aggiunta di una terza antenna sopra o sotto una di dette antenne pre-esìstentì a distanza uguale alla distanza tra queste ultime.
Un sistema secondo il trovato per la trasmissione e ricostruzione di terne di segnali trasmessi isofrequenziali e co-polari in modulazione su un ponte radio MIMO di breve tratta a 3 antenne trasmittenti/riceventi per polarizzazione comprende sostanzialmente :
++) un ponte radio MIMO di breve tratta a tre antenne trasmittenti/riceventi per polarizzazione di trasmissione secondo quanto finora illustrato coi rispettivi moduli di modulazione/demodulazione e conversione (D/A,A/D) associati a dette antenne;
++) un'apparecchiatura 100 di ricostruzione dei segnali trasmessi secondo il trovato, posta al lato ricevitore del ponte radio.
Secondo una forma preferita di attuazione del sistema di telecomunicazione secondo il trovato si prevede che lo stesso comprenda anche dei mezzi di gestione della trasmissione atti ad implementare le seguenti modalità di funzionamento:
++) in condizioni normali vengono trasmessi tre segnali txl,tx2,tx3 indipendenti, ciascuno dei quali trasporta un proprio segnale di dati DI, D2, D3 di informazione;
++) in condizioni di degrado della trasmissione, i.e. alta percentuale di errore di trasmissione rilevata in ricezione sui canali corrispondenti alla prima ATI e terza AT3 antenna trasmittente, i mezzi di gestione "spengono" la seconda antenna trasmittente AT2 utilizzando il segnale ricevuto dalla seconda antenna ricevente AR2, ora composto da sole componenti di txl e tx3 sfasate di detto primo sfasamento a, per irrobustire la qualità dei segnali ricevuti rxl,rx3 e la ricostruzione degli stessi;
++) in condizioni di ulteriore degrado, o in alternativa al punto precedente, la seconda antenna AT2 può trasmettere una combinazione dei segnali txl,tx3 rispettivamente trasmessi dalla prima e dalla terza antenna per fornire un rinforzo ancor più robusto della qualità dei segnali txl,tx3 da ricevere e ricostruire.
Preferibilmente le antenne trasmittenti AT1,AT2,AT3 e riceventi ARl,AR2,AR3 sono disposte in modo tale che detto secondo sfasamento β sia maggiore di 45°, tale condizione risulta vantaggiosa in quanto il fattore G di guadagno/attenuazione determina un guadagno di ampiezza del primo e del terzo segnale ricostruito txl,tx3 rispetto al corrispondente trasmesso txl,tx3, assicurando pertanto una più affidabile stima D1<1>,D3<1>non lineare del valore trasmesso.
Come illustrato in fig.2 si prevede inoltre che il sistema di telecomunicazione secondo il trovato possa implementare un ulteriore aumento di capacità del canale trasmettendo in parallelo a ciascun segnale txlv,tx2v,tx3v trasmesso con una data polarizzazione un segnale isofrequenziale txlh,tx2h,tx3h a polarizzazione ortogonale, i due segnali risultando intrinsecamente discriminati per poter essere separati in ricezione secondo comuni tecniche XPD di eliminazione dell'interferenza cross-polare.
Benché descritta nel contesto di alcune forme di realizzazione e di alcuni esempi preferiti di attuazione dell'invenzione si intende che l'ambito di protezione del presente brevetto sia determinato solo dalle rivendicazioni che seguono.
