MXPA00009994A - Sincronización de la frecuencia aproximada en sistemas de portadoras múltiples - Google Patents

Abstract

Para realizar una sincronización de frecuencia aproximada compensando una desviación de la frecuencia portadora a partir de una frecuencia del oscilador en un sistema de desmodulación capaz de desmodular una señal que posee una estructura de cuadro, la estructura de cuadro que incluye por lo menos un símboloútil y un símbolo de referencia que es una secuencia modulada por amplitud, primero se recibe la señal. Posteriormente, la señal recibida se convierte mediante reducción.. después, se realiza una desmodulación por amplitud de la señal convertida reducida con el fin de generar una envoltura. Esta envoltura estácorrelacionada con un patrón de referencia predeterminado con el fin de determinar la desviación de la frecuencia portadora. Porúltimo, la frecuencia del oscilador es controlada con base a la desviación de la frecuencia portadora. El símbolo de referencia puede incluir dos secuencias idénticas. En este caso, la envoltura obtenida mediante la desmodulación por amplitud tiene dos porciones que están basadas en las secuencias idénticas. Una de las porciones de la envoltura se correlaciona con otra de las porciones con el fin de determinar la desviación de la frecuencia portadora. La frecuencia del oscilador se controla con base a la desviación de la frecuencia portadora determinada.

Description

SINCRONIZACIÓN DE LA FRECUENCIA APROXIMADA EN SISTEMAS DE PORTADORAS MÚLTIPLES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a métodos y aparatos para llevar a cabo una sincronización de frecuencia aproximada compensando una desviación de frecuencia portadora a partir de una frecuencia del oscilador en un sistema de desmodulación. En particular, la presente invención se refiere a los métodos y aparatos mencionados en un sistema de desmodulación para señales de modulación de portadoras múltiples, donde las señales de modulación de portadoras múltiples (MCM) tienen una estructura de cuadro que incluye por lo menos un símbolo útil y un símbolo de referencia. La presente invención es particularmente útil en un sistema de transmisión de MCM utilizando una transmisión simultánea de división de la frecuencia ortogonal (OFDM) para la transmisión digital . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En un sistema de transmisión de portadoras múltiples (MCM, OFDM) , el efecto de una compensación de la frecuencia portadora es sustancialmente más considerable que en un sistema de transmisión de una sola portadora. La MCM es más sensible al ruido de la fase y la compensación de la frecuencia que ocurre como distorsión en la amplitud e interferencia entre portadoras (ICI) . La interferencia entre portadoras tiene el efecto de que las subportadoras ya no son ortogonales en relación con las demás. Las compensaciones en la frecuencia ocurren después del encendido o también posteriormente debido a la desviación de la frecuencia de los osciladores utilizados para la conversión reductora dentro de la banda de base. Las precisiones típicas para la frecuencia de un oscilador de recorrido libre son de aproximadamente ±50 ppm de la frecuencia portadora. Con una frecuencia portadora en la banda-S de 2.34 Ghz, por ejemplo, habrá una desviación máxima de la frecuencia del oscilador local (LO) de más de 100 kHz) . Los efectos antes mencionados dan como resultado altos requerimientos en el algoritmo utilizado para la corrección de la compensación de la frecuencia. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR La mayoría de los algoritmos de la técnica anterior para la sincronización de la frecuencia dividen la corrección de la frecuencia en dos etapas. En la primera etapa, se lleva a cabo una sincronización aproximada. En la segunda etapa, puede lograrse una corrección fina. Un algoritmo utilizado con frecuencia para la sincronización aproximada de la frecuencia portadora utiliza un símbolo de sincronización que tiene un patrón de espectro especial en el dominio de la frecuencia. Este símbolo de sincronización es, por ejemplo, una secuencia CAZAC (CAZAC = Constant Amplitude Zero Autocorrelation (Autocorrelación en Cero de Amplitud Constante) ) . A través de una comparación, es decir, la correlación, del espectro de la potencia de la señal recibida con la de la señal transmitida, la compensación de la portadora de la frecuencia puede calcularse aproximadamente. Estos algoritmos de la técnica previa funcionan todos en el dominio de la frecuencia. Se hace referencia, por ejemplo, a Ferdinand Claßen, Heinrich Meyr, "Synchronization Algorithms for an OFDM System for Mobile Communication" (Algoritmos de Sincronización para un Sistema de OFDM para Comunicación Móvil", ITG - Fachtagung 130, Codierung für Quelle, Kenal und Übertragung, p . 105 - 113, Oct. 26-28, 1994; y Timothy M. Schmidl, Donald C. Cox, "Low-Overhead, Low-Complexity [Burst] Synchronization for OFDM" ("Sincronización de Sobrecarga Baja y Complejidad Baja [Sincronismo] para la OFDM"), en los Procedimientos de la Conferencia Internacional de la IEEE sobre Comunicación ICC 1996, pp . 1301-1306 (1996) . Para la sincronización aproximada de la frecuencia portadora, Paul H. Moose, "A Technique for Orthogonal Frequency División Multiplexing Frequency Offset Correction" ("Una Técnica para la Corrección de Compensación de la Frecuencia en la Transmisión Simultánea de División de Frecuencia Ortogonal", Operación IEEE sobre Comunicaciones, Vol. 42, No. 10, Octubre 1994, sugiere incrementar el espacio ente dos subportadoras de tal forma que la distancia de la subportadora sea mayor a la diferencia de frecuencia máxima entre las portadoras recibidas y transmitidas. La distancia de la subportadora se incrementa reduciendo el número de valores de la muestra que se transforman mediante la Transformación Rápida de Fourier. Esto corresponde a una reducción del número de valores de muestreo que se transforma por medio de la Transformación Rápida de Fourier. La WO 9800946 A se refiere a un sistema para la regulación y frecuencia de la sincronización de las señales de la OFDM. Los símbolos de preparación de la OFDM