WO2002051024A1 - Sistema y procedimiento de transmision digital de datos punto a multipunto sobre red electrica - Google Patents

Sistema y procedimiento de transmision digital de datos punto a multipunto sobre red electrica Download PDF

Info

Publication number
WO2002051024A1
WO2002051024A1 PCT/ES2001/000490 ES0100490W WO0251024A1 WO 2002051024 A1 WO2002051024 A1 WO 2002051024A1 ES 0100490 W ES0100490 W ES 0100490W WO 0251024 A1 WO0251024 A1 WO 0251024A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrical network
header
frequency
multipoint
transmission system
Prior art date
Application number
PCT/ES2001/000490
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jorge Vicente Blasco Claret
Juan Carlos Riveiro Insua
Nils Hakan Fouren
Carlos Pardo Vidal
Juan Miguel Gavillero Martin
Jose Luis Gonzalez Moreno
Francisco Javier Jimenez Marquina
Francisco Jose Andres Navarro
Victor Dominguez Richards
Maria Teresa Forment Tarrega
Original Assignee
Diseño De Sistemas En Silicio, S.A.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to BRPI0116692A priority Critical patent/BRPI0116692B1/pt
Priority to CA2453674A priority patent/CA2453674C/en
Application filed by Diseño De Sistemas En Silicio, S.A. filed Critical Diseño De Sistemas En Silicio, S.A.
Priority to JP2002552206A priority patent/JP4263483B2/ja
Priority to IL15644001A priority patent/IL156440A0/xx
Priority to KR1020037008185A priority patent/KR100722810B1/ko
Priority to EP01271701A priority patent/EP1351408B1/en
Priority to DK01271701T priority patent/DK1351408T3/da
Priority to MXPA03005314A priority patent/MXPA03005314A/es
Priority to EA200300668A priority patent/EA005957B1/ru
Priority to DE60129845T priority patent/DE60129845T2/de
Priority to AU1612202A priority patent/AU1612202A/xx
Priority to AU2002216122A priority patent/AU2002216122B2/en
Publication of WO2002051024A1 publication Critical patent/WO2002051024A1/es
Priority to IL156440A priority patent/IL156440A/en
Priority to US10/464,064 priority patent/US7391714B2/en
Priority to HK04102422A priority patent/HK1059512A1/xx

Links

Classifications

    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0058—Allocation criteria
    • H04L5/006—Quality of the received signal, e.g. BER, SNR, water filling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/542—Systems for transmission via power distribution lines the information being in digital form
    • 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
    • H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0044—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path allocation of payload
    • H04L5/0046—Determination of how many bits are transmitted on different sub-channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5408—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines using protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5416—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines by adding signals to the wave form of the power source
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5425—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines improving S/N by matching impedance, noise reduction, gain control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5462—Systems for power line communications
    • H04B2203/5495—Systems for power line communications having measurements and testing channel
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT

Definitions

  • the invention belongs to the telecommunications sector and more specifically it is applicable in bidirectional communication between a header and a plurality of users using the power grid as a means of transmission, so that multiple services can be offered to users.
  • the purpose of the invention is to establish communication at low and high speed, so that multiple high quality services can be offered to users, such as video on demand, high speed Internet, etc. It is also used in applications with high latency requirements, such as VoIP (voice over IP). Furthermore, the invention can be applied in narrowband services, such as classic telephony and current telecommunication services.
  • connection and disconnection of devices occurs in the electrical network, which generates voltage peaks and impedance variations in the line, which causes significant signal losses that vary depending on the frequency and frequency. weather .
  • the attenuation, noise and channel response vary dynamically in both frequency and time.
  • the communication line is supervised to determine at least one line quality parameter, including noise levels in each, and comprises a multiplicity of subchannels that each correspond to an associated subcarrier tone.
  • the scheme of Modulation is arranged to take into account several factors including the detected parameters of the line quality, the gain parameters of the subchannel, and a permissible power mask parameter when the discrete multitone signal is modulated.
  • the modulation system is also capable of dynamically updating the subcarriers used and the amount of data transmitted in each subcarrier during transmission to adapt to real-time changes in the quality of the line on the particular subcarriers.
  • the bands associated with the interference can be masked or silenced simply to prevent interference in any direction, so that the signals are transmitted on subcarriers with frequencies above and below the most significant noise.
  • the transmission is carried out in the baseband and the actual hermetic conjugate transformation of the information to be transmitted (fast real Fourier transform) is performed. Due to the aforementioned characteristics, the system described in this document cannot be used for transmission over the electricity network.
  • the method described in this patent refers to a point-to-point communication, from which it is not deduced from its use in the electricity network or the possibility of making a full-duplex point-multipoint communication.
  • point-multipoint communication systems such as the PCT patent with publication number W096 / 37062 in which the transmission line can be a coaxial fiber optic cable or similar, and uses an orthogonal frequency division multiplexing modulation (OFDM) scheme, which is a modulation system widely known in the state of the art, and which adds a Cyclic prefix to each OFDM symbol to alleviate the defects of multipath propagation, as is known in the state of the art.
  • OFDM modulation together with the use of the cyclic prefix can be included in the DMT modulation used in the previous document, and also widely used in the state of the art.
  • This document establishes channels on respective groups of subcarriers, so that each user is assigned a specific group of tones, so that the hardware and complexity of performing the discrete Fourier transform (DFT) is substantially reduced, but it has the disadvantage that it is a rigid system and does not allow users to assign different subcarriers according to the conditions that occur in frequency and time of each channel, although as in the case of US patent number 5673290, individual subcarriers can be disconnected or actuated to avoid interference.
  • DFT discrete Fourier transform
  • the invention consists of a system and method of digital high-speed data transmission in a point-to-multipoint communication over the network electric
  • the invention like other conventional systems, allows communication or linking from a header with a plurality of different users (downstream channel) and a communication from users to the header (upstream channel), being the communications carried out by OFDM modulation (frequency orthogonal division multiplexing) by generating OFDM symbols, for which both the users and the header have a transmitter / - receiver (modem) that includes an access control module to the medium (MAC), which in the case of the invention means is the electrical network, to perform a master-slave communication.
  • the system of the invention has means for adding / extracting a cyclic prefix in the OFDM symbols and frequency-to-time-to-frequency frequency conversion of the OFDM symbols, and digital-analog / analog-digital converters.
  • the invention is characterized in that the header transmitter / receiver and the users comprise means for adapting the digital transmission to the power grid, so that these provide OFDM modulation with a reduced carrier width of at least 1.5 KHz and with a high number of carriers of at least 500 carriers every 10 MHz, to increase robustness against selective fades in frequency, caused by different lengths of electrical network cables between each user and header, and against interference from the power grid .
  • the means for adapting the digital transmission to the power grid provide a long-term cyclic prefix of at least 7 microseconds to allow the signal to be recovered properly.
  • the header and user transmitter has means for sharing the medium in TDMA time (time division multiplexing), in FDMA frequency (frequency division multiplexing), and / or in multiple frequency orthogonal division (OFDMA) access that allows each user to offer portion of the carriers used in the communication; of the transmitted data and a sharing of the ascending and descending channels by multiple users, so that it is possible to optimize the transmission speed of each user through the electrical network.
  • TDMA time time division multiplexing
  • FDMA frequency frequency division multiplexing
  • OFDMA multiple frequency orthogonal division
  • the header receivers and users have the means to process the information corresponding to the data transmitted in the communication in the time and frequency domain, in order to recover the transmitted data shared in time and frequency .
  • the system of the invention has means of continuous calculation of the S / N (signal to noise) ratio for each of the carriers of the OFDM modulation in the upstream and downstream channels, so that both users located at different header distances such as this one, dynamically use different carriers in the same OFDM symbol, with a number of bits per carrier variable depending on the calculated S / N ratio, optimizing the utilization of transmission capacity through the power grid at all times .
  • S / N signal to noise
  • the system of the invention is characterized in that the transmitter of both the header and the users has means for assigning and ordering the carriers among the users and for assigning the number of bits to be associated with each of said carriers of the OFDM modulation, based on the calculated S / N ratio, and with association means to each carrier of the bits assigned to perform the transmission, of so that the changes suffered by the response of the power grid are considered due to impedance changes, attenuations and different distances of the users from the header at each moment and at each frequency to adapt the transmission speed in function of the S / N calculated and depending on the transmission quality required by each user.
  • the assignment of carriers to the different communications provides frequency interlacing. This module is where the FDMA, TDMA and / or FDMA sharing tasks outlined above are mainly performed.
  • This structure allows the maximum permitted speed in the electricity network to be reached, since the carriers are assigned only to users who have enough S / N, and in addition to each of these carriers the number of bits that can be assigned is assigned carry associated according to the calculated S / N, being able to allocate up to 8 bits per carrier when the measurement of the S / N ratio is sufficient to ensure that the error rate per bit of communications is kept below a certain value, choosing the number of bits based on set thresholds, as will be discussed later.
  • Another feature of the invention is determined because both the header transmitter / receiver and that of the users comprise frequency translation means for using bands greater than the baseband, so that the digital signals are adapted to be transmitted to the power grid. and to use spectral zones higher than the baseband.
  • Both the header transmitter / receiver and that of the users have analog processing means, which in the case of the transmitter comprise the digital - analog converter to send it through the mains and in the receiver the reverse process is performed, using the digital analog converter.
  • the analog processing means include means for establishing the voltage and power of the signal to be sent and filtering means for adapting the signal for transmission over the electrical network.
  • the frequency translation means are constituted by IQ modulators / demodulators (in phase and quadrature) that can be analog or digital, so that in the first case said IQ modulator is located before the block of analog treatment, and in the second case it is located after the digital-analog conversion.
  • Interpolators and decimators can be included with IQ modulators / demodulators to reduce the number of points needed to perform the discrete Fourier transform (DFT).
  • DFT discrete Fourier transform
  • the frequency translation means comprise means for filtering and selecting one of the harmonics produced by the digital / analog converter from the second harmonic of the OFDM symbol spectrum, in which case the frequency form must be compensated of the signals to compensate for the function of the time to frequency converter (typically a sync). This avoids the need to modulate the signal before sending the information, since it would already be in frequency bands higher than the base band.
