ES2380703B1

ES2380703B1 - Metodo y dispositivo de transmision y de recepcion digital de señales de informacion

Info

Publication number: ES2380703B1
Application number: ES201090030A
Authority: ES
Inventors: Ignacio Olabarrieta Palacios; Sergio Gil Lopez
Original assignee: Fundacion Robotiker
Current assignee: Fundacion Tecnalia Research and Innovation
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2013-01-29
Anticipated expiration: 2027-11-12
Also published as: WO2009063098A1; ES2380703A1

Abstract

Método y dispositivo de transmisión y de recepción digital de señales de información.#La transmisión/recepción se basa en la codificación/decodificación con pares de secuencias complementarias y modulación/demodulación en subcanales ortogonales.#En transmisión, cada bit de los diferentes flujos de información a enviar simultáneamente se codifica con dos, una primera y una segunda, secuencias complementarias. Las secuencias se desplazan cíclicamente con desplazamientos diferentes para cada flujo. Las secuencias intermedias resultantes de la primera secuencia se suman e igual con las correspondientes a la segunda secuencia. El resultado de la suma asociado a la primera secuencia se modula en fase y el correspondiente a la segunda secuencia se modula en cuadratura. Los símbolos a transmitir se obtienen mediante IFFT.#En recepción la señal recibida se demodula mediante FFT y se decodifica correlacionándola con el mismo par de secuencias complementarias, desplazadas un número de veces igual al utilizado en el transmisor.#La capacidad de transmisión se puede duplicar añadiendo otro par de secuencias complementarias ortogonal al primero.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO DE TRANSMISIÓN Y DE RECEPCIÓN DIGITAL DE SEÑALES DE INFORMACIÓN

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La invención que se describe tiene su ámbito de aplicación en los sistemas de transmisión y recepción de múltiples canales de información basados en la técnica de modulación OFDM (Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales).

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La modulación OFDM y sus variantes se utilizan hoy en día para aplicaciones como la tecnología de transmisión de datos ADSL, la televisión digital terrestre (TDT), sistemas de transmisión inalámbrica (como WiMAX), radio digital, entre otras que pueden citarse como ejemplo.

Las principales ventajas de la modulación OFDM son su fácil ecualización y su resistencia al desvanecimiento en frecuencia de la señal. Este tipo de desvanecimiento (“fading”, en inglés) es común en sistemas donde al menos el transmisor o el receptor se encuentran en movimiento y/o el canal constituye un sistema de multicamino para la transmisión, produciéndose interferencias entre las señales transmitidas en tiempos diferentes.

La modulación OFDM consiste en tomar una Transformada Rápida de Fourier Inversa (IFFT) la cual, en la variante MC-CDMA (ver S. Hara y R. Prasad, “Overview of multicarrier CDMA”, IEEE Communcation Magazine, Vol. 35, no 12, Dec. 1997, pp. 126-133), está precedida por una codificación mediante secuencias ortogonales, como por ejemplo secuencias de Hadamard, a lo largo de las diferentes frecuencias. Estas secuencias también se utilizan en técnicas de espectro ensanchado para proporcionar a los sistemas de comunicación canales seguros, capacidad de acceso múltiple sin control externo, robustez frente a las interferencias externas y reducir la energía espectral. Aquí cabe destacar la técnica de espectro ensanchado mediante secuencias complementarias de Golay, técnica de modulación OTDM [ver “An emerging technology: orthogonal time division multiplexing (OTDM)”, de V. Diaz et al., IEEE, Vol. 2, p.p. 133 – 136, año 2003.], que entre otros ejemplos se usa en ES2164613.

Dos secuencias A y B son complementarias (o lo que es lo mismo: constituyen par de Golay) si la suma de las autocorrelaciones de esas dos secuencias es igual a cero salvo para un desfase nulo, es decir, satisfacen la siguiente ecuación:

{2L sin = 0,AC(A)[n]+ AC(B)[n]=

0 si n ≠ 0,

donde AC( )[n] expresa la función autocorrelación y L es la longitud de las secuencias.

Esta propiedad de las secuencias que forman par de Golay permite codificar hasta L flujos de datos. También es importante reseñar el hecho de que dado un par de Golay (A, B) siempre se puede encontrar otro par de secuencias complementarias que sea ortogonal al primero, definiendo la ortogonalidad entre pares (A, B) y (C, D) de la siguiente manera:

C(A,C)[n]+ C(B,D)[n]= 0 ∀ n, n ∈

donde C( , )[n] es la función de correlación.

Las secuencias del par Golay pueden ser bipolares; un ejemplo de secuencias bipolares (A, B) de longitud 4 que forman par Golay es:

A = 1,1,1,-1 y B = 1,1,-1,1 DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención aprovecha las ventajas de las secuencias complementarias así como de la modulación OFDM utilizando frecuencias ortogonales para la multiplexación en comunicación digital, con el fin de lograr reducir el número de errores que se dan en dicha comunicación cuando se usa modulación OFDM con codificaciones clásicas, tales como por ejemplo una codificación con secuencias de Hadamard.

