ES2375121B2 - Método de estimación de ecos en un canal de comunicaciones utilizando señales digitales y extracción de parámetros en modulación OFDM. - Google Patents
Método de estimación de ecos en un canal de comunicaciones utilizando señales digitales y extracción de parámetros en modulación OFDM. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2375121B2 ES2375121B2 ES200902279A ES200902279A ES2375121B2 ES 2375121 B2 ES2375121 B2 ES 2375121B2 ES 200902279 A ES200902279 A ES 200902279A ES 200902279 A ES200902279 A ES 200902279A ES 2375121 B2 ES2375121 B2 ES 2375121B2
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- signal
- echoes
- ofdm
- estimating
- communication channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims description 4
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000010845 search algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
- H04L27/2655—Synchronisation arrangements
- H04L27/2666—Acquisition of further OFDM parameters, e.g. bandwidth, subcarrier spacing, or guard interval length
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
- H04L1/0036—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff arrangements specific to the receiver
- H04L1/0038—Blind format detection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
- H04L25/0204—Channel estimation of multiple channels
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
- H04L25/0212—Channel estimation of impulse response
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
- H04L25/0238—Channel estimation using blind estimation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
- H04L27/2655—Synchronisation arrangements
- H04L27/2662—Symbol synchronisation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
- H04L27/2655—Synchronisation arrangements
- H04L27/2689—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
- H04L27/2695—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation with channel estimation, e.g. determination of delay spread, derivative or peak tracking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
La invención se refiere a un método de estimación de ecos de un canal de comunicaciones utilizando señales digitales y extracción de parámetros en modulaciones OFDM que realiza la estimación de los parámetros de ancho de banda, intervalo de guarda, número de portadoras y duración de los símbolos en las modulaciones digitales basadas en OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) y que actúa sobre señales moduladas o no, con o sin piloto, que comprende un mecanismo de digitalización de la señal de interés y un sistema de procesado digital. En el método de estimación de ecos de un canal de comunicaciones la estimación de los ecos se hace calculando el espectro de la señal de interés, se calcula el módulo al cuadrado de la parte plana de la respuesta en frecuencia de la señal, se realiza la transformada inversa de Fourier (IFFT) del módulo al cuadrado de la respuesta en frecuencia de la señal y se clasifican rayos y réplicas siguiendo un algoritmo iterativo.
Description
Método de Estimación de ecos de un canal de comunicaciones utilizando señales digitales y extracción de parámetros en modulaciones OFDM.
Sector de la técnica
Esta invención se sitúa en el ámbito de la estimación del canal existente en un sistema de comunicaciones, independientemente del esquema de modulación utilizado en dicho sistema así como la extracción de los parámetros de modulación de las señales OFDM.
Estado de la técnica
En todos los sistemas de comunicaciones digitales, el conocimiento del estado del canal es vital para el éxito de las transmisiones. La señal de información alcanza al receptor a través de uno o varios caminos de propagación, en función de las características del canal. Así, en las comunicaciones vía satélite, suele existir un único camino de propagación entre el satélite y el receptor. En los sistemas de comunicaciones terrestres es más común que la señal llegue al receptor a través de varios caminos; es lo que se conoce como “multitrayecto”. El problema del multitrayecto radica en que los distintos caminos de propagación pueden tener distintas longitudes y, en consecuencia, al receptor llegar la misma señal pero con distintos desfases temporales. Esto suele producir pérdidas importantes en la eficiencia de las trasmisiones ya que se produce lo que se conoce como “Interferencia entre Símbolos”. Los sistemas de comunicaciones basados en OFDM contemplan la posibilidad de combatir este fenómeno introduciendo en la propia señal un “Intervalo de Guarda”. Este mecanismo de protección permite manejar eficientemente canales en los cuales el máximo retardo de eco no sobrepase la longitud del Intervalo de Guarda. Para la estimación del canal de comunicaciones se introducen señales piloto en la propia modulación que son conocidos por el receptor y ayudan a estimar el canal. Una vez conocido el canal ya se puede averiguar la amplitud y posición de los ecos del canal. En las modulaciones OFDM los pilotos se introducen en el dominio de la frecuencia. En otros tipos de modulaciones digitales los pilotos se introducen en el dominio del tiempo, multiplexados con los propios datos. Sea cual sea la modulación utilizada y el patrón de pilotos insertados, los métodos empleados para la estimación de canal pasan por demodular la propia señal recibida. El inconveniente de este método radica en que si las condiciones del canal son muy malas, ya sea debido al nivel de ruido presente en el canal o a que los ecos del canal producen demasiada interferencia entre símbolos, no será posible estimar el canal de comunicaciones debido a que el receptor no podrá demodular la señal. La ventaja de la presente invención frente a estos métodos es la falta de necesidad de demodular la señal y que no necesita de ningún tipo de pilotos para estimar los ecos del canal.