se utilizan para obtener una sincronización completa en menos de dos cuadros de datos. Los símbolos de preparación de la OFDM se colocan dentro de la señal de la OFDM, de preferencia por lo menos una en cada cuadro. El primer símbolo de entrenamiento de la OFDM se produce modulando las subportadoras de la OFDM con números pares mientras que se suprimen las subportadoras de la OFDM de números nones. Por lo tanto, el primer símbolo de entrenamiento de la OFDM se produce modulando las portadoras de números pares de este símbolo con una primera seudo secuencia de ruido predeterminada. Esto da como resultado un símbolo de la OFDM del dominio del tiempo que posee dos mitades idénticas ya que cada una de las frecuencias de la subportadora con números pares repite cada intervalo de medio símbolo. En el caso de que la compensación de una frecuencia portadora no sea mayor al ancho de banda de la subportadora, la compensación de la frecuencia portadora puede determinarse utilizando la diferencia de fases entre las dos mitades del primer símbolo de entrenamiento de la OFDM. En caso de que la compensación de la frecuencia portadora puede ser mayor al ancho de banda de una subportadora, se utiliza un segundo símbolo de entrenamiento de la OFDM, que se forma utilizando una segunda seudo secuencia de ruido predeterminada para modular las frecuencias con números pares de este símbolo y utilizando una tercera seudo secuencia de ruido predeterminada para modular las portadoras de números nones de este símbolo. Este segundo símbolo de entrenamiento de la OFDM se utiliza con el fin de determinar una parte del entero de la compensación de la frecuencia portadora. Esta parte entera y una parte fraccional positiva o negativa determinada a partir del primer símbolo de entrenamiento de la OFDM se utilizan para realizar la sincronización de la frecuencia aproximada. Con el fin de determinar la parte entera de la compensación de la frecuencia portadora, se requieren las Transformaciones Rápidas de Fourier de los dos símbolos de preparación. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un objetivo de la presente invención es proporcionar métodos y un aparato para realizar una sincronización de frecuencia aproximada en el caso de compensaciones de frecuencia que correspondan a un múltiple de la distancia de la subportadora en una señal de MCM. En conformidad con un primer aspecto, la presente invención ofrece un método para realizar una sincronización de frecuencia aproximada compensando una desviación de frecuencia portadora a partir de una frecuencia del oscilador en un sistema de desmodulación capaz de desmodular una señal con una estructura de cuadro, donde esta estructura de cuadro incluye por lo menos un símbolo útil y un símbolo de referencia, siendo este símbolo de referencia una secuencia de bit modulado por amplitud, el método incluye los pasos de: recibir la señal; realizar una conversión reductora de la señal recibida; realizar una desmodulación de amplitud de la señal convertida reducida con el fin de generar una envoltura; correlacionar la envoltura con un patrón de referencia predeterminado con el fin de determinar la desviación de la frecuencia portadora; y controlar la frecuencia del oscilador con base a la desviación de la frecuencia portadora. En conformidad con un segundo aspecto, la presente invención ofrece un método para realizar una sincronización de frecuencia aproximada compensando una desviación de la frecuencia portadora a partir de una frecuencia del oscilador en un sistema de desmodulación capaz de desmodular una señal con una estructura de cuadro, donde la estructura de cuadro incluye por lo menos un símbolo útil y un símbolo de referencia, siendo el símbolo de referencia una secuencia de bit modulado por amplitud que incluye dos secuencias idénticas, el método comprende los pasos de: recibir la señal; realizar la conversión reductora de la señal recibida; realizar una desmodulación de amplitud de la señal convertida reducida con el fin de generar una envoltura, teniendo la envoltura dos porciones que se basan en las secuencias idénticas; correlacionar una de las porciones de la envoltura con otra de las porciones con el fin de determinar la desviación de la frecuencia portadora; y controlar la frecuencia del oscilador con base a la desviación de la frecuencia portadora. En conformidad con un tercer aspecto, la presente invención ofrece un aparato para realizar una sincronización de frecuencia aproximada compensando una desviación de frecuencia portadora a partir de una frecuencia del oscilador, para un sistema de desmodulación capaz de desmodular una señal que posee una estructura de cuadro, donde la estructura de cuadro incluye por lo menos un símbolo útil y un símbolo de referencia, y el símbolo de referencia es una secuencia de bit modulado por amplitud, y el aparato incluye : medios de recepción para recibir la señal; un convertidor reductor para realizar la conversión reductora de la señal recibida; un desmodulador de amplitud para realizar una desmodulación de amplitud de la señal convertida reducida con el fin de generar una envoltura; un correlacionador para correlacionar la envoltura con un patrón de referencia predeterminado con el fin de determinar la desviación de la frecuencia portadora; y medios para controlar la frecuencia del oscilador con base a la desviación de la frecuencia portadora. En conformidad con un cuarto aspecto, la presente invención ofrece un aparato para realizar una sincronización de frecuencia aproximada compensando una desviación de frecuencia portadora a partir de una frecuencia del oscilador, para un sistema de desmodulación capaz de desmodular una señal que posee una estructura de cuadro, donde la estructura de cuadro incluye por lo menos un símbolo útil y un símbolo de referencia, y el símbolo de referencia es una secuencia de bit modulado por amplitud que incluye dos secuencias idénticas, el aparato incluye: medios de recepción para recibir la señal; un convertidor reductor para realizar la conversión reductora de la señal recibida; un desmodulador de amplitud para realizar una desmodulación de amplitud de la señal