PT599632E

PT599632E - Aparelhos e metodos para comunicacao sem fios

Info

Publication number: PT599632E
Application number: PT93309371T
Authority: PT
Inventors: John David O'sullivan; Graham Ross Daniels; Terence Michael Paul; Diethelm Ironi Ostry; John Fraser Deane
Original assignee: Commw Scient Ind Res Org
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 2001-09-28
Also published as: EP0599632A2; ES2156867T3; DK0599632T3; DE69330158T3; DE69330158D1; EP0599632B3; EP0599632A3; US5487069A; EP0599632B1; JP3438918B2; JPH06296176A; AU666411B2; GR3036146T3; DE69330158T2; ES2156867T7; AU5180693A; ATE200720T1

Description

5%<ò é2>Z

Um, ^ L^~l DESCRIÇÃO "APARELHOS E MÉTODOS PARA COMUNICAÇÃO SEM FIOS" A presente invenção está relacionada com redes de áreas locais (LANs) que permitem a dispositivos com capacidade de computação comunicar uns com os outros e, em particular, com um LAN sem fios em que os dispositivos comunicam por meio de transmissões via rádio.

Em recentes anos o computador pessoal tem vindo a ser uma ferramenta de cada vez maior importância em negócio e comércio e muitos trabalhadores ocupam uma grande parte do seu dia de trabalho a operar tais computadores. De igual modo, as empresas estão cada vez mais a estruturar os seus negócios não só para permitir, mas para obrigar, os seus trabalhadores a aceder a informação por meio de um computador pessoal ou de um terminal equivalente, que está ligado a uma rede de área local que se estende pelo escritório.

Até à data tais redes de áreas locais têm sido proporcionada ou por condutores eléctricos ou de fibra óptica e isto requer que as instalações do escritório tenham um extensivo sistema de cablagem. Esta cablagem tem de ser ajustada se, por exemplo, as repartições no escritório tiverem de ser ajustadas. Adicionalmente, a cablagem necessária numa sala de aulas ou num arranjo de tutorial em que seja necessário que um grande número de computadores pessoais tenham de operar em pequenas áreas, pode ser substancial.

Mais, uma crescente tendência recente tem sido a venda de

l/u*j dispositivos móveis ou portáteis com capacidades de computação. Estes incluem tanto computadores portáteis e de mão. Enquanto que a razão principal pela compra de tais computadores é a habilidade de utilizar o seu poder computacional fora do ambiente normal do escritório, uma vez adquirido o computador portátil, surge o desejo de utilizar a sua portabilidade dentro dos limites do escritório a fim de permitir que o utilizador do computador portátil o leve com ele para o utilizar nas salas próximas e adjacentes dos colegas, por exemplo, e ainda ter a possibilidade de aceder à LAN da empresa, que pode estar distribuída por vários edifícios adjacentes em estilo de “campus universitário”.

Embora isto seja possível por meio de ligações plug-in que permitem que o computador portátil de um operador seja ligado à LAN do escritório em qualquer local em particular, é geralmente inconveniente porque a LAN pode não permitir a ligação de dois ou mais pontos de ligação dentro de uma única sala, o computador portátil perde a sua portabilidade, e assim por diante.

Da mesma foram, surge a necessidade de uma LAN à qual tais dispositivos portáteis podem ser ligados por meio de uma ligação sem fio ou via rádio.

Tais LANs sem fios são conhecidas, todavia, até à data estas têm sido substancialmente restringidas a baixas taxas de transmissão de dados. Para atingir uma aceitação comercial abrangente, é necessário ter uma taxa de transmissão relativamente elevada e assim transmitir num frequência relativamente elevada, na ordem de 1 GHz ou mais. Conforme será a seguir explicado, a transmissão via rádio a frequências tão elevadas depara-se com uma colecção de problemas únicos. 3. umj

Uma LAN que está disponível comercialmente é aquela vendida pela Motorola sob o nome comercial de ALTAIR (marca comercial). Este sistema opera a aproximadamente 18 GHz, todavia, a taxa máxima de transmissão de dados é limitada a aproximadamente 3-6 Mbit/s. Uma revisão útil deste sistema e dos problemas de recepção sem fios a estas frequências e em ambientes de "escritórios" é contido em “Radio Propagation and Anti-multipath Techniques in the WIN Environment”, de James E. -Mitzlaff IEEE Network Magazine Novembro de 1991, pág. 21-26.

Este engenheiro de desenvolvimento conclui que o desempenho inadequado, e o grande tamanho, custo e consumo de energia do hardware necessário para equilibrar por via de adaptações mesmo um sinal de dados de 10 Mbit/s são de tal forma que os problemas de propagação por múltiplos caminhos (multipath) não podem ser contornados em sistemas de rede sem fios em edifícios (“Wireless In-Building Network?’ (WIN). Da mesma forma, técnicas de espalhamento de espectro (spread spectrum) que também podem ser utilizadas para combater os problemas de múltiplos caminhos consomem muita banda (300 MHz para 10 Mbits/s) para serem efectivos. Uma taxa de dados de 100 Mbit/s utilizando esta tecnologia consumiria assim 3 GHz de banda.

Em vez disto, a solução adoptada pela Motorola™ e Mitzlaff é uma sistema de antena direccional com 6 feixes para cada antena o que resulta em 36 possíveis caminhos de transmissão a serem periodicamente verificados pelo processador do sistema a fim de localizar o caminho de “melhor qualidade” e “ligar” a antena em conformidade. Este procedimento adiciona uma substancial carga e custo ao sistema. Este procedimento é essencialmente a conversão de um problema de transmissão por múltiplos caminhos num ambiente de caminho único de transmissão através do uso de antenas direccionais.

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Um artigo de Buchholz et al entitulado “Wireless In-Building NetWork Arquitecture and Protocols” (procedimentos do Supercomm/ICC 92, Junho de 1992, Vol. 2, pág. 1025 to 1030) apresenta uma rede sem fios para uso em edifícios em que o problema de propagação por múltiplos caminhos num ambiente confinado susceptível a atenuação variável em tempo e selectiva em frequência e a interferência inter-símbolo é ultrapassado utilizando seis antenas direccionais. Também, a fim de evitar erros, os dados são segmentados utilizando uma técnica conhecida por Time Division Duplex (TDD).

Um dos objectivos da presente invenção é o de proporcionar uma LAN sem fios num ambiente confinado de transmissão por múltiplos caminhos tendo uma elevada taxa de bits embora o recíproco dos dados ou da taxa de bits de informação (o “período” dos dados) seja curto em relação às diferenças de atraso de tempo entre caminhos de transmissão significativos.

De acordo com um aspecto da presente invenção é proporcionado um transmissor-receptor para operação num ambiente confinado de transmissão por múltiplos caminhos susceptível a atenuação selectiva em frequência e a interferência inter-símbolo, compreendendo o dito transmissor-receptor: • meios de frequência rádio incluindo uma antena para a transmissão e recepção de sinais de frequência rádio; • meios de processamento de sinais de transmissão para a recepção dados de input de um canal de dados de input e para o processamento de dados de input para a transmissão pelos ditos meios de frequência rádio, os ditos meios de processamento de sinais de transmissão incluindo meios de modulação para modular os dados de input, e • meios de processamento do sinal de recepção para o processamento dos sinais recebidos pelos ditos meios de frequência rádio e para dar dados de output a um canal de dados de output,

-5- caracterizado por os ditos meios de modulação serem operativos para modular os ditos dados de input numa pluralidade de sub-canais de diferentes frequências carregando cada sub-canal uma sequência de símbolos de dados, de tal forma que o período de um símbolo de sub-canal é mais comprido que um predeterminado período representativo do atraso em tempo de significativos caminhos de transmissão indirecta.