Claims (23)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la ricostruzione in ricezione di tre segnali sorgente di banda base (D1,D2,D3) modulati (txl,tx2,tx3) ad alta frequenza, e trasmessi isofrequenziali e co-polari su un ponte radio di "breve tratta" comprendente tre coppie di antenne di trasmissione-ricezione (AT1-AR1;AT2-AR2;AT3-AR3) per ogni polarizzazione di trasmissione, in cui : ciascuna antenna trasmittente (ATI,AT2,AT3) trasmette uno di detti tre segnali modulati (txl,tx2,tx3) ; ciascuna di dette antenne riceventi (ARI,AR2,AR3) è atta a ricevere un rispettivo segnale (rxl,rx2,rx3) ad alta frequenza costituito da una componente primaria, corrispondente al segnale trasmesso dalla rispettiva antenna trasmittente e da una componente interferente, costituita da una combinazione dei segnali trasmessi dalle altre due antenne trasmittenti le tre coppie di antenne trasmittenti e riceventi sono disposte in modo tale che: +) la distanza L tra ciascuna antenna trasmittente (ATI,AT2,AT3) e la rispettiva antenna ricevente (ARI,AR2,AR3) sia uguale e tale per cui, alla frequenza di trasmissione, i fenomeni che incidono sulla propagazione dei segnali non riescono a produrre variazioni tali da alterare la geometria impostata per la propagazione in ponte radio; +) la distanza d/2 fra la prima antenna trasmittente (ATI) e la seconda antenna trasmittente (AT2) è uguale alla distanza fra detta seconda antenna trasmittente (AT2) e la terza antenna trasmittente (AT3); +) la distanza d tra la prima (ARI) e la terza (AR3) antenna ricevente è pari al doppio di detta distanza d/2 tra la prima (ARI) e la seconda (AR2) e tra la seconda (AR2) e la terza (AR3) antenna ricevente; +) la distanza tra la prima (ATI) antenna trasmittente e la seconda (AR2) antenna ricevente è uguale alla distanza fra la terza (AT3) antenna trasmittente e la seconda (AR2) antenna ricevente; e +) la distanza tra la prima (ATI) antenna trasmittente e la terza antenna (AR3) ricevente è uguale alla distanza fra la terza (AT3) antenna trasmittente e la prima antenna (ARI) ricevente; essendo definiti: +) un primo sfasamento a corrispondente alla differenza di cammino di propagazione, alla frequenza di trasmissione, tra il percorso primario (AT1-ARl ;AT2-AR2 ;AT3;AR3) percorso da ciascun segnale trasmesso dalla propria antenna trasmittente alla corrispondente antenna ricevente, e il percorso interferente (AT1-AR2 ;AT2-AR1 ;AT2-AR3 ;AT3-AR2) percorso dallo stesso segnale verso la/le antenna/e riceventi poste alla distanza minima d/2 da detta propria antenna ricevente; +) un secondo sfasamento β corrispondente alla differenza di cammino di propagazione, alla frequenza di trasmissione, tra il percorso primario (AT1-AR1;AT3-AR3) percorso da ciascun segnale trasmesso dalla prima/terza antenna trasmittente (AT1;AT3) verso la corrispondente antenna ricevente (AR1;AR3), e il percorso interferente (AT1-AR3 ;AT3-AR1 ) percorso dallo stesso segnale verso l'altra antenna ricevente (AR3;AR1) posta alla distanza massima d da detta prima/terza antenna ricevente (AR1;AR3); caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi : calcolo del segnale complesso coniugato (rx2*) del segnale (rx2) ricevuto dalla seconda antenna (AR2); sfasamento di detto segnale complesso coniugato (rx2*) di una quantità pari al primo sfasamento a con ottenimento di un segnale complesso coniugato sfasato (rx2*exp (ja)); sottrazione del detto segnale (rx2*exp (ja)) complesso coniugato sfasato di a dal segnale (rxl) ricevuto dalla prima antenna ricevente (ARI) con generazione di un segnale ricostruito (tx3) comprendente solo le componenti (tx3) provenienti dalla terza antenna trasmittente (AT3); sottrazione del detto segnale (rx2*exp (ja)) complesso coniugato sfasato di a dal segnale (rx3) ricevuto dalla terza antenna con generazione di un segnale ricostruito (txl) comprendente solo le componenti (txl) provenienti dalla prima antenna trasmittente (ATI); stima (Dl<A>) del valore del segnale trasmesso (Di,txl) dalla prima antenna trasmittente (ATI) sulla base del segnale ricostruito (txl) comprendente solo le componenti (txl) provenienti dalla prima antenna trasmittente (ATI); stima (D3<A>) del valore del segnale trasmesso (D3,tx3) dalla terza antenna trasmittente (AT3) sulla base del segnale ricostruito (tx_3) comprendente solo le componenti (tx3) provenienti dalla terza antenna trasmittente (AT3); sottrazione (rx2-(Dl<A>exp (ja)+D3<A>exp (ja)) dal segnale (rx2) ricevuto dalla seconda antenna ricevente (AR2) della somma di detti segnali (Dl<A>,D3<A>) stima, ciascuno preventivamente sfasato di una quantità pari al primo sfasamento a, con ricostruzione (tx2) del segnale (D2,tx2) trasmesso dalla seconda antenna trasmittente (AT2).
- 2 . Metodo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che prevede un'operazione (134) di stima (D2<A>) del valore del segnale trasmesso (D2,tx2) dalla seconda antenna trasmittente (AT2) a valle di detta ricostruzione (tx2) del segnale (D2,tx2) trasmesso dalla seconda antenna trasmittente (AT2).