convertida reducida con el fin de generar una envoltura, teniendo la envoltura dos porciones que se basan en las secuencias idénticas; un correlacionador para correlacionar una de las porciones de la envoltura con otra de las porciones con el fin de determinar la desviación de la frecuencia portadora; y medios para controlar la frecuencia del oscilador con base a la desviación de la frecuencia portadora. La presente invención ofrece un nuevo esquema para una sincronización de frecuencia aproximada, en particular en los sistemas de MCM. La presente invención es particularmente útil en sistemas que utilizan una codificación y mapeo diferencial a lo largo del eje de la frecuencia. En conformidad con la presente invención, el algoritmo para la sincronización de la frecuencia aproximada se basa en un símbolo de referencia formado por una secuencia modulada por amplitud. La longitud de este símbolo de la secuencia modulada por amplitud puede ser menor al del símbolo útil. El algoritmo en conformidad con la presente invención puede utilizarse en el dominio del tiempo o el dominio de la frecuencia. Con el fin de determinar la compensación de una frecuencia, se lleva a cabo una correlación del símbolo de la MCM recibido con un patrón de referencia predeterminado, en conformidad con una primera forma de realización de la presente invención. De acuerdo con una segunda forma de realización de la presente invención, el símbolo de referencia incluye por lo menos dos secuencias moduladas por amplitud idénticas, donde la compensación de la frecuencia se determina con base a una correlación entre las porciones desmoduladas que corresponden a estas secuencias idénticas. Se prefiere seleccionar la amplitud media del símbolo de referencia de manera idéntica a la amplitud media del resto de la señal, es decir, seleccionar todas las muestras de la secuencia modulada por amplitud desmodulada en la parte intermedia de su rango de amplitud. Debe tenerse cuidado de que la constante de tiempo de un control de ganancia automática (AGC) se seleccione lo suficientemente grande de tal forma que la parte de la señal fuerte del símbolo de referencia no tenga una influencia excesiva sobre la señal de control de la ganancia automática. De otra forma, la señal que ocurre después de la secuencia modulada por amplitud estaría fuertemente atenuada. De acuerdo con las formas de realización preferidas de la presente invención, la secuencia modulada por amplitud del símbolo de referencia se selecciona como una pseudosecuencia de bit aleatoria (PRBS) ya que esta secuencia tiene buenas propiedades de autocorrelación con un máximo de correlación distinta en una señal de correlación que debería ser lo más amplia posible. En conformidad con las formas de realización preferidas de la presente invención, la sincronización de la frecuencia aproximada puede realizarse utilizando una secuencia modulada por amplitud después de que se ha logrado una sincronización de cuadro de una señal de la MCM. El algoritmo de la invención funciona tanto en los dominios de tiempo como de frecuencia. Pueden corregirse las compensaciones de la frecuencia tan altas como ±10 veces el espaciado de la subportadora. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ILUSTRACIONES A continuación, se explicarán las formas de realización preferidas de la presente invención con detalles con base en las siguientes ilustraciones anexadas, en donde: La Figura 1 muestra un panorama esquemático de un sistema de transmisión de la MCM que incluye una unidad de sincronización de frecuencia aproximada en conformidad con la presente invención; La Figura 2 muestra un diagrama de bloque esquemático para ilustrar la sincronización de la frecuencia aproximada en conformidad con la presente invención; La Figura 3 muestra una vista esquemática de un símbolo de referencia que incluye dos secuencias idénticas; La Figura 4 muestra una vista esquemática de una señal de MCM típica que posee una estructura de cuadro; La Figura 5 muestra un diagrama de bloque de una forma de realización de una unidad de sincronización de frecuencia aproximada; La Figura 6 muestra un diagrama de bloque de otra forma de realización de una unidad de sincronización de frecuencia aproximada; y La Figura 7 muestra un diagrama de bloque de otra forma de realización de una unidad de sincronización de frecuencia aproximada. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS FORMAS DE REALIZACIÓN PREFERIDAS Antes de explicar la presente invención con detalles, se describe el modo de operación de un sistema de transmisión de MCM refiriéndose a la Figura 1. A pesar de que la presente invención se explica refiriéndose a un sistema de MCM tal como se muestra en la Figura 1, es obvio que la presente invención puede utilizarse en conexión con transmisiones de señales diferentes siempre y cuando la señal transmitida incluya símbolos útiles y símbolos de referencia. Refiriéndonos a la Figura 1, en 100 se muestra un transmisor de MCM que corresponde sustancialmente a un transmisor de MCM de la técnica anterior. Una descripción de este tipo de transmisor de MCM puede encontrarse, por ejemplo, en William Y. Zou, Yiyan Wu, "COFDM: AN OVERVIEW" ("COFDM: UN PANORAMA"), Operaciones de la IEEE sobre Transmisión, vol. 41, No. 1, Marzo 1995. Una fuente de datos 102 proporciona un flujo de bits serial 104 para el transmisor de MCM. El flujo de bits serial entrante 104 se aplica a un cartógrafo portador de bits 106 que produce una secuencia de espectros 108 a partir del flujo de bits serial entrante 104. Una transformación rápida de Fourier inversa (IFFT) 110 se lleva a cabo en la secuencia de los espectros 108 con el fin de producir una señal del dominio del tiempo de MCM 112. La señal de dominio del tiempo de MCM forma el símbolo de MCM útil de la señal de tiempo de MCM. Para evitar una interferencia entre símbolos (ISI) provocada por una distorsión de vías múltiples, se suministra una unidad 114 para insertar un intervalo de protección de longitud fija entre los símbolos de MCM adyacentes en el tiempo. En conformidad con una forma de realización preferida de la presente invención, la última parte del