MXPA99001685A

MXPA99001685A - Transmision de senales digitales mediante multiplexion por division de frecuencia ortogonal.

Info

Publication number: MXPA99001685A
Application number: MXPA99001685A
Authority: MX
Inventors: P Odenwalder Joseph
Original assignee: Qualcomm Inc; Qualcomm Incorporated
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2003-07-21
Also published as: CA2263669A1; NO990758D0; CN1496036A; IL156053A0; CN1234936A; CN100518028C; CN1168271C; AU759184B2; BR9806005A; WO1998058496A3; KR20000068228A; FI20051008L; IL128579A0; WO1998058496A2; NO990758L; FI990353A0; IL128579A; EP0919098A3; KR100578675B1; EP0919098A2

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de multiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFDM) (10) que utiliza un codificador Reed-Solomon y un intercalador externos (24) y un codificador convolucional interno (26) después de la codificación convolucional interna los bits de datos se intercalan mediante un intercalador interno (28) y entonces se agrupan en símbolos, teniendo cada símbolo"m"bits. Después del agrupamiento, los símbolos se correlacionan a un plano complejo utilizando la modulación de amplitud en cuadratura (QAM). De este modo, los bits que no son símbolos se intercalan mediante el intercalador interno (28). Un receptor 12 lleva a cabo una decisión flexible considerando el valor de cada bit en cada símbolo QAM complejo recibi

Description

TRANSMISION DE SEÑALES DIGITALES MEDIANTE MULTIPLEXION POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA ORTOGONAL I. Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a la transmisión digital mediante multiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFDM) . Más específicamente, la invención se refiere a dispositivos y sistemas de OFDM que se utilizan en la transmisión de señales digitales. II. Descripción de la Técnica Relacionada La multiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFDM) es una técnica para difundir señales digitales de alta velocidad, por ejemplo, señales de televisión de alta definición (HDTV) . En los sistemas de OFDM, una sola corriente de datos de alta velocidad se divide en varias subcorrientes paralelas de baja velocidad, utilizándose cada subcorriente para modular una frecuencia subportadora respectiva. La técnica de modulación utilizada en los sistemas de OFDM es referida como modulación de amplitud en cuadratura (QAM) , en la cual se modulan tanto la fase como la amplitud de la frecuencia portadora. En la modulación de QAM, los símbolos complejos de QAM se generan a partir de bits de datos plurales, incluyendo cada símbolo un término numérico real y un término numérico imaginario y representando cada símbolo los bits de datos plurales a partir de los cuales se generó. Una pluralidad de bits de QAM se transmite en conjunto en un patrón que puede representarse gráficamente por un plano complejo. Típicamente, el patrón es referido como una "constelación". Un sistema de OFDM puede mejorar su eficiencia mediante el uso de la modulación QAM. Sucede que cuando una señal se difunde puede propagarse hacia un receptor mediante más de una trayectoria. Por ejemplo, una señal proveniente de un transmisor individual puede propagarse a lo largo de una línea recta hacia un receptor y también puede reflejarse fuera de objetos físicos para propagarse a lo largo de una trayectoria diferente hacia el receptor. Además, sucede que cuando un sistema utiliza la así llamada, técnica de difusión "celular" para incrementar la eficiencia espectral, una señal propuesta para recibirse podría difundirse por más de un transmisor. No obstante, la misma señal se transmitirá al receptor a lo largo de más de una trayectoria. Tal propagación paralela de señales ya sea realizada por el hombre (es decir, causada mediante la difusión de la misma señal a partir de más de un transmisor) o natural (es decir, causada por ecos) es referida como "trayectoria múltiple" . Puede apreciarse fácilmente que aunque la difusión digital celular es espectralmente eficiente, deben tomarse medidas para dirigir de manera efectiva las consideraciones de trayectoria múltiple. Afortunadamente, los sistemas de OFDM que utilizan modulación de QAM son más efectivos en la presencia de condiciones de trayectoria múltiple (lo cual, como se establece arriba, debe surgir cuando se utilizan técnicas de difusión celular) que las técnicas de modulación de QAM en las cuales solamente se utiliza una sola frecuencia portadora. Más particularmente, en los sistemas portadores de QAM individuales, debe utilizarse un compensador complejo para igualar los canales que tienen ecos tan fuertes como la trayectoria básica y tal igualación es difícil de ejecutar. En contraste, en