- 3. Metodo secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detta stima (Dl<A>,D3<A>) del primo segnale trasmesso (Di,txl) e del terzo segnale trasmesso (D3,tx3) è effettuata tramite una operazione non lineare attuata da un rispettivo blocco stimatore (134;114).
- 4. Metodo secondo rivendicazione 1,2 o 3 caratterizzato dal fatto che a monte di detta stima (D1<A>) del segnale trasmesso (txl,Dl) dalla prima antenna trasmittente (ATI) e/o di detta stima (D3<A>) del segnale trasmesso (tx3,D3) dalla terza antenna trasmittente (AT3) viene effettuata un'operazione di equalizzazione (AGC) ad un valore prestabilito dell'ampiezza del segnale ricostruito (txl,tx3).
- 5. Metodo secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che i segnali (rxl,rx2,rx3) in alta frequenza ricevuti da ciascuna antenna ricevente (ARI,AR2,AR3) sono preventivamente demodulati (MRl,MR2,MR3) verso la banda base e convertiti (A/D) in digitale (Drxl,Drx2;Drx3).
- 6. Metodo secondo rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che i segnali ricevuti (rxl,rx2,rx3) da ciascuna antenna ricevente (ARI,AR2,AR3) sono preventivamente portati a frequenza intermedia.
- 7. Metodo secondo rivendicazione 5 o 6 caratterizzato dal fatto che applica tecniche dì elaborazione digitale dei segnali (Drxl,Drx2;Drx3), fornendo in uscita i tre segnali sorgente (Dl,D2,D3) in banda base .
- 8. Metodo secondo rivendicazione da 1 a 4 caratterizzato dal fatto che applica almeno una tecnica di elaborazione analogica ai segnali (rxl,rx2,rx3) in alta frequenza ricevuti da ciascuna antenna ricevente (ARI,AR2,AR3).
- 9. Metodo secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che almeno una tra le fasi di: calcolo del segnale complesso coniugato (rx2*) del segnale (rx2) ricevuto dalla seconda antenna (AR2); sfasamento di detto segnale complesso coniugato (rx2*); sottrazione del detto segnale (rx2*exp (ja)) (\A complesso coniugato sfasato di a dal segnale (rxl) ricevuto dalla prima antenna ricevente (ARI); - sottrazione del detto segnale (rx2*exp (ja)) complesso coniugato sfasato di a dal segnale (rx3) ricevuto dalla terza antenna; è attuata alla frequenza di trasmissione con tecniche analogiche di elaborazione ed a monte di blocchi di ricezione/demodulazione (MRl;MR2;MR3) dei segnali ricevuti; o che tutte dette fasi sono attuate alla frequenza di trasmissione con tecniche analogiche di elaborazione ed a monte di blocchi di ricezione/demodulazione (MR1;MR2;MR3) dei segnali ricevuti.
- 10. Metodo secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che la modulazione è una modulazione QAM e/o che ciascun segnale ricevuto (rxl,rx2,rx3) viene preventivamente equalizzato in ampiezza .