símbolo de MCM útil se utiliza como el intervalo de protección colocando el mismo frente al símbolo útil. El símbolo de MCM resultante se muestra en 115 en la Figura 1 y corresponde a un símbolo de MCM 160 exhibido en la Figura 4. La Figura 4 muestra la construcción de una señal de MCM típica que posee una estructura de cuadro. Un cuadro de la señal de tiempo de la MCM está compuesta por una variedad de símbolos de MCM 160. Cada símbolo de MCM 160 está formado por un símbolo útil 162 y un intervalo de protección 164 asociado con éste. Tal como se muestra en la Figura 4, cada cuadro incluye un símbolo de referencia 166. La presente invención puede utilizarse de manera ventajosa con esta señal de MCM, sin embargo, esta estructura de la señal no es necesaria para realizar la presente invención siempre y cuando la señal transmitida incluya una porción útil y por lo menos un símbolo de referencia. Con el fin de obtener la estructura de cuadro final mostrada en la Figura 4, se proporciona una unidad 116 para añadir un símbolo de referencia para cada número predeterminado de símbolos de MCM. En conformidad con la presente invención, el símbolo de referencia es una secuencia de bit modulado por amplitud. De esta manera, la modulación por amplitud de una secuencia del bit se realiza de tal forma que la envoltura de la secuencia del bit modulado por amplitud defina un patrón de referencia del símbolo de referencia. Este patrón de referencia definido por la envoltura de la secuencia del bit modulado por amplitud debe detectarse ai recibir la señal de MCM en un receptor de MCM. En una forma de realización preferida de la presente invención, se utiliza una seudo secuencia del bit aleatoria con buenas propiedades de autocorrelación como la secuencia del bit para la modulación de la amplitud. La elección del porcentaje de longitud y repetición del símbolo de referencia depende de las propiedades del canal a través del cual se transmite la señal de MCM, por ejemplo, el tiempo de coherencia del canal. Además, el porcentaje de repetición y la longitud del símbolo de referencia, en otras palabras, el número de símbolos útiles en cada cuadro, dependen de los requerimientos del receptor con respecto a tiempo medio para la sincronización inicial y el tiempo medio para la nueva sincronización después de la pérdida de sincronización debido a un desvanecimiento del canal . La señal de MCM resultante con la estructura mostrada en 118 en la Figura 1 se aplica al extremo frontal de transmisor 120. Por así decirlo, en el extremo frontal del transmisor 120, se realiza una conversión digital / analógica y una conversión ascendente de la señal de MCM. Posteriormente, la señal de MCM se transmite a través de un canal 122. Después, el modo de operación de un receptor de MCM 130 se describe brevemente refiriéndose a la Figura 1. La señal de MCM se recibe en el extremo frontal del receptor 132. En el extremo frontal del receptor 132, la señal de MCM se convierte - reduce y, además, se realiza una conversión analógica / digital de la señal convertida reducida. La señal de MCM convertida reducida se suministra a una unidad de sincronización de la frecuencia portadora / cuadro de símbolos 134. Un primer objetivo de la unidad de sincronización de la frecuencia portadora / cuadro de símbolos es realizar una sincronización del cuadro con base al símbolo de referencia modulado por amplitud. Esta sincronización del cuadro se realiza con base a una correlación entre el símbolo de referencia desmodulado por amplitud y un patrón de referencia predeterminado almacenado en el receptor de MCM. Un segundo objetivo de la unidad de sincronización de la frecuencia portadora / cuadro de símbolos es realizar una sincronización de frecuencia aproximada de la señal de MCM. Para este propósito, la unidad de sincronización de la frecuencia portadora / cuadro de símbolos 134 sirve como unidad de sincronización de frecuencia aproximada para determinar una compensación de la frecuencia aproximada de la frecuencia portadora provocada, por ejemplo, mediante una diferencia de las frecuencias entre el oscilador local del transmisor y el oscilador local del receptor. La frecuencia determinada se utiliza con el fin de realizar una corrección de la frecuencia aproximada. El modo de operación de la unidad de sincronización de la frecuencia aproximada se describe con detalles refiriéndose a las Figuras 2 y 3 posteriormente . Tal como se describió anteriormente, la unidad de sincronización del cuadro 134 determina la ubicación del símbolo de referencia en la señal de MCM. Con base a la determinación de la unidad de sincronización del cuadro 134, una unidad de extracción del símbolo de referencia 136 extrae la información del cuadro, es decir, el símbolo de referencia, a partir de la señal de MCM que proviene del extremo frontal del receptor 132. Después de la extracción del símbolo de referencia, la señal de MCM se aplica a una unidad de eliminación del intervalo de protección 138. El resultado del procesamiento de la señal realizado aquí en el receptor de MCM son los símbolos de MCM útiles. Los símbolos de MCM útiles resultantes de la unidad de eliminación del intervalo de protección 138 se suministran a una unidad de transformación rápida de Fourier 140 con el fin de proporcionar una secuencia de espectros a partir de los símbolos útiles. Posteriormente, la secuencia de los espectros se proporciona aun cartógrafo de bits de la portadora 142, en donde el flujo de bits serial se recupera. Este flujo de bits serial se suministra a un colector de datos 144. Posteriormente, el modo de operación de la unidad de sincronización de frecuencia aproximada se describirá con detalles refiriéndose a las Figuras 2 y 3. Tal como se muestra en la Figura 2, la salida del extremo frontal del receptor 12 se conecta a un convertidor analógico / digital 200. La señal de MCM convertida reducida se muestrea en la salida del convertidor analógico / digital 200 y se aplica a una unidad de sincronización de regulación de tiempo / cuadro 202. En una forma de realización preferida, se proporciona un control de ganancia automática de operación rápida (AGC) (no