los sistemas de OFDM puede eliminarse por completo la necesidad de compensadores complejos mediante la simple inserción de un intervalo de seguridad de longitud apropiada, al inicio de cada símbolo. De acuerdo con lo anterior, se prefieren los sistemas de OFDM que utilizan modulación de QAM cuando se esperan condiciones de trayectoria múltiple. Con particular interés en los sistemas de OFDM actuales para entender el porqué la presente invención es útil y necesaria, en los sistemas actuales las corrientes de datos por transmitirse se codifican dos veces, primero con un codificador Reed-Solomon y después con un esquema de codificación en reja. Debe observarse que la presente invención es igualmente aplicable a sistemas en los cuales existe una sola codificación. En un esquema de codificación en reja típico, la corriente de datos se codifica con un codificador convolucional y después los bits sucesivos se combinan en un grupo de bits que se convertirán en un símbolo de QAM. Varios bits se encuentran en un grupo, definiéndose el número de bits por grupo mediante un entero "m" (por lo tanto, cada grupo es referido como que tiene una dimensión "m-aria") . Típicamente, el valor de "m" es cuatro, cinco, seis o siete, aunque puede ser mayor o menor. Después de agrupar los bits en símbolos de múltiples bits, los símbolos se intercalan. Al "intercalar" se entiende que la corriente de símbolos se rearregla en secuencia, para mediante esto ordenar de manera aleatoria los errores potenciales causados por la degradación del canal. Para ilustrarlo, supóngase que están por transmitirse cinco palabras, si durante la transmisión de una señal no intercalada ocurre una perturbación temporal del canal. Bajo estas circunstancias, puede perderse una palabra entera antes de que termine la perturbación del canal y puede ser difícil, si no es que imposible, saber qué información se ha transportado por la palabra perdida. En contraste, si las letras de las cinco palabras se rearreglan de manera secuencial (es decir, se "intercalan") antes de que ocurra la transmisión y una perturbación de canal, podrían perderse varias letras, tal vez una letra por palabra. Sin embargo, después de la decodificación de las letras rearregladas, podrían aparecer las cinco palabras, probablemente faltando letras a varias de las palabras. Se apreciará fácilmente que bajo estas circunstancias, sería relativamente fácil que un decodificador digital recupere los datos substancialmente en su totalidad. Después de intercalar los símbolos m-arios, los símbolos se correlacionan con símbolos complejos mediante el uso de los principios de QAM arriba anotados, se multiplexan en sus respectivos canales sub-portadores y se trasmiten. Sin embargo, como se reconoce en la presente, los sistemas de OFDM actuales que utilizan el esquema de codificación en reja arriba mencionado, en los cuales los bits de datos se agrupan en símbolos antes de intercalarse, muestran inconvenientes en su desempeño en la presencia de condiciones de trayectoria múltiple en las cuales algunas de las subportadoras de OFDM se atenúan severamente. Como se reconoce además en la presente, es posible mejorar el desempeño de los sistemas de OFDM en la presencia de atenuación de la subportadora causada por condiciones de trayectoria múltiple. Como se reconoce adicionalmente aún en la presente, el desempeño de tal sistema de OFDM puede mejorarse además por la toma de decisiones flexibles en el receptor al determinar los valores de los datos recibidos. SUMARIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con lo anterior, la presente invención intenta proporcionar un sistema para transmitir datos digitales de alta velocidad en la presencia de condiciones de trayectoria múltiple. La presente invención también intenta proporcionar un sistema para transmitir datos digitales de alta velocidad mediante el uso de principios de OFDM, el cual se desempeña de manera comparativamente efectiva en la presencia de atenuación de la subportadora en condiciones de trayectoria múltiple. La presente invención intenta además proporcionar un sistema para recibir datos digitales de alta velocidad que permiten el uso de toma de decisión flexible en un sub-canal mediante bases de sub-canal para determinar valores de datos. La presente invención también pretende proporcionar un sistema para transmitir datos digitales de alta velocidad que sea fácil de utilizar y económico de fabricar e implementar. En un aspecto, la invención proporciona un transmisor de señal en múltiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFDM) en el cual los bits de datos se procesan a través de un intercalador interno antes de agrupar los bits en símbolos de múltiples bits.