Existen otros métodos para la estimación de los ecos del canal basados en algoritmos de filtrado adaptativo, tales como el descrito en la patente ES2247916A1 titulada “Procedimiento y dispositivo de cancelación de ecos”. La diferencia de la presente invención con la patente mencionada radica en que el método empleado para la estimación de los ecos es completamente diferente. La presente invención no utiliza ningún tipo de filtrado adaptativo para conseguir su propósito.
Las señales OFDM tienen una serie de parámetros parametrizables para ajustarse a las necesidades del canal. Así, es posible ajustar el ancho de banda de la señal, la duración del intervalo de guarda y el número de portadoras utilizadas. Los métodos empleados para averiguar estos parámetros y posteriormente demodular la señal están basados en realizar una autocorrelación de la señal recibida en posiciones temporales que se corresponden con las posibles duraciones de símbolo e intervalos de guarda. Existen otros métodos de estimación de parámetros en OFDM como el propuesto en la patente EP2034685A1 titulada “Method for blindly estimating OFDM modulation parameters” en donde se utilizan estadísticos de cuarto orden de la señal OFDM. El método propuesto en la presente invención aprovecha los cálculos realizados en la estimación de ecos del canal para averiguar los parámetros de modulación de la señal OFDM. En caso de utilizar una señal digital para la estimación de los ecos del canal que no tiene una modulación OFDM, esta segunda parte de la invención no es aplicable.
Descripción de la invención
La presente invención detalla un procedimiento para la obtención de los ecos del canal de comunicaciones existente entre un/unos transmisor/transmisores y un receptor, así como los parámetros de modulación empleados en modulaciones OFDM, sin la necesidad de realizar la demodulación de la señal recibida e independientemente de la modulación digital empleada en el sistema. Si la modulación empleada no es OFDM, la parte de la presente invención que detalla la estimación de parámetros OFDM no es aplicable.
El canal radio en un sistema de comunicaciones se puede modelar (sin la influencia del ruido) como
donde δ(t -τk) es el rayo k que alcanza al receptor con un retardo de τk segundos con respecto al rayo k=0 que consideramos que llega con τ0=0y β(k) es su amplitud respectiva. Por lo tanto vemos que la información llega al receptor por una serie de trayectorias distintas con distintas ganancias y distintas fases. De este modo se pueden distinguir los canales tipo Rice, en donde existe un camino principal (k=0) en el cual la amplitud de la señal recibida es notablemente superior a la de los demás, o los canales tipo Rayleigh en donde la amplitud de la señal recibida en todos los caminos es comparable. El primer caso se corresponde con un escenario donde el receptor es alcanzado por un rayo directo y varios rayos de menor amplitud producidos por reflexiones o difracciones en los elementos del entorno. En el caso de los canales Rayleigh todo los rayos que llegan al receptor son reflejados o generados por mecanismos de difracción en los elementos del entorno, sin existir un rayo directo entre el transmisor y el receptor.
Consideramos el caso en el que tenemos un rayo principal y N-1 secundarios, es decir, tenemos un canal tipo Rice. Si normalizamos la amplitud de los rayos por la del rayo principal tenemos que:
La respuesta en frecuencia del canal es:
donde, sin falta de generalidad, hemos obviado el parámetro N.
El módulo al cuadrado del canal en el dominio de la frecuencia viene expresado como:
Aplicando diversas igualdades trigonométricas obtenemos que:
Si a la anterior expresión le aplicamos la Transformada de Fourier Inversa (IFFT) el resultado es:
donde
• h0(t) es la respuesta estimada obtenida.
•
es el nivel del rayo principal con la contribución de los demás rayos.
- •
- ckj =2α(k)α(j) es el nivel de la réplica generada por los rayoskyj.