De acordo com outro aspecto da presente invenção é proporcionado um transmissor para operar num ambiente confinado de transmissão por múltiplos caminhos susceptível a atenuação selectiva em frequência e a interferência inter-símbolo, compreendendo o dito transmissor: • meios de frequência rádio incluindo uma antena para a transmissão de sinais de frequência rádio e; • meios de processamento de sinais de transmissão para a recepção de dados de input de um canal de dados de input e para o processamento de dados de input para a transmissão pelos ditos meios de frequência rádio, os ditos meios de processamento de sinais de transmissão incluindo meios de modulação para modular os dados de input, caracterizado por os ditos meios de modulação serem operativos para modular os ditos dados de input numa pluralidade de sub-canais de diferentes frequências carregando cada sub-canal uma sequência de símbolos de dados, de tal forma que o período de um símbolo de sub-canal é mais comprido que um predeterminado período representativo do atraso em tempo de significativos caminhos de transmissão não directos.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção é proporcionado um método para a transmissão de dados utilizando ondas de frequência rádio num ambiente confinado de transmissão por múltiplos caminhos susceptível a atenuação selectiva em frequência e a interferência inter-símbolo, -6-compreendendo o método: • dados de input recebidos de um canal de dados de input; • a modulação dos ditos dados de input; e • a transmissão dos dados modulados; caracterizado por os passos de modulação modularem os ditos dados de input numa pluralidade de sub-canais de diferentes frequências carregando cada sub-canal uma sequência de símbolos de dados, de tal forma que o período de um símbolo de sub-canal é mais comprido que um predeterminado período representativo do atraso em tempo de significativos caminhos de transmissão indirecta. A transmissão pode ser realçada pela utilização de um ou mais das seguintes técnicas, nomeadamente Interactive channel sounding, correcção precoce de erros (forward error correction) com suficiente redundância para correcção não interactiva, modulação com suficiente redundância para correcção interactiva de erros através da re-transmissão de pelo menos dados seleccionados, e a escolha de alocação de dados entre sub-canais. A transmissão via rádio pode também ser dividida em pequenos pacotes de dados cada um dos quais é transmitido por um período de tempo em que as características de transmissão sobre uma amplitude predeterminada são relativamente constantes. A codificação dos dados pode ser efectuada num ensemble de portadores cada um constituindo um sub-canal e tendo uma frequência diferente com a modulação de cada portador individual sendo preferencialmente modulação multi-nível de amplitude de portador e/ou fase (mQAM). A família de modulação mQAM inclui amplitude shift keying (ASK), ASK de multi-nível (mASK), modulação de permutação, binary phase shift keying (BPSK), phase -7- U>*i shift keying de multi-nível (mPSK), amplitude phase keying (APK), APK de multi-nível (mAPK), e semelhantes.

Serão agora descritas execuções da presente invenção fazendo referência aos desenhos em que:

Fig. 1 é uma vista de plano esquematizada de um escritório ilustrando transmissões por múltiplos caminhos de frequência rádio de pelo menos 10 GHz causadas por reflexões;

Fig. 2 é um gráfico da potência recebida em função de tempo, para um impulso de transmissão, ilustrando os sinais recebidos de reduzida magnitude que são atrasados devido à possibilidade de transmissão por múltiplos caminhos;

Fig. 3 é um gráfico da amplitude recebida de sinais de steady State em função da frequência transmitida, esta característica sendo por si dependente do tempo;

Fig. 4 é um diagrama esquematizado ilustrando uma rede de área local incluindo uma pluralidade de pontos-centrais (hubs) cada um dos quais capaz de comunicar com transmissor(es)-receptor(es) móveis dentro de uma célula correspondente;

Fig. 5 é um diagrama em bloco esquematizado da configuração do circuito dentro de cada ponto-central e transmissor-receptor móveis; Fig. 6 é um diagrama em bloco mais pormenorizado ilustrando parte do transmissor-receptor móvel da Fig. 5;

Fig. 7 é um diagrama em bloco mais pormenorizado do enquadramento, correcção precoce de erros (FEC) e secção 32 de modulação do caminho de transmissão do transmissor-receptor móvel da Fig. 6;

Fig. 8 é um diagrama em bloco mais pormenorizado do -8- [λΛη enquadramento, correcção precoce de erros (FEC) e secção 33 de desmodulação do caminho de transmissão do transmissor-receptor móvel da Fig. 6; e

Fig. 9 é um diagrama em bloco mais pormenorizado do transmissor 36 e receptor 35 de onda-mm do transmissor-receptor móvel da Fig. 6;

Em forma esquematizada, a Fig. 1 ilustra uma sala 1 num ambiente típico de escritório que inclui itens de mobiliário 2 e um transmissor 3 e receptor 4. Para transmissões via rádio a frequências superiores a 10 GHz, ocorre uma transmissão em modo de múltiplos caminhos partindo do transmissor 3 para o receptor 4. As reflexões das paredes (e chão e tecto) da sala 1, itens de mobiliário 2, e semelhantes, dentro da sala 1 causam as transmissões de múltiplos caminhos.

Conforme ilustrado na Fig. 2, o efeito das transmissões de múltiplos caminhos é que o receptor 4 recebe um sinal 5 não atrasado que viajou directamente do transmissor 3 para o receptor 4, e um número de sinais 6 atrasados que são recebidos algum tempo depois da recepção do sinal 5 não atrasado. A magnitude dos sinais 6 atrasados é normalmente de alguma forma atenuada. Sob certas condições, a magnitude do sinal 5 não atrasado pode também ser atenuada, por vezes em mais do que a de sinais 6 atrasados.

Como consequência dos sinais 6 atrasados, é necessário que a duração de tempo durante o qual um único símbolo é transmitido (o período do símbolo) seja substancialmente mais comprido que o tempo de atraso para que os ecos do primeiro símbolo não ofusquem a recepção de um símbolo subsequente. Este requisito tem proporcionado um severo limite máximo à taxa com o qual os dados podem ser transmitidos num tal ambiente. -9- (j/i 't/l

Mais, conforme ilustrado na Fig. 3, o ambiente de escritório não é de todo um ambiente bom para a transmissão via rádio. A Fig. 3 ilustra uma característica típica do canal ao longo de um curto período de tempo ilustrando a magnitude do sinal recebido como uma função de frequência na banda de 1 GHz entre 60 e 61 GHz. Será visto que a amplitude recebida não é de toda constante e, em particular, em várias frequências ocorre atenuação. Mais, conforme indicado pelas linhas tracejadas na Fig. 3, a frequência a que ocorre a atenuação varia em função do tempo por causa de movimentos dentro da sala. Um tal canal de comunicação é designado de canal de atenuação variável em tempo e selectiva em frequência.

Da mesma forma, mas diferente, são conhecidos canais de comunicação tanto em comunicação telefónica e de rádio de longa distância e vários estratagemas, geralmente conhecidos por igualização, utilizados para superar os problemas que tais canais apresentam. Todavia, nestes campos em virtude de tal atenuação ser devida a alterações de temperatura, ou de condições atmosféricas, uma vez estabelecidos tais canais de comunicação telefónica e de rádio de longa distância, a característica atenuação muda com relativamente lentidão. Também em aplicações telefónicas pode ser tirada vantagem do facto de a degradação do canal ser geralmente baixa perto do centro do canal, quando se configura a igualização. Isto não é o caso num ambiente de escritório ou de interior.