  • the frequency-to-time conversion means of the OFDM symbols in transmission are constituted by a device that performs the inverse of the discrete Fourier transform in a complex manner, while the time-to-frequency conversion that the receivers perform is done by a device that performs the -Yes- discrete Fourier transform in a complex way.
  • the realization of the complex DFT and the inverse of the DFT are also complexly used in combination with the digital IQ modulation / demodulation to reduce the number of points required in the discrete Fourier transform so that flexibility is added and reduced System implementation costs.
  • the translation of the frequency carried out by the transmitters in the different possible examples of embodiment places the signals transmitted by the network above 1 MHz.
  • the number of carriers is 1000 every 10 MHz.
  • both the header and the users comprise means for adding FEC error protection information (advance error corrector) that provide data blocks including redundancy that constitutes information for error correction / detection, of so that the FEC in each block and for each user varies to adapt it to different users located at different distances and using different frequencies.
  • FEC error protection information advanced error corrector
  • Both the header and the users comprise means of interlacing in time, in addition to the interlacing in frequency, already described and consisting in the choice of carriers according to the S / N ratio measured.
  • the interlaced in time distributes the data of the information to be transmitted so that the errors produced by noise in the network are disseminated in several blocks of data.
  • the interlaced in time like that of frequency changes for each block of data formed after the incorporation of the protection of errors, whose FEC also varies for each block, as already commented.
  • Header and user transmitters Randomization means are included to prevent certain data patterns from producing phase signals that, when added, generate voltage peaks greater than the dynamic range of the analog processing means, counting the header and user receivers with desalting means to obtain the originally transmitted data (prior to randomization).
  • the association means to each carrier of the bits to be transmitted to carry out the transmission are constituted by a variable constellation encoder, which encodes the data to be sent with the number of bits assigned for each carrier, the variable encoder being constituted between one, several, or all of the following modulators: - m-DPSK (phase differential modulation)
  • the header and user receivers have a variable constellation decoder that decodes the received data with the specified number of bits for each carrier, the variable decoder being constituted between one, several or all of the following demodulators:
  • the header receivers and the users have frequency sorting and bit allocation means complementary to the sorting and frequency assignment and bit allocation means of the header transmitters and the users.
  • the header receivers and the users comprise pre-qualification means, provided before the time-to-frequency conversion means, to modify the amplitude and phase of the received signals, and compensate for the modifications that the channel has caused in the received signal.
  • the analog treatment means also have amplifier and / or attenuator means, which are connected to a hybrid circuit and a separator to allow the signal to be introduced / extracted from the power grid by eliminating the component it provides (50-60 Hz).
  • Both the header modem and the users' modem comprise a module to control synchronization between the header modem and those of the users.
  • Both the receivers and the transmitters of the users and header have a frequency processing module, which in the case of the transmitter and the receiver of the users is constituted by a power pre-upgrade module or power mask and by a Angle correction rotor that constellations are rotated to correct frequency and phase errors, while the frequency processor of the header receiver comprises a power pre-equalization module.
  • the frequency equalizer performs the equalization of each of the carriers of the received signal. This function is performed at the reception of both the upstream and downstream channels and allows the signal to be recovered avoiding interference between symbols and the effects of degradation by the power grid.
  • the S / N ratio can be obtained using the control signals of this system.
  • the correction of frequency error in reception is effected by altering the speed of the sampling clocks of the analog / digital converters of the receivers. In another embodiment of the invention the correction of the frequency error is carried out by resampling the digital signal obtained in the receiver.
  • the header receivers and the users have means to extract the cyclic prefix of the OFDM symbols received, from the information obtained from the synchronization module to eliminate the part of the received signal contaminated by the echoes produced in the propagation multipath that makes the signal in the electricity network and obtain the OFDM symbols.
  • the S / N ratio can be calculated from the difference between the expected and the received signal during a certain period of time.
  • the transmission rate is adapted by comparing the S / N ratio with certain thresholds previously set and chosen according to the different constellation modulations used in the system.
  • the established thresholds contain hysteresis to avoid continuous changes if the S / N ratio coincides with any of the thresholds, and from them the number of bits per carrier is obtained by regulating the transmission rate.
  • the header MAC has the means to add in the sent data an indicative header of to whom or to whom the data is directed and the way in which these have been encoded .
  • the header MAC is also responsible for indicating which user can transmit on the uplink in each period of time and which carriers can use, either taking advantage of the header of the packets sent by the downlink or sending specific delivery messages to the users.
  • the information transmitted in the header of Downlink packets are received and can be decoded by each of the users. From the destination information of that header the user determines whether the information contained in the associated package should be recovered.
  • the MAC of the header transmitter / receiver is responsible for controlling the communication, sharing the transmission over the electrical network in time and frequency between the different users, and managing each of the connections.
  • the header MAC is much more complex than that of the users, because in addition to having to store the information of the bits per carrier of each of the users, it includes advanced logic to make decisions for the allocation of time and frequency periods in which each user must transmit, as well as requests for synchronization, equalization, etc.
  • the MAC is responsible for allowing users to transmit using the upstream and downstream channels, in frequency, time or code.
  • the invention relates to a method of digital transmission of point-to-multipoint data over an electrical network comprising the phases of:
  • interlace frequency carriers of OFDM modulation measure the channel S / N ratio - dynamic allocation of the number of bits per carrier based on the measurement of the S / N ratio performed and the quality required by the user
  • the method of the invention comprises a randomization phase, to prevent the digital-analog converter as well as the analog gain filters and amplifiers from producing cuts in the voltage peaks produced when phase signals are generated in multiple carriers that add up to system output voltage.
  • the frequency translation of the signal obtained, to use bands higher than the baseband, can be performed in the digital domain, in the analog domain or in a combination of both.
  • FIGURES Figure 1. Shows a functional block diagram of the main blocks that constitute the general structure of the system and its connection to the electricity grid.
  • Figure 2. Shows a functional block diagram of the system of the invention, in which the blocks represented in the previous figure have been broken down.
  • Figure 3. It shows an extension of the development of the analog treatment block represented in figure 2.
  • Figure 4.- Shows a general scheme of an example of how the information is configured to the point where the error correction code is added.
  • Figure 5. Shows a general scheme of an example of how the interlocking block deals with information in time.
  • Figure 6. Shows a possible example of the way in which bit allocation and frequency sorting is done.
  • Figure 7. Generically shows the way in which the different symbols of the OFDM modulation with the cyclic prefix are received in order to demonstrate the importance of cyclic prefix sizing.
  • Figure 8.- Shows a graph of an example of the selection of the different thresholds established according to the measurement of the signal to noise ratio performed for each frequency.
  • the invention consists of a high-speed full-duplex transmission system between a header and a plurality of users according to a master-slave architecture, on the power grid. Communication from header to users is called downward communication or downward channel, and communication from users to header is called upstream communication or upstream channel. Both header and users have a transmitter 1 and a receiver 2 which, through a hybrid circuit 3 and a separator 4, are connected to the electrical network 5 to allow communication between the header and the users.
  • Both the header transmitter 1 and that of the users has a general structure that is constituted by a block of data processing 6 in which the information that the equipment that uses the modem wants to send is taken and is adapted by composing the frames to be transmitted by integrating them to a digital treatment block 7 that performs an OFDM modulation and carries out the frequency translation to use bands higher than the base band, to adapt to the electrical network and use spectral areas superior to the base band and deliver the signal to an analog treatment block 8 that is responsible for adapting the signal to the analog environment to be able to transmit it through the electrical network, ' for which it converts the digital signal into analog, filters it to avoid components outside the band, and amplifies it to send it through the power grid.
  • the analog treatment block 8 constitutes the means from which the connection of the transmitter 1 with the hybrid 3 is made, which separates the transmission and reception signals so that the maximum power is transmitted to the transmission line and received the maximum signal from the electrical network, for which the separator 4 is in charge of allowing to send and receive data through the electrical network 5, by means of a filter that eliminates the frequency of the network in reception and allows the signal to pass through It is about entering for transmission over the network.
  • receiver 2 both header and users, has an analog treatment block 11 that receives the analog signal transmitted by the network and converts it into digital, after amplification and filtering, and delivery to a digital treatment block which transfers the frequency band used to carry out the transmission through the electrical network to the base band, while recovering the OFDM symbols by demodulating them and delivering them to a data processing block 9 that from the recovered frames obtains the original information sent delivering it to the corresponding electronic equipment: computer, television, etc.
  • analog treatment block 11 receives the analog signal transmitted by the network and converts it into digital, after amplification and filtering, and delivery to a digital treatment block which transfers the frequency band used to carry out the transmission through the electrical network to the base band, while recovering the OFDM symbols by demodulating them and delivering them to a data processing block 9 that from the recovered frames obtains the original information sent delivering it to the corresponding electronic equipment: computer, television, etc.
  • both transmitter 1 and receiver 2 are connected to a user data interface 12 that communicates the modem with the electronic equipment.
  • the data packet 15 ( Figure 4) to be sent is multiplexed, and the frame 16 to be transmitted is composed by governing a medium access control module (MAC) 14 so that it adds a header 17 indicative of to whom or to whom the data packet 15 is addressed, the mode of encoding the data, the priority, the type of message, etc.
  • MAC medium access control module
  • the advance error corrector 20 takes data blocks 18 composed of a certain number of bytes and adds correction codes and / or error detection 19 to each of the blocks 18 to introduce sufficient redundancy to perform the correction / detection of errors in reception.
  • the error correction / detection codes 19 can be any of those known in the state of the art such as example BCH, REED-SOLOMON, REED-MULLER, etc. It is important to note that the error correction / detection code may vary for each data block 18 and for each user, as will be explained later.
  • the FEC 20 takes a number of bytes and obtains at its output a greater number of bytes containing the initial information plus redundancy introduced by the error correction / detection codes.
  • the FEC is governed by MAC 14.
  • the data processing block 6 has a time interleaving block 22 that improves error correction characteristics against noise bursts produced in the power grid. Thanks to this block, the burst errors are transformed into random errors after deinterlacing, as they are disseminated in several blocks of data, so that the errors produced by the impulsive noises of the electrical network do not produce contiguous errors in reception. Therefore, the time interleaving block 22 realizes a rearrangement according to different block lengths, these lengths being a function of the protection that is desired to be granted in the system based mainly on objective data of the average duration of the impulse noises in the channel . Therefore the length of the blocks and the number of blocks obtained from the FEC 20 take into account the expected average characteristics in the channel.