- •
- ck=2α(k) es el nivel del rayo k.
Analizando la Ecuación 3 podemos distinguir:
- •
- En t = 0 la componente del rayo principal y una contribución de la amplitud de los demás rayos que componen la respuesta del canal.
- •
- En t = |τk-τj| la réplica debida a los rayos k y j.
- •
- En t = |τk| la influencia del rayo k.
Para poder obtener la respuesta del canal con la mínima influencia posible de la señal transmitida, utilizamos como parte del espectro aquella correspondiente a la zona plana de los canales digitales de DVB-T/T2, DVB-C/C2, DVBS/S2 o cualquier otro tipo de modulación cuyo espectro posea una zona plana, tal y como vemos en la Figura 1 marcada con la zona sombreada.
Una vez obtenida la respuesta en tiempo del canal a través de la IFFT, se deben eliminar las réplicas que aparecen en las posiciones t = |τk-τj| debido a los productos de los cosenos, tal y como se puede observar en las ecuaciones expresadas más arriba. Esto se puede hacer a través de un algoritmo iterativo de búsqueda, una vez detectada la posición de los máximos y su nivel. Para ello, seguimos el siguiente procedimiento:
- 1.
- Calcular la respuesta en tiempo del canal tal y como se expresa en las ecuaciones descritas más arriba.
- 2.
- Normalizar la respuesta obtenida para que el valor máximo sea conocido. Esto se puede hacer en unidades logarítmicas para que las operaciones sean más sencillas.
- 3.
- Contar el número de máximos detectados y anotar sus posiciones y valores.
- 4.
- Recorrer la lista de máximos y clasificarlos como rayos o réplicas ayudándose de sus posiciones y valores.
- 5.
- Corregir las amplitudes de los máximos clasificados como rayos en función de la Ecuación 3.
El procedimiento descrito anteriormente no tiene carácter limitativo y puede ser sustituido por cualquier otro que cumpla con el mismo objetivo de diferenciar los rayos de las réplicas y obtener su nivel correcto.
Una aplicación inmediata que se puede sacar de este procedimiento es la de averiguar el modo de transmisión, el ancho de banda de la señal y el intervalo de guarda de las señales digitales que utilizan esquemas de modulación OFDM y poseen intervalo de guarda para combatir el multitrayecto. Este es el caso de las señales de DVB-T/T2,
802.16 (WiMAX), DVB-C2, 802.11n (WIFI), LTE y un largo etcétera, puesto que este tipo de modulación cada vez está siendo más utilizada. En este tipo de modulaciones la señal se segmenta en símbolos de duración Tu. Al final de cada símbolo se le añade un intervalo de guarda de duración Tg y, en consecuencia, la duración final del símbolo es Ts= Tu+ Tg. El intervalo de guarda no es más que una repetición de parte de la información del propio símbolo de duración Tu que se añade al final de cada símbolo, tal y como se puede ver en la Figura 3. Así, Tg se suele definir como una fracción de Tu. En la Tabla 1, a modo de ejemplo, se detallan los intervalos de guarda utilizados en la norma DVB-T para un ancho de banda de la señal de 8 MHz y en función de los modos de transmisión. Estos parámetros son diferentes para los anchos de banda de 7 MHz y 6 MHz. Para averiguar estos parámetros característicos de los esquemas de modulación basados en OFDM se parte de la base de que se conocen de antemano los posibles valores de los parámetros Tuy Tg. Se aplica el procedimiento explicado con anterioridad para obtener la estimación de la
respuesta del canal según se expresa en la Ecuación 3. Supongamos que
donde K no
tiene carácter limitativo. De este modo se calcula
Para averiguar el modo de transmisión (número de portadoras de la señal OFDM) se comparan los valores γ1, ..., γK y se elige Tu como
Para averiguar el intervalo de guarda, una vez que se conoce el valor de Tu, se compara γu= hg(Tu) con los umbrales U ∈ (U1, ..., UN), ∀ N donde N es el número de intervalos de guarda posibles. Esto umbrales están prefijados de antemano y se corresponde con el valor γu esperado para cada intervalo de guarda. Así, se decide el intervalo de guarda (IG) utilizado en la modulación como aquél que cumpla
La gran ventaja del método propuesto aquí es que no se necesita demodular la señal para obtener los parámetros más relevantes del canal de interés y, por lo tanto, si la señal está muy estropeada debido al multitrayecto y/o ruido y los demoduladores convencionales no son capaces de demodularla, el método propuesto en esta patente sería capaz de obtener la información de interés sin mayores problemas.