Antes pelo contrário, no ambiente de escritório acima descrito, a mudança da característica de transmissão indicada pelas linhas tracejadas na Fig. 3 pode, por exemplo, ser causada pelo simples acto de alguém abrir uma mala em cima da secretária. O tampo aberto da mala resulta numa mudança de característica. Da mesma forma mudanças de curto prazo podem ser causadas pela movimentação do receptor 4 propriamente dito, ou pela movimentação de - 10-

outros objectos como as portas a abrirem, de pessoas, e semelhantes. Claramente o transmissor 3 também pode ser movimentado. O que se segue estabelece um ambiente muito hostil no qual as desejadas transmissões via rádio devem ocorrer. Em particular, não existe um canal preferido ou sequer um canal garantido na banda de 1 GHz.

Seria possível contornar as dificuldades acima referidas utilizando antenas altamente direccionadas a fim de eliminar todos os caminhos de transmissão com excepção do caminho directo. Todavia, a tentativa de alinhar mecanicamente uma tal antena que seria por sua vez afixada a um computador portátil é comercialmente pouco atractiva.

Fig. 4 ilustra em forma esquemática o disposição geral de uma LAN sem fios de acordo com a personificação preferida da presente invenção. A pluralidade de pontos-centrais 8 e transmissores-receptores 9 são proporcionados. Os pontos-centrais 8 são interligados por meio de uma espinha dorsal 10 que pode tomar a forma tanto de condutores eléctricos como de cabos de fibra óptica. Conforme indicado pelas linhas tracejadas na Fig. 4 a espinha dorsal 10 pode constituir uma volta (loop). Se desejado, a espinha dorsal 10 pode ser ligada a outros computadores pessoais 7 e, se desejado, via a porta 11 para a rede 12 de telefone público comutado. Num configuração típica, cada escritório (ou cada escritório em cada edifício de um Campus) seria proporcionado com um único ponto-central 8 que iria comunicar com o, ou cada um dos, transmissor(es)-receptor(es) móvel(eis) 9 naquela sala. Tanto a espinha dorsal 10 pode estender-se pela totalidade da área a ser coberta, como a área pode ser coberta pela utilização de múltiplas portas e múltiplas espinhas dorsais. O alcance efectivo do transmissor-receptor dentro do ponto-central 8 é configurado para essencialmente cobrir apenas aquela sala. O alcance limitado de transmissão do ponto-central 8 cria um célula correspondente 13 conforme indicado pelas linhas -11 -

tracejadas na Fig. 4. Para uma sala grande com uma sala de aulas numa instituição de ensino, o comprimento da sala pode requerer que a sala seja proporcionada com dois pontos-centrais 8 e neste caso estariam presentes na sala duas células parcialmente sobrepostas.

Conforme se pode ver na Fig. 5, para o transmissor-receptor do ponto-central 8, são proporcionados um número de blocos de componentes. Estes tomam a forma de um interface 20 de rede, um buffer 21 de memória, uma secção 22 de enquadramento, de correcção precoce de erros (forward error correction -FEC) e de modulação, uma secção 23 de enquadramento, de correcção precoce de erros (FEC) e de desmodulação, uma secção 24 de sistema de frequência intermédia (IF), um receptor 25 de onda-mm, um transmissor 26 de onda-mm, e uma antena 27 que é suficientemente larga no seu padrão de radiação para iluminar a célula inteira. A antena 27 pode atingir este resultado estatisticamente ou dinamicamente (com condução electrónica ou mecânica de feixe). Todos estes itens estão ligados a, e são operáveis por, uma secção 28 de controlo e temporização. Adicionalmente, todos são alimentados por uma fonte de alimentação 29 derivada de uma ligação AC (corrente alternada).

Porções equivalentes do transmissor-receptor móvel 9 são indicadas por um designador tendo uma magnitude mais elevada por 10 na Fig. 5 e também nas Figs. 6-9. O transmissor móvel 9 tem uma fonte de alimentação 39 alimentada por uma bateria. Isto é possível por causa da utilização de dispositivos de gálio arsenide (gallium arsertide) de baixa potência no receptor 35 e transmissor 36, em particular.

Será de notar que a antena 37 é preferencialmente uma antena de condução que é conduzida electronicamente pela secção 38 de controlo e de temporização a fim de pelo menos direccionar as transmissões de e para os transmissores-receptores móveis 9 em direcção ao correspondente ponto-central - 12- - 12-

<:~2aÀ€^l'" 8. Esta antena melhora o rácio de sinal versos ruído na ligação sem fios e atenua os sinais atrasados assim melhorando o desempenho por múltiplos caminhos.

Um diagrama de blocos mais detalhado da porção do transmissor-receptor 9 está ilustrado nas Figs. 6-9. Na Fig. 6 a configuração geral do transmissor-receptor 9 (excluindo o terminal 30 de interface e o buffer 31 de memória) está ilustrado. Uma fase intermediária de detalhe é dada para o receptor 35 e transmissor 36, o sistema 34 de recepção de frequência intermédia e o desmodulador 33 de recepção e o sistema 34 de transmissão de frequência intermédia e modulador 32 de transmissão. Na Fig. 7 e 8 respectivamente são apresentados detalhes completos da modulação e da desmodulação.

Na Fig. 7, o enquadramento do caminho de transmissão, secção de correcção precoce de erros (FEC) e de modulação 32 das Figs. 5 e 6, são ilustrados em detalhe. Da memória 31 de buffer na Fig. 5 é aplicado um feixe de dados binários a um bloco 40 de verificação cíclica de redundância CRC (cyclic redundancy check) de Gerar e Anexar. O output deste bloco 40 ou o de um gerador 41 de padrões de fim do pacote (End of Packet Pattern Generator) é selectivamente input para um codificador 42 de taxa de 1/2 TCM {trellis coded modulation). O output do codificador 42 é por sua vez fornecido a um Di-bit Interleaver 43, cujo output é por sua vez fornecido a um codificador 44 de QPSK que executa a codificação diferencial numa base de moldura-por-moldura. O output do codificador 44 de QPSK e um gerador 45 de header de sincronização são combinados na montagem da moldura e no bloco 46 de inserção de zero pad para que as molduras sejam montadas e quatro zero pads inseridas para que seis carregadores sejam gerados para cada lado de, mas não coincidente com, a frequência central.

As molduras montadas são então passadas por um dispositivo 47 - 13 -

Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) que utiliza uma IFFT complexa de 16 pontos. O sinal resultante é passado por um bloco 48 de Frame Seríalizer and Cyclic Extender para ordenar correctamente as molduras em série com a extensão cíclica de 4 pontos. O resultado é então passado via os conversores digital-analógicos 49, 50 para a fase 34 de frequência intermédia das Figs. 5 e 6.