  • Figure 5 shows a possible example of time interlacing, that the specific case at hand is carried out by entering bytes by rows and extracting said bytes by columns, from anera that the interlaced commented occurs.
  • the data processing block 6 has a bit allocator and frequency computer 23 that performs frequency interlacing, for which MAC 14 informs of the carriers available at any time and those they must be used in each communication; all this from the measurement of the signal to noise ratio (S / N) obtained that is performed by the digital treatment block 10 of the receiver 2, as will be described later.
  • the bit allocator and the frequency computer 23 allocates the bits of the packet to be transmitted to each of the carriers selected for communication. This produces a parallelization of the data. Therefore, the commented characteristics of the data processing block 6 determine the performance of a time division multiplexing (TDMA), a frequency division multiplexing (FDMA) and the frequency orthogonal division multiple access (OFDMA).
  • TDMA time division multiplexing
  • FDMA frequency division multiplexing
  • OFDMA frequency orthogonal division multiple access
  • the TDMA is carried out by controlling at every moment of time to which user the communication is dedicated (using all or part of the carriers available for transmission).
  • the FDMA is carried out by means of the control of the bit allocator and frequency computer 23 by the MAC 14, by indicating which carriers should be used for transmission.
  • each user is offered a portion of the total carriers usable in the communication.
  • Frequency interlacing can change for each packet of information to be sent and for each user, adapting to different users located at different distances and using different frequencies. cias, as explained below.
  • This structure allows maximum use of the ascending and descending channel, since sharing is carried out in frequency and in time, both of the ascending and descending channels.
  • the data processing block 6 has a randomizer 24 that prevents the production of bit patterns that can generate phase signals in multiple carriers that add voltage to the output of the analog processing block 8, so that this block , not having a dynamic range sufficient to support it, it would produce cuts in these voltage peaks. Therefore, by means of the randomizer the probability of such peaks occurring is reduced.
  • the data then goes to the digital processing block 7 ( Figure 2) which has a constellation encoder 28 which can be: M-DPSK (differential phase modulation), m-PSK (phase modulation) m-QAM (modulator quadrature amplitude) and / or (m, n -APSK (amplitude and phase modulation), so that it is possible to optimize the amount of transmissible data when using an encoder with a variable number of bits per carrier that depends on the characteristics of the channel measured at each moment and of the desired speed for communication, which is indicated by the "n" and "m” parameters of the different encodings indicated.
  • a digital OFDM modulation is obtained at the output of the constellation encoder 28 the frequency domain (orthogonal division multiplexing in time.)
  • the coded signal is introduced into a frequency domain processor 29, which is governed by the MAC 14, and whose configuration varies d Depending on whether it is the header transmitter or the user transmitter.
  • the frequency domain processor 29 consists of a power mask and a rotor.
  • the power mask acts as a pre-equalization to the known frequency characteristics of the channel, modifying the amplitude of the received signal at the frequencies involved in the communication, and the rotor aims to compensate for small variations in frequency and phase due to changes in the channel transfer function that causes the constellation in reception to be "rotated" with respect to that of transmission.
  • the header frequency domain processor only includes a power mask that performs the pre-equalization commented, since it does not need to include the rotor since both the transmitter and the user receiver include said rotor preventing the header modem from having to perform this function .
  • the preferred algorithm for computing the discrete Fourier transform is the (FFT) (fast Fourier transform), due to the high efficiency of this algorithm.
  • the inverse of the DFT would be preferably performed with the IFFT argorism (inverse of the fast Fourier transform).
  • the digital processing block 7 has an IFFT device 30 that performs the inverse of the complex fast Fourier transform, thereby transferring the frequency domain to the time domain, and then the parallel is eliminated. lization produced by the bit allocator and frequency computer 23 that distributed the information in a series of carriers through the MAC government 14; obtaining a single signal.
  • the signal is introduced into a cyclic prefix generator 31 which is constituted by a storage device, which is governed by the MAC 14 to create a cyclic prefix 65 ( Figure 7) which is a repetition in time of the final part of the OFDM symbol to be transmitted.
  • the signal is then introduced into an IQ 33 modulator (in phase and quadrature), after passing through an interpolator, so that an adequate number of samples are obtained through the interpolator before performing the IQ modulation.
  • This modulation translates the frequency in the baseband to an upper band to adapt it to the power grid.
  • the use of the complex IFFT together with the IQ modulator facilitates frequency translation, since at the input of the IFFT device 30 the carrier signals corresponding to the different inputs are directly input, and at its output a complex signal is obtained (that is, a signal whose imaginary part is nonzero).
  • the output of the IQ 33 modulator is applied to the analog treatment block 8, which has a digital / analog converter 34 that converts the digital modulated signals into analog for sending through the power grid 5 (see figures 2 and 3 ).
  • the IQ modulation is digital, but an analog IQ modulation could also be performed, that is, after the analog digital converter, without representing an appreciable modification in the system design.
  • the analog treatment block 8 has a smoothing filter 35 that is constituted by a low pass filter 35a and by a high pass filter 35b followed by a programmable gain amplifier 36 which is also connected to a fixed gain amplifier 37 so that the levels of the signal to be transmitted are adapted to ensure the connection between the extremes
  • This signal is applied in the hybrid 3 and later in the separator 4 that introduces the signal in the electrical network by filtering the 50-60 Hz component of the network, to avoid saturation of components in reception.
  • the operating frequency of the digital / analog converter 34 is governed by the synchronization control module 27 for which it provides a digital signal to a digital / analog converter 39 which provides at its output a voltage signal to govern the operation of a voltage controlled oscillator 38 which is applied to the digital / analog converter 34 of the analog treatment block 8.
  • the transmitted data consists of a header encoded by a robust modulation, against noise or errors produced in the line, such as QPSK modulation, which is followed by the data itself whose coding depends on the constellation used in each carrier in its transmission already commented.
  • This header includes information on to which modem or user modems the information is directed, priority, size, etc. These headers must be understood by each and every one of the user modems, so it has to be demodulated the header, even in cases where the S / N ratio is low, which is possible thanks to the QPSK modulation, the FEC with high correction, and the redundancy already mentioned previously. This redundancy consisted in sending the repeated information a certain number of times at different frequencies, at different times, and / or in different codes, so that the user modems can demodulate the information of header with greater security.
  • the signal sent by the electricity network is picked up by the receivers 2, which perform the reverse process of transmission, for which the analog treatment block 11 has an amplifier 50 (figures 2 and 3) that includes a bass amplifier noise 50a and a programmable gain amplifier 50b, also having a filter 51 consisting of a low pass filter 51a and a high pass filter 51b, this being the one that actually delivers the signal to the programmable gain amplifier 50b, for later conversion of the analog to digital signal by means of the corresponding converter 52, which is also governed by the synchronization control module 27, through the voltage controlled oscillator 38.
  • an amplifier 50 (figures 2 and 3) that includes a bass amplifier noise 50a and a programmable gain amplifier 50b, also having a filter 51 consisting of a low pass filter 51a and a high pass filter 51b, this being the one that actually delivers the signal to the programmable gain amplifier 50b, for later conversion of the analog to digital signal by means of the corresponding converter 52, which is also governed by the synchronization control module 27,
  • the information then passes to the IQ 53 demodulator that delivers it to a decimator, so that after performing the demodulation and the most filtered decimation, the cyclic prefix 65 is extracted by means of an extractor, from the cyclic prefix 55 so that the part is taken of the uncontaminated symbols by the echoes of the multipath propagation.
  • the direct wave 66 is schematically represented, which arrives directly at the receiver, as well as the different echoes 67, 68 and 69, the signal that the receiver obtains from all the above having been represented with 70, for which it is It is necessary to choose a long symbol period and a suitable cyclic prefix to ensure correct reception.
  • the cyclic prefix is of the order of 7 microseconds.
  • the signal at reception is poisoned to allow the OFDM symbols to be correctly recovered, thereby avoiding the need to equalize the signal over time.
  • FFT 56 fast Fourier transform
  • This whole process is controlled by the synchronization control module 27 so that it achieves that the sampling performed on each of the receivers of the multipoint communication is similar to that performed on the header modem, and so that it is possible to know the beginning of each OFDM symbol in reception and thus be able to extract the cyclic prefix performing the correct poisoning.
  • the frequency equalizer 57 constitutes a frequency domain processor, which makes the symbol at its output as close as possible to the symbol sent from the transmitter compensating the behavior of the channel that introduces an attenuation and offset in each of the carriers used in the communication.
  • the electricity grid is not stable over time, so the equalization process must be carried out continuously.
  • the S / N ratio used to perform the bit allocation in the transmitter is also obtained.
  • Said S / N ratio in the exemplary embodiment, is obtained from the error signal calculated in the frequency equalization, since the power used in transmission is known.
  • the measurements of the S / N ratio are carried out for a certain period of time before validating the new S / N ratio in a carrier, to avoid that occasional noises in the electricity grid produce false instantaneous values of the S / N ratio.
  • the information of the S / N relationship is used to assign the bits to the different carriers and thus adapt the transmission speed.
  • the transmission rate is adapted, for which the measured S / N ratio is compared with a series of thresholds ( Figure 8), in which some hysteresis has been introduced to avoid continuous changes if the S / N ratio coincides with some of the thresholds, and from this the number of bits per carrier (bpc) in each frequency group is obtained.
  • Figure 8 shows a possible example of the different thresholds established for the choice of bits to be used per carrier.
  • the adaptation process is repeated continuously for all carriers, or for one or more sets of them, so that the maximum speed applicable on the power grid is reached at all times, according to the instantaneous characteristics of the channel that vary depending on the time for the characteristics of the electricity grid, as already mentioned previously.
  • MAC 14 assigns different carriers for different users, as well as the number of bits to be associated with each of them. This function is carried out based on the obtained S / N ratio, assigning the carriers that a user cannot use, due to the fact that they have a low S / N ratio in them, to other users that have sufficient S / N ratio as to be able to use them. It also assigns the frequencies to the different users based on the bits per carrier that they can use in each of the carriers.