TABLA 1
Parámetros de modulación de la señal de DVB-T 8 MHz
En un ejemplo, según la invención el método de estimación de ecos de un canal de comunicaciones utilizando señales digitales y extracción de parámetros en modulaciones OFDM que realiza la estimación de los parámetros de ancho de banda, intervalo de guarda, número de portadoras y duración de los símbolos en las modulaciones digitales basadas en OFDM (Orthogonal Frequency División Multiplexing) y que actúa sobre señales moduladas o no con o sin piloto, esta caracterizado por que comprende al menos un mecanismo de digitalización de la señal de interés y un sistema de procesado digital.
En otro ejemplo según la invención el método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones esta caracterizado porque la estimación de los ecos se hace calculando el espectro de la señal de interés, se calcula el módulo al cuadrado de la parte plana de la respuesta en frecuencia de la señal, se realiza la transformada inversa de Fourier (IFFT) del módulo al cuadrado de la respuesta en frecuencia de la señal y se clasifican rayos y réplicas siguiendo un algoritmo iterativo.
En otro ejemplo según la invención el método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones esta caracterizado porque en lugar de realizar la transformada inversa de Fourier (IFFT) se realiza la transformada de Fourier (FFT).
En otro ejemplo según la invención el método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones esta caracterizado porque se realiza el cálculo del módulo del espectro de la señal en lugar del cálculo del módulo al cuadrado del espectro de la señal.
En otro ejemplo según la invención el método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones esta caracterizado porque se utiliza la estimación de los ecos del canal realizada para buscar máximos en las posiciones de todas las duraciones posibles de símbolo, obteniendo la duración real del símbolo OFDM como aquella posición donde el máximo de la estimación de canal realizada sea mayor.
En otro ejemplo según la invención el método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones esta caracterizado porque el intervalo de guarda se estima usando unos umbrales de decisión en función del nivel de los ecos estimados en la posición correspondiente a la duración del símbolo OFDM.
En otro ejemplo según la invención el método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones esta caracterizado porque la estimación del ancho de banda y número de portadoras se hace en función de la duración estimada del símbolo OFDM, calculada ésta sin la necesidad de demodular la señal ni la ayuda de pilotos.
En otro ejemplo según la invención el método para la estimación de los ecos de un canal de comunicaciones y los parámetros de la modulación OFDM esta caracterizado porque la señal utilizada es una señal de DVB-T o DVB-T2.
En un ejemplo según la invención el método de estimación de la duración de símbolo de las señales OFDM realiza la estimación de los parámetros de ancho de banda, intervalo de guarda, número de portadoras y duración de los símbolos en las modulaciones digitales basadas en OFDM (Orthogonal Frequency División Multiplexing) y actúa sobre señales moduladas o no con o sin piloto.
En un ejemplo según la invención el método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones utiliza la estimación de los ecos del canal realizada para buscar máximos en las posiciones de todas las duraciones posibles de símbolo, obteniendo la duración real del símbolo OFDM como aquella posición donde el máximo de la estimación de canal realizada sea mayor.
En un ejemplo según la invención el método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones estima el intervalo de guarda usando unos umbrales de decisión en función del nivel de los ecos estimados en la posición correspondiente a la duración del símbolo OFDM.
En un ejemplo según la invención el método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones esta caracterizado porque la estimación del ancho de banda y número de portadoras se hace en función de la duración estimada del símbolo OFDM, calculada ésta sin la necesidad de demodular la señal ni la ayuda de pilotos.
En un ejemplo según la invención el método para la estimación de los ecos de un canal de comunicaciones y los parámetros de la modulación OFDM esta caracterizado porque la señal utilizada es una señal de DVB-T o DVB-T2.
A continuación se describe, en base a las figuras, una realización preferente de la invención sin limitación alguna en cuanto a la aplicación ni al método de implementación de la misma y como ejemplo no limitativo con objeto de ilustrar las propiedades y ventajas de la presente invención.
Figura 1 Ejemplo de una banda de espectro utilizado para calcular los ecos del canal con el procedimiento descrito.