mostrado) antes de la unidad de sincronización de regulación de tiempo / cuadro con el fin de eliminar las fluctuaciones rápidas del canal. El AGC rápido se utiliza además del AGC normalmente lento en la vía de la señal, en el caso de transmisión sobre un canal de vías múltiples con respuesta de impulsos de canal largo y desvanecimiento selectivo de la frecuencia. El AGC rápido ajusta el rango de amplitud promedio de la señal a la amplitud promedio conocida del símbolo de referencia. Tal como se describió anteriormente, la unidad de sincronización de regulación de tiempo / cuadro utiliza la secuencia modulada por amplitud en la señal recibida con el fin de extraer la información del cuadro desde la señal de MCM y posteriormente eliminar los intervalos de protección de la misma. Después de la unidad de sincronización de regulación de tiempo / cuadro 202 sigue una unidad de sincronización de frecuencia aproximada 204 que calcula una compensación de la frecuencia aproximada con base a la secuencia modulada por amplitud del símbolo de referencia de la señal de MCM. En la unidad de sincronización de frecuencia aproximada 204, una compensación de la frecuencia de la frecuencia portador con respecto a la frecuencia del oscilador en el receptor de MCM se determina con el fin de realizar una corrección de la compensación de la frecuencia en un bloque 206. Esta corrección de la compensación de la frecuencia en el bloque 206 se realiza mediante una multiplicación compleja. La salida del bloque de corrección de la compensación de la frecuencia 206 se aplica al desmodulador MCM 208 formado por el Transformador Rápido de Fourier 140 y el cartógrafo de bits de la portadora 142 mostrado en la Figura 1. Con el fin de realizar la sincronización de la frecuencia aproximada de la invención, en cualquier caso, deberá realizarse una desmodulación por amplitud en una señal de MCM procesada previamente. El procesamiento previo puede ser, por ejemplo, la conversión - reducción y la conversión analógica / digital de la señal de MCM. El resultado de la desmodulación por amplitud de la señal de MCM procesada previamente es una envoltura que representa la amplitud de la señal de MCM. Para la desmodulación por amplitud puede utilizarse un método sencillo de alfamax+ betamin_ . Este método se describe por ejemplo en Palacherla A.: DSP-µP Routine Computes Magnitude, (Magnitud de Cálculos de Rutina DSP - µP) , EDN, Octubre 26, 1989; y Adams, W. T., y Bradley, J.: Magnitude Approximations for Microprocessor Implementation (Aproximaciones de Magnitud para la Operación del Microprocesador), IEEE Micro, Vol. 3, No. 5, Octubre 1983. Es obvio que pueden utilizarse métodos diferentes para determinar la amplitud de los métodos descritos de alfamax+ betamin- • Para simplificar, es posible reducir el cálculo de la amplitud a una detección con respecto a si la amplitud en curso es superior o inferior a la amplitud promedio. La señal de salida está formada entonces por una secuencia -1/+1 que puede utilizarse para determinar la compensación de una frecuencia aproximada realizando una correlación. Esta correlación puede realizarse fácilmente utilizando un circuito integrado sencillo (IC) . Además, puede realizarse un muestreo adicional de la señal recibida en el extremo frontal RF . Por ejemplo, la señal recibida puede expresarse con un muestreo adicional doble. En conformidad con una primera forma de realización de la presente invención, una compensación de la frecuencia portadora de la señal de MCM a partir de una frecuencia del oscilador en el receptor de MCM se determina correlacionando la envoltura obtenida realizando la desmodulación por amplitud descrita anteriormente con un patrón de referencia predeterminado . En el caso de que no exista compensación de la frecuencia, el símbolo de referencia recibido r(k) será: (Ecuación.1) donde n(k) designa el "ruido Gaussiano aditivo" y SAM denota la secuencia AM que ha sido enviado. Con el fin de simplificar el cálculo, el ruido Gaussiano aditivo puede pasarse por alto. A continuación (Ecuación 2) En el caso de que esté presente una compensación de frecuencia constante f, la señal recibida será: r (k) ~ SAM (.k) -eJ2p t"cu (Ecuación 3) La información con respecto a la compensación de la frecuencia se deriva de la correlación de la señal recibida r(k) con la secuencia AM SAM que es conocida en el receptor: (Ecuación ) Por lo tanto, la compensación de la frecuencia es: (Ecuación 5) Como el argumento de SAM(k) 2 es cero, la compensación de la frecuencia es: A (Ecuación 6) En conformidad con una segunda forma de realización del algoritmo de la sincronización de la frecuencia aproximada en conformidad con la presente invención, se utiliza un símbolo de referencia que incluye por lo menos dos secuencias idénticas 300 tal como se muestra en la Figura 3. La Figura 3 muestra el símbolo de referencia de una señal de MCM que posee dos secuencias idénticas 300 de una longitud de L/2 cada una. L designa el número de valores de las dos secuencias 300 del símbolo de referencia. Tal como se muestra en la Figura 3, dentro de la secuencia modulada por amplitud, existen por lo menos dos secciones idénticas dedicadas a la sincronización de la frecuencia aproximada. Estas dos secciones, de las cuales cada una contiene muestras L/2, se muestran al final de la secuencia modulada por amplitud en la Figura 3. La secuencia modulada por amplitud contiene un gran número de muestras . Para una observación no ambigua de la fase, deben utilizarse únicamente muestras suficientes para contener una rotación de la fase de 2. Este número se define como L/2 en la Figura 3. Después, se presenta una derivación matemática de la determinación de la desviación de una frecuencia portadora. En conformidad con la Figura 3, la siguiente ecuación se aplica para las dos secuencias idénticas 300: sí?<k = —J -sí— <k = LJ (Ecuación 7) Si no está presente ninguna compensación de la frecuencia, la siguiente ecuación 8 se logrará a través de la señal recibida: rík + —\ m r(k) 0 < k = — (Ecuación 8) r(k) designa los valores de las secuencias idénticas. K es un índice desde uno a L/2 para las muestras respectivas.