  • the signals obtained then pass through a variable decoder of the constellation 58 that performs the demodulation of the carriers of the OFDM symbols and then is de-randomized by a de-timer 59 and the FDMA and TDMA demodulation is performed by means of a bit allocation module and frequency ordering 60 complementary to 23 described for the transmitter.
  • the receiver has a deinterlacing block 62 complementary to the interlacing block 22 of said transmitter. Subsequently, the correction / - error detection is carried out by means of the FEC 63 device that delivers the data to the interface 12 with the external equipment.
  • the header and user modems have a similar configuration, with the indicated differences and with the added difference, which follows from the description made, that the MAC processor 14 in the case of the header modem has a more complicated configuration than in the case of users, since it has to store the number of bits per carrier that must be sent to each of the users, and also include the headers of whom the information is addressed as well as the frequencies and periods of time that You can use each of the users.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Permite la comunicación bidireccional entre una cabecera y una pluralidad de usuarios a través de la red eléctrica, y se caracteriza porque se permite establecer la comunicación a baja y alta velocidad para ofrecer múltiples servicios de alta calidad a los usuarios. Comprende medios para realizar una compartición de la red en tiempo, frecuencia y/o en acceso múltiple por división ortogonal en frecuencia (OFDMA).

Description

SISTEMA Y PROCEDIMIENTO DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MÜLTIPÜNTO SOBRE RED ELÉCTRICA CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La invención pertenece al sector de las telecomunicaciones y más concretamente es aplicable en la comunicación bidireccional entre una cabecera y una pluralidad de usuarios empleando como medio de transmisión la red eléctrica, de modo que por ella se puedan ofrecer múltiples servicios a los usuarios. OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención tiene por objeto establecer la comunicación a baja y alta velocidad, de manera que se pueden ofrecer múltiples servicios de alta calidad a los usuarios, como por ejemplo puede ser vídeo bajo demanda, Internet de alta velocidad, etc. También es de uso en aplicaciones con grandes requirimientos en cuanto a la latencia, como por ejemplo VoIP (voz sobre IP). Además la invención puede ser aplicada en los servicios de banda estrecha, tales como la telefonía clásica y los servicios actuales de telecomunicación.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el estado de la técnica es conocido el empleo de la red eléctrica gomo medio de transmisión, pero debido a las bajas prestaciones que ésta presenta para realizar esta transmisión, su empleo se ve reducido a la comunicación entre dos puntos, y además se realiza a una velocidad muy baja.
Ello se debe entre otras razones a que en la red eléctrica se produce la conexión y desconexión de aparatos lo que genera picos de tensión y variaciones de impedancia en la línea, lo que provoca importantes pérdidas de señal que varían en función de la frecuencia y el tiempo .
Además en el caso en el que se desease esta- blecer una comunicación entre una cabecera y una pluralidad de usuarios, surgen inconvenientes debidos a que existen múltiples cambios de impedancia a las diferentes frecuencias, y se producen reflexiones que provocan que la señal recibida sea una combinación de la señal transmitida y una serie de ecos que circulan por la red eléctrica con distinta atenuación y retardo en la señal recibida por cada uno de los usuarios .
Además la atenuación, el ruido y la respuesta del canal varían dinámicamente tanto en frecuencia como en tiempo.
Todos estos inconvenientes han impedido hasta la fecha el empleo de la red eléctrica para la comunicación punto multipunto full-duplex a alta velocidad.
Por otro lado cabe señalar que en el estado de la técnica es conocido el empleo de otras vías de comunicación para el envío de datos, como es el caso del uso de los pares trenzados utilizados en telefonía para establecer comunicación punto a punto o comunicación punto-multipunto . En este sentido cabe citar la patente USA número 5.673.290 en la que se describe un método de transmisión punto a punto que comprende una comunicación a través de un canal descendente, determinado por el enlace desde una cabecera con una pluralidad de diferentes usuarios, y una comunicación de un canal ascendente, determinado por el enlace desde los usuarios hasta la cabecera, llevándose a cabo las comunicaciones mediante un esquema de transmisión digital multitono discreto (DMT) y contempla la codificación de los datos digitales y la modulación de los datos codificados sobre la señal multito- no discreta.
Además la línea de comunicación es supervisada para determinar al menos un parámetro de calidad de línea, incluyendo niveles de ruido en cada uno, y comprende una multiplicidad de subcanales que corresponden cada uno de ellos a un tono de subportadora asociada. El esquema de modulación está dispuesto para tener en cuenta varios factores incluyendo los parámetros detectados de la calidad de la línea, los parámetros de ganancia del subcanal, y un parámetro de máscara de potencia permisible cuando se modula la señal de multitono discreta. El sistema de modulación es capaz también de actualizar dinámicamente las subportadoras utilizadas y la cantidad de datos transmitidos en cada subportadora durante la transmisión para adaptarse a los cambios en tiempo real en la calidad de la línea sobre la subportadoras particulares.
En las aplicaciones que son susceptibles de interferencia las bandas asociadas con la interferencia pueden enmascararse o silenciarse simplemente para prevenir la interferencia en cualquier dirección, de manera que las señales son transmitidas sobre subportadoras con frecuencias por encima y por debajo del ruido más significativo.
Además en este documento la transmisión se realiza en banda base y se efectúa la transformación hermítica real conjugada de la información a transmitir (transformada rápida de Fourier real). Por las características anteriormente mencionadas, el sistema descrito en este documento no puede ser utilizado para la transmisión por la red eléctrica.
Además el método descrito en esta patente se refiere a una comunicación punto a punto, de la que no se deduce su empleo en la red eléctrica ni la posibilidad de realizar una comunicación punto-multipunto full-duplex.
Por otro lado, también cabe señalar que existen sistemas de comunicación punto-multipunto, como es el caso de la patente PCT con número de publicación W096/37062 en el que la línea de transmisión puede ser un cable coaxial fibra óptica o similar, y utiliza un esquema de modulación de multiplexación por división ortogonal en frecuencia (OFDM), que es un sistema de modulación amplia- mente conocido en el estado de la técnica, y que añade un prefijo cíclico a cada símbolo OFDM para paliar los defectos de la propagación multicamino, tal y como se conoce en el estado de la técnica. La modulación OFDM junto con la utilización del prefijo cíclico puede englobarse en la modulación DMT empleada en el documento anterior, e igualmente ampliamente empleada en el estado de la técnica. En este documento se establecen canales sobre grupos respectivos de subportadoras, de modo que a cada usuario está asignado un grupo específico de tonos, de forma que el hardware y la complejidad de la realización de la transformada discreta de Fourier (DFT) se reduce substancialmente, pero presenta el inconveniente de que es un sistema rígido y no permite asignar diferentes subportadoras a los usuarios según las condiciones que se den en frecuencia y tiempo de cada canal, aunque al igual que en el caso de la patente USA número 5673290, las subportadoras individuales pueden desconectarse o accionarse para evitar interferencias .
Además utiliza un bucle remoto para corregir la frecuencia de los osciladores locales de los distintos módems de usuario .
También se pueden citar las patentes USA números 58154888 y 5828660 en las que se realiza una comunicación punto a multipunto. Tampoco en estos documentos se describe su adaptación para la transmisión a través de la red eléctrica.
Además, en ninguno de los documentos citados la transmisión se realiza para múltiples usuarios ni se maximiza la capacidad de los canales ascendete y descendente en la red eléctrica.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención consiste en un sistema y procedimiento de transmisión digital de datos a alta velocidad en una comunicación punto a multipunto a través de la red eléctrica.
Para ello, la invención, al igual que otros sistemas convencionales, permite realizar la comunicación o enlace desde una cabecera con una pluralidad de diferen- tes usuarios (canal descendente) y una comunicación desde los usuarios hasta la cabecera (canal ascendente), siendo las comunicaciones llevadas a cabo mediante modulación OFDM (multiplexación por división ortogonal en frecuencia) mediante la generación de símbolos OFDM, para lo que tanto los usuarios como la cabecera cuentan con un transmisor/- receptor (módem) que incluye un módulo de control de acceso al medio (MAC), que en el caso de la invención el medio es la red eléctrica, para realizar una comunicación maestro- esclavo. Además el sistema de la invención cuenta con medios para añadir/extraer un prefijo cíclico en los símbolos OFDM y medios de conversión frecuencia a tiempo/- tiempo a frecuencia de los símbolos OFDM, y conversores digitales - analógicos/analógicos - digitales .
La invención se caracteriza porque el trans- misor/receptor de cabecera y de los usuarios comprenden medios para adaptar la transmisión digital a la red eléctrica, de modo que éstos proporcionan la modulación OFDM con un ancho de portadora reducido de al menos 1,5 KHz y con un número de portadoras elevado de al menos 500 portadoras cada 10 MHz, para incrementar la robustez frente a desvanecimientos selectivos en frecuencia, provocados por diferentes longitudes de cables de red eléctrica entre cada usuario y cabecera, y frente a interferencias de la red eléctrica. Los medios para adaptar la transmisión digital a la red eléctrica proporcionan un prefijo cíclico de gran duración, de al menos 7 microsegundos , para permitir recuperar la señal adecuadamente.
Además la invención se caracteriza porque el transmisor de cabecera y de los usuarios cuenta con medios para realizar una compartición del medio en tiempo TDMA (multiplexación por división en el tiempo), en frecuencia FDMA (multiplexación por división en frecuencia), y/o en acceso múltiple por división ortogonal en frecuencia (OFDMA) que permite ofrecer a cada usuario una porción de las portadoras utilizadas en la comunicación; de los datos transmitidos y una compartición de los canales ascendente y descendente por múltiples usuarios, de manera que se permite optimizar la velocidad de transmisión de cada usuario a través de la red eléctrica.
Como característica complementaria a la anterior los receptores de cabecera y de los usuarios cuentan con medios para procesar la información correspondiente a los datos transmitidos en la comunicación en el dominio del tiempo y de la frecuencia, para poder recuperar los datos transmitidos compartidos en tiempo y frecuencia.