No caminho de retomo da secção 33 de Enquadramento, de correcção precoce de erros (FEC) e de Desmodulação nas Figs. 5 e 6, são essencialmente executados os procedimentos inversos conforme ilustrado em detalhe na Fig. 8. O sinal recebido da fase 34 de frequência intermédia é passado pelos conversores analógico-digitais 60, 61 e depois para o extractor cíclico e montador 62 de molduras. O sinal resultante é passado pelo dispositivo 63 de FFT para proporcionar o sinal essencialmente descodificado. Este sinal é depois passado em simultâneo para um desmontador de moldura e extractor 64 de zero pad e para um calculador e detector 65 de sincronização que proporciona o início da mensagem, o fim da mensagem e os sinais de temporização de símbolos. Estes são passados para a unidade 38 de controlo e temporização das Figs. 5 e 6. O output do desmontador de moldura e extractor 64 de zero pad é passado a um modulador / detector 66 que executa as necessárias decisões macias de desmodulação e detecção diferencial moldura-por-moldura. O output resultante é passado a um de-interleaver 67 e depois a um descodificador TCM que é mais uma vez um descodificador de decisão macia. O output do descodificador é passado tanto para a memória 31 de buffer da Fig. 5 como para o Acumulador e Verificador 69 do CRC. Este último dispositivo produz um sinal de erro para a unidade 38 de controlo e temporização das Figs. 5 e 6 se a desmodulação/descodificação não tiver recuperado correctamente os dados da transmissão.

Virando agora para a Fig. 9, partindo da antena 37 um amplificador - 14-

bidireccional 71 indicado esquematicamente liga via um filtro 72 a um misturador 73 de rejeição de moldura. O amplificador bidireccional 71 pode ser implementado através da utilização de um amplificador separado de transmissão e de um amplificador separado de recepção conforme ilustrado ligado entre a antena 37 e o filtro 72 por interruptores apropriados sob o controlo da unidade de controlo e temporização 38 das Figs. 5 e 6. O misturador 73 de rejeição de imagem recebe um sinal de 58 GHz de uma unidade 74 de oscilador local (LO). Na forma preferida o primeiro oscilador local (LO) está a uma frequência de 58 GHz, o que resulta numa banda de frequência intermédia de 2-3 GHz. Na personificação preferida ilustrada na Fig. 9, este sinal é obtido pela duplicação do sinal de output de um oscilador a 29 GHz. É também preferível executar alguma forma de estabilização de frequência neste oscilador, quer pela utilização de um discriminador de frequência externo conforme ilustrado na Fig. 9, um ressoador interno estável ou alguma forma de locked/loop de frequência / fase. O misturador 73 de rejeição de imagem está ligado quer ao sistema 34 de recepção de IF quer ao sistema 34 de transmissão de IF e pode ser partilhado entre estes através da utilização de um interruptor apropriado mais uma vez sob o controlo da unidade 38 de controlo e temporização das Figs. 5 e 6. A utilização do filtro 72 proporciona uma rejeição adicional da frequência de imagem.

Das Figs. 6-9, verificar-se-á que a personificação preferida da modulação inclui não só codificação mas também FFT, e a sua inversão. O transmissor-receptor 35, 36 é de preferência realizado por meio de um ou mais -15-

circuitos integrados monolíticos. Mais, a fim de reduzir o consumo de energia no transmissor-receptor móvel 9, a secção 38 de controlo e temporização pode desligar cada um dos transmissores-receptores móveis 9 exceptuando quando este está em transmissão ou em recepção. Isto é determinado por um esquema de sondagem iniciado pelos transmissores-receptores 8 de ponto-central. Por exemplo, o ponto-central 8 pode comunicar com cada transmissor-receptor móvel 9 um a um inquirindo se quaisquer dados são requeridos para serem transmitidos ou se é requerido acesso a outras partes do LAN. Esta sondagem das várias estações pode compreender uma de várias técnicas Standard tais como time division multiple access, ALOHA ou slotted ALOHA, timed token passing, grant request schemes ou outras técnicas aplicáveis.

As transmissões vindas dos vários transmissores-receptores 8 e 9 que compõem a rede não requerem necessariamente de ser da mesma taxa de bits uma vez que algumas porções da rede requerem apenas uma baixa velocidade de transmissão (por exemplo, impressoras) enquanto que outras requerem uma elevada velocidade de transmissão. Esta personificação permite a acomodação de uma variedade de taxas de transmissão numa rede compatível. Isto permite custos mais baixos e/ou o uso de transmissores-receptores 9 de consumos baixos de energia em impressoras ou dispositivos de computação de baixas taxas de dados. A fim de proporcionar taxas de transmissão de bits de elevada velocidade no ambiente hostil de rádio conforme acima descrito, são utilizadas pelo menos duas (e de preferência três) técnicas em simultâneo. A primeira técnica é a de transmitir sobre um número relativamente largo de sub-canais em paralelo dentro da banda disponível para que cada canal tenha uma taxa de bits baixa mas a taxa total de bits, ou em geral, é mais elevada. Este alargamento, por aumento do comprimento do símbolo, ultrapassa o problema de atrasos de tempo e reduz assim o problema causado por interferência inter-símbolo. - 16-

A segunda técnica envolve a transmissão dos dados em pequenos pacotes tendo alguma forma de monitorização e/ou fortalecimento de fiabilidade de dados como as correcções precoces de erros (Forward Error Correction -FEC). O comprimento dos pacotes depende do método de fortalecimento de fiabilidade de dados e da hostilidade do ambiente. Pacotes suficientemente pequenos ultrapassam o problema da rápida alteração em tempo das características do canal. A terceira técnica é interleaving (que será descrito de seguida) que é essencialmente um adicional fortalecimento de fiabilidade de dados. Esta técnica melhora o desempenho de muitos esquemas de correcção precoce de erros (FEC) em ultrapassarem os problemas causados por nulidades na resposta de frequência dos canais.

No ambiente mais favorável, a utilização de apenas modulação de ensemble (a primeira técnica) pode ser suficiente para produzir um resultado adequado. Todavia, tais ambientes são raramente encontrados e consequentemente, na prática, deverá ser utilizada a segunda técnica em combinação com a primeira técnica. A forma inicial da segunda técnica é o fortalecimento de fiabilidade de dados por automaíic repeat request (ARQ). O comprimento máximo permitido do pacote capaz de ser escolhido é aquele que assegurará uma probabilidade prática de transmissão sem erro. Conforme a hostilidade do ambiente aumenta, deverá também ser utilizada ou channel sounding ou uma configuração de redundância como uma correcção precoce de erros FEC, e/ou redundância de dados, e/ou modulação de permutação. Se necessário, tanto a channel sounding como a(s) técnica(s) de redundância podem ser utilizadas.

Uu, ^

Em relação à primeira destas técnicas, os típicos atrasos de tempo devidos à transmissão por múltiplos caminhos são da ordem de 50 ns por causa das dimensões das salas típicas. A uma taxa de bits desejada na ordem de 100 Mbit/s, isto indica que o período de bits é de 10 ns o que é apenas 20% do atraso de tempo. Todavia, se a transmissão for dividida em, por exemplo, doze sub-canais, então a fim de conseguir uma taxa de bits de 100 Mbit/s na totalidade, isto implica que cada canal tem de ter uma taxa de bits de aproximadamente 8.3 Mbit/s. Se 12 bits são codificados e enviados como um símbolo, então o tempo do símbolo é da ordem de 120 ns o que é maior que o atraso de tempo. A escolha sobre o número óptimo de sub-canais depende do ambiente.