Un aspecto de la invención se refiere a un método de transmisión digital de señales de información, que usa secuencias complementarias de Golay para codificar los flujos de datos en que consisten las señales de información a transmitir, consiguiendo multiplexar hasta F = L señales independientes, por par de secuencias complementarias usadas, donde L es la longitud de dichas secuencias.

En concreto, la codificación que se propone comprende los siguientes pasos: i) Convolución de cada uno de los F flujos de datos con las dos secuencias bipolares (A, B) del par de Golay. ii) Desplazamiento cíclico de cada una de las secuencias resultantes de la convolución realizada en el paso i) con la primera secuencia bipolar (A) del par de Golay, un cierto número de veces según corresponde a cada flujo de datos. El número de desplazamientos es diferente para cada una de las secuencias obtenidas en el paso i) y siempre es un número menor que la longitud (L) de las secuencias del par de Golay. iii) Desplazamiento cíclico de cada una de las secuencias resultantes de la convolución realizada en el paso i) con la segunda secuencia bipolar

(B) del par de Golay, un cierto número de veces según corresponde a cada flujo de datos. Este número de desplazamientos es igual al de desplazamientos producido en el paso ii) para el mismo flujo de datos sobre la secuencia resultante de la convolución con la primera secuencia bipolar (A). iv) Computación de la suma entre las secuencias resultantes de cada uno de los desplazamientos realizados en el paso ii), correspondientes a las que proceden de la convolución con la primera secuencia bipolar (A) del par de Golay. v) Computación de la suma entre las secuencias resultantes de cada uno de los desplazamientos realizados en el paso iii), correspondientes a las que proceden de la convolución con la segunda secuencia bipolar (B) del par de Golay.

El resultado del paso i) son dos pares de F secuencias: un número F de secuencias (una por cada flujo de datos) obtenidas de la convolución con la primera secuencia bipolar (A) del par de Golay y un número igual (F) de secuencias correspondientes a la convolución con la segunda secuencia bipolar (B) del par de Golay; siendo F ≤ L (L igual a la longitud de las secuencias del par de Golay (A, B)).

El resultado de los pasos iv) y v) son dos secuencias intermedias una primera secuencia intermedia correspondiente a la operación con la primera secuencia bipolar (A) del par de Golay y una segunda secuencia intermedia obtenida de operar del mismo modo con la segunda secuencia bipolar (B) del par de Golay. Ambas secuencias intermedias tienen una longitud igual a la de las secuencias bipolares (A, B) del par de Golay. Si es necesario, se añaden ceros a estas secuencias intermedias obtenidas para completarlas hasta una longitud L’ que es potencia de 2, i.e., L’ = 2n, n ∈ Este requisito en la longitud de las secuencias intermedias es para poder posteriormente aplicar una Transformada Rápida de Fourier.

El resultado de la codificación con la primera secuencia bipolar

(A) del par de Golay se modula en fase y, asimismo, se modula en cuadratura la segunda secuencia intermedia que se ha codificado con la segunda secuencia bipolar (B) del par de Golay, resultando una (primera) señal compleja.

Opcionalmente, puesto que dado un par de Golay se puede encontrar otro par de secuencias bipolares (C, D) que constituyen un par de Golay ortogonal al dado, el método propuesto puede incluir la transmisión simultanea de más flujos de datos utilizando un par adicional: el par de Golay ortogonal al (A, B). Para ello, se realizan los pasos de convolución, desplazamientos y sumas descritos, pero aplicando el par de Golay ortogonal. Después de esos pasos, también se realiza la modulación en fase de la secuencia intermedia resultado de la codificación con la secuencia bipolar (C) del par ortogonal, así como se modula en cuadratura el resultado de la codificación con la secuencia bipolar (D), para obtener otra señal compleja. Las dos señales complejas que así resultan de usar los dos pares de Golay finalmente también se suman. Es decir: -se obtiene una tercera secuencia intermedia al sumar entre sí las secuencias correspondientes al resultado de la realización de los pasos de convolución y desplazamientos usando la primera secuencia bipolar (C) del par de Golay ortogonal. -se obtiene una cuarta secuencia intermedia al sumar entre sí las secuencias correspondientes al resultado de la realización de los pasos de convolución y desplazamientos usando la segunda secuencia bipolar (D) del par de Golay ortogonal; -si es necesario, para alcanzar una longitud igual a una potencia de dos, se añaden los ceros precisos a cada una de estas (tercera y cuarta) secuencias intermedias; -se modula en fase la tercera secuencia intermedia y en cuadratura la cuarta secuencia intermedia, obteniendo una segunda señal compleja; -se suma la (primera) señal compleja correspondiente al par de Golay (A, B) y la (segunda) señal compleja correspondiente al par de Golay ortogonal (C, D), sumando la tercera secuencia intermedia en fase a la primera secuencia intermedia en fase y sumando la cuarta secuencia intermedia en cuadratura a la segunda secuencia intermedia en cuadratura.