- 11. Apparecchiatura (100,1100) per la ricostruzione in ricezione di tre segnali (txl,tx2,tx3;Di,D2,D3) isofrequenziali e co-polari trasmessi in modulazione ad alta frequenza su un ponte radio di "breve tratta" comprendente tre coppie di antenne di trasmissionericezione (AT1-AR1;AT2-AR2;AT3-AR3), in cui +) ciascuna antenna trasmittente è atta a trasmettere uno di detti tre segnali (txl,tx2,tx3), generato da un rispettivo blocco modulatore/trasmettitore (MT1,MT2,MT3) convenzionale, che riceve in ingresso un rispettivo segnale dati sorgente (D1,D2,D3) di banda base; +) ciascuna di dette antenne riceventi (ARI,AR2,AR3) è atta a ricevere uri rispettivo segnale (rxl,rx2,rx3) costituito da una componente primaria, corrispondente al segnale trasmesso dalla rispettiva antenna trasmittente (ATI,AT2,AT3) e da una componente interferente, costituita da una combinazione dei segnali trasmessi dalle altre due antenne trasmittenti; +) le tre coppie di antenne trasmittenti e riceventi sono disposte in modo tale che: +) la distanza L tra ciascuna antenna trasmittente (ATI,AT2,AT3) e la rispettiva antenna ricevente (ARI,AR2,AR3) sia uguale e tale per cui, alla frequenza di trasmissione, i fenomeni che incidono sulla propagazione dei segnali non riescono a produrre rilevanti variazioni tali da alterare la geometria impostata per la propagazione in ponte radio; +) la distanza d/2 fra la prima antenna trasmittente (ATI) e la seconda antenna trasmittente (AT2) è uguale alla distanza fra detta seconda antenna trasmittente (AT2) e la terza antenna trasmittente (AT3); +) la distanza d tra la prima (ATI) e la terza (AT3) antenna ricevente è pari al doppio di detta distanza d/2 tra la prima (ATI) e la seconda (AT2) e tra la seconda (AT2) e la terza (AT3) antenna ricevente; +) la distanza tra la prima (ATI) antenna trasmittente e la seconda (AR2) antenna ricevente è uguale alla distanza fra la terza (AT3) antenna trasmittente e la seconda antenna (AR2) ricevente; e +) la distanza tra la prima (ATI) antenna trasmittente e la terza antenna (AR3) ricevente è uguale alla distanza fra la terza (AT3) antenna trasmittente e la prima antenna (ARI) ricevente; ed essendo definiti: +) un primo sfasamento a corrispondente alla differenza di cammino di propagazione, alla data frequenza di trasmissione, tra il percorso primario (AT1-AR1;AT2-AR2;AT3;AR3) percorso da ciascun segnale trasmesso dalla propria antenna trasmittente alla corrispondente antenna ricevente, e il percorso interferente (AT1-AR2;AT2-AR1;AT2-AR3;AT3-AR2) percorso dallo stesso segnale verso la/le altra/e antenna/e riceventi poste alla distanza minima d/2 da detta propria antenna ricevente; +) un secondo sfasamento β corrispondente alla differenza di cammino di propagazione, alla frequenza di trasmissione, tra il percorso primario (AT1-AR1; AT3-AR3) percorso da ciascun segnale trasmesso dalla prima/terza antenna trasmittente (AT1/AT3) verso la corrispondente antenna ricevente (AR1/AR3), e il percorso interferente (AT1-AR3;AT3-AR1) percorso dallo stesso segnale verso l'altra antenna ricevente (AR3;AR1) posta alla distanza massima d da detta propria antenna ricevente (ARl;AR3); caratterizzato dal fatto che comprende: uno stadio (120) di conversione di un segnale (rx2) nel proprio complesso coniugato (rx2*), atto a ricevere in ingresso il segnale (rx2) ricevuto dalla seconda antenna (AR2) e a fornire in uscita un segnale complesso coniugato (rx2*) dello stesso; uno stadio sfasatore (121) atto a ricevere in ingresso detto segnale complesso coniugato (rx2*) del segnale (rx2) ricevuto dalla seconda antenna (AR2) e generare in uscita un corrispondente segnale (rx2*exp (ja)) di pari ampiezza, ma sfasato di detto primo sfasamento a; un primo circuito sottrattore (112) atto a ricevere in ingresso il segnale (rxl) ricevuto dalla prima antenna (ARI) e detto segnale (rx2*exp (ja)) complesso coniugato sfasato di (a), a sottrarre il secondo dal primo, e a generare in uscita un segnale ricostruito (tx3), comprendente le sole componenti (tx3) provenienti dalla terza antenna trasmittente (AT3); un secondo circuito sottrattore (132) atto a ricevere in ingresso il segnale (rx3) ricevuto dalla terza antenna (AR3) e detto segnale (rx2*exp (ja)) complesso coniugato sfasato di a, a sottrarre il secondo dal primo, e a generare in uscita un segnale ricostruito (txl) comprendente le sole componenti (txl) provenienti dalla prima antenna trasmittente (ATI); un stadio dì stima (114) del segnale (D3<A>) trasmesso (tx3,D3) dalla terza antenna trasmittente (AT3) sulla base di detto segnale ricostruito (tx3) emesso dal primo circuito sottrattore (112); un stadio di stima (134) del segnale trasmesso (txl,Dl) dalla prima antenna (ATI) sulla base di detto segnale ricostruito (tx3 ) emesso dal secondo circuito sottrattone (132); uno stadio (124) di ricostruzione del segnale (tx2,D2) trasmesso dalla seconda antenna trasmittente (AT2), atto a ricevere in ingresso il segnale (rx2) ricevuto dalla seconda antenna ricevente (AR2) e detti segnali stimati (Dl<*>,D3<A>) emessi da detti stadi di stima (114;134) del primo (Dl,txl) e terzo (D3,tx3) segnale trasmesso, ciascuno preventivamente sfasato del primo sfasamento a all'interno di un corrispondente blocco sfasatore (1221;1223), ed atto ad eseguire la sottrazione (rx2- (Dl<*>exp (ja)+ D3<A>exp (ja))) fra il segnale (rx2) ricevuto dalla seconda antenna ricevente (AR2) e la somma di detti segnali stimati sfasati di a (Dl<">exp (ja);D3<A>exp (ja)), generando in uscita un segnale ricostruito (tx2 ) del segnale (tx2,D2) trasmesso dalla seconda antenna trasmittente (AT2).