Figura 2 Diagrama de bloques del procedimiento de estimación de canal.
200 Filtro de entrada al conversor analógico/digital.
201 Conversor analógico/digital.
202 Proceso de cálculo de la respuesta en frecuencia de la señal de entrada.
203 Truncamiento del espectro a la zona de interés.
204 Cálculo del módulo al cuadrado del espectro truncado.
205 Cálculo de la IFFT.
206 Proceso de identificación de rayos y réplicas y corrección del valor de la amplitud.
207 Presentación al usuario final de la respuesta del canal obtenida.
Figura 3 Ejemplo de generación del intervalo de guarda de un símbolo OFDM.
Figura 4 Diseño de referencia.
41 Parte analógica del diseño.
42 Parte digital del diseño.
410 Antena.
411 Amplificación previa de la señal.
412 Filtro pasobanda.
413 Conversión a Frecuencia Intermedia del canal de interés.
414 Filtro pasobanda.
415 Ajuste de ganancia automático (CAG).
416 Conversor Analógico/Digital.
420 FPGA.
421 Microprocesador de propósito general.
422 Interfaz con el usuario.
En la Figura 1 tenemos el ejemplo de una banda de espectro que será utilizado para el cálculo de los ecos del canal utilizando el método descrito en la presente patente. El área sombreada representa la zona de interés. La Figura 2 nos detalla la composición de los bloques utilizados para la obtención de la estimación de canal. De este modo el bloque 200 representa el filtro de entrada previo al conversor analógico/digital que será el encargado de filtrar el ancho de banda de interés. El bloque 201 representa al conversor analógico/digital que es el encargado de la digitalización de los datos. El bloque 202 realiza el cálculo del espectro basándose en las muestras digitalizadas del conversor analógico/digital (bloque 201). El bloque 203 trunca el espectro calculado por el bloque 202 a la zona de interés. La salida de este bloque será utilizada como entrada al bloque 204 que se encargará de calcular el módulo al cuadrado del espectro resultante. Posteriormente, el bloque 205 calcula la Transformada Inversa de Fourier para convertir los datos al dominio temporal. A continuación, el bloque 206 realiza una identificación de los rayos y réplicas que componen la respuesta del canal, aplicando un factor de corrección de la amplitud de los rayos en función de las réplicas clasificadas. Finalmente, el bloque 207 presenta el resultado final al usuario.
En la Figura 3 tenemos un ejemplo de generación del intervalo de guarda en un símbolo OFDM. Tal y como se puede apreciar, el intervalo de guarda no es más que una copia de la parte inicial del símbolo OFDM.
La Figura 4 presenta el diseño de referencia. Los bloques 41 y 42 representan la parte analógica y digital respectivamente. El bloque 410 es la antena encargada de la captación de la señal de radiofrecuencia. El acondicionamiento de la señal lo realiza el bloque 411 que amplifica la señal de radiofrecuencia para que tenga un nivel aceptable. Posteriormente, el bloque 412 realiza un primer filtrado de la señal en función de la banda de frecuencia en la que esté el canal que deseamos analizar. El bloque 413 realiza la conversión de la señal a Frecuencia Intermedia. A continuación, el bloque 414 filtra la señal posicionada en Frecuencia Intermedia para alimentar al bloque 415 que se encargará de realizar una ajuste automático de ganancia (CAG). Acto seguido el bloque 416 realizará la conversión analógica/digital de la señal. El bloque 420 representa al dispositivo encargado de realizar todo el procesado digital de la señal. En este caso se trata de una FPGA, aunque también podría tratarse de cualquier otro tipo de dispositivo capaz de realizar tareas de procesado de señal. El bloque 421 se trata de una procesador de propósito general encargado de tareas de control y el bloque 422 representa la interfaz con el usuario, que habitualmente estará compuesta por una pantalla y un teclado.