Si existe una compensación de la frecuencia de, por ejemplo, f, la señal recibida es: r (k) r(k)-eJ2x?,kTtKM (Ecuación 9) nkX)-we?y (Ecuación 10) r (k) designa los valores de la muestra de la porción recibida que se basan en las secuencias idénticas. La información relacionada con la compensación de la frecuencia se deriva de la correlación de la señal recibida r(k + L/2) con la señal recibida PY¿ • Esta correlación se proporciona a través de la siguiente ecuación: ;r(*+| )-f?*)| 2 -j??&f— UcM (Ecuación 11) designa el conjugado complejo de los valores de la muestra de la porción mencionada anteriormente.

Por lo tanto, la compensación de la frecuencia es Como el argumento de r(k) 2 equivale a cero, la compensación de la frecuencia se convierte en )-rw (Ecuación 13) Por lo tanto, es obvio que en ambas formas de realización, descritas anteriormente, la posición de la frecuencia del punto máximo de la salida resultante de la correlación determina el valor calculado de la onda portadora compensada. Además, tal como se muestra también en la Figura 2, la corrección se realiza en una estructura de alimentación frontal . Un aparato para realizar la sincronización de la frecuencia aproximada utilizando un símbolo de referencia con dos secciones idénticas de la longitud de L/2, cada una de las cuales ha sido descrita anteriormente, se muestra en la Figura 5. En la Figura 5 también se muestra la unidad de sincronización de regulación de tiempo / cuadro 202. Tal como puede observarse a partir de la Figura 5, una unidad 400 para realizar un control de ganancia automática rápida (constante de tiempo < duración del símbolo de MCM) puede proporcionarse antes de la unidad de sincronización de regulación de tiempo /cuadro. La salida de la unidad de sincronización de regulación de tiempo/cuadro 202 se conecta a una unidad de extracción 402 que puede operarse para extraer las últimas muestras L del símbolo de referencia. La salida de la unidad de extracción 402 se conecta a un desmultiplexador 404 que recupera las dos secciones idénticas con una longitud de L/2 cada una a partir de las muestras L. Las secciones idénticas se aplican a un correlacionador 406 que realiza la correlación tal como se describió anteriormente. La salida del correlacionador 406 se conecta a una unidad de operación 408 para realizar una operación del argumento en la señal de salida del correlacionador 406. La salida de la unidad de operación 408 se conecta a un multiplicador 410 que multiplica la salida por l/2p(L /2)TMCM ) . Se proporciona una unidad de operación adicional 412 para realizar una operación e-i<,pbfTncu £) con el fin de derivar el cambio de frecuencia para todo el símbolo de MCM desde el cambio de frecuencia determinada para la porción que posee la longitud de L, es decir, las secciones idénticas 300 mostradas en la Figura 3. En el caso de un canal con reflejos fuertes, por ejemplo, debido a una densidad de construcción alta, las correlaciones descritas anteriormente pueden ser insuficientes para obtener una sincronización de frecuencia aproximada adecuada. Por lo tanto, de acuerdo con una tercera forma de realización de la presente invención, los valores correspondientes de las dos porciones que se correlacionan en conformidad con una segunda forma de realización, pueden sopesarse con los valores correspondientes de los patrones de referencia predeterminados almacenados correspondientes a las dos secuencias idénticas mencionadas del símbolo de referencia. Este pesado puede aumentar la probabilidad de determinar correctamente la compensación de la frecuencia. La descripción matemática de este pesado es la siguiente: ? 'AM «Sk(*+f) (Ecuación 14) SAM designa la secuencia modulada por amplitud que se conoce en el receptor, y S* ' designa el conjugado complejo de la misma. Si las correlaciones anteriores se calculan en el dominio de la frecuencia, la cantidad de (Ecuación 15) se utiliza más que el argumento. Esta cantidad se aumenta como una función de una corrección de la frecuencia. La posición del valor máximo determina el cálculo de la desviación de la frecuencia. Tal como se mencionó anteriormente, la corrección se realiza en una estructura de alimentación frontal. En la Figura 6 se muestra un diagrama de bloque de un aparato para realizar la sincronización de la frecuencia aproximada en conformidad con la tercera forma de realización de la presente invención. Los bloques 400, 202, 404 y 406 mostrados en la división izquierda de la Figura 6 corresponden a los bloques respectivos en la Figura 5. En la división derecha de la Figura 6, se muestra la preparación de la secuencia AM conocida. La secuencia AM conocida se lee desde una memoria 420 y se aplica a una unidad de extracción 422 que extrae las últimas muestras L de la misma. La salida de la unidad de extracción 422 se conecta a un desmultiplexador 424 con una entrada y dos salidas con el fin de recuperar las secciones idénticas que poseen una longitud de L/2 cada una. Ambas salidas del desmultiplexador están conectadas a un correlacionador 426 que realiza una correlación entre las dos secciones idénticas. Se proporciona un multiplicador 428 que multiplica la salida del correlacionador 406 por la salida del correlacionador 426. La salida del multiplicador 428 se conecta a una unidad de operación del argumento 408. La salida del multiplicador se aplica a una unidad de operación del argumento 408, un multiplicador 410 y una unidad