- 12 . Apparecchiatura secondo rivendicazione 10 caratterizzata dal fatto che comprende: - uno stadio (144) di stima (D2<A>) del segnale (D2,tx2) trasmesso dalla seconda antenna trasmittente (AT2) sulla base di detto segnale ricostruito (tx2) emesso da detto stadio (124) di ricostruzione del segnale trasmesso dalla seconda antenna (AT2).
- 13 . Apparecchiatura secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che è posta a valle di blocchi di demodulazione verso la banda base (MR1 ;MR2;MR3 ) e conversione in digitale (A/D) dei segnali (rxl ;rx2;rx3 ) ricevuti dalla antenne riceventi (ARI ;AR2;AR3 ) e dal fatto che opera con tecniche di elaborazione digitale dei segnali.
- 14. Apparecchiatura secondo rivendicazione 10 caratterizzata dal fatto che almeno uno dei detti stadi adopera tecniche di elaborazione analogica dei segnali alla frequenza di trasmissione o ad una frequenza intermedia tra la frequenza di trasmissione e la banda base.
- 15. Apparecchiatura secondo la rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che almeno uno, preferibilmente tutti, tra lo stadio (120) di conversione, lo stadio sfasatore (121), il primo circuito sottrattore (112) e il secondo circuito sottrattore (132) operano alla frequenza di trasmissione con tecniche analogiche e/o sono posti a monte di blocchi di ricezione/demodulazione (MR1;MR2;MR3) dei segnali ricevuti.
- 16. Apparecchiatura secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che presenta un equalizzatore automatico di ampiezza (AGC) posto a monte dello stadio di stima (114;134) del primo (Dl,txl) e/o del terzo (D3,tx3) segnale trasmesso e/o a valle di ciascuna antenna ricevente (ARI;AR2;AR3).
- 17 . Sistema per la trasmissione e ricostruzione in ricezione di terne di segnali (Dl,txl; D2,tx2; D3,tx3) isofrequenziali e co-polari trasmessi su un ponte radio MIMO di breve tratta in cui: ++) detto ponte radio comprende tre coppie di antenne di trasmissione-ricezione (ATl-ARl;AT2-AR2;AT3-AR3) per polarizzazione di trasmissione, +) ciascuna antenna trasmittente è atta a trasmettere uno di detti tre segnali (txl,tx2,tx3), generato da un rispettivo blocco modulatore/trasmettitore (MT1,MT2,MT3) convenzionale, che riceve in ingresso un rispettivo segnale dati sorgente (Dl,D2,D3) di banda base; +) ciascuna di dette antenne riceventi (ARI,AR2,AR3) è atta a ricevere un rispettivo segnale (rxl,rx2,rx3) costituito da una componente primaria, corrispondente al segnale trasmesso dalla rispettiva antenna trasmittente (ATI,AT2,AT3) e da una componente interferente, costituita da una combinazione dei segnali trasmessi dalle altre due antenne trasmittenti ; +) le tre coppie di antenne trasmittenti e riceventi sono disposte in modo tale che: +) la distanza L tra ciascuna antenna trasmittente (ATI,AT2,AT3) e la rispettiva antenna ricevente (ARI,AR2,AR3 ) sia uguale e tale per cui, alla frequenza di trasmissione, i fenomeni che incidono sulla propagazione dei segnali non riescono a produrre rilevanti variazioni tali da alterare la geometria impostata per la propagazione in ponte radio; +) la distanza d/2 fra la prima antenna trasmittente (ATI) e la seconda antenna trasmittente (AT2) è uguale alla distanza fra detta seconda antenna trasmittente (AT2) e la terza antenna trasmittente (AT3); +) la distanza d tra la prima (ARI) e la terza (AR3) antenna ricevente è pari al doppio di detta distanza d/2 tra la prima (ARI) e la seconda (AR2) e tra la seconda (AR2) e la terza (AR3) antenna ricevente; +) la distanza tra la prima (ATI) antenna trasmittente e la seconda (AR2) antenna ricevente è uguale alla distanza fra la terza (AT3) antenna trasmittente e la seconda antenna (AR2) ricevente; e +) la distanza tra la prima (ATI) antenna trasmittente e la terza antenna (AR3) ricevente è uguale alla distanza fra la terza (AT3) antenna