Em relação à segunda técnica, por causa do canal de atenuação, não se pode esperar que todos os sub-canais transmitam com sucesso. Por esta razão é proporcionada a correcção de erros de dados. Isto toma várias formas. A primeira é suficiência de redundância para a detecção de erros de forma a que possa haver uma subsequente re-transmissão de pelo menos dados seleccionados em que aquelas passagens de informação não correctamente recebidas são reenviados. A re-transmissão não é necessariamente através do mesmo sub-canal ou canal. A segunda é correcção precoce de erros (forward error correction) que tem uma suficiência de redundância para correcção não interactiva. Uma terceira é modulação de permutação tal como multi-tone amplitude shift keying que tem uma redundância imbuída. Quaisquer destas técnicas permitem ao desmodulador a correcção de uma pequena percentagem de erros nos bits recebidos. O tipo de modulação preferido em cada sub-canal é modulação (mQAM) multi-nível da amplitude e/ou fase do carregador. A família de modulação mQAM inclui amplitude shift keying (ASK), ASK de multi-nível (mASK), modulação de permutação, binary phase shift keying (BPSK), phase __ - 18-

shift keying de multi-nível (mPSK), amplitude phase keying (APK), APK de multi-nível (mAPK) e semelhantes.

Os transmissores-receptores 9 para dispositivos tais como impressoras que requerem uma baixa taxa de bits de transmissão podem utilizar as técnicas que dão uma mais baixa eficiência de espectro tais como amplitude shift keying (ASK).

Uma variante de ASK sobre uma ensemble de carregadores é chamado modulação de permutação. Neste esquema, a transmissão é m-ary onde um símbolo transmitido pode codificar log2 m dígitos binários. Existe um alfabeto de m símbolos aplicado ao canal. Cada símbolo transmitido tem uma redundância imbuída para que se vários dos símbolos forem recebidos em erro devido à pobre natureza da correspondente parte do canal, ainda possa ser tomada uma decisão correcta sobre quais dos símbolos autorizados foram transmitidos. A escolha dos símbolos com a orthogonality apropriada pode ser feita utilizando um número de técnicas bem conhecidas de teoria de informação ou por uma busca de computador pelos códigos apropriados. Devido à elevada redundância e à limitada eficiência de banda da modulação de permutação, este sistema não produz uma elevada eficiência de espectro (expresso em bits/Hz). Para o sistema da personificação ilustrada isto pode ser inferior a 0.25 bit/Hz. Isto é, todavia, relativamente simples de implementar e assim é utilizado num transmissor-receptor 9 de baixo custo e baixa taxa de bits para impressoras, por exemplo, que são compatíveis com as personificações de maior desempenho abaixo descritas.

Outra personificação do esquema de multi-carregador é o de modulação da fase de cada carregador utilizando um phase shift keying (PSK). Em personificações simples esta é phase shift keying (PSK) binária onde duas (μ, ^ opções de fase são transmitidas ou phase shift keying (QPSK) de quadratura onde são transmitidas quatro fases. Qualquer número superior pode ser transmitido conforme requerido.

Na personificação de BPSK, incorporando correcção precoce de erros (FEC), o feixe de dados binários recebidos a uma taxa de bits “b” é codificado utilizando um esquema convencional de correcção precoce de erros (FEC) tal como, mas não restrito a codificação de Reed-Solomon ou de convolução. Tal codificação aumenta o número de bits a serem transmitidos por um factor “r” que é o recíproco da taxa de código. O feixe codificado, a uma taxa de bits b.r, é então dividido em dois caminhos paralelos “p”, e cada caminho utilizado para BPSK modula um carregador separado no ensemble, dando uma duração efectiva de símbolo, numa ligação via rádio, de p/(b.r.) segundos. O sinal resultante é então transmitido pelo canal e recebido pela outra unidade com alguns sub-canais livres de erro e outros com uma potencial e substancial taxa de erros, devido à natureza de selectividade de frequência do canal.

Os carregadores recebidos são desmodulados e os feixes individuais de bit combinados (ou agregados) para formar um feixe codificado de dados com possíveis erros (principalmente devido aos “maus” sub-canais) que é depois descodificado por um dispositivo (como um descodificador Reed-Solomon ou Viterbi). Quaisquer erros no sinal recebido são normalmente completamente corrigidos por este processo de descodificação.

Adicionalmente, pode ser dada uma ponderação quanto à confiança sobre a precisão do output de cada desmodulador BPSK baseado na amplitude do carregador recebido. Esta ponderação pode ser utilizada com um input adicional -20-

para ο dispositivo de descodificação para determinar quais bits estão mais susceptíveis de estarem em erro e para aumentar o desempenho deste dispositivo na correcção do maior número de erros possíveis na transmissão. É também possível utilizar esquemas combinados de codificação e de modulação tais como trellis-coded-modulation (TCM) para dar uma maior eficiência de banda e uma melhor capacidade de correcção de erro. É também possível utilizar modulação de phase shift keying de múltiplo nível em cada um dos carregadores transmitidos e um correspondente desmodulador no receptor. Isto irá dar uma maior eficiência de banda e consequentemente permitir a transmissão de taxas mais elevadas de dados através do canal pela mesma banda compatível. Esta opção permite que unidades de mais elevadas taxas de bit ocupem o mesmo espectro que os transmissores-receptores de menores taxas de bit mas de uma forma compatível. Este aumento de eficiência de espectro é adquirida à custa de um aumento de complexidade dos moduladores e desmoduladores, a par de alguma degradação no desempenho de erro.

Conforme acima referido, esquemas de interleaving de dados de ligação podem ser utilizados, neste sistema, para melhorar ainda mais o desempenho na correcção de erros dos códigos de correcção precoce de erros (FEC) que distribuem a contribuição de elementos individuais de dados por um menor número de carregadores do que o número total no ensemble. Esquemas de interleaving de dados de ligação fazem isto através da distribuição dos dados codificados entre os carregadores de uma forma que a correlação da probabilidade de erro daqueles carregadores associados a qualquer dado elemento de dados de input não codificados é minimizado. Em média, isto corresponde à maximização do espaço mínimo da frequência entre aqueles carregadores. -21 -

Por exemplo, com uma limitação de comprimento de 5-bit, uma modulação trellis coded modulation QPSK a meia taxa nos carregadores de um ensemble de 12 carregadores, um esquema adequado de interleaving é - Número de carregador (1-12) modulado por sucessivos di-bits de output do codificador: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 2,4, 6, 8,10, 12, 1, 3, ...etc.

Um tal esquema de interleaving é tipicamente implementado por meio de desmultiplexadores, registos de shift, e multiplexadores em formas substancialmente convencionais. O acima apresentado irá melhorar o desempenho de taxas de erro do sistema, todavia, este não irá eliminar todos os erros em todos os casos. Para ultrapassar quaisquer erros residuais no sistema, pode ser utilizada uma camada adicional de correcção de erro, tal como um cyclic redundancy check (CRC) automatic repeat request (ARQ). Esta camada de correcção de erro pede a re-transmissão daqueles símbolos que se suspeitam de estar errados. Esta re-transmissão pode ocorrer através do mesmo canal de frequência, ou pode ser pedido à secção de controlo e de temporização para mudar a totalidade do canal de frequência num valor predeterminado, ou para mudar as características da antena como a polarização, para aumentar a probabilidade de transmissão sem erros.

Devido à natureza altamente variável em tempo do canal de transmissão, os dados transmitidos são divididos em pacotes de curta duração (tipicamente de 100 microsegundos). Durante este curto período de tempo é satisfatório assumir que as características de transmissão são essencialmente estacionárias. Antes da transmissão de um pacote de dados, é possível utilizar uma técnica de selecção de canal para reduzir as taxas de erro. Uma técnica de -22-

selecção de canal é o de channel sound antes da transmissão do pacote. Se necessário, isto permite que a taxa de dados seja reduzida se um sub-canal ou canal em particular for encontrado degradado.