Gracias al uso de dos pares (A, B) y (C, D) ortogonales se hace posible la transmisión del doble de datos en el mismo ancho de banda.

Para obtener la señal a transmitir, se aplica una Transformada Rápida de Fourier Inversa (IFFT) a cuya salida resultan los símbolos de información que conforman la señal en modulación OFDM, a los que se puede añadir un prefijo cíclico para asegurar la ortogonalidad entre las diferentes frecuencias de los subcanales de transmisión y evitar la interferencia entre diferentes símbolos. La IFFT establece la ortogonalidad entre frecuencias y el prefijo cíclico ayuda a mantener esa ortogonalidad cuando la señal pasa por el canal de transmisión.

Adicionalmente, este método de transmisión puede introducir una señal de entrenamiento que en recepción se utiliza para estimar la influencia del canal y poder ecualizar la señal recibida.

Otro aspecto de la invención se refiere a un método de recepción digital de señales de información, adaptado para recibir una señal de entrada transmitida mediante el método de transmisión descrito anteriormente. El transmisor envía todos los flujos de datos conjuntamente pero cada receptor extrae un solo flujo de datos.

Si el transmisor ha enviado una señal de entrenamiento, el receptor primero separa dicha señal de entrenamiento de la señal de entrada. Si además se ha enviado un prefijo cíclico añadido a los símbolos que conforman la señal de información de entrada, dicho prefijo es eliminado en recepción.

El método de recepción digital que se propone demodula la señal recibida, aplicando sobre dicha señal una Transformada Rápida de Fourier Directa. De la señal compleja resultante se eliminan las componentes que corresponden a los ceros añadidos en el transmisor, obteniendo así una señal compleja compuesta por dos secuencias: una en fase y otra en cuadratura de tamaño L.

Una vez demodulada así la señal recibida, el método de recepción procede a extraer a partir de ella un flujo de datos, que contiene la información comunicada, para lo cual utiliza un par de secuencias bipolares con una longitud (L): un primer par de secuencias bipolares (A, B) complementarias, es decir, formando un par de Golay; o bien, un segundo par de secuencias bipolares (C, D), formando par de Golay ortogonal al primer par. El uso de (A, B) ó (C, D) depende de cuál es el flujo de datos a extraer, es decir, de qué par de Golay ha usado el transmisor para codificar ese flujo concreto. En cada par de Golay usado se distingue una primera secuencia bipolar (A ó C) y una segunda secuencia bipolar (B ó D).

En este proceso de extracción de uno de los flujos de datos, un primer paso consiste en realizar la demodulación en fase y cuadratura a través de la que se obtienen las componentes en fase (I) y cuadratura (Q) de la señal recibida, para luego correlacionar cada una de dichas componentes con la secuencia del par de Golay que corresponde. El método de recepción correlaciona la componente en fase (I) con la correspondiente secuencia bipolar: la primera secuencia del par de Golay, A ó C, desplazada cíclicamente un número de veces igual al desplazamiento del flujo que se desee extraer. Asimismo, se realiza la correlación de la componente en cuadratura (Q) con la segunda secuencia bipolar del par, B ó D, desplazada cíclicamente el mismo número de veces.

Previamente, con la secuencia o señal de entrenamiento en el caso habitual de que ésta vaya incluida en la señal transmitida, el método de recepción propuesto estima la respuesta impulsiva del canal de comunicaciones a partir de la señal de entrenamiento. Se entiende aquí por respuesta impulsiva o respuesta a impulso la que presenta el canal frente a una señal muy breve, o impulso, que se transmite. El método de recepción propuesto utiliza esta estimación del canal para ecualizar la señal recibida y ya demodulada (tras haber pasado por la Transformada Rápida de Fourier Directa).

Para conseguir más beneficio de la codificación realizada en transmisión con los pares de Golay, es importante promediar la corrección de la señal recibida durante varios periodos de símbolo. El número de símbolos elegido sobre los que se promedia la estimación del canal depende de la variación temporal del canal de comunicaciones (variación que a su vez viene determinada por la frecuencia Doppler máxima) y del ruido blanco introducido por el canal. Esta corrección con la señal de entrenamiento permite al receptor compensar la distorsión en amplitud y fase producida por el canal de comunicaciones sobre la señal.

Tras la demodulación de la señal recibida y, en su caso, la ecualización usando la señal de entrenamiento, el método de recepción procede a la decodificación para obtener un flujo de datos que contiene la información comunicada. En dicha decodificación se utilizan las mismas secuencias bipolares (A, B) ó (C, D), dependiendo del flujo de datos a obtener, utilizadas en el transmisor y que forman par de Golay.

Como se ha explicado anteriormente, en recepción, las dos secuencias bipolares (A, B) del par de Golay, o bien, si es el caso, las otras dos secuencias bipolares (C, D) del par de Golay ortogonal, usadas para decodificar la señal recibida, son sometidas a un desplazamiento cíclico. El número de veces que se desplaza cada secuencia es igual al aplicado en transmisión para la codificación del correspondiente flujo de datos. Las secuencias así desplazadas se utilizan para la correlación de las componentes en fase (I) y cuadratura (Q) de la señal recibida, ya explicada.

Por último, el flujo deseado resulta de efectuar la suma de las componentes en fase y en cuadratura procedentes de la correlación anterior y seguidamente dividir esa suma por la ganancia del proceso. La ganancia g del método de transmisión y recepción digital descritos es igual al doble de la longitud (L) de las secuencias bipolares complementarias (A y B, o alternativamente C y D) empleadas en la codificación/decodificación de las señales de información, i.e., g = 2L.

Otros aspectos de la invención son un transmisor y un receptor digital diseñados para incorporarse en un sistema de comunicaciones basado en modulación mediante frecuencias ortogonales, que implementan respectivamente, el método de transmisión y el de recepción de señales de información usando multiplexación mediante secuencias complementarias según se han descrito.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de esta descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra un diagrama de bloques de un detalle del transmisor digital que constituye uno de los aspectos de la invención, según una realización preferida.

La figura 2.- Muestra un diagrama de bloques de un detalle del modulador OFDM, según una realización preferida de la invención, incluido en el transmisor ilustrado en la figura anterior.

La figura 3.- Muestra una representación esquemática del proceso de codificación realizado en el transmisor, de acuerdo al objeto de la invención e ilustrando en detalle el desplazamiento cíclico y posterior suma de las secuencias intermedias resultantes de la convolución de los datos con el par de Golay.

La figura 4.- Muestra un diagrama de bloques de un detalle del receptor digital que constituye otro de los aspectos de la invención, según una realización preferida.

REALIZACIONES PREFERENTES DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras reseñadas, puede describirse aquí una realización práctica de la invención. Como ejemplo, se describe un sistema “downlink” de comunicación síncrona entre una estación base y un terminal de usuario. Los flujos de datos que se desean multiplexar, sf[n], se codifican en un transmisor digital, representado parcialmente en la Figura 1, utilizando secuencias complementarias que tienen una longitud (L) mayor o igual al número (F) de flujos de datos que se desea transmitir por cada secuencia complementaria empleada, i.e., L � F.

El transmisor digital dispone de un codificador (1) que usa un par de Golay formado por una primera secuencia bipolar (A) y una segunda secuencia bipolar (B), ambas de longitud L, para codificar un número (F) de flujos de datos sf[n], f = 1, 2,…, F. Cada bit de información se codifica con los dos miembros del par y las secuencias resultantes se desplazan cíclicamente un número de veces igual a un desplazamiento, dAB[f], asociado al flujo de datos f. Estos desplazamientos deben ser menores que la longitud (L) del par de Golay y diferentes para cada flujo de datos. Los resultados que provienen de la primera secuencia bipolar (A) se suman entre sí, así como los que provienen de la segunda secuencia bipolar (B), resultando dos secuencias de longitud L. En este punto las secuencias se completan con ceros hasta llegar a una longitud que es una potencia de dos. A continuación, la secuencia resultante de la codificación con la primera secuencia bipolar (A) se modula en fase y la resultante de codificar con la segunda secuencia bipolar (B) se modula en cuadratura.

La Figura 3 muestra la convolución con secuencias complementarias, desplazamiento cíclico y suma que se efectúa en el codificador (1), ilustrado para un ejemplo en que las secuencias bipolares (A, B) del par de Golay son de longitud L = 4 y donde se multiplexan el máximo de flujos de datos F=4 para esa longitud. Cada bit sf de los flujos de datos se convoluciona con las secuencias (A, B) del par de Golay, para posteriormente desplazarlas un número de veces igual al desplazamiento correspondiente dAB[f] al flujo f, antes de sumarlas; en este ejemplo de la Figura 3 dAB[f] = f, f=1…4. El resultado de la suma generada con esta primera secuencia bipolar

(A) se modula en fase para obtener la componente en fase (I). Análogamente el codificador (1) produce el desplazamiento de las secuencias resultantes de la convolución con la segunda secuencia bipolar (B) y éstas se suman obteniendo la componente en cuadratura (Q) de la señal a transmitir.

Adicionalmente, para aumentar el número de flujos que se pueden multiplexar hasta 2L, el codificador (1) puede utilizar otras dos secuencias bipolares (C, D) que forman el par de Golay ortogonal al primero y realizar el mismo procedimiento que con el par (A, B), sumando seguidamente los resultados complejos obtenidos de los dos pares de Golay.

Los símbolos a transmitir, incluyendo en las secuencias intermedias si es necesario la adición de ceros (3A) para alcanzar una longitud potencia de dos, se obtienen mediante una IFFT o transformada inversa de Fourier rápida (3B) y a los mismos se les añade un prefijo cíclico (3C); pasos (3A, 3B, 3C) que son implementados por un modulador (3) en banda base de OFDM, según se ilustra en la Figura 2.

La señal que se transmite, τn (t) puede expresarse matemáticamente de la siguiente forma:

AL+Δ

τn (t)= II(AC + jBC ) sf[n]p(t − nTs )exN{j2πGrod(C + dAB[f]− 2,Δ+ L+Ω)(t − nTs )}

f=I C=I−Ω

A' L+Δ

II Cf+As {j π C CD +Ω ts

+( + jD ) s [n]p(t − nT )exN2 Grod(+ d [f ]− 2,Δ+ L )( − nT )},

f=I C=I−Ω

En la ecuación anterior se supone que los valores de las secuencias bipolares A = {…, A1, A2, A3, A4,…}, B = {…, B1, B2, B3, B4,…}, C = {…, C1, C2, C3, C4,…} y D = {…, D1, D2, D3, D4,…}, son cero para índices fuera del rango

1 S l S L. El resto de los términos usados en dicha ecuación representan lo siguiente:

(A, B) es un par de Golay y (C, D) es su par ortogonal,

sf[n] denota los F+F’ flujos de datos que se desean transmitir,

j denota la unidad imaginaria,

mod( , ) es la función resto tal que mod(a,b) =a -b La/bJ donde La/bJdenota la división entera,

p(t) es un pulso unidad en el intervalo –tg S t S Ts y cero en el resto siendo tg el tiempo de guarda, duración del prefijo cíclico, y Ts el tiempo de símbolo,

L y n son los números de ceros que se incluyen respectivamente antes y después de la señal convolucionada, de manera que L+L+n es una potencia de 2,

G se refiere a la separación de los subcanales medida en número de frecuencias ortogonales, siendo G=1 en el caso de OFDM típico,

y dAB[f] y dCD[f] son los desplazamientos asociados a los flujos de datos f codificados con los pares (A, B) y (C, D) respectivamente. Los valores de estos desplazamientos deben de ser menores que la longitud L y diferentes para cada flujo de datos f.

De esta manera, se pueden multiplexar hasta F=L flujos de datos independientes por par de secuencias complementarias. Como en el caso de OFDM, la elección del periodo de símbolo hace que las frecuencias que describen el símbolo sean ortogonales entre sí, reduciendo la interferencia entre subcanales. Del mismo modo, el tiempo de guarda se introduce para reducir el efecto de la interferencia entre símbolos y ayudar a que los subcanales se mantengan ortogonales.

Además, el transmisor digital que aquí se propone adicionalmente cuenta con un generador (2) de una secuencia de entrenamiento, la cual se concatena a la señal compleja obtenida tras la codificación. A esta señal se aplica la IFFT, pues tanto la señal de información a transmitir como la secuencia de entrenamiento generada pasan por el modulador (3) OFDM. La secuencia de entrenamiento generada e insertada permite la ecualización de la señal que llega al receptor. La señal a transmitir finalmente se consigue mediante una transformación de paralelo a serie (4).

En el receptor, mostrado en la Figura 4, la señal recibida se transforma de serie a paralelo (5) y seguidamente unos medios de separación (6) la separan de la mencionada señal de entrenamiento antes de pasar la señal de entrada a un demodulador (7) en banda base OFDM. A partir de la señal de entrenamiento, el receptor hace una estimación de la respuesta impulsiva del canal (8) que promedia a lo largo del tiempo para que un ecualizador (9) realice una correcta compensación de la distorsión producida por el canal. La señal ecualizada pasa a un decodificador (10) que extrae un flujo de datos ejecutando el proceso inverso al realizado por el transmisor con el par de secuencias complementarias (A, B) ó (C, D).

En este texto, la palabra “comprende” y sus variantes (como “comprendiendo”, etc.) no deben interpretarse de forma excluyente, es decir, no excluyen la posibilidad de que lo descrito incluya otros elementos, pasos etc.