de operación 412 en secuencia. El modo de operación de estas unidades corresponde a la de las unidades correspondientes que se muestran en la Figura 5. En la Figura 7 se muestra una estructura alternativa de un aparato para realizar la sincronización de la frecuencia aproximada en conformidad con la tercera forma de realización de la presente invención en el dominio de la frecuencia. Tal como se muestra en la Figura 7, se proporciona un transformador rápido de Fourier 440 entre el desmultiplexador 404 y un correlacionador 442, y un transformador rápido de Fourier 444 se proporciona entre el desmultiplexador 424 y un correlacionador 426. Las salidas de los correlacionadores 442 y 446 están conectadas a un multiplicador 445. La salida del multiplicador 445 está conectada a una unidad de búsqueda máxima 447. Por último, se proporciona una unidad 448 para realizar una operación (Alejandro) . La salida de esta unidad 448 representa la salida del dispositivo de sincronización de la frecuencia aproximada . En el caso de realizar la sincronización de la frecuencia aproximada en el dominio de la frecuencia, es posible hacer uso de la FFT existente al inicio de la detección para la sincronización de la frecuencia aproximada en lugar de proporcionar un transformador rápido de Fourier adicional . Después de la sincronización de la frecuencia aproximada descrita anteriormente, puede realizarse una sincronización de frecuencia fina en el caso de que esta sincronización de frecuencia fina sea útil.

Claims (22)

1. REIVINDICACIONES 1. un método para realizar una sincronización de frecuencia aproximada compensando una desviación de frecuencia portadora a partir de una frecuencia del oscilador en un sistema de desmodulación capaz de desmodular una señal con una estructura de cuadro, donde esta estructura de cuadro incluye por lo menos un símbolo útil y un símbolo de referencia, siendo este símbolo de referencia (166) una secuencia de bit modulado por amplitud, el método incluye los pasos de : recibir la señal; realizar una conversión reductora de la señal recibida; realizar una desmodulación de amplitud de la señal convertida reducida con el fin de generar una envoltura; correlacionar la envoltura con un patrón de referencia predeterminado con el fin de determinar la desviación de la frecuencia portadora; y controlar la frecuencia del oscilador con base a la desviación de la frecuencia portadora. 2. El método de la reivindicación 1, donde la desviación de la frecuencia portadora se determina de la
2. ? (Ecuación 6) F donde designa los valores de la envoltura mencionada de la señal recibida; S*AM designa el conjugado complejo de los valores del patrón de referencia predeterminado; TMCM designa la duración del símbolo útil mencionado; k designa un índice; y L/2 designa la longitud media de la secuencia utilizada para la sincronización de la frecuencia aproximada.
3. 3. un método para realizar una sincronización de frecuencia aproximada compensando una desviación de la frecuencia portadora a partir de una frecuencia del oscilador en un sistema de desmodulación capaz de desmodular una señal con una estructura de cuadro, donde la estructura de cuadro incluye por lo menos un símbolo útil y un símbolo de referencia, siendo el símbolo de referencia una secuencia de bit modulado por amplitud que incluye dos secuencias idénticas, el método comprende los pasos de: recibir la señal; realizar la conversión reductora de la señal recibida; realizar una desmodulación de amplitud de la señal convertida reducida con el fin de generar una envoltura, teniendo la envoltura dos porciones que se basan en las secuencias idénticas; correlacionar una de las porciones de la envoltura con otra de las porciones con el fin de determinar la desviación de la frecuencia portadora; y controlar la frecuencia del oscilador con base a la desviación de la frecuencia portadora.
4. 4. El método de la reivindicación 3, donde el paso de correlación mencionado incluye además el pesado de los valores correspondientes de las dos porciones mencionadas con los valores correspondientes de las dos secuencias mencionadas ;
5. 5. El método de la reivindicación 3, donde la desviación de la frecuencia portadora mencionada se determina de la siguiente forma: (Ecuación 13) r donde designa los valores de las porciones menconadas ; r* designa el conjugado complejo de los valores mencionados de las porciones mencionadas; TMCM designa la duración del símbolo útil mencionado; k designa un índice; y L designa el número de valores de las dos secuencias mencionadas del símbolo de referencia mencionado.
6. 6. El método de la reivindicación 4, donde la desviación de la frecuencia portadora mencionada se determina de la siguiente forma: Af arg k + ~« JAM ««*(* +!) (Ecuación 14) 2 ¿Jpl —„TMCM donde designa los valores de las porciones mencionadas ; ~* designa el conjugado complejo de los valores mencionados de las porciones mencionadas; TMC designa la duración del símbolo útil mencionado; k designa un índice; L designa el número de valores de las dos secuencias mencionadas del símbolo de referencia mencionado; SAM designa valores de las secuencias idénticas mencionadas; y S*AM designa el conjugado complejo de los valores mencionados de las secuencias idénticas mencionadas.
7. 7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde la señal mencionada es una señal de transmisión simultánea de la división de la frecuencia ortogonal .
8. 8. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye además el paso de realizar un control de ganancia automática rápida de la señal convertida reducida recibida de la manera mencionada antes del paso de realizar la desmodulación por amplitud mencionada.
9. 9. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde el paso de realizar la desmodulación por amplitud mencionada incluye el poso de calcular una amplitud de la señal mencionada utilizando el método de alfamax+ betamin_.
10. 10. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye además los pasos de muestrear las amplitudes respectivas de la señal convertida reducida recibida mencionada y comparar las amplitudes muestreadas con un umbral predeterminado con el fin de generar una secuencia de bits con el fin de realizar la desmodulación por amplitud mencionada .
11. 11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, donde el paso de muestrear las amplitudes respectivas de la señal convertida reducida recibida mencionada incluye además el paso de realizar un muestreo adicional de la señal convertida reducida recibida mencionada.
12. 12. Un aparato para realizar una sincronización de frecuencia aproximada compensando una desviación de frecuencia portadora a partir de una frecuencia del oscilador, para un sistema de desmodulación capaz de desmodular una señal que posee una estructura de cuadro, donde la estructura de cuadro incluye por lo menos un símbolo útil y un símbolo de referencia, y el símbolo de referencia es una secuencia de bit modulado por amplitud, y el aparato incluye : medios de recepción para recibir la señal; un convertidor reductor para realizar la conversión reductora de la señal recibida; un desmodulador de amplitud para realizar una desmodulación de amplitud de la señal convertida reducida con el fin de generar una envoltura; un correlacionador para correlacionar la envoltura con un patrón de referencia predeterminado con el fin de determinar la desviación de la frecuencia portadora; y medios para controlar la frecuencia del oscilador con base a la desviación de la frecuencia portadora.
13. 13. El aparato de la reivindicación 12, que incluye los medios para determinar la desviación de la frecuencia portadora mencionada de la siguiente forma: ?/ r(k>S' . (k (Ecuación 6) r donde designa los valores de las porciones mencionadas ; S*m designa el conjugado complejo de los valores de las secuencias idénticas; TMCM designa la duración del símbolo útil mencionado; k designa un índice; y L/2 designa el número de valores del patrón de referencia .
14. 14. Un aparato para realizar una sincronización de frecuencia aproximada compensando una desviación de frecuencia portadora a partir de una frecuencia del oscilador, para un sistema de desmodulación capaz de desmodular una señal que posee una estructura de cuadro, donde la estructura de cuadro incluye por lo menos un símbolo útil y un símbolo de referencia, y el símbolo de referencia es una secuencia de bit modulado por amplitud que incluye dos secuencias idénticas, el aparato incluye: medios de recepción para recibir la señal; un convertidor reductor para realizar la conversión reductora de la señal recibida; un desmodulador de amplitud para realizar una desmodulación de amplitud de la señal convertida reducida con el fin de generar una envoltura, teniendo la envoltura dos porciones que se basan en las secuencias idénticas; un correlacionador para correlacionar una de las porciones de la envoltura con otra de las porciones con el fin de determinar la desviación de la frecuencia portadora; y medios para controlar la frecuencia del oscilador con base a la desviación de la frecuencia portadora.
15. 15. El aparato de la reivindicación 14, donde el correlacionado mencionado incluye medios para pesar los valores correspondientes de las dos porciones mencionadas con los valores correspondientes de las dos secuencias mencionadas .
16. 16. El aparato de la reivindicación 13, que incluye los medios para determinar la desviación de la frecuencia portadora de la siguiente forma: (Ecuación 13) donde designa los valores de las porciones mencionadas; f designa el conjugado complejo de los valores mencionados de las porciones mencionadas; TMCM designa la duración del símbolo útil mencionado; k designa un índice; y L designa el número de valores de las dos secuencias mencionadas del símbolo de referencia mencionado.
17. 17. El aparato de la reivindicación 15, que incluye los medios para determinar la desviación de la frecuencia portadora de la siguiente forma: frfc-(*+f) (Ecuación 14) donde designa los valores de las porciones mencionadas; f designa el conjugado complejo de los valores mencionados de las porciones mencionadas; TMCM designa la duración del símbolo útil mencionado; k designa un índice; L designa el número de valores de las dos secuencias mencionadas del símbolo de referencia mencionado; SAM designa valores de las secuencias idénticas mencionadas; y S* ^ designa el conjugado complejo de los valores mencionados de las secuencias idénticas mencionadas.
18. 18. El aparato de acuerdo con la reivindicación 13, donde la señal mencionada es una señal de transmisión simultánea de la división de la frecuencia ortogonal;
19. 19. El aparato de acuerdo con la reivindicación 13, que incluye además medios para realizar un control de ganancia automática rápida de la señal convertida reducida recibida mencionada que precede al desmodulador por amplitud mencionado .
20. 20. El aparato de acuerdo con la reivindicación 13, donde el desmodulador por amplitud mencionado incluye medios para calcular una amplitud de la señal mencionada utilizando el método de alfamax+ betamin..
21. 21. El aparato de acuerdo con la reivindicación 13, que incluye además medios para muestrear las amplitudes recibidas de la señal convertida reducida recibida mencionada, donde el desmodulador por amplitud mencionado incluye medios para comparar las amplitudes muestreadas con un umbral predeterminado con el fin de generar una secuencia de bits.
22. 22. El aparato de acuerdo con la reivindicación 21, donde los medios mencionados para el muestreo incluyen medios para muestrear adicionalmente la señal convertida reducida recibida mencionada.