Conforme ilustrado nas Figuras 7 e 8 o método preferido de geração e de desmodulação de esquemas de modulação de multi-canais utiliza um dispositivo capaz de executar Fast Fourier Transforms (FFTs) e Inverse Fast Fourier Transforms (IFFTs) em dados complexos a elevadas velocidades. Um tal dispositivo é descrito na patente Australiana N° 610,934 com o título de “A Transform Processing Circuit” concedida aos titulares do presente pedido.

No exemplo mostrado nas Figs. 7 e 8, é utilizada transformação de fast Fourier de 16 pontos.

Pode ser obtida uma melhoria de desempenho por via da utilização de extensão cíclica através do circuito 48 e extracção cíclica através do circuito 62 em conjugação com a transformação de fast Fourier. A extensão cíclica é uma técnica de melhoramento da tolerância de múltiplos caminhos dos esquemas de ensemble de modulação baseadas em FFT através da redução da degradação da ortogonalidade dos sub-canais produzida pelos efeitos de afastamento do atraso do canal e de erros de temporização do desmodulador. Isto consiste, no modulador, na extensão da duração temporal dos símbolos individuais do multi-carregador anexando, à moldura de output do FFT, uma cópia dessa moldura, e depois truncando a combinação para um dado comprimento. O comprimento da extensão é um compromisso entre a tolerância à interferência intra-símbolo induzida por múltiplos caminhos e a redução da eficiência de espectro do canal. Este corresponde de preferência ao intervalo de tempo sobre o qual a resposta do impulso do canal tem uma energia substancial. -23-

No extractor e montador 62 de moldura, é extraído um símbolo multi-carregador essencialmente não corrompido (por extracção cíclica) do símbolo estendido recebido potencialmente distorcido, cujas extremidades podem estar corrompidas pela resposta ao impulso estendido de um canal de múltiplos caminhos. Este símbolo extraído é então utilizado no processo de desmodulação baseado em FFT. Por exemplo, quando utilizado um FFT de 16 pontos, pode ser utilizada um comprimento de extensão cíclica de 4 pontos.

Estes processos podem ser efectivamente implementados por uma pequena extensão do mecanismo de montagem/desmontagem das molduras requerido para o interface FFT. Um processo relacionado (mas mais intensivo computacionalmente) é aquele de “tapering” ou “windowing”, em que a amplitude do símbolo multi-carregador é alterado em parte do tempo do símbolo a fim de reduzir o mútuo cross-talk dos sub-canais mais do que uns poucos espaços de carregador na frequência.

Quando se utilizam esquemas de multi-carregador nem sempre é desejável ocupar a totalidade da banda e alguns carregadores não necessitam de ser transmitidos. Por exemplo, quando se utiliza um dispositivo 63 de FFT os requisitos de selectividade do filtro analógico (reconstrução/anti-aliasing), para a supressão/rejeição de um dado canal adjacente, podem ser relaxados utilizando uma maior transformação cujos bins de maior frequência são preenchidos com zeros no modulador e ignorados no desmodulador. Isto corresponde à não geração dos carregadores de frequências mais elevadas (fora da banda) no transmissor e a ignorar qualquer energia recebida àquelas frequências, por isso a FFT proporciona (sujeita a considerações de amplitude dinâmica) uma significativa parte da selectividade de limites da banda. A inserção de zero pode também ser utilizada para remover o carregador no centro da banda (DC na banda base) para reduzir a susceptibilidade aos desvios de offset de DC (corrente -24-

contínua) no sistema. Por exemplo, quando se utiliza um dispositivo 63 de FFT de 16 pontos são de preferência apenas utilizados 12 carregadores.

Conforme mostrado na Fig. 6, um dispositivo 65 é requerido para sincronizar o receptor aos dados recebidos. Este dispositivo pode, por exemplo, comparar estes dados recebidos aos sinais de temporização do receptor, calcular a diferença em sumbol e tempos de bits e passar esta informação à unidade de controlo e temporização que iria depois executar as correcções apropriadas para alcançar a sincronização ou diferença zero. O esquema de sincronização preferido, tendo tolerância por múltiplos caminhos coextensivos com modulação ensemble e partilha do hardware do FFT, determina a temporização do símbolo multi-carregador e a diferença de frequência do gross oscilatox local através da medição das relativas fases de vários carregadores presentes na header da mensagem gerados pelo gerador 45 e a comparação destes com conhecidas relações de fases dos carregadores transmitidos no início da transmissão da header.

Os sistemas 34 de IF são mostrados na Fig. 6 e consistem num conversor de ascensão I,Q para o transmissor e num conversor de descensão I,Q para o receptor. As segundas unidades LO dos sistemas 34 de IF são sintonizadas na banda 2-3 GHz e isto permite a conversão dos sinais de e para a banda base. Em algumas personificações é preferível providenciar sintonização da frequência do carregador variando a frequência do primeiro oscilador local 74 (Fig. 9) e em r outros variando a frequência do segundo oscilador local (90) no sistema IF. E possível partilhar alguns componentes nos sistemas IF de transmissão e de recepção. O que se segue descreve apenas algumas personificações da -25-

presente invenção e às quais podem ser feitas modificações sem se afastar do âmbito da presente invenção conforme definida pelas reivindicações anexas. Por exemplo, interleaving e inversão de bit dos dados transmitidos para reduzir a taxa de erro recebido pode ser conseguido utilizando a inversão de bit inerente na conversão de FFT. Também a antena 37 pode utilizar a diversidade de polarização para melhorar a recepção.

Uma configuração para a operação simultânea de transmissores-receptores de baixas taxas de bits e de transmissores-receptores de elevadas taxas de bits é a de destinar, digamos, metade do canal disponível (de elevadas taxas de bits) aos transmissores-receptores de baixas taxas de bits. Assim, os transmissores-receptores de baixas taxas de bits utilizam apenas metade da banda disponível e um ponto-central pode transmitir dados à taxa mais baixa para dois transmissores-receptores de baixas taxas de bits ao mesmo tempo. Assim o mesmo hardware de ponto-central é utilizado tanto para os transmissores de elevadas taxas de bits como para os de baixas taxas de bit.

Será claro para os entendidos na arte que a LAN não necessita de incorporar os pontos-centrais 8 uma vez que os transmissores-receptores móveis 9 podem transmitir para, e de, uns e outros directamente dentro do alcance da célula predeterminada. Uma tal LAN é chamada de LAN de camarada-a-camarada (peer-to-peer LAN).

De igual forma, os pontos-centrais 8 embora descritos como estando interligados por um cabo eléctrico e/ou fibra óptica, podem também ser interligados através de uma ligação via rádio ou de infravermelhos. A ligação pode fazer parte da espinha-dorsal 10 ou constituir a ligação de comunicação ft 3 -26- inter pontos centrais.