Algunas realizaciones preferidas de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes que se incluyen seguidamente.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Procedimiento de transmisión digital de señales de información, que comprende las siguientes etapas: -codificar un número (F) de flujos de datos, siendo F 1, usando al menos dos secuencias (A, B) bipolares con una longitud (L), con L F, generadas formando un par de Golay con una primera secuencia

(A) bipolar y una segunda secuencia (B) bipolar;

-

realizar una modulación OFDM para obtener símbolos modulados que van a transmitirse en subcanales de frecuencias ortogonales; caracterizado porque la codificación comprende las siguientes etapas: i) convolucionar un bit de cada uno de los flujos de datos con las dos secuencias (A, B) bipolares del par de Golay, para obtener un número

(F)

de secuencias a partir de la convolución con la primera secuencia

(A)

bipolar y un número (F) igual de secuencias a partir de la convolución con la segunda secuencia (B) bipolar; ii) desplazar cíclicamente cada una de las secuencias resultantes de la convolución con la primera secuencia (A) bipolar, un número de veces menor que la longitud (L) de las dos secuencias (A, B) bipolares del par de Golay y diferente para cada uno de los flujos de datos; iii) desplazar cíclicamente cada una de las secuencias resultantes de la convolución con la segunda secuencia (B) bipolar, un número de veces igual al desplazamiento aplicado para el mismo flujo de datos en la etapa ii); iv) sumar entre sí las secuencias resultantes de los desplazamientos realizados en la etapa ii) para obtener una primera secuencia intermedia; v) sumar entre sí las secuencias resultantes del desplazamiento realizado en la etapa iii) para obtener una segunda secuencia intermedia; y caracterizado porque la modulación comprende las siguientes etapas: vi) modular en fase la primera secuencia intermedia y modular en cuadratura la segunda secuencia intermedia para obtener una primera señal compleja; vii) realizar la modulación OFDM mediante una Transformada Rápida

de Fourier Inversa (3B) aplicada a la primera señal compleja.
2.

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la codificación comprende además las etapas repetitivas i) a v) para codificar otro número (F’) d flujos de datos independientes, F’ S L, usando un par adicional de secuencias (C, D) bipolares de la misma longitud (L) generadas formando un par de Golay, formado mediante una primera secuencia (C) bipolar y una segunda secuencia (D) bipolar, que es ortogonal al par (A, B) de Golay, para obtener una tercera secuencia intermedia resultante de la primera secuencia (C) bipolar del par de Golay ortogonal y una cuarta secuencia intermedia a partir de la segunda secuencia (D) bipolar del par de Golay ortogonal; y caracterizado porque la modulación comprende además modular en fase la tercera secuencia intermedia y modular en cuadratura la cuarta secuencia intermedia para obtener una segunda señal compleja a partir de las secuencias (C, D) bipolares del par de Golay ortogonal, y sumar la segunda señal compleja a la primera señal compleja.
3.

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además añadir ceros a la primera y segunda secuencia intermedia hasta alcanzar una longitud, para cada una de estas secuencias, igual a una potencia de dos.
4.

Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque comprende además añadir ceros a la tercera y cuarta secuencia intermedia hasta alcanzar una longitud, para cada una de estas secuencias, igual a una potencia de dos.
5.

Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además generar una señal de entrenamiento y concatenarla a la señal modulada de información que va a transmitirse.
6.

Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la modulación comprende además aplicar la Transformada Rápida de Fourier Inversa (3B) sobre la señal de entrenamiento para la posterior estimación del canal de transmisión.
7.

Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además añadir a la señal modulada

un prefijo cíclico que garantiza la ortogonalidad entre las frecuencias y evita la interferencia entre símbolos.
8.

Procedimiento de recepción digital de señales de información, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

-

recibir una señal de entrada, que contiene al menos un flujo de datos, transmitido mediante el procedimiento de transmisión digital de señales de información definido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, -demodular la señal recibida usando OFDM y realizar una Transformada Rápida de Fourier Directa de la señal recibida, -extraer un flujo de datos de salida a partir de la señal recibida realizando las siguientes etapas: -demodular en fase y en cuadratura la señal recibida para obtener una componente en fase y una componente en cuadratura de la señal recibida;

-

desplazar cíclicamente las secuencias bipolares del par de Golay utilizado por el procedimiento de transmisión digital de señales de información definido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para codificar el flujo de datos de salida que va a extraerse, un número de veces igual al aplicado en la transmisión para codificar el correspondiente flujo de datos;

-

decodificar la señal recibida mediante la correlación de la componente en fase de la señal recibida con la primera secuencia bipolar del par de Golay desplazada en la etapa anterior y mediante la correlación de la componente en cuadratura de la señal recibida con la segunda secuencia bipolar del par de Golay desplazada en la etapa anterior -obtener el flujo de datos de salida sumando el resultado de las correlaciones de las componente en fase y en cuadratura de la señal recibida con las secuencias bipolares del par de Golay y dividir por una ganancia que es igual al doble de la longitud (L) del par de Golay. usando el par de Golay utilizado por el procedimiento de transmisión digital de señales de información definido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para dicho flujo de datos.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque si la señal recibida contiene una señal de entrenamiento, la etapa de recibir la señal de entrada comprende la etapa de:

-

separar la señal de entrenamiento de la señal recibida.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque comprende además las siguientes etapas:

-

estimar una respuesta impulsiva del canal de comunicaciones a partir de la señal de entrenamiento,

-

ecualizar la señal recibida con la estimación del canal de comunicaciones promediada a lo largo del tiempo.
11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque, si la señal recibida contiene un prefijo cíclico, la etapa de recibir la señal de entrada comprende la etapa de:

-

eliminar de la señal recibida el prefijo cíclico
12. Dispositivo de transmisión digital de señales de información que comprende:

-

un codificador (1) configurado para codificar un número (F) de flujos de datos, siendo F 1, usando al menos dos secuencias (A, B) bipolares con una longitud (L), con L F, generadas formando un par de Golay con una primera secuencia (A) bipolar y una segunda secuencia (B) bipolar;

-

un modulador (3) OFDM para obtener unos símbolos modulados que van a transmitirse en subcanales de frecuencias ortogonales; caracterizado porque el codificador (1) está configurado para: i) convolucionar un bit de cada uno de los flujos de datos con las dos secuencias (A, B) bipolares del par de Golay para obtener un número

(F)

de secuencias a partir de la convolución con la primera secuencia

(A)

bipolar y un número (F) igual de secuencias a partir de la convolución con la segunda secuencia (B) bipolar; ii) desplazar cíclicamente cada una de las secuencias resultantes de la convolución con la primera secuencia (A) bipolar, un número de veces menor que la longitud (L) de las dos secuencias (A, B) bipolares del par de Golay y diferente para cada uno de los flujos de datos; iii) desplazar cíclicamente cada una de las secuencias resultantes de la convolución con la segunda secuencia (B) bipolar, un número de veces igual al desplazamiento aplicado para el mismo flujo de datos en la etapa ii);

iv) sumar entre sí las secuencias resultantes de los desplazamientos realizados en la etapa ii) para obtener una primera secuencia intermedia; v) sumar entre sí las secuencias resultantes del desplazamiento realizado en la etapa iii) para obtener una segunda secuencia intermedia; y caracterizado porque el modulador (3) OFDM realiza una modulación en fase de la primera secuencia intermedia y una modulación en cuadratura de la segunda secuencia intermedia para obtener una primera señal compleja, y aplica una Transformada Rápida de Fourier Inversa (3B) a la primera señal compleja.
13.

Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque el codificador (1) está configurado para repetir las etapas i) a v) para codificar otro número (F’) de flujos de datos independientes, F’ S L, utilizando un par adicional de secuencias (C, D) bipolares de la misma longitud (L) generadas constituyendo un par de Golay, formado por una primera secuencia (C) bipolar y una segunda secuencia (D) bipolar, que es ortogonal al par de Golay (A, B), para obtener una tercera secuencia intermedia resultante a partir de la primera secuencia (C) bipolar del par de Golay ortogonal y una cuarta secuencia intermedia a partir de la segunda secuencia (D) bipolar del par de Golay ortogonal; y caracterizado porque el modulador (3) OFDM realiza una modulación en fase de la tercera secuencia intermedia y una modulación en cuadratura de la cuarta secuencia intermedia para obtener una segunda señal compleja a partir de las secuencias (C, D) bipolares del par de Golay ortogonal, y aplica la Transformada Rápida de Fourier Inversa (3B) sobre la suma de la primera señal compleja más la segunda señal compleja.
14.

Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque el modulador (3) OFDM añade ceros a la primera y segunda secuencia intermedia hasta alcanzar una longitud, para cada una de estas secuencias, igual a una potencia de dos.
15.

Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado porque el modulador (3) OFDM añade ceros a la tercera y cuarta secuencia intermedia hasta alcanzar una longitud,

para cada una de estas secuencias, igual a una potencia de dos.
16.

Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque comprende además un elemento generador (2) de una señal de entrenamiento que se concatena a la señal de información modulada que va a transmitirse a través de un elemento de inserción.
17.

Dispositivo según la reivindicación 16, caracterizado porque el modulador (3) OFDM aplica además la Transformada Rápida de Fourier Inversa (3B) sobre la señal de entrenamiento.
18.

Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque el modulador (3) OFDM añade a la señal modulada un prefijo cíclico que garantiza la ortogonalidad entre las frecuencias de los subcanales de transmisión y evita la interferencia entre símbolos.
19.

Dispositivo de recepción digital de señales de información, caracterizado porque está configurado para recibir una señal de entrada, que contiene al menos un flujo de datos, transmitida por el dispositivo de transmisión digital de señales de información definido según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 28, y configurado para extraer un flujo de salida a partir de la señal recibida usando el par de Golay utilizado por el dispositivo de transmisión digital de señales de información definido según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 28 para el flujo de datos que va a extraerse, y porque dicho dispositivo de recepción digital comprende:

-

un demodulador (7) OFDM que aplica una Transformada Rápida de Fourier Directa a la señal recibida y realiza una demodulación en fase y en cuadratura de la señal recibida para obtener una componente en fase y una componente en cuadratura de la señal recibida,

-

un decodificador (10) configurado para:

-

desplazar cíclicamente las secuencias bipolares del par de Golay utilizado en la transmisión para codificar el flujo de datos, un número de veces igual al aplicado en la transmisión para dicho flujo de datos;

-

realizar la correlación de la componente en fase de la señal recibida con la primera secuencia bipolar del par de Golay desplazada en la etapa anterior y realizar la correlación de la componente en

cuadratura de la señal recibida con la segunda secuencia bipolar del

par de Golay desplazada en la etapa anterior;

-

sumar el resultado de las correlaciones de las componentes en fase y en cuadratura de la señal recibida con las secuencias

5 bipolares del par de Golay utilizado y dividir por una ganancia que es igual al doble de la longitud (L) del par de Golay utilizado.
20. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado porque comprende además medios (6) de separación configurados para, si la señal recibida contiene una señal de entrenamiento, separar la señal

10 de entrenamiento de la señal recibida.
21. Dispositivo según la reivindicación 20, caracterizado porque comprende además un elemento de estimación de una respuesta impulsiva del canal (8) de comunicaciones que usa la señal de entrenamiento y un ecualizador (9) de la señal recibida que usa una

15 corrección promediada a lo largo del tiempo entregada por el elemento de estimación de una respuesta impulsiva del canal (8) de comunicaciones.
22. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, caracterizado porque está configurado para, si la señal recibida

20 contiene un prefijo cíclico, eliminar de la señal recibida el prefijo cíclico.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 201090030

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 12.11.2007

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : H04L27/26 (2006.01) H04J13/00 (2011.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

A A A

V. DIAZ ET AL.: "An emerging technology: orthogonal time divisionmultiplexing (OTDM)"IEEE, vol. 2, 2003 , pages 133-136, todo el documento. US 2004202103 A1 ( SUH CHANG-HO ET AL.) 14/10/2004, todo el documento. ES 2164613 A1 (DIAZ FUENTE VICENTE ) 16/02/2002, todo el documento. 1-22 1-22 1-22

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 27.04.2012

Examinador J. Santaella Vallejo Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201090030

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) H04L, H04J Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201090030

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 27.04.2012

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

Reivindicaciones 1-22 Reivindicaciones SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

Reivindicaciones 1-22 Reivindicaciones 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 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201090030

1. 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

V. DIAZ ET AL.: "An emerging technology: orthogonal time divisionmultiplexing (OTDM)"IEEE, vol. 2, 2003 , pages 133136,todo el documento.

D02

US 2004202103 A1 ( SUH CHANG-HO et al.) 14.10.2004

D03

ES 2164613 A1 (DIAZ FUENTE VICENTE) 16.02.2002
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 declaración

La invención reivindicada presenta un método y un dispositivo de transmisión digital basado en la modulación OFDM y las secuencias complementarias de Golay para codificar los flujos de datos, tanto en transmisión como en recepción.

El documento del estado de la técnica más próximo a la invención es D01 y divulga una técnica que utiliza secuencias complementarias Golay en un sistema de comunicación OTDM.

La diferencia técnica entre el documento D01 y la solicitud consiste en que el documento D01 no especifica que se aplique a una modulación tipo OFDM y por lo tanto no utiliza una Transformada Rápida de Fourier Inversa. El documento D01 está enfocado hacia una modulación QASK u OTDM.

En el documento D01, no existe ningún indicio que lleve al experto en la materia a utilizar un tipo de modulación de tipo OFDM para obtener el efecto técnico de una “... facil ecualización y su resistencia al desvanecimiento en frecuencia de la señal” (página 2, línea 18 de la solicitud).

El documento D02 se describe un dispositivos para generar una secuencia preámbulo en un sistema de división de frecuencia ortogonal OFDM. El generador utiliza para ello secuencias complementarias Golay.

La diferencia técnica entre D02 y la solicitud es en una generación diferente del código cada chip de código es enviado a una subportadora, siendo una realización diferente a la de la solicitud.

En el documento D03 es un método un transmisor y un receptor para comunicación digital de espectro ensanchado mediante modulación de secuencias complementarias Golay. La diferencia técnica en este caso es que no se aplica la utilización de modulación de OFDM y por lo tanto no se consiguen las ventajas de dicha modulación.

Se considera que los documentos citados D01-D03 constituyen el estado de la técnica. Ninguno de estos documentos muestra la característica de las reivindicaciones independientes 1 8, 12 y 19. Ni existen indicios que lleven al experto en la materia a modificar algún de los documentos citados para alcanzar la invención solicitada.

Así, la invención reivindicada en las reivindicaciones 1 8, 12 y 19, como sus dependientes 2-7,9-11 13-18 y 20-22 son, con referencia a los documentos D01-D03, nuevas y por lo tanto implica actividad inventiva tal como establece los artículos en los artículos 6 y 8 de la Ley de Patentes 1986.

Informe del Estado de la Técnica Página 4/4