En otro aspecto, la invención proporciona un dispositivo para un transmisor de multiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFDM) , para procesar bits de datos digitales para la transmisión de los mismos hacia un receptor, comprendiendo el dispositivo: un intercalador externo para procesar los bits de datos; un codificador para codificar dichos bits procesados; un intercalador interno para recibir los bits de datos provenientes del codificador e intercalar los bits de datos; y medios para recibir los bits de datos intercalados provenientes del intercalador interno y generar un símbolo representativo de "m" bits sucesivos provenientes del intercalador interno, en donde "m" es un entero mayor a uno . En un transmisor de multiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFDM) , se proporciona un dispositivo que incorpora la invención para procesar los bits de datos digitales para la transmisión de los mismos hacia un receptor. En la modalidad, el dispositivo incluye un intercalador externo, preferentemente un intercalador de símbolos de código Reed-Solomon, para procesar los bits de datos y un intercalador interno para recibir los bits de datos de salida procesados provenientes del intercalador externo e intercalar los bits de datos. También, el dispositivo incluye medios para recibir los bits de datos intercalados provenientes del intercalador interno y generar un símbolo representativo de "m" bits sucesivos provenientes del intercalador interno, en donde "m" es un entero mayor a uno . Preferentemente, un codificador convolucional procesa los bits entre los intercaladores interno y externo. Además, puede proporcionarse un medio para correlacionar cada símbolo con un espacio de señal m-aria. Según se propone por la modalidad preferida, el medio de correlación utiliza modulación de amplitud en cuadratura (QAM) para mediante esto generar símbolos complejos. En el caso donde "m" es un entero impar al menos igual a cinco (5) , el medio de correlación minimiza la suma de las distancias de Hamming entre los símbolos circundantes en un cuadrante del espacio de señal . Como se expone con mayor detalle abajo, un convertidor de serie a paralelo, procesa los símbolos complejos en "n" subcorrientes , en donde "n" es un entero mayor a uno. Un generador de periodos de seguridad establece un periodo de seguridad en las corrientes de señales. El dispositivo se expone en combinación con el transmisor de OFDM y en combinación adicional con un sistema de OFDM. En otro aspecto, la invención proporciona un método para transmitir bits de datos digitales que utilizan multiplexion por división de frecuencia ortogonal (OFDM) , - sa ¬ que comprende las etapas de: codificar de manera convoluc onal los bits; después intercalar los bits; después agrupar los "m" bits en paralelo para establecer un símbolo respectivo. Un método para transmitir bits de datos digitales mediante el uso de multiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFDM) incluye la codificación convolucional de los bits, después la intercalación de los bits. A continuación, el método incluye el agrupamiento de "m" bits en paralelo, a fin de establecer un símbolo respectivo. La invención también proporciona un dispositivo para que un receptor reciba "n" subcorrientes de una señal multiplexada por división de frecuencia ortogonal (OFDM) que contiene símbolos de fase ajustada complejos, en donde cada símbolo representa "m" bits de datos, incluye para cada subcorriente un cuantificador de decisión flexible para determinar un valor binario de cada bit representado por cada símbolo en la subcorriente. Un dispositivo lógico computarizado puede tomar esta parte de la función receptora. La invención también proporciona así un dispositivo lógico computarizado para que un receptor de señales multiplexadas por división de frecuencia ortogonal (OFDM) reciba símbolos complejos en la señal de OFDM, representando cada símbolo "m" bits de datos, comprendiendo el dispositivo lógico computarizado : un dispositivo de almacenamiento lógico computarizado capaz de leerse por un sistema de procesamiento digital; e instrucciones incorporadas en el dispositivo de almacenamiento lógico, pudiéndose ejecutar las instrucciones por el sistema de procesamiento digital a fin de llevar a cabo las etapas del método para la toma de decisiones flexibles en base a un valor de cada símbolo, las etapas del método comprenden: determinar un primer conjunto de posibles valores para cada símbolo, teniendo cada valor en el primer conjunto un valor binario de "0" en un bit predeterminado; determinar para cada símbolo una diferencia de magnitud entre el símbolo y cada posible valor en el primer conjunto de posibles valores; y determinar la diferencia de magnitud más pequeña y generar una primer señal representativa de la misma. Un dispositivo para transmitir señales de multiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFD ) incluye medios de modulación de amplitud en cuadratura (QAM) para generar una pluralidad de símbolos de QAM. También, el dispositivo incluye medios de correlación para correlacionar los símbolos con el espacio m-ario de tal manera que se minimice la suma de las distancias de Hamming entre los símbolos circundantes en el espacio, en donde m es un entero impar al menos igual a cinco (5) .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las características objetos y ventajas de la presente invención se volverán más aparentes a partir de la consideración de las modalidades de la misma, descritas en la descripción detallada abajo establecida, cuando se tome en conjunto con los dibujos en los cuales los caracteres de referencia similar se identifican de manera correspondiente a través de todos y en donde : La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema de transmisión de señal digital que incorpora la presente invención; La figura 2 es un diagrama esquemático que muestra las porciones relevantes de un transmisor que incorpora la presente invención; La figura 3 es un diagrama esquemático que muestra las porciones relevantes de un receptor que incorpora la presente invención; y La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra la lógica de decisión flexible del receptor. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Refiriéndose inicialmente a la figura 1, se muestra un sistema, generalmente designado 10, para difundir datos digitales de alta velocidad hacia un receptor 12 a partir de uno o más transmisores esencialmente idénticos 14, 16 a través de múltiples trayectorias aéreas de interfase 18, 20. Las señales digitales de alta velocidad pueden ser por ejemplo, señales de televisión de alta definición (HDTV) . El sistema 10 es un sistema de multiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFDM) . De acuerdo con lo anterior, los transmisores 14, 16 transmiten señales idénticas al receptor 12, multiplexándose cada señal hacia una pluralidad de "n" subcanales, en donde "n" es un entero mayor a uno (1) . De acuerdo con los principios de OFDM, cada subcanal representa una subcorriente respectiva de una secuencia de símbolos complejos modulados por amplitud en cuadratura (QAM) . A su vez, cada símbolo de QAM representa "m" bits de datos, en donde "m" es un entero mayor, mayor a uno (1) . En una modalidad actualmente preferida, el valor de "m" es seis (6) . En otra modalidad preferida, el valor de "m" es siete (7) . Debe observarse que aunque la presente modalidad se describe en términos de modulación de amplitud en cuadratura, es igualmente aplicable a sistemas de modulación por desplazamiento de fase. La figura 2 muestra los detalles relevantes del transmisor 14 de la presente modalidad. Un codificador de corrección de errores de símbolo externo tal como un codificador Reed-Solomon 22 recibe una corriente de bits de datos digitales por transmitirse y codifica los bits de acuerdo a los principios conocidos en la materia. De igual modo, un intercalador externo 24, preferentemente un intercalador de símbolos Reed-Solomon, intercala los datos provenientes del codificador externo 22 de acuerdo con los principios conocidos en la materia. Los sistemas de codificación Reed-Solomon se tratan en G.C. Clark, Jr . y J.B. Cain, "Codificación de Corrección de Errores para Comunicaciones Digitales", ( "Error-Correction Coding for Digital Comunnications" ) Prensa Plenum, Nueva York, 1981; S. Lin y D.J. Costello, Jr., "Codificación de Control de Errores: Fundamentos y Aplicaciones" ("Error Control Coding: Fundamentáis and Applications"), Prentice Hall, Englewood Cliffs, N.J. 1983. A partir del intercalador externo 24, la señal se envía hacia un codificador convolucional 26, el cual codifica de manera convolucional los bits de datos por principios muy conocidos. Los bits de datos se envían entonces hacia un intercalador interno 28, el cual intercala los bits. Después, los bits intercalados se envían hacia un agrupador de espacios de señal 30. Según la presente invención, el agrupador de espacios de señal 30 agrupa en paralelo a una secuencia de "m" bits provenientes del intercalador interno 28. De esta manera, el agrupador de espacios de señal establece un símbolo respectivo que es representativo de cada uno de los "m" bits secuenciales recibidos del intercalador interno 28. De acuerdo con lo anterior, puede apreciarse ahora que el transmisor 14, a diferencia de los transmisores de OFDM codificados en reja, procesa los bits de datos a través de un intercalador interno antes de agrupar los bits en símbolos de múltiples bits. Hemos descubierto que con esta estructura y la estructura del receptor 12 abajo tratada, la diversidad y el desempeño del sistema 10 se mejoran bajo condiciones de trayectoria múltiple, vis-á-vis los transmisores convencionales codificados en reja los cuales primero agrupan los bits de datos en símbolos y después procesan los símbolos a través de un intercalador interno. Como se muestra en la figura 2, los símbolos provenientes del agrupador de espacios de señal 30 se envían hacia un elemento de correlación de espacios de señal 32. De acuerdo con la presente invención, el