trasmittente e la prima antenna (ARI) ricevente; ed essendo definiti: +) un primo sfasamento a corrispondente alla differenza di cammino di propagazione, alla data frequenza di trasmissione, tra il percorso primario (ATI-ARI;AT2-AR2;AT3;AR3) percorso da ciascun segnale trasmesso dalla propria antenna trasmittente alla corrispondente antenna ricevente, e il percorso interferente (AT1-AR2;AT2-AR1;AT2-AR3;AT3-AR2 ) percorso dallo stesso segnale verso la/le altra/e antenna/e riceventi poste alla distanza minima d/2 da detta propria antenna ricevente; +) un secondo sfasamento β corrispondente alla differenza di cammino di propagazione, alla frequenza di trasmissione, tra il percorso primario (AT1-AR1; AT3-AR3) percorso da ciascun segnale trasmesso dalla prima/terza antenna trasmittente (AT1/AT3) verso la corrispondente prima/terza antenna ricevente (AR1/AR3), e il percorso interferente (AT1-AR3;AT3-ARl) percorso dallo stesso segnale verso l'altra antenna ricevente (AR3;AR1) posta alla distanza massima d da detta propria antenna ricevente (ARI;AR3); [ caratterizzato dal fatto che il lato ricevitore del sistema comprende: ++) un'apparecchiatura (100;1100) di ricostruzione dei segnali trasmessi (txl;tx2;tx3) secondo qualsiasi rivendicazione da 11 a 16.
- 18 . Sistema secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di gestione della trasmissione-ricezione atti a rilevare un degrado della qualità di trasmissione-ricezionericostruzione di detti primo e terzo (txl;tx3) segnali trasmessi dalla prima e terza antenna trasmittente.
- 19. Sistema secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detti mezzi di gestione della trasmissione-ricezione sono atti a interrompere, su comando, la trasmissione da parte della seconda antenna trasmittente (AT2) e a utilizzare il segnale ricevuto dalla seconda antenna ricevente, composto da sole componenti di (txl) e (tx3) sfasate di detto primo sfasamento a, per irrobustire la qualità dei segnali ricevuti (rxl,rx3) e la ricostruzione dei segnali trasmessi (txl,tx3) dalla prima (ATI) e terza (AT3) antenna trasmittente.
- 20. Sistema secondo la rivendicazione 18 o 19 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di gestione della trasmissione-ricezione sono atti a trasmettere, su comando, tramite la seconda antenna (AT2), una combinazione dei segnali (txl,tx3) trasmessi dalla prima e terza (AT1,AT3) antenna trasmittente.
- 21. Sistema secondo la rivendicazione 19 o 20 caratterizzato dal fatto che detto comando è inviato automaticamente in caso di superamento di una certa percentuale di errore di ricostruzione in ricezione.
- 22 . Sistema secondo qualsiasi rivendicazione da 17 a 21 caratterizzato dal fatto che la distanza d/2 fra la seconda antenna trasmittente (AT2) e la prima o la terza antenna trasmittente (AT1;AT3) e la distanza L fra ciascuna antenna trasmittente e la corrispondente antenna ricevente (AR1;AR2,AR3) sono tali per cui il primo sfasamento a risulta compreso fra 5° e 15°.
- 23. Sistema secondo qualsiasi rivendicazione da 17 a 21 caratterizzato dal fatto che la distanza d fra la prima antenna trasmittente (ATI) e la terza antenna trasmittente (AT3) e la distanza L fra ciascuna antenna trasmittente e la corrispondente antenna ricevente (ARI;AR2,AR3) sono per cui che il secondo sfasamento β risulta maggiore di 45°.
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| IT001108A ITMI20131108A1 (it) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Metodo, apparecchiatura e sistema di ricostruzione di terne di segnali trasmessi su ponti radio mimo a tre antenne per polarizzazione di trasmissione |
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Citations (3)
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Patent Citations (3)
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