Lisboa, 28 de Junho de 2001

LUIS SILVA CARVALHO Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VtCTOR CORDON, 14 1200 LISBOA

Claims

-1- (/MJ REIVINDICAÇÕES 1. Um transmissor-receptor para operação num ambiente de transmissão confinada de múltiplos caminhos susceptível de atenuação selectiva de frequências e interferência inter-símbolo, o dito transmissor-receptor compreendendo: - meios (34, 35, 36, 37) de frequência rádio incluindo uma antena (37) para a transmissão e recepção de sinais de frequência rádio; - meios (32) de processamento de sinais de transmissão para a recepção de dados de input vindos de um canal (31) de dados de input e para o processamento dos dados de input para transmissão pelos ditos meios (34, 35, 36, 37) de frequência rádio, tendo os ditos meios (32) de processamento de sinais de transmissão incluídos meios de modulação para a modulação dos dados de input; e - meios (33) de processamento de sinais de recepção para o processamento dos sinais recebidos pelos ditos meios (34, 35, 36, 37) de frequência rádio e para enviar dados para um canal de dados de output (31); caracterizado por os ditos meios (44, 46, 47) de modulação estarem operacionais para a modulação dos ditos dados de input numa pluralidade de sub-canais de diferentes frequências carregando cada sub-canal uma sequência de símbolos de dados, de tal forma que o período de um símbolo de um sub-canal é mais comprido do que um predeterminado período representativo do atraso de tempo de alguns significativos caminhos de transmissão não directa.
2. Um transmissor-receptor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos meios (33) de processamento de sinais de transmissão compreenderem ainda meios (42) para proporcionar um fortalecimento de fiabilidade de dados aos ditos dados de input passados aos meios (44, 46, 47) de -2- l/I/W modulação.
3. Um transmissor-receptor de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os ditos meios (32) de processamento de sinais de transmissão compreenderem ainda meios (43), interpostos entre os ditos meios (42) de fortalecimento de fiabilidade de dados de input e os ditos meios (44, 46, 47) de modulação, para o interleaving de blocos dos ditos dados.
4. Um transmissor-receptor de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os ditos blocos dos ditos dados serem bits.
5. Um transmissor-receptor de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 4, caracterizado por os ditos meios (42) para proporcionar um fortalecimento de fiabilidade de dados estarem operacionais para executar correcção precoce de erros (Forward Error Correctiorí).
6. Um transmissor-receptor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os ditos meios (44, 46, 47) de modulação incluírem meios (48) de extensão cíclica configurados para estender a duração dos ditos símbolos do sub-canal.
7. Um transmissor-receptor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os ditos meios (44, 46, 47) de modulação estarem adaptados para utilizar modulação seleccionada de uma família de modulação que consiste em: multi-level amplitude shift keying (mASK), modulação de permutação, binary phase shift keying (BPSK), multi-level phase shift keying (mPSK) e multi-level amplitude phase keying (mAPK).
8. Um transmissor-receptor de acordo com qualquer das U*, ^ reivindicações anteriores, caracterizado por os ditos meios (33) de processamento de sinais de recepção compreenderem meios (63, 64, 66) de desmodulação dos símbolos recebidos da pluralidade dos ditos sub-canais em dados de output para o dito canal (31) de output de dados.
9. Um transmissor-receptor de acordo com as reivindicações 6 e 8, caracterizado por os ditos meios (63, 64, 66) de desmodulação incluírem meios (62) de extracção cíclica configurados para extrair os símbolos dos sub-canais dos símbolos de duração prolongada dos sub-canais.
10. Um transmissor-receptor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito transmissor-receptor compreender ainda: - meios (65) de sincronização para a sincronização dos ditos meios (34, 35, 36, 37) de frequência rádio e dos ditos meios (33) de processamento de sinais de recepção aos sinais recebidos; e - meios (90) de segundo oscilador para permitir a conversão dos sinais recebidos de e para uma frequência de banda base, onde a frequência de operação dos ditos meios (90) de segundo oscilador podem ser controlados.
11. Um transmissor-receptor de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os ditos meios (65) de sincronização ser operacional para determinar o valor de temporização do símbolo do canal e uma diferença entre a dita frequência de operação do dito transmissor-receptor e uma frequência de operação de um segundo transmissor-receptor (8).
12. Um transmissor-receptor de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por os ditos meios (65) de sincronização serem adaptados para -4-

determinar a temporização do símbolo do canal e a dita diferença através da medição das fases relativas de pelo menos um par de diferentes carregadores de frequências do sub-canal e para comparar as ditas medições das diferenças de fases com uma predeterminada relação de fases dos ditos carregadores de sub-canal transmitidos no início da dita transmissão.
13. Um transmissor-receptor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, compreendendo ainda meios (35, 36) de comutação para acoplar selectivamente os ditos meios (37) de antena aos ditos meios (32) de processamento de sinais de transmissão para a transmissão de dados e para os ditos meios (33) de processamento de sinais de recepção para a recepção de dados.
14. Um transmissor-receptor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito transmissor-receptor (9) estar operacional para transmitir e receber dados a frequências rádio superiores a 10 GHz.
15. Um LAN sem fios compreendendo: - uma pluralidade de transmissores-receptores (8) de pontos-centrais acoplados uns aos outros para constituir uma pluralidade de fontes e destinos de dados; e - uma pluralidade de transmissores-receptores móveis compreendendo cada transmissor-receptor móvel um transmissor-receptor (9) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo cada transmissor-receptor móvel (9) acoplado a meios de processamento de dados, em que entre cada um dos ditos meios de processamento de dados e um correspondente dito transmissor-receptor (9) passam dados para serem transmitidos ou recebidos, sendo cada transmissor-receptor -5-

(9) adaptado para a operação de transmissão e de recepção de dados por transmissões via rádio para um dos ditos receptores (8) dos pontos-centrais num ambiente confinado de múltiplos caminhos.
16. Umpeer-to-peer LAN sem fios compreendendo: - uma pluralidade de transmissores-receptores móveis, cada transmissores-receptores móvel compreendendo um transmissor-receptor (9) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14 e adaptado para a operação de transmissão e recepção de dados por transmissões via rádio entre estes num ambiente confinado de múltiplos caminhos, cada dito transmissor-receptor (9) sendo acoplado a meios de processamento de dados, em que por entre cada um dos ditos meios de processamento de dados e de um correspondente dito transmissor-receptor (9) passam dados a serem transmitidos ou recebidos.
17. Um transmissor para a operação num ambiente confinado de transmissão por múltiplos caminhos susceptível a susceptível a atenuação selectiva em frequência e a interferência inter-símbolo, o dito transmissor compreendendo: - meios (34, 35, 36, 37) de frequência rádio incluindo uma antena (37) para a transmissão de sinais de frequência rádio e - meios (32) de processamento de sinais de transmissão para a recepção de dados de input de um canal (31) de dados de input e para o processamento dos dados de input para transmissão pelos ditos meios (34, 35, 36, 37) de frequência rádio, os ditos meios (32) de processamento de sinais de transmissão incluindo meios (44, 46, 47) de modulação para a modulação dos dados de input, caracterizado por os meios (44,46,47) de modulação estarem operacionais para a -6-

modulação dos dados de input numa pluralidade de sub-canais de diferentes frequências cada um carregando uma sequência de símbolos, de tal forma que o período de um símbolo de um sub-canal é mais comprido que um período predeterminado e representativo do atraso de tempo de uns significativos de caminhos de transmissão não directos.
18. Um transmissor de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por os ditos meios (32) de processamento de sinais de transmissão compreendem ainda meios (42) para proporcionar um fortalecimento de fiabilidade dos ditos dados de input passadas aos ditos meios (44, 46, 47) de modulação.
19. Um transmissor de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por os ditos meios (32) de processamento de sinais de transmissão compreendem ainda meios (43), interpostos entre os ditos meios (42) de fortalecimento de fiabilidade de dados de input e os ditos meios (44, 46, 47) de modulação para o interleaving de blocos dos ditos dados.
20. Um transmissor de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por os ditos blocos dos ditos dados serem bits.
21. Um transmissor de acordo com qualquer das reivindicações 18 a 20, caracterizado por os ditos meios (42) para proporcionar um fortalecimento de fiabilidade de dados serem operativos para executar correcção precoce de erros (Forward Error Correction).
22. Um transmissor de acordo com qualquer das reivindicações 17 a 21, caracterizado por os ditos meios (44, 46, 47) de modulação incluírem meios (48) de extensão cíclica configurados para estender a duração dos ditos

-7- símbolos do sub-canal.
23. Um transmissor de acordo com qualquer das reivindicações 17 a 22, caracterizado por os ditos meios (44, 46, 47) de modulação estarem adaptados para utilizar modulação seleccionada de uma família de modulação que consiste em: multi-level amplitude shift keying (mASK), modulação de permutação, binary phase shift keying (BPSK), multi-level phase shift keying (mPSK) e multi-level amplitude phase keying (mAPK).
24. Um transmissor de acordo com qualquer das reivindicações 17 a 23, caracterizado por os ditos meios (33) de processamento de sinais de recepção compreenderem meios (63, 64, 66) de desmodulação dos símbolos recebidos da pluralidade dos ditos sub-canais em dados de output para o dito canal (31) de output de dados.
25. Um transmissor de acordo com as reivindicações 22 e 24, caracterizado por os ditos meios (63, 64, 66) de desmodulação incluírem meios (62) de extracção cíclica configurados para extrair os símbolos dos sub-canais dos símbolos de duração prolongada dos sub-canais.
26. Um transmissor de acordo com qualquer das reivindicações 17 a 25, caracterizado por o dito transmissor compreender ainda: - meios (65) de sincronização para a sincronização dos ditos meios (34, 35, 36, 37) de frequência rádio e os ditos meios (33) de processamento de sinais de recepção aos sinais recebidos; e - meios (90) de segundo oscilador para permitir a conversão dos sinais recebidos de e para uma frequência de banda base, onde a frequência de operação dos ditos meios (90) de segundo oscilador podem ser controladas. -8-
27. Um transmissor de acordo com a reivindicação 26, caracterizado por os ditos meios (65) de sincronização estarem operacionais para determinar o valor de temporização do símbolo do canal e uma diferença entre a dita frequência de operação do dito transmissor e uma frequência de operação de um segundo transmissor (8).
28. Um transmissor de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por os ditos meios (65) de sincronização serem adaptados para determinar a temporização do símbolo do canal e a dita diferença através da medição das fases relativas de pelo menos um par de diferentes carregadores de frequências do sub-canal e para comparar as ditas medições das diferenças de fases com uma predeterminada relação de fases dos ditos carregadores de sub-canal transmitidos no início da dita transmissão.
29. Um transmissor de acordo com qualquer das reivindicações 17 a 28, compreendendo ainda meios (35, 36) de comutação para acoplar selectivamente os ditos meios (37) de antena aos ditos meios (32) de processamento de sinais de transmissão para a transmissão de dados e para os ditos meios (33) de processamento de sinais de recepção para a recepção de dados.
30. Um transmissor de acordo com qualquer das reivindicações 17 a 29, caracterizado por o dito transmissor estar operacional para transmitir dados a frequências rádio superiores a 10 GHz.
31. Um método para a transmissão de dados utilizando ondas de frequência rádio num ambiente confinado de transmissão por múltiplos caminhos susceptível a susceptível a atenuação selectiva em frequência e a interferência -9-

inter-símbolo, o método compreendendo: - recepção de dados de input de um canal (31) de dados de input; - modulação dos ditos dados de input\ e - transmissão dos dados modulados; caracterizado por os passos de modulação modular os ditos dados de input numa pluralidade de sub-canais de diferentes frequências cada um carregando uma sequência de símbolos de dados, de tal forma que o período de um símbolo de um sub-canal é mais comprido que um período predeterminado e representativo do atraso de tempo de uns significativos caminhos de transmissão não directos.
32. Um método de acordo com a reivindicação 31, caracterizado por mais o passo de aplicação de fortalecimento de fiabilidade de dados aos ditos dados.
33. Um método de acordo com a reivindicação 32, caracterizado por mais o passo de interleaving de blocos dos ditos dados fortalecidos.
34. Um método de acordo com a reivindicação 33, caracterizado por os ditos blocos dos ditos dados serem bits.
35. Um método de acordo com qualquer das reivindicações 32 a 34, caracterizado por os ditos fortalecimentos de fiabilidade de dados serem de correcção precoce de erros (Forward Error Correction).
36. Um método de acordo com qualquer das reivindicações 31 a 35, caracterizado por mais o passo de extensão da duração dos ditos símbolos do sub-canal.
37. Um método de acordo com qualquer das reivindicações 31a -10- Im, ^ u^-η 36, caracterizado por a dita modulação ser da família de modulação que consiste em: multi-level amplitude shift keying (mASK), modulação de permutação, binary phase shift keying (BPSK), multi-level phase shift keying (mPSK) e multi-level amplitude phase keying (mAPK).
38. Um método de acordo com qualquer das reivindicações 31a 37, caracterizado por mais o passo de desmodulação dos símbolos recebidos da pluralidade dos ditos sub-canais em dados de output para um canal (31) de output de dados.
39. Um método de acordo com a reivindicação 38, caracterizado por mais o passo de contracção da duração dos símbolos dos ditos sub-canais.
40. Um método de acordo com qualquer das reivindicações 31a 39, caracterizado por mais os passos de: - sincronização dos ditos meios (34, 35, 36, 37) de frequência rádio e os ditos meios (33) de processamento de sinais de recepção aos sinais recebidos utilizando uns meios de sincronização (65); e - conversão dos sinais recebidos de e para uma frequência de banda base, utilizando uns meios (90) de segundo oscilador, em que a frequência de operação dos ditos meios (90) de segundo oscilador pode ser controlada.
41. Um método de acordo com a reivindicação 40, caracterizado por os ditos meios (65) de sincronização estarem operacionais para determinar o valor de temporização do símbolo do canal e uma diferença entre a dita frequência de operação de um primeiro transmissor-receptor (9) e uma frequência de operação de um segundo transmissor-receptor (8).
42. Um método de acordo com a reivindicação 41, caracterizado - 11 -por a dita temporização do símbolo do canal e a dita diferença são determinadas através da medição das fases relativas de pelo menos um par de diferentes carregadores de frequências do sub-canal e da comparação das ditas medições das diferenças de fases com uma predeterminada relação de fases dos ditos carregadores de sub-canal transmitidos no início da dita transmissão.
43. Um método de acordo com qualquer das reivindicações 31a 42, caracterizado por mais o passo de acoplar selectivamente os ditos meios (37) de antena aos ditos meios (32) de processamento de sinais de transmissão para a transmissão de dados e para os ditos meios (33) de processamento de sinais de recepção para a recepção de dados.
44. Um método de acordo com qualquer das reivindicações 31a 43, caracterizado por o dito passo de transmissão é efectuado a frequências rádio superiores a 10 GHz. Lisboa, 28 de Junho de 2001 l,UIS SILVA CARVALHO Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VtCTOR CORDON, 14 1200 USBOA