elemento de correlación de espacios de señal 32 correlaciona cada símbolo con el espacio de señal m-ario. Preferentemente, el elemento de correlación utiliza modulación de amplitud en cuadratura (QAM) para crear una modulación tanto en amplitud como de fase en base a cada símbolo para generar mediante ésto símbolos complejos. Estos símbolos complejos se correlacionan con un plano complejo, algunas veces referido como una constelación de QAM. De acuerdo con lo anterior, cada símbolo complejo puede expresarse en términos de su ubicación x-y en el plano complejo como "x + jy", en donde j es la raíz cuadrada del negativo de uno Para los valores pares de la correlación con el plano complejo se toma mediante el uso de dígitos binarios codificados por Gray de m/2 para las coordenadas x y mediante el uso de los dígitos binarios (codificados por Gray) m/2 restantes para representar la coordenada y. En tal correlación, los bits adyacentes en un cuadrante del plano complejo difieren ventajosamente en valor entre sí en un solo valor binario. En otras palabras, la así llamada distancia de Hamming entre los bits adyacentes en un cuadrante es exactamente uno (1) . En contraste, para los valores impares de "m" , debido a que la constelación de QAM ya no es rectangular, los símbolos de QAM ya no pueden codificarse por Gray de 'manera independiente en dos dimensiones. De acuerdo con lo anterior, para los valores impares de "m" , los símbolos de QAM se correlacionan mediante el uso de lo que podría pensarse como un código quasi-Gray, mostrado en la Tabla 1 abajo, a fin de minimizar ventajosamente la suma de las distancias de Hamming entre (los bits m asignados) cada par distinto de elementos circundantes en un cuadrante (es decir, los elementos del mismo cuadrante que se representan físicamente en la tabla como próximos entre sí, sin elementos que intervengan) . TABLA 1 f e e f g d c c d g h b a a b h h b a a b h g d c c d g f e e f Como lo reconocerán fácilmente aquellos expertos en la materia, puede pensarse que la constelación mostrada en la Tabla 1 incluye cuatro cuadrantes, encontrándose el origen de la constelación entre la tercera hilera y la cuarta hilera y la tercer columna y la cuarta columna. Según la presente invención, dos de los bits "m" representados por cada símbolo de QAM codifican el cuadrante del símbolo. De esta manera, dos de los bits de los símbolos de QAM en el primer cuadrante son 00, dos de los bits de cada símbolo en el segundo cuadrante son 01, dos de los bits de cada símbolo en el tercer cuadrante son 11 y dos de los bits de cada símbolo en el cuarto cuadrante son 10. De acuerdo con lo anterior, en la Tabla 1, los tres bits restantes de cada símbolo se denotan por una de las ocho letras a-h. Las primeras asignaciones de símbolo de cuadrante se tratan abajo, pero debe entenderse que como se muestra en la Tabla 1, la misma asignación de bits se refleja en los otros tres cuadrantes. Puede asignarse cualquier letra de manera arbitraria al valor "000"; por ejemplo, la letra "a" puede representar el valor binario "000" . Para mantener la distancia de Hamming hacia sus circundantes en su cuadrante igual a la unidad, la presente invención asigna b = 001 y c = 010. Esto a su vez conduce a d = 011, e = 110 y f = 111. Existen dos posibilidades para las asignaciones restantes al minimizar la suma de las distancias de Hamming de símbolo a símbolo en el cuadrante. La primera es asignar g = 100 y h = 101, en cuyo caso la distancia de Hamming entre todos los circundantes en el cuadrante es 1, excepto para la distancia de Hamming entre d y g, la cual es tres. 0, g = 101 y h = 100, en cuyo caso la distancia de Hamming entre los circundantes en el cuadrante es 1, excepto para la distancia de Hamming entre d y g, la cual es dos, y la distancia de Hamming entre b y h, la cual es dos. Sin embargo, ambos casos minimizan la suma de las distancias de Hamming de circundante a circundante en el cuadrante . La Tabla 1 es una correlación para el caso m=5. Sin embargo, debe entenderse que los principios establecidos en la presente se aplican a valores impares mayores de "m" . Por ejemplo, para "m" > 5 e impar, cada punto en la Tabla 1 anterior se reemplaza por una raíz cuadrada de 2ím~51 puntos, de tal manera que cinco de los bits de cada símbolo se utilicen para identificar conjuntos de valores cuadrados en particular y los bits de m-5 restantes se utilizan como un código de Gray de dos dimensiones para enumerar los puntos en el conjunto de valores cuadrados. Después de la correlación, la corriente de símbolos complejos se multiplexa en subcorrientes mediante un convertidor de serie a paralelo 34. A medida que el convertidor 34 multiplexa los símbolos, inserta símbolos piloto en "n" subcorrientes do.