Actualmente, debido al gran avance de los sistemas digitales programables, cada vez es más sencilla la aplicación de complejos algoritmos de procesado de señal en dispositivos de alta velocidad para su implementación en tiempo real. Las FPGA (Field Programmable Gate Array) son los dispositivos programables más ampliamente utilizados para este tipo de tareas debido a su gran versatilidad en cuanto a las posibilidades de configuración que ofrecen. En la Figura 4 tenemos un diagrama de bloques de la implementación de referencia. La señal es captada por la antena 410 y se amplifica con el amplificador de bajo nivel de ruido 411. A continuación se filtra la banda de frecuencia de interés con el filtro pasobanda 412. El bloque 413 es el encargado de trasladar a la Frecuencia Intermedia de interés (FI) el canal que se desea analizar. El filtro pasobanda 414 está centrado en FI y filtra el canal de interés para eliminar los canales adyacentes. El Control Automático de Ganancia (CAG) 415 ajusta el nivel de la señal en FI para que el conversor analógico/digital 416 convierta adecuadamente la señal al formato digital. El bloque 420 es la FPGA encargada de aplicar el algoritmo explicado en la presente patente a las muestras de entrada para identificar por un lado los parámetros de la modulación empleada (Tu, Tg, N, IG, BW) donde
- •
- Tu es la duración del símbolo sin intervalo de guarda.
- •
- Tg es la duración del intervalo de guarda.
- •
- N es el número de portadoras usadas en la modulación OFDM.
- •
- IG es el intervalo de guarda.
- •
- BW es el ancho de banda de la señal.
Además, el bloque 420 calculará he(t (Ecuación 3).
Una vez obtenidos los parámetros de modulación y he(t), se transmiten los datos al procesador de propósito general 421 para que determine la posición y nivel de los rayos del canal aplicando el procedimiento explicado anteriormente, clasificando rayos y réplicas según corresponda. Finalmente se le presentará al usuario, a través de la interfaz 422, la gráfica de la estimación de canal y la información sobre la modulación del canal. La gran ventaja de este método es que no se necesita demodular la señal para obtener toda la información relevante del canal ni tampoco la ayuda de ningún tipo de piloto.
Claims (9)
- REIVINDICACIONES1. Método de estimación de ecos de un canal de comunicaciones utilizando señales digitales y extracción de parámetros en modulaciones OFDM que realiza la estimación de los parámetros de ancho de banda, intervalo de guarda, número de portadoras y duración de los símbolos en las modulaciones digitales basadas en OFDM (Orthogonal Frequency División Multiplexing) y que actúa sobre señales moduladas o no, con o sin piloto, caracterizado por que comprende al menos:un mecanismo de digitalización de la señal de interés, yun sistema de procesado digital.
-
- 2.
- Método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones según la reivindicación 1 caracterizado porque la estimación de los ecos se hace calculando el espectro de la señal de interés, se calcula el módulo al cuadrado de la parte plana de la respuesta en frecuencia de la señal, se realiza la transformada inversa de Fourier (IFFT) del módulo al cuadrado de la respuesta en frecuencia de la señal y se clasifican rayos y réplicas siguiendo un algoritmo iterativo.
-
- 3.
- Método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones según la reivindicación 2 caracterizado porque en lugar de realizar la transformada inversa de Fourier (IFFT) se realiza la transformada de Fourier (FFT).
-
- 4.
- Método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones según la reivindicación 2 caracterizado porque se realiza el cálculo del módulo del espectro de la señal en lugar del cálculo del módulo al cuadrado del espectro de la señal.
-
- 5.
- Método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones según la reivindicación 1 y 2 caracterizado porque se utiliza la estimación de los ecos del canal realizada para buscar máximos en las posiciones de todas las duraciones posibles de símbolo, obteniendo la duración real del símbolo OFDM como aquella posición donde el máximo de la estimación de canal realizada sea mayor.
-
- 6.
- Método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones según la reivindicación 5 caracterizado porque el intervalo de guarda se estima usando unos umbrales de decisión en función del nivel de los ecos estimados en la posición correspondiente a la duración del símbolo OFDM.
-
- 7.
- Método de estimación de los ecos de un canal de comunicaciones según la reivindicación 5 caracterizado porque la estimación del ancho de banda y número de portadoras se hace un función de la duración estimada del símbolo OFDM, calculada ésta sin la necesidad de demodular la señal ni la ayuda de pilotos.
-
- 8.
- Método para la estimación de los ecos de un canal de comunicaciones y los parámetros de la modulación OFDM según reivindicaciones anteriores caracterizado porque la señal utilizada es una señal de DVB-T o DVB-T2.
OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCASN.º solicitud: 200902279ESPAÑAFecha de presentación de la solicitud: 30.11.2009Fecha de prioridad:INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA51 Int. Cl. : H04J11/00 (2006.01) H04L1/00 (2006.01)DOCUMENTOS RELEVANTES- Categoría
- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
- A
- EP 1816813 A1 (KONINKL PHILIPS ELECTRONICS NV) 08.08.2007, todo el documento. 1-8
- A
- BOUZEGZI A. et al.. "New algorithms for blind recognition of OFDM based systems". SIGNAL PROCESSING, 20100301 ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS B.V. AMSTERDAM, NL. Vol. 90, No. 3, Páginas: 900-913. XP026748118 ISSN 0165-1684. 1-8
- A
- NZEZA C. N. et al.. "Dynamic spectral monitoring for flexible and reconfigurable railways communication systems". Intelligent Transport Systems Telecommunications, (ITST), 2009 9th International Conference on, 20091020 IEEE, Piscataway, NJ, USA. Páginas: 228-233. XP031619184 ISBN 978-1-4244-5346-7; ISBN 1-4244-5346-1. 1-8
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
- Fecha de realización del informe 23.01.2012
- Examinador J. Botella Maldonado Página 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICANº de solicitud: 200902279Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) H04J, H04L Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos debúsqueda utilizados) INVENES, EPODOC , WPI, NPL, XPESP, XPAIP, XPI3E, INSPEC.Informe del Estado de la Técnica Página 2/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 200902279Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 23.01.2012Declaración- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).Base de la Opinión.-La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.Informe del Estado de la Técnica Página 3/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 2009022791. Documentos considerados.-A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.- Documento
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
- D01
- EP 1816813 A1 (KONINKL PHILIPS ELECTRONICS NV) 08.08.2007
- D02
- BOUZEGZI A. et al.. "New algorithms for blind recognition of OFDM based systems". SIGNAL PROCESSING, 20100301 ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS B.V. AMSTERDAM, NL. Vol. 90, No. 3, Páginas: 900-913. XP026748118 ISSN 0165-1684.
- D03
- NZEZA C. N. et al.. "Dynamic spectral monitoring for flexible and reconfigurable railways communication systems". Intelligent Transport Systems Telecommunications, (ITST), 2009 9th International Conference on, 20091020 IEEE, Piscataway, NJ, USA. Páginas: 228-233. XP031619184 ISBN 978-1-4244-5346-7; ISBN 1-4244-5346-1.
- 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraciónEl documento más próximo del estado de la técnica es el D01 que presenta, para sistemas DVB, un método para la estimación de la longitud de la respuesta al impulso del canal a partir de la IDFT del módulo al cuadrado de la señal recibida en el dominio de la frecuencia, obteniéndose la longitud de la respuesta del canal como la máxima de todas aquellas posiciones en las que la IDFT supera un determinado umbral. Este método es el que se utiliza en la solicitud para la estimación de ecos y de manera novedosa lo aplica en la determinación de la duración de símbolo y del intervalo de guarda. Los documentos D02 y D03 presentan técnicas de estimación ciega de parámetros en OFDM y son solo indicativos del estado general de la técnica y no documentos significativos que afecten a la novedad o actividad inventiva del objeto de la invención. Por lo tanto la invención tal como se reivindica en las reivindicaciones de la 1ª a la 8ª es nueva e implica actividad inventiva.Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200902279A ES2375121B2 (es) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Método de estimación de ecos en un canal de comunicaciones utilizando señales digitales y extracción de parámetros en modulación OFDM. |
| PL10015152T PL2328311T3 (pl) | 2009-11-30 | 2010-11-30 | Sposób i system szacowania echa |
| ES10015152.1T ES2678202T3 (es) | 2009-11-30 | 2010-11-30 | Método y sistema de estimación de ecos de un canal de comunicaciones |
| EP10015152.1A EP2328311B1 (de) | 2009-11-30 | 2010-11-30 | Verfahren und System zum Schätzen von Echos |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200902279A ES2375121B2 (es) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Método de estimación de ecos en un canal de comunicaciones utilizando señales digitales y extracción de parámetros en modulación OFDM. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2375121A1 ES2375121A1 (es) | 2012-02-27 |
| ES2375121B2 true ES2375121B2 (es) | 2012-09-27 |
Family
ID=43842688
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200902279A Active ES2375121B2 (es) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Método de estimación de ecos en un canal de comunicaciones utilizando señales digitales y extracción de parámetros en modulación OFDM. |
| ES10015152.1T Active ES2678202T3 (es) | 2009-11-30 | 2010-11-30 | Método y sistema de estimación de ecos de un canal de comunicaciones |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES10015152.1T Active ES2678202T3 (es) | 2009-11-30 | 2010-11-30 | Método y sistema de estimación de ecos de un canal de comunicaciones |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2328311B1 (es) |
| ES (2) | ES2375121B2 (es) |
| PL (1) | PL2328311T3 (es) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9608844B2 (en) * | 2014-05-27 | 2017-03-28 | Nxp B.V. | System and method for performing channel estimation on an OFDM signal |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2247916B1 (es) | 2004-03-16 | 2007-04-01 | Egatel, S.L. | Procedimiento y dispositivo de cancelacion de ecos. |
| EP1816813A1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-08-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Estimation of length of channel impulse response |
| FR2920932B1 (fr) | 2007-09-06 | 2010-03-12 | Commissariat Energie Atomique | Methode d'estimation aveugle de parametres de modulation ofdm |
| JP5072680B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2012-11-14 | 三洋電機株式会社 | 受信方法および装置 |
-
2009
- 2009-11-30 ES ES200902279A patent/ES2375121B2/es active Active
-
2010
- 2010-11-30 ES ES10015152.1T patent/ES2678202T3/es active Active
- 2010-11-30 PL PL10015152T patent/PL2328311T3/pl unknown
- 2010-11-30 EP EP10015152.1A patent/EP2328311B1/de active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2328311A3 (de) | 2014-09-24 |
| EP2328311A2 (de) | 2011-06-01 |
| ES2678202T3 (es) | 2018-08-09 |
| EP2328311B1 (de) | 2018-06-27 |
| PL2328311T3 (pl) | 2018-11-30 |
| ES2375121A1 (es) | 2012-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Matz et al. | Time-frequency foundations of communications: Concepts and tools | |
| KR101893622B1 (ko) | 무선 통신 시스템에서 다중 경로 신호 추정 | |
| KR101383499B1 (ko) | 고속 페이딩 채널에서의 ofdm | |
| WO2018209124A3 (en) | Slot structure design using guard intervals in a single carrier waveform | |
| US10135663B2 (en) | FBMC signal transmitting method and receiving method, transmitter and receiver | |
| CN102238110B (zh) | 多用户信道估计方法及装置 | |
| RU2015139593A (ru) | Система и способ для мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов/квадратурной амплитудной модуляции со сдвигом | |
| JP2017521900A5 (es) | ||
| EP3599734A3 (en) | Control of timing for mixed-mode multicarrier modulation | |
| US8908796B1 (en) | Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmitter and receiver windowing for adjacent channel interference (ACI) suppression and rejection | |
| EP2187552A1 (en) | Communication apparatus | |
| EP2274864A1 (en) | Autocorrelation-based multi-band signal detection | |
| RU2017106744A (ru) | План тональных сигналов для сжатия ltf и передачи в системах беспроводной связи | |
| WO2014153370A4 (en) | Methods and apparatus for tunable noise correction in multi-carrier signals | |
| KR20160092837A (ko) | 다중 반송파 통신 시스템에서 전력을 제어하는 방법 및 장치 | |
| CN105791194B (zh) | 一种可抗窄带干扰的同步方法及其系统 | |
| Cohen et al. | Channel estimation in UWB channels using compressed sensing | |
| ES2375121B2 (es) | Método de estimación de ecos en un canal de comunicaciones utilizando señales digitales y extracción de parámetros en modulación OFDM. | |
| CN104836772A (zh) | 基于混合载波系统的峰均功率比和带外功率的联合抑制的信号发射和接收方法 | |
| JP5961109B2 (ja) | 受信装置及び周波数誤差補正方法 | |
| US10122566B2 (en) | Delay span classification for OFDM systems using selective filtering in the frequency domain | |
| CN103731384A (zh) | 一种抑制干扰的方法和装置 | |
| JP2010011179A (ja) | 無線送信装置、無線受信装置および方法 | |
| Mishra et al. | A review on modelling and performance of QAM-OFDM system with AWGN channel | |
| Witrisal | Noncoherent autocorrelation detection of orthogonal multicarrier UWB signals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20111212 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2375121 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20120927 |