Procedimiento novedoso de sincronización para comunicaciones multiportadora o de portadora única

El grupo de investigación Communications, Multirate Systems, and Biomedical Engineering de la UAH presenta un procedimiento novedoso de sincronización para sistemas multiportadora o de portadora única, para comunicaciones de banda ancha y estrecha. Dicho procedimiento permite realizar una estimación precisa del “Offset temporal del símbolo” (STO), y una aproximación del desplazamiento en la frecuencia de portadora. El procedimiento se basa en la inclusión de extensiones simétricas en los símbolos transmitidos para la sincronización, lo que lo hace útil no sólo para sistemas de comunicaciones basado en la transformada discreta de Fourier, sino para transceptores basados en “transformada discreta del coseno” (DCT).

Entre sus aplicaciones principales se encuentran las comunicaciones a través de fibras ópticas monomodo, de la red eléctrica, inalámbricas, y en general, todas las técnicas que empleen modulación multiportadora y de portadora.

El grupo busca empresas del sector de las telecomunicaciones para firmar acuerdos de cooperación técnica, acuerdos comerciales con asistencia técnica y acuerdos de licencia de patente.

La invención propone unos novedosos esquemas para la sincronización de los transceptores en sistemas de comunicaciones multiportadora y de portadora única con datos redundantes, los cuales han experimentado un gran auge en las últimas dos décadas. Las futuras generaciones de sistemas de comunicaciones inalámbricas demandan anchos de banda grandes y altas tasas de transmisión para proporcionar al usuario servicios de datos mejorados. Para ello, se necesitan técnicas de acceso al medio robustas frente a los distintos efectos del canal, como la propagación multitrayecto y el efecto dispersivo.

Las técnicas de acceso al medio dominantes en estas y otras tecnologías se basan en la modulación de portadora única (SC) y en la modulación multiportadora (MCM). Ejemplos de ésta última es OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - múltiplex por división en frecuencia ortogonal) para sistemas inalámbricos, y DMT (Discrete Multitone Modulation - modulación multitono discreta) para tecnologías xDSL (Digital Subscriber Line - línea de abonado digital). La previsión es que aumente su uso e implantación en las futuras generaciones de sistemas de comunicación.

Los sistemas DMT y OFDM se implementan eficientemente utilizando la transformada de Fourier discreta (DFT). Sin embargo, estas tecnologías presentan una serie de inconvenientes, como la sensibilidad a los offsets temporales y de la frecuencia de la portadora. La estimación del instante de inicio de los símbolos y la frecuencia de la portadora son de crucial importancia para recuperar la señal transmitida. Por esta razón, se han propuesto numerosos métodos para sistemas basados en la DFT.

Como alternativa a los sistemas basados en DFT, varios autores han propuesto el uso de diferentes transformadas, como la transforma discreta del coseno (DCT). Sin embargo, a pesar de que la sincronización es crucial y crítica para el correcto funcionamiento del sistema, el problema de encontrar una técnica robusta para transceptores basados en DCT estaba sin resolver.

En este sentido, se han desarrollado unos algoritmos para estimar de forma eficiente el offset temporal y en frecuencia para sistemas basados en DCT. Sin embargo, los métodos propuestos en esta invención también pueden ser usados en transceptores basados en la DFT, considerando que se insertan muestras redundantes en los símbolos que presentan una simetría y antisimetría. La inserción de las muestras redundantes introduce similitudes o correlación en el símbolo transmitido, lo cual se aprovecha para estimar los offsets temporales y de frecuencia. El instante temporal del máximo de correlación se utiliza para detectar el inicio del símbolo, mientras que la fase de la correlación proporciona una estimación de la frecuencia.

Las novedades de la invención se encuentran en la ausencia de técnicas similares y el bajo coste computacional para llevar a cabo el procesado de señales, lo que trae consigo diversas ventajas, como un menor consumo de energía.

Tiene numerosas aplicaciones, entre las que se encuentran las comunicaciones a través de la red eléctrica convencional (Power Line Communications), comunicaciones de banda ancha (xDSL (Digital Subscriber Line), Wi-Fi (Wireless Fidelity), WiMax (Wireless 10 Interoperability for Microwave Access)) y ultra-ancha (Ultra-Wide Band), redes mesh, radiodifusión digital de audio (DAB) y de Video (DVB) -radiodifusión de televisión digital terrestre-, comunicaciones móviles, sistemas Software-Defined Radio, sistemas Cognitive Radio, etc. En definitiva, todas aquellas técnicas que empleen modulación multiportadora y de portadora única.

La invención propone un procedimiento para la sincronización en un sistema de transmisión punto a punto o multipunto con modulación multiportadora o de portadora única, en la que los símbolos transmitidos al resto de equipos presentan extensión simétrica.

No se ha encontrado nada igual en bases de datos de patentes, ni en la bibliografía científica consultada. Concretamente, analizando los sistemas basados en la transformada discreta del coseno, no existe técnica alternativa.