-.d^ (según se representa por un insertador de símbolos piloto 33 en el receptor 14 como se muestra) . Como lo reconocerá un técnico experto, las señales piloto establecen una referencia de amplitud y de fase para un receptor, tal como el receptor 12, a fin de utilizarse para determinar la escala y fase de los símbolos complejos recibidos. Después de la multiplexión, las subcorrientes se transforman en el dominio de frecuencia mediante un transformador de Fourier rápido (FFT) 36. Entonces, un generador de periodos de seguridad 38 recibe la señal de salida del FFT 36 y establece periodos de seguridad en la señal de salida. En la modalidad preferida, los periodos de seguridad se establecen mediante la inserción en la señal de una extensión cíclica del símbolo de soporte de información . Refiriéndose ahora a la figura 3, pueden observarse las porciones relevantes del receptor 12 de la presente invención. La señal recibida se envía hacia un eliminador del periodo de seguridad 40, el cual elimina los periodos de seguridad insertados por el transmisor 14 mediante el solo procesamiento de la energía recibida durante el periodo de señal útil. A partir del eliminador 40 se envía la señal hacia un FFT inverso 42 para transformar la señal nuevamente al dominio de tiempo. Como se muestra en la figura 3, el FFT inverso 42 emite subcorrientes de símbolos de datos complejos recibidos dQ...d„-\ . Cada símbolo se combina en un multiplicador respectivo 44 con un vector de corrección de rotación de fase respectivo e~i<z , en donde 0 es la rotación de fase del símbolo estimada en base a la señal piloto insertada en el transmisor 14. En seguida, el valor de los bits representados por cada símbolo complejo en las subcorrientes respectivas se determina por los cuantificadores de decisión flexible respectivos 46. De esta manera, los cuantificadores 46 decodifican los símbolos complejos de nuevo en bits de datos que respectivamente representan. El método mediante el cual se determinan los valores de bits de cada símbolo se establece abajo con relación a la figura 4. Sin embargo, como se indica en la figura 3, para facilitar la producción de las decisiones flexibles, los cuantificadores 46 reciben los estimados respectivos "p" de las amplitudes de los símbolos recibidos, en base a las señales piloto. A partir de los cuantificadores 46, las subcorrientes de los bits de datos se envían hacia un convertidor paralelo a serie 48, para combinar las subcorrientes en una sola secuencia de bits de datos. Después, la secuencia de bits de datos se envía hacia un des- intercalador 50 para reordenar los bits en el orden en el que se encontraban antes de intercalarse por el intercalador interno 28 del transmisor. En seguida, los bits desintercalados se envían hacia un decodificador 52 para decodificar los bits de acuerdo con los esquemas de codificación convolucional bien conocidos en la materia. Una posible modalidad del decodificador convolucional 52 es el decodificador Viterbi, el diseñe del cual es muy conocido en la materia. La salida del decodificador 52 se proporciona al desintercalador externo 51, el cual reordena de manera convolucional los símbolos decodificados . Los símbolos reordenados se proporcionan entonces al decodificador Reed-Solomon 53, el cual decodifica los símbolos reordenados como se conoce bien en la materia. La figura 4 muestra la lógica de un cuantificador de decisión flexible 46 de la presente invención en la determinación de los valores de los bits representados por un símbolo complejo recibido. Como puede apreciarse con relación a la figura 3, cada cuantificador 46 puede ser un microprocesador que preferentemente incluye un dispositivo de almacenamiento de datos 53, el cual incluye instrucciones que se utilizan por el cuantificador 46 para la realización de las etapas de la presente invención. De acuerdo con la invención, aquellos expertos en la materia reconocerán que el cuantificador 46 puede incluir una unidad de procesamiento central programable (CPU) o un chip de disposición de puertas programable o un circuito integrado de aplicación específica (ASIC) . La figura 4 ilustra las estructuras de diversas modalidades de la lógica de la presente invención según se incorporan en estructuras lógicas legibles por computadora en el dispositivo de almacenamiento 53 (figura 3) . Aquellos expertos en la materia apreciarán que la figura 4 ilustra las estructuras de elementos lógicos que funcionan de acuerdo a esta invención. De manera manifiesta, la invención se practica en una modalidad esencial por un componente de la máquina que vuelve a los elementos lógicos en una forma que ordena a un aparato de procesamiento digital (es decir, una computadora o microprocesador) llevar a cabo una secuencia de etapas operacionales correspondientes a aquellas mostradas en la figura 4. Estas instrucciones pueden residir en, es decir, incorporarse por, los circuitos/estructuras lógicos en un dispositivo de almacenamiento de datos que incluye un medio de almacenamiento de datos, tal como el dispositivo de almacenamiento 53 mostrado en la figura 3. El componente de la máquina puede ser una combinación de elementos lógicos que se incorporan en el dispositivo de almacenamiento 53, el cual ventajosamente puede ser una memoria electrónica de solo lectura (ROM) o una memoria electrónica de acceso aleatorio (RAM) u otro dispositivo de almacenamiento de datos apropiado. De manera alternativa, las instrucciones pueden incorporarse en la forma de elementos de código de programa por computadora sobre dispositivos semiconductores, sobre cinta magnética, sobre discos ópticos, sobre una configuración DASD, sobre cinta magnética, sobre una unidad de disco duro convencional, sobre una memoria electrónica de solo lectura o sobre una memoria electrónica de acceso aleatorio u otro dispositivo de almacenamiento de datos apropiado. Comenzando en el bloque 54, la señal de fase ajustada d¡ e~'0 (denotando el valor de y el iésimo símbolo) para cada símbolo complejo recibido se recibe a partir del multiplicador 44 según se expone arriba mediante el cuantificador 46 de la presente invención. Después, en el bloque 56, se determina un primer conjunto de valores posibles p, que puede tener el símbolo complejo recibido. Los valores para las a's se conocen a priori, debido a que cada uno de estos corresponde a una posición en la geometría de la constelación predeterminada. Este primer conjunto incluye elementos 2m_1 ?,a teniendo cada elemento un binario "0" en un bit kiésimo, k = 1 a m. En otras palabras, en el bloque 56 se determina un primer conjunto de valores posibles para cada símbolo, teniendo cada valor en el primer conjunto un valor binario de "0" en un bit predeterminado . De igual modo, en el bloque 58, se determina un segundo conjunto de posibles valores ?, que puede tener el símbolo complejo recibido. Este segundo conjunto incluye elementos 2m~1 ?, , teniendo cada elemento un binario "1" en el kiesimo bit, k = 1 a m. En otras palabras, en el bloque 58 se determina un segundo conjunto de posibles valores para cada símbolo, teniendo cada valor en el segundo conjunto un valor binario de "1" en un bit predeterminado. De esta manera, en la constelación de valores 32 arriba mostrada en la tabla, se producen dieciséis posibles valores en el bloque 56 y se producen otros dieciséis en el bloque 58.

En seguida, en el bloque 60, se determinan los valores absolutos de las diferencias entre la señal de fase ajustada d¡ e~/0(,) y cada señal esperada ?,a en el primer conjunto y se selecciona el valor absoluto más pequeño como una primer señal. También en el bloque 60, se determinan los valores absolutos de las diferencias entre la señal de fase ajustada d¡ e~J0 ) y cada señal esperada ?,a en el segundo conjunto y se selecciona el valor absoluto más pequeño como una segunda señal. La salida del bloque 60 puede expresarse como: (1) Aunque el intercalador de bits en particular para la multiplexión por división de frecuencia ortogonal en la transmisión de señales digitales según se muestra en la presente y se describe en detalle es completamente capaz de alcanzar los objetivos arriba descritos de la invención, debe entenderse que ésta es la modalidad actualmente preferida de la presente invención y es de esta manera representativa de la materia del asunto que se contempla ampliamente por la presente invención, que el alcance de la presente invención abarca por completo otras modalidades que pueden volverse obvias a aquellos expertos en la materia y que el alcance de la presente invención se limita solamente de acuerdo a las reivindicaciones anexas.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones. 1. Un dispositivo, para un transmisor de multiplexion por división de frecuencia ortogonal (OFDM) , para procesar los bits de datos digitales para la transmisión de los mismos hacia un receptor, comprendiendo el dispositivo: un intercalador externo para procesar los bits de datos; un codificador para codificar dichos bits procesados; un intercalador interno para recibir los bits de datos provenientes del codificador e intercalar los bits de datos; y medios para recibir los bits de datos intercalados provenientes del intercalador interno y generar un símbolo representativo de "m" bits sucesivos provenientes del intercalador interno, en donde "m" es un entero mayor a uno .
2. El dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el intercalador externo es un intercalador Reed-Solomon .
3. El dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque comprende además un transmisor.
4. El dispositivo según la reivindicación 1, 2 o -3, caracterizado porque comprende además medios para correlacionar cada símbolo con un espacio de señal m-ario.
5. El dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque el medio de correlación utiliza modulación de amplitud en cuadratura (QAM) para generar mediante ésto símbolos complejos.
6. El dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende además un convertidor de serie a paralelo para procesar los símbolos complejos en "n" subcorrientes , en donde "n" es un entero mayor a uno.
7. El dispositivo según la reivindicación 4, 5 o 6, caracterizado porque "m" es un entero impar al menos igual a cinco (5) y los medios de correlación minimizan la suma de las distancias de Hamming entre los símbolos circundantes en un cuadrante del espacio de señal .
8. El dispositivo según la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque comprende además un generador de periodos de seguridad para establecer un periodo de seguridad en las corrientes de señales .
9. El dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque se encuentra en combinación con un transmisor de OFDM.
10. El dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado además porque se encuentra en combinación con un sistema de OFDM.
11. Un método para transmitir bits de datos digitales mediante el uso de multiplexion por división de frecuencia ortogonal (OFD ) , caracterizado porque comprende las etapas de: codificar de manera convolucional los bits; intercalar después los bits; agrupar entonces los "m" bits en paralelo para establecer un símbolo respectivo.
12. El método según la reivindicación 11, caracterizado porque además comprende la etapa de correlacionar el símbolo con el espacio m-ario mediante el uso de modulación de amplitud en cuadratura para mediante ésto generar un símbolo complejo.
13. El método según la reivindicación 12, caracterizado porque "m" iguala a siete (7) .
14. El método según la reivindicación 12 o 13, caracterizado porque comprende además la etapa de codificar los bits de datos e intercalar los bits de datos mediante el uso de un codificador externo, antes de la etapa de codificación convolucional .
15. El método según la reivindicación 14, caracterizado porque comprende además las etapas de: separar los símbolos complejos en "n" subcorrientes ; llevar a cabo una rápida transformación Fourier en las subcorrientes a fin de generar una salida transformada; y generar una pluralidad de periodos de seguridad en la salida transformada.
16. Un dispositivo para un receptor para recibir "n" subcorrientes de una señal multiplexada por división de frecuencia ortogonal (OFDM) que contiene símbolos de fase ajustada complejos, representando cada símbolo "m" bits de datos, comprendiendo el dispositivo: para cada subsistema, un cuantificador de decisión flexible para determinar un valor binario de cada bit representado por cada símbolo en la subcorriente .
17. El dispositivo según la reivindicación 16, caracterizado porque el cuantificador de decisión flexible comprende: medios para determinar un primer conjunto de posibles valores para cada símbolo, teniendo cada valor en el primer conjunto un valor binario de "0" en un bit predeterminado; medios para determinar, para cada símbolo, una diferencia de magnitud entre el- símbolo y cada posible valor en el primer conjunto de posibles valores; y medios para determinar la diferencia de magnitud más pequeña y generar una primer señal representativa de los mismos.
18. El dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque el cuantificador de decisión flexible comprende además : medios para determinar un segundo conjunto de posibles valores para cada símbolo, teniendo cada valor en el segundo conjunto un valor binario de "1" en un bit predeterminado; medios para determinar, para cada símbolo, una diferencia de magnitud entre el símbolo y cada posible valor en el segundo conjunto de posibles valores; y medios para determinar la diferencia de magnitud más pequeña y generar una segunda señal representativa de la misma .
19. El dispositivo según la reivindicación 18, caracterizado porque el cuantificador de decisión flexible comprende además medios para regresar un binario "1" cuando la primer señal es mayor que la segunda señal y de otro modo regresar un binario "0" .
20. El dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado porque el cuantificador de decisión flexible comprende además medios para regresar un valor de confianza proporcional a la magnitud de la diferencia entre las señales, primera y segunda.
21. El dispositivo según la reivindicación 19 o 20, caracterizado porque se encuentra en combinación con un receptor que comprende un eliminador de periodo de seguridad para eliminar periodos de seguridad en la señal de OFDM, antes de introducir la señal de OFDM en el cuantificador de decisión flexible.
22. Un dispositivo lógico computarizado para que un receptor de señal de multiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFDM) reciba símbolos complejos en la señal de OFDM, representando cada símbolo "m" bits de datos, comprendiendo el dispositivo lógico computarizado: un dispositivo de almacenamiento lógico computarizado legible por un sistema de procesamiento digital; e instrucciones incorporadas en el dispositivo de almacenamiento lógico, siendo ejecutables las instrucciones por el sistema de procesamiento digital para realizar las etapas del método por la toma de una decisión flexible con respecto a un valor de cada símbolo, comprendiendo el método las etapas de: determinar un primer conjunto de posibles valores para cada símbolo, teniendo cada valor en el primer conjunto un valor binario de "0" en un bit predeterminado; determinar, para cada símbolo, una diferencia de magnitud entre el símbolo y cada posible valor en el primer conjunto de posibles valores; y determinar la diferencia de magnitud más pequeña y generar una primer señal representativa de la misma.
23. Un transmisor de señal de multiplexión por división de frecuencia ortogonal (OFDM) en la cual los bits de datos se procesan a través de un intercalador interno antes de agrupar los bits en símbolos de múltiples bits.