Además el sistema de la invención cuenta con medios de cálculo continuo de la relación S/N ( señal a ruido) para cada una de las portadoras de la modulación OFDM en el canal ascendente y en el descendente, para que tanto los distintos usuarios ubicados a diferentes distancias de la cabecera como ésta, utilicen dinámicamente diferentes portadoras en un mismo símbolo OFDM, con un número de bits por portadora variable en función de la relación S/N calculada, optimizando el aprovechamiento de capacidad de transmisión por la red eléctrica en todo momento .
Para conseguir esta funcionalidad el sistema de la invención se caracteriza porque el transmisor tanto de cabecera como de los usuarios cuenta con medios para asignar y ordenar las portadoras entre los usuarios y para asignar el número de bits a asociar a cada una de dichas portadoras de la modulación OFDM, a partir de la relación S/N calculada, y con medios de asociación a cada portadora de los bits asignados para realizar la transmisión, de manera que se consideran los cambios que sufre la respuesta de la red eléctrica debido a los cambios de impedancia, las atenuaciones y las diferentes distancias de los usuarios respecto de la cabecera en cada momento y en cada frecuen- cia para adaptar la velocidad de transmisión en función de la S/N calculada y en función de la calidad de transmisión requerida por cada usuario. Además la asignación de las portadoras a las distintas comunicaciones proporciona un entrelazado en frecuencia. En este módulo es donde se realizan principalmente las tareas de compartición FDMA, TDMA y/o FDMA señaladas anteriormente.
Esta estructura permite que se pueda alcanzar la máxima velocidad permitida en la red eléctrica, ya que se asignan las portadoras únicamente a los usuarios que tienen suficiente S/N, y además a cada una de dichas portadoras se le asigna el número de bits que puede llevar asociada en función de la S/N calculada, pudiéndose asignar hasta 8 bits por portadora cuando la medida de la relación S/N sea suficiente para asegurar que la tasa de errores por bit de las comunicaciones se mantengan por debajo de cierto valor, eligiéndose el número de bits en función de unos umbrales establecidos, tal y como será comentado con posterioridad.
Obviamente el número de 8 bits por portadora puede ser aumentado en función del avance de la técnica.
Otra característica de la invención viene determinada porque tanto el transmisor/receptor de cabecera como el de los usuarios comprenden medios de traslación de frecuencia para utilizar bandas superiores a la banda base, de manera que las señales digitales se adaptan para ser transmitidas a la red eléctrica y para utilizar zonas espectrales superiores a la banda base.
Tanto el transmisor/receptor de cabecera como el de los usuarios cuentan con medios de tratamiento analógico, que en el caso del transmisor comprenden el conversor digital - analógico para enviarla a través de la red eléctrica y en el receptor se realiza el proceso inverso, mediante el conversor analógico digital.
Los medios de tratamiento analógico incluyen medios para establecer la tensión y potencia de la señal a enviar y medios de filtrado para adecuar la señal para su transmisión por la red eléctrica.
En una realización de la invención los medios de traslación de frecuencia están constituidos por modula- dores/demoduladores IQ (en fase y cuadratura) que pueden ser analógicos o digitales, de forma que en el primer caso dicho modulador IQ se ubica antes del bloque de tratamiento analógico, y en el segundo caso se ubica tras realizarse la conversión digital - analógica. Junto con los moduladores/demoduladores IQ se pueden incluir interpoladores y diezmadores para reducir el número de puntos necesarios para realizar la transformada discreta de Fourier (DFT) .
En otra realización de la invención los medios de traslación de frecuencia comprenden medios de filtrado y selección de uno de los armónicos producidos por el convertidor digital/analógico a partir del segundo armónico del espectro del símbolo OFDM, en cuyo caso se debe compensar la forma frecuencial de las señales para compensar la función del conversor de tiempo a frecuencia (típicamente una sinc) . Ello evita la necesidad de modular la señal antes de enviar la información, puesto que ya se encontraría en bandas frecuenciales superiores a la banda base.
En una realización preferida de la invención, los medios de conversión frecuencia a tiempo de los símbolos OFDM en transmisión están constituidos por un dispositivo que realiza la inversa de la transformada discreta de Fourier de forma compleja, en tanto que la conversión de tiempo a frecuencia que realizan los recepto- res se efectúa mediante un dispositivo que realiza la -Sí- transformada discreta de Fourier de forma compleja.
La realización de la DFT compleja y de la inversa de la DFT también de forma compleja se utilizan en combinación con la modulación/demodulación IQ digital para reducir el número de puntos necesarios en la transformada discreta de Fourier de manera que se añade flexibilidad y se reducen los costes de implementación del sistema.
La traslación de la frecuencia que realizan los transmisores en los diferentes posibles ejemplos de realización, sitúan las señales transmitidas por la red por encima de 1 MHz.
En una realización preferente de la invención el número de portadoras es de 1000 cada 10 MHz.
Además la invención se caracteriza porque tanto la cabecera como los usuarios comprenden medios para añadir información de protección de errores FEC (corrector de errores por anticipado) que proporcionan bloques de datos en los que incluye redundancia que constituye información para corrección/detección de errores, de manera que el FEC en cada bloque y para cada usuario varía para adaptarlo a los diferentes usuarios situados a diferentes distancias y que utilizan diferentes frecuencias.
Tanto la cabecera como los usuarios comprenden medios de entrelazado en el tiempo, además del entrelazado en frecuencia, ya descrito y consistente en la elección de las portadoras en función de la relación S/N medida. El entrelazado en el tiempo distribuye los datos de la información a transmitir de manera que los errores que se produzcan por ruidos en la red queden diseminados en varios bloques de datos. El entrelazado en el tiempo, al igual que el de frecuencia cambia para cada bloque de datos formado tras la incorporación de la protección de errores, cuyo FEC igualmente varia para cada bloque, tal y como ya fue comentado . Los transmisores de cabecera y de los usuarios co prenden medios de aleatorización para evitar que determinados patrones de datos produzcan señales en fase que al sumarse generen picos de tensión superiores al rango dinámico de los medios de tratamiento analógico, contando los receptores de cabecera y de los usuarios con medios de desaleatorización para obtener los datos transmitidos originalmente (previos a la aleatorización) .
Los medios de asociación a cada portadora de los bits a transmitir para realizar la transmisión, están constituidos por un codificador variable de constelación, que codifica los datos a enviar con el número de bits asignado para cada portadora, estando constituido el codificador variable entre uno, varios, o todos de los siguientes moduladores: - m-DPSK (modulación diferencial de fase)
- m-PSK (modulación de fase)
- m-QAM (modulación de amplitud en cuadratura)
- (m,n)-APSK (modulación de amplitud y fase) Como complemento a la característica comentada con anterioridad, los receptores de cabecera y de los usuarios cuentan con un decodificador variable de constelación que decodifica los datos recibidos con el número de bits especificado para cada portadora, estando constituido el decodificador variable entre uno, varios o todos de los siguientes demoduladores:
- m-DPSK (demodulación diferencial de fase)
- m-PSK (demodulación de fase)
- m-QAM (demodulación de amplitud en cuadratura) - (m,n)-APSK (modulación de amplitud y fase)
Los receptores de cabecera y de los usuarios cuentan con medios de ordenación de frecuencias y asignación de bits complementarios a los medios de ordenación y asignación de frecuencia y asignación de bits de los transmisores de cabecera y de los usuarios . Los receptores de cabecera y de los usuarios comprenden medios de precualización, previstos antes de los medios de conversión tiempo a frecuencia, para modificar la amplitud y fase de las señales recibidas, y compensar las modificaciones que el canal ha provocado en la señal recibida.
Los medios de tratamiento analógico cuentan además con medios amplificadores y/o atenuadores, qué están conectados a un circuito híbrido y a un separador para permitir introducir/extraer la señal de la red eléctrica eliminando la componente que ésta aporta (50-60 Hz).
Tanto el módem de cabecera como el de los usuarios comprenden un módulo para controlar la sincronización entre el módem de cabecera y los de los usuarios . Tanto los receptores como los transmisores de los usuarios y cabecera cuentan con un módulo de procesado de frecuencia, que en el caso del emisor y del receptor de los usuarios está constituido por un módulo de preecualiza- ción de potencia o máscara de potencia y por un rotor de corrección del ángulo que se giran las constelaciones para corregir los errores de frecuencia y fase, en tanto que el procesador de frecuencia del receptor de cabecera comprende un módulo de preecualización de potencia.
El ecualizador en frecuencia (FEQ) realiza la ecualización de cada una de las portadoras de la señal recibida. Esta función se efectúa en la recepción tanto del canal ascendente como del descendente y permite recuperar la señal evitando la interferencia entre símbolos y los efectos de degradación por la red eléctrica. La obtención de la relación S/N puede efectuarse utilizando las señales de control de este sistema.
En una realización de la invención la corrección de error de frecuencia en recepción se efectúa alterando la velocidad de los relojes de muestreo de los conversores analógico/digitales de los receptores. En otra realización de la invención la corrección del error de frecuencia se efectúa remuestreando la señal digital obtenida en el receptor.
Los receptores de cabecera y de los usuarios cuentan con medios para extraer el prefijo cíclico de los símbolos OFDM recibidos, a partir de la información obtenida del módulo de sincronización para eliminar la parte de la señal recibida contaminada por los ecos que se producen en la propagación multicamino que realiza la señal en la red eléctrica y obtener los símbolos OFDM.
La relación S/N se puede calcular a partir de la diferencia entre la señal esperada y la recibida durante cierto período de tiempo.
La velocidad de transmisión se adapta mediante la comparación de la relación S/N con ciertos umbrales previamente fijados y que se eligen en función de las diferentes modulaciones de constelación empleadas en el sistema.
Los umbrales establecidos contienen histéresis para evitar continuos cambios si la relación S/N coincide con alguno de los umbrales, y a partir de ellos se obtiene el número de bits por portadora regulándose la velocidad de transmisión.
Para que los distintos usuarios sepan a quién va dirigida la transmisión realizada desde cabecera, el MAC de cabecera cuenta con medios para añadir en los datos enviados una cabecera indicativa de a quién o a quiénes van dirigidos los datos y la forma en que éstos han sido codificados. Además, el MAC de cabecera también se encarga de indicar qué usuario puede transmitir por el enlace ascendente en cada periodo de tiempo y qué portadoras puede utilizar, bien aprovechando la cabecera de los paquetes enviados por el enlace descendente o bien enviando mensajes específicos de reparto para los usuarios. La información transmitida en la cabecera de los paquetes del enlace descendente es recibida y puede ser decodificada por cada uno de los usuarios. A partir de la información de destino de esa cabecera el usuario determina si la información contenida en el paquete asociado debe de ser recuperada.
El MAC del transmisor/receptor de cabecera es el encargado de controlar la comunicación, realizar la compartición de la transmisión por la red eléctrica en tiempo y frecuencia entre los distintos usuarios, y administrar cada una de las conexiones .
El MAC de cabecera es mucho más complejo que el de los usuarios, porque además de tener que almacenar la información de los bits por portadora de cada uno de los usuarios, incluye una lógica avanzada para tomar decisiones de asignación de los períodos de tiempo y frecuencia en los que debe transmitir cada usuario, así como peticiones de sincronización, ecualización, etc.
Por tanto el MAC se encarga de permitir que los usuarios transmitan utilizando los canales ascendente y descendente, en frecuencia, tiempo o código.
Además la invención se refiere a un procedimiento de transmisión digital de datos punto a multipunto sobre red eléctrica que comprende las fases de:
- adaptar la señal digital de los datos a transmitir y multiplexarla componiendo las tramas para transmitir
- añadir información de corrección de errores para introducir redundancia suficiente para realizar la corrección y/o detección de errores en recepción - entrelazar en el tiempo para aumentar la probabilidad de corregir y/o detectar errores de tipo ráfaga producidos en la red eléctrica
- entrelazar en frecuencia las portadoras de la modulación OFDM - medida de la relación S/N del canal - asignación dinámica del número de bits por portadora en función de la medida de la relación S/N realizada y de la calidad requerida por el usuario
- realizar la codificación de cada una de las portadoras de la modulación OFDM con el número variable de bits por portadora asignado.
- pasar la señal codificada del dominio de la frecuencia al dominio del tiempo mediante la inversa de la transformada rápida de Fourier compleja - añadir a la señal obtenida en el tiempo un prefijo cíclico para evitar que los ecos que se producen en la propagación multicamino que realiza la señal en la red eléctrica produzcan una recepción errónea de los símbolos OFDM - trasladar en frecuencia la señal obtenida para utilizar bandas superiores a la banda base, para adaptar la transmisión a la red eléctrica y utilizar bandas espectrales superiores
- conversión de la señal digital a una señal analógica y adaptada para enviarla por la red.
En recepción se realiza el proceso inverso. Además el procedimiento de la invención comprende una fase de aleatorización, para evitar que el convertidor digital-analógico así como los filtros y amplificadores de ganancia analógicos produzcan recortes en los picos de tensión producidos cuando se generan señales en fase en múltiples portadoras que se suman en tensión a la salida del sistema.
La traslación en frecuencia de la señal obtenida, para utilizar bandas superiores a la banda base, se puede realizar en el dominio digital, en el dominio analógico o en una combinación de ambos .
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.
BREVE ENUNCIADO DE LAS FIGURAS Figura 1.- Muestra un diagrama de bloques funcional de los principales bloques que constituyen la estructura general del sistema y su conexión a la red eléctrica.
Figura 2.- Muestra un diagrama de bloques funcional del sistema de la invención, en el que se han desglosado los bloques representados en la figura anterior.
Figura 3.- Muestra una ampliación del desarrollo del bloque de tratamiento analógico representado en la figura 2.
Figura 4.- Muestra un esquema general de un ejemplo de cómo se configura la información hasta el punto en el que se añade el código de corrección de errores .
Figura 5.- Muestra un esquema general de un ejemplo de cómo trata la información el bloque de entrelazado en el tiempo. Figura 6.- Muestra un posible ejemplo de la forma en que se efectúa la asignación de bits y ordenación de frecuencias.
Figura 7.- Muestra genéricamente la forma en que se reciben los diferentes símbolos de la modulación OFDM con el prefijo cíclico al objeto de demostrar la importancia que tiene el dimensionado del prefijo cíclico.
Figura 8.- Muestra una gráfica de un ejemplo de la selección de los diferentes umbrales establecidos en función de la medida de la relación señal a ruido realizada para cada frecuencia.
DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA
A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comentadas. Tal y como ha sido comentado con anterioridad la invención consiste en un sistema de transmisión full- duplex a alta velocidad entre una cabecera y una pluralidad de usuarios según una arquitectura maestro-esclavo, sobre la red eléctrica. La comunicación desde cabecera hacia los usuarios se denomina comunicación descendente o canal descendente, y la comunicación desde los usuarios hacia cabecera se denomina comunicación ascendente o canal ascendente. Tanto cabecera como los usuarios cuentan con un transmisor 1 y un receptor 2 que a través de un circuito híbrido 3 y de un separador 4 se conectan a la red eléctrica 5 para permitir realizar la comunicación entre cabecera y los usuarios. Tanto el transmisor 1 de cabecera como el de los usuarios, presenta una estructura general que está constituida por un bloque de procesado de datos 6 en el que se toma la información que el equipo que hace uso del módem quiere enviar y se adecúa componiendo las tramas a transmi- tir entegrándolas a un bloque de tratamiento digital 7 que realiza una modulación OFDM y efectúa la traslación de frecuencia para utilizar bandas superiores a la banda base, para adaptarse a la red eléctrica y utilizar zonas espectrales superiores a la banda base y entrega la señal a un bloque de tratamiento analógico 8 que se encarga de adecuar la señal al entorno analógico para poder transmitirla por la red eléctrica,' para lo que convierte la señal digital en analógica, la filtra para evitar componentes fuera de la banda, y la amplifica para enviarla a través de la red eléctrica.
El bloque de tratamiento analógico 8 constituye el medio a partir del cual se realiza la conexión del transmisor 1 con el híbrido 3, el cual separa las señales de transmisión y recepción de forma que se transmita la máxima potencia a la línea de transmisión y se reciba la máxima señal desde la red eléctrica, para lo que el separador 4 es el encargado de permitir enviar y recibir datos a través de la red eléctrica 5, mediante un filtro que elimina la frecuencia de la red en recepción y permite el paso de la señal que se trata de introducir para su transmisión por la red.
Igualmente el receptor 2, tanto de cabecera como de los usuarios, cuenta con un bloque de tratamiento analógico 11 que recibe la señal analógica transmitida por la red y la convierte en digital, previa amplificación y filtrado, y la entrega a un bloque de tratamiento digital que traslada la banda de frecuencia empleada para realizar la transmisión por la red eléctrica a la banda base, al tiempo que recupera los símbolos OFDM demodulándolos y entregándolos a un bloque de procesado de datos 9 que a partir de las tramas recuperadas obtiene la información original enviada entregándola al equipo electrónico que corresponda: ordenador, televisor, etc.
Con ayuda de la figura 2 se describe el sistema en mayor detalle en el que tanto el transmisor 1 como el receptor 2 están conectados a un interfaz de datos de usuario 12 que comunica el módem con el equipo electrónico.
En el bloque de procesado de datos 6 se multiplexa el paquete de datos 15 (figura 4) a enviar, y se compone la trama 16 a transmitir mediante el gobierno de un módulo de control de acceso al medio (MAC) 14 de manera que añade una cabecera 17 indicativa de a quién o a quiénes va dirigido el paquete de datos 15, el modo de codificación de los datos, la prioridad, el tipo de mensaje, etc..
El corrector de errores por anticipado 20 (FEC) toma bloques de datos 18 compuestos por un número determinado de bytes y añade códigos de corrección y/o detección de errores 19 a cada uno de los bloques 18 para introducir la redundancia suficiente para realizar la corrección/detección de errores en recepción. Los códigos de corrección/detección de errores 19 pueden ser cualquiera de los conocidos en el estado de la técnica como ejemplo BCH, REED-SOLOMON, REED-MULLER, etc. Es importante señalar que el código de corrección/detección de errores puede variar para cada bloque de datos 18 y para cada usuario, tal y como será explicado con posterioridad.
Por tanto, el FEC 20 toma un número de bytes y obtiene a su salida un número mayor de bytes que contiene la información inicial más redundancia introducida por los códigos de corrección/detección de errores .
El FEC es gobernado por el MAC 14.
Además, el bloque de procesamiento de datos 6 cuenta con un bloque de entrelazado en el tiempo 22 que mejora las características de corrección de errores frente a las ráfagas de ruido producidas en la red eléctrica. Gracias a este bloque los errores de ráfaga son transformados en errores aleatorios tras realizar el desentrelazado, al quedar diseminados en varios bloques de datos, de manera que los errores producidos por los ruidos impulsivos de la red eléctrica no produzcan errores contiguos en recepción. Por tanto el bloque de entrelazado en el tiempo 22 realiza un reordenamiento atendiendo a distintas longitudes de bloque, siendo estas longitudes función de la protección que se desee otorgar en el sistema basándose principalmente en datos objetivos de la duración media de los ruidos impulsivos en el canal. Por tanto la longitud de los bloques y el número de bloques obtenidos a partir del FEC 20 tienen en cuenta las características medias esperadas en el canal.
En la figura 5 se muestra un posible ejemplo de entrelazado en el tiempo, que el caso concreto que nos ocupa, se efectúa mediante la introducción de bytes por filas y la extracción de dichos bytes por columnas, de anera que se produce el entrelazado comentado.
A continuación del entrelazado en el tiempo, el bloque de procesamiento de datos 6 cuenta con un asignador de bits y ordenador de frecuencias 23 que realiza el entrelazado en frecuencia, para lo que el MAC 14 informa de las portadoras disponibles en cada momento y las que deben de ser utilizadas en cada comunicación; todo ello a partir de la medida de la relación señal a ruido (S/N) obtenida que es realizada por el bloque de tratamiento digital 10 del receptor 2, tal y como será descrito con posterioridad. Así el asignador de bits y el ordenador de frecuencias 23 asigna los bits del paquete a transmitir a cada una de las portadoras seleccionadas para la comunicación. Ello produce una paralelización de los datos. Por tanto, las características comentadas del bloque de procesamiento de datos 6 determinan la realización de una multiplexación por división en el tiempo (TDMA), una multiplexación por división en frecuencia (FDMA) y el acceso múltiple por división ortogonal en frecuencia (OFDMA).
La TDMA se efectúa mediante el control en cada instante de tiempo de a qué usuario está dedicada la comunicación (utilizando todas o parte de las portadoras disponibles para la transmisión) . La FDMA se realiza mediante el control del asignador de bits y ordenador de frecuencias 23 por parte del MAC 14, al indicarle qué portadoras se deben de utilizar para la transmisión.
En OFDMA a cada usuario se le ofrece una porción del total de las portadoras utilizables en la comunicación .
El entrelazado en frecuencia puede cambiar para cada paquete de información a enviar y para cada usuario, adaptándose a los diferentes usuarios situados a diferentes distancias y que utilizan diferentes frecuen- cias, como se explica más adelante.
Esta estructura permite un máximo aprovechamiento del canal ascendente y descendente, ya que se realiza compartición en frecuencia y en tiempo, tanto del canal ascendente como del descendente.
Finalmente, el bloque de procesamiento de datos 6 cuenta con aleatofizador 24 que evita que se produzcan patrones de bits que puedan generar señales en fase en múltiples portadoras que se sumen en tensión a la salida del bloque de tratamiento analógico 8, de manera que este bloque, al no tener un rango dinámico suficiente para soportarlo, produciría recortes en esos picos de tensión. Por tanto, mediante el aleatorizador se reduce la probabilidad de que se produzcan dichos picos. Seguidamente los datos pasan al bloque de tratamiento digital 7 (figura 2) que cuenta con un codificador de constelación 28 que puede ser: M-DPSK (modulación diferencial de fase), m-PSK (modulación de fase) m-QAM (modulador de amplitud en cuadratura) y/o (m,n -APSK (modulación de amplitud y fase), de manera que se permite optimizar la cantidad de datos transmisible al utilizar un codificador con un número variable de bits por portadora que depende de las características del canal medidas en cada momento y de la velocidad deseada para comunicación, lo cual se señala mediante los parámetros "n" y "m" de las diferentes codificaciones indicadas. Por tanto a la salida del codificador de constelación 28 se obtiene una modulación OFDM digital en el dominio de la frecuencia (multiplexación por división ortogonal en el tiempo). A continuación la señal codificada se introduce en un procesador de dominio frecuencial 29, que es gobernado por el MAC 14, y cuya configuración varía dependiendo de que se trate del transmisor de cabecera o del transmisor de usuario. En el caso de que sea el del transmisor de usuario el procesador de dominio frecuencial 29 consiste en una máscara de potencia y un rotor. La máscara de potencia actúa como una preecualización ante las características frecuenciales conocidas del canal, modificando la amplitud de la señal recibida en las frecuencias implicadas en la comunicación, y el rotor tiene como objetivo compensar las pequeñas variaciones de frecuencia y fase debidas a los cambios en la función de transferencia del canal que producen que la constelación en recepción se encuentre "girada" respecto a la de transmisión. El procesador de dominio frecuencial de cabecera sólo incluye una máscara de potencia que realiza la preecualización comentada, ya que no precisa incluir el rotor dado que tanto el transmisor como el receptor de usuario incluyen dicho rotor evitando que el módem de cabecera tenga que realizar esta función.
El alrgoritmo preferido para computación de la transformada discreta de Fourier (DFT) es la (FFT) (transformada rápida de Fourier), debido a la alta eficiencia de este algoritmo . Del mismo modo la inversa de la DFT se realizaría preferentemente con el argorismo IFFT (inversa de la transformada rápida de Fourier) .
A continuación, el bloque de procesado digital 7, cuenta con un dispositivo IFFT 30 que realiza la inversa de la transformada rápida de Fourier compleja con lo que efectúa la traslación del dominio de la frecuencia al dominio del tiempo, y a continuación se elimina la parale- lización producida por el asignador de bits y ordenador de frecuencias 23 que distribuía la información en una serie de portadoras mediante el gobierno MAC 14; obteniéndose una única señal.
Tras realizar la transformación al dominio temporal, la señal se introduce en un generador de prefijo cíclico 31 que está constituido por un dispositivo de almacenamiento, que es gobernado por el MAC 14 para crear un prefijo cíclico 65 (figura 7) el cual es una repetición en tiempo de la parte final del símbolo OFDM que se va a transmitir.
Seguidamente la señal se introduce en un modulador IQ 33 (en fase y cuadratura), previo paso por un interpolador, de manera que mediante el interpolador se obtiene un número adecuado de muestras antes de realizar la modulación IQ. Esta modulación realiza la traslación de la frecuencia en banda base a una banda superior para adaptarla a la red eléctrica. El empleo de la IFFT compleja junto con el modulador IQ facilita la traslación en frecuencia, ya que en la entrada del dispositivo IFFT 30 se introducen directamente las señales de las portadoras correspondientes a las distintas entradas, y en su salida se obtiene una señal compleja (es decir, una señal cuya parte imaginaria es distinta de cero). Ello permite realizar la modulación IQ directamente a partir de esta salida puesto que la parte real corresponde con la señal en fase ( I ) mientras que la imaginaria corresponde con la señal en cuadratura (Q) o viceversa, y sólo hay que multiplicar por un oscilador de la frecuencia central adecuada para trasladar la banda a esa frecuencia central, lo que reduce considerablemente la estructura hardware.
La salida del modulador IQ 33 se aplica al bloque de tratamiento analógico 8, el cual cuenta con un convertidor digital/analógico 34 que convierte las señales moduladas digitales en analógicas para su envió a través de la red eléctrica 5 (ver las figuras 2 y 3).
En este punto cabe señalar que por tanto la modulación IQ es digital, pero igualmente podría realizarse una modulación IQ analógica, es decir tras el convertidor digital analógico, sin que ello represente una modificación apreciable en el diseño del sistema.
Además el bloque de tratamiento analógico 8 cuenta con un filtro de suavizado 35 que está constituido por un filtro paso bajo 35a y por un filtro paso alto 35b al que sigue un amplificador de ganancia programable 36 que además está unido a un amplificador de ganancia fija 37 de manera que se adecúan los niveles de la señal a transmitir para asegurar la conexión entre los extremos . Esta señal se aplica en el híbrido 3 y posteriormente en el separador 4 que introduce la señal en la red eléctrica filtrando la componente de 50-60 Hz de la red, para evitar la saturación de componentes en recepción. La frecuencia de funcionamiento del convertidor digital/analógico 34 es gobernada por el módulo de control de sincronización 27 para lo que éste proporciona una señal digital a un convertidor digital/analógico 39 que proporciona a su salida una señal de tensión para gobernar el funcionamiento de un oscilador controlado por tensión 38 que se aplica al convertidor digital/analógico 34 del bloque de tratamiento analógico 8.
Los datos transmitidos están constituidos por una cabecera codificada mediante una modulación robusta, frente a ruidos o errores producidos en la línea, como por ejemplo puede ser modulación QPSK, a la que siguen los datos en sí cuya codificación depende de la constelación utilizada en cada portadora en su transmisión ya comentada. Esta cabecera incluye información sobre a qué módem o módems de usuario va dirigida la información, la prioridad, el tamaño, etc.. Estas cabeceras deben de ser entendidas por todos y cada uno de los módems de usuario, por lo que se tiene que demodular la cabecera, incluso en casos en que la relación S/N sea baja, lo cual es posible gracias a la modulación QPSK, a los FEC con alta corrección, y a la redundancia ya comentada con anterioridad. Esta redundancia consistía en enviar la información repetida un número determinado de veces en distintas frecuencias, en distintos tiempos, y/o en distintos códigos, de forma que los módems de usuario puedan demodular la información de cabecera con mayor seguridad.
La señal enviada por la red eléctrica es captada por los receptores 2, los cuales realizan el proceso inverso al de transmisión, para lo que el bloque de tratamiento analógico 11 cuenta con un amplificador 50 (figuras 2 y 3) que incluye un amplificador de bajo ruido 50a y un amplificador de ganancia programable 50b, contando además con un filtro 51 que está constituido por un filtro paso bajo 51a y un filtro paso alto 51b, siendo éste el que realmente entrega la señal al amplificador de ganancia programable 50b, para su posterior conversión de la señal analógica a digital mediante el correspondiente convertidor 52, que igualmente es gobernado por el módulo de control de sincronización 27, a través del oscilador controlado por tensión 38.
A continuación la información pasa al demodulador IQ 53 que la entrega a un diezmador, de manera que tras realizar la demodulación y el diezmado más filtrado, se extrae el prefijo cíclico 65 mediante un extractor, del prefijo cíclico 55 de manera que se coge la parte de los símbolos sin contaminar por los ecos de la propagación multicamino .
En la figura 7 se representan esquemáticamente la onda directa 66, que llega directamente al receptor, así como los diferentes ecos 67, 68 y 69, habiéndose representado con 70 la señal que obtiene el receptor a partir de todas las anteriores, para lo que es preciso elegir un período de símbolo largo y un prefijo cíclico adecuado para asegurar la recepción correcta. En el ejemplo de realiza- ción el prefijo cíclico es del orden de 7 microsegundos .
La señal en recepción se enventana para permitir recuperar correctamente los símbolos OFDM, con lo que se evita la necesidad de realizar ecualización de la señal en el tiempo. Una vez extraídos correctamente los símbolos OFDM enviados, éstos pasan a un dispositivo FFT 56 (transformada rápida de Fourier) que realiza la conversión de la señal de tiempo a frecuencia y la entrega a un ecualizador en frecuencia 57. Todo este proceso es controlado por el módulo de control de sincronización 27 de manera que consigue que el muestreo realizado en cada uno de los receptores de la comunicación multipunto sea similar al realizado en el módem de cabecera, y de forma que sea posible conocer el comienzo de cada símbolo OFDM en recepción y así poder extraer el prefijo cíclico realizando el enventanado correcto.
El ecualizador de frecuencia 57 constituye un procesador de dominio frecuencial, que hace que el símbolo a su salida sea lo más aproximado posible al símbolo enviado desde el transmisor compensando el comportamiento del canal que introduce una atenuación y desfase en cada una de las portadoras utilizadas en la comunicación.
Tal y como fue comentado la red eléctrica no es estable en el tiempo, por lo que proceso de ecualización debe realizarse de forma continua.
Mediante el procesador de dominio frecuencial 57, además se obtiene la relación S/N utilizada para realizar la asignación de bits en el transmisor. Dicha relación S/N, en el ejemplo de realización, se obtiene a partir de la señal de error calculada en la ecualización en frecuencia, ya que la potencia utilizada en transmisión es conocida.
Las medidas de la relación S/N se realizan durante un determinado período de tiempo antes de validar la nueva relación S/N en una portadora, para evitar que ruidos puntuales de la red eléctrica produzcan valores instantáneos falsos de relación S/N. Tal y como fue comentado con anterioridad la información de la relación S/N se utiliza para asignar los bits a las diferentes portadoras y así adaptar la velocidad de transmisión.
En el sistema de la invención pueden llegarse a utilizar entre cero y ocho bits por portadora, en función del valor de la relación S/N obtenido tal y como fue señalado. Hasta el momento ningún sistema de los empleados en transmisión por red eléctrica permite incorporar más de dos bits por portadora, por lo que tienen una baja velocidad de transmisión, lo cual es solventado por el sistema de la invención, tal y como ha sido descrito. Por tanto, en función de los bits empleados por portadora se adapta la velocidad de transmisión, para lo cual la relación S/N medida se compara con una serie de umbrales (figura 8), en los que se ha introducido cierta histéresis para evitar continuos cambios si la relación S/N coincide con algunos de los umbrales, y a partir de ello se obtiene el número de bits por portadora (bpc) en cada grupo de frecuencias. En la figura 8 se muestra un posible ejemplo de los diferentes umbrales establecidos para la elección de bits a utilizar por portadora. El proceso de adaptación se repite continuamente para todas las portadoras, o bien para uno o varios conjuntos de ellas, de forma que se alcanza la máxima velocidad aplicable sobre la red eléctrica en cada momento, según las características instantáneas del canal que varían en función del tiempo por las características de la red eléctrica, tal y como ya fue comentado con anterioridad.
Tal y como fue señalado con anterioridad el MAC 14 asigna diferentes portadoras para los diferentes usuarios, asi como el número de bits a asociar a cada una de ellas. Esta función la realiza a partir de la relación S/N obtenida, asignando las portadoras que un usuario no puede utilizar, debido a que observe que en ellas tenga una baja relación S/N, a otros usuarios que tienen suficiente relación S/N como para poder utilizarlas. Además asigna las frecuencias a los distintos usuarios en función de los bits por portadora que puedan utilizar en cada una de las portadoras .
A continuación las señales obtenidas pasan a través de un decodificador variable de la constelación 58 que realiza la demodulación de las portadoras de los símbolos OFDM y seguidamente se deseleatoriza mediante un deseleatorizador 59 y se realiza la demodulación FDMA y TDMA mediante un módulo de asignación de bits y ordenación de frecuencias 60 complementario al 23 descrito para el transmisor.
Además el receptor cuenta con un bloque de desentrelazado 62 complementario al de entrelazado 22 de dicho transmisor. Posteriormente se realiza la corrección/- detección de errores mediante el dispositivo FEC 63 que entrega los datos al interfaz 12 con el equipo externo.
Por tanto los módems de cabecera y usuario presentan una configuración similar, con las diferencias indicadas y con la diferencia añadida, que se deduce de la descripción realizada, de que el procesador MAC 14 en el caso del módem de cabecera presenta una configuración más complicada que en el caso de los usuarios, ya que tiene que almacenar el número de bits por portadora que debe de enviarse a cada uno de los usuarios, y además incluyen las cabeceras de a quién va dirigida la información así como las frecuencias y períodos de tiempo que puede utilizar cada uno de los usuarios .
Además en el sistema de la invención es aplicable el procedimiento descrito en el apartado de descripción de la invención, el cual se deduce claramente de las explicaciones realizadas con ayuda de las figuras y se considera innecesaria la repetición del mismo.

Claims

REIVINDICACIONES: 1.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, que comprende una comunicación a través de un canal descendente, determinado por el enlace desde una cabecera con una pluralidad de diferentes usuarios, y una comunicación de un canal ascendente, determinado por el enlace desde los usuarios hasta la cabecera, siendo las comunicaciones llevadas a cabo mediante modulación OFDM (multiplexación por división ortogonal en frecuencia) obteniéndose símbolos OFDM, para lo que tanto los usuarios como la cabecera cuentan con un transmisor/receptor que incluye un módulo de control de acceso al medio (MAC), siendo el medio la red eléctrica, para realizar una comunicación maestro-esclavo, asi como medios para añadir/extraer un prefijo cíclico, en los símbolos OFDM y medios de conversión frecuencia a tiempo/- tiempo a frecuencia de los símbolos OFDM, y conversores digitales - analógicos/ analógicos - digitales; caracterizado porque el transmisor/receptor de cabecera y de los usuarios comprenden:
- medios para adaptar la transmisión digital a la red eléctrica que proporcionan: a) la modulación OFDM con un ancho de portadora reducido de al menos 1,5 kHz y con un número de portado- ras elevado de al menos 500 portadoras cada 10 MHz, para incrementar la robustez frente a desvanecimientos selectivos en frecuencia, provocados por diferentes longitudes de cables de red eléctrica entre cada usuario y cabecera y frente a interferencias de la red eléctrica; b) un prefijo cíclico de gran duración de al menos 7 microsegundos para recuperar la señal;
- donde el transmisor cuenta con medios para realizar una compartición del medio en tiempo TDMA (multiplexación por división en el tiempo) y en frecuencia FDMA (multiplexación por división en frecuencia), y/o en acceso múltiple por división ortogonal en frecuencia (OFDMA) de los datos transmitidos por los canales ascendente y descendente por múltiples usuarios;
- donde los receptores cuentan con medios para procesar la información correspondiente a los datos transmitidos en la comunicación en el dominio del tiempo y de la frecuencia, para obtener la máxima capacidad;
- medios de cálculo continuo de la relación S/N (señal a ruido) para cada una de las portadoras de la modulación OFDM en el canal ascendente y en el descendente para lo que tanto los distintos usuarios ubicados a diferentes distancias de la cabecera como ésta utilicen dinámicamente diferentes portadoras en un mismo símbolo OFDM, con un número de bits por portadora variable, maximizando la capacidad del canal en el tiempo.
- donde el transmisor cuenta con medios de asignación continua de las portadoras y del número de bits a asociar con cada una de dichas portadoras de la modulación OFDM a partir de la relación señal a ruido calculada, y medios de asociación a cada portadora asignada de los bits a transmitir para realizar la transmisión considerando los cambios que sufre la respuesta de la red eléctrica a diferentes distancias de los usuarios respecto de la cabecera en cada frecuencia y adaptar la velocidad de transmisión en función de la S/N calculada y de la calidad de transmisión requerida por cada usuario.
- medios de traslación de frecuencia para utilizar bandas superiores a una banda base, para adaptarse a la red eléctrica y para utilizar zonas espectrales superiores a la banda base;
2.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MÜLTIPÜNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de traslación de frecuencia están constituidos por moduladores/demoduladores IQ (en fase y cuadratura).
3.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 2, caracterizado porque los moduladores/demoduladores IQ son digitales.
4.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS
PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 2, caracterizado porque los moduladores/demoduladores IQ son analógicos .
5.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de traslación de frecuencia comprenden medios de filtrado y selección de uno de los armónicos, a partir del segundo armónico, del espectro del símbolo OFDM a la salida del conversor digital- analógico.
6.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 5, caracterizado porque comprende medios de preecualización del armónico seleccionado para evitar que distintas frecuencias tengan un tratamiento diferente por la acción del convertidor digital/análogico.
7.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque la traslación de frecuencia que realizan los transmisores sitúa las señales transmitidas por la red por encima de 1 MHz .
8.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de conversión de los símbolos OFDM frecuencia a tiempo de los transmisores están constituidos por un dispositivo que realiza la inversa de la transformada discreta de Fourier (inversa de la DFT de forma compleja), y porque la conversión de tiempo a frecuencia que realizan los receptores se efectúa mediante un dispositivo que realiza la transformada discreta de Fourier (DFT) también de forma compleja.
9.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MÜLTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicaciones 3 y 8, caracterizado porque la DFT compleja se utiliza en combinación con la modulación IQ digital incluyendo interpoladores y diezmadores para reducir el número de puntos necesarios en la transformada discreta de Fourier, y para simplificar el hardware del sistema.
10.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MÜLTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque tanto la cabecera como los usuarios comprenden medios para añadir dinámicamente información de protección de errores FEC (corrector de errores por anticipado) que proporcionan bloques de datos en los que se incluye la información de corrección/detección de errores, de manera que el FEC para cada bloque y para cada usuario se varia para adaptarlo a los diferentes usuarios situados en diferentes distancias y que utilizan diferentes portadoras .
11. - SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS
PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque tanto la cabecera como los usuarios comprenden medios de entrelazado en el tiempo para distribuir los datos de la información transmitida de manera que los errores que se produzcan por ruidos en la red queden diseminados en varios bloques de datos en recepción.
12.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindica- ciones 10 y 11, caracterizado porque el código FEC y el entrelazado en el tiempo cambian para cada paquete de información a transmitir y para cada usuario, para adaptarlo a la comunicación con diferentes usuarios situados a distintas distancias de la cabecera y que utilizan diferen- tes portadoras de la modulación OFDM.
13 .- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque el transmisor de cabecera y de los usuarios comprende medios de tratamiento analógico, que realizan la transformación del dominio digital al analógico mediante el convertidor digital/analógico y que además incluye medios para establecer la tensión y potencia de la señal a enviar y medios de filtrado para adecuar la señal para su transmisión por la red eléctrica; contando los receptores de cabecera y usuarios con medios de tratamiento analógico que realizan la transformación del dominio analógico al digital mediante el convertidor analógico/digital para recuperar la señal digital original .
14 .- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque el transmisor de cabecera y de los usuarios comprenden un interfaz de conexión con un equipo externo.
15.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 13, caracterizado porque los transmisores de cabecera y de los usuarios comprenden medios de aleatorización para evitar que determinados patrones de datos produzcan señales en fase con tensiones de pico superiores a las admisibles por los medios de tratamiento analógico; contando los receptores de cabecera y de los usuarios con medios de desaleatorización para obtener los datos originales previos a la aleatorización.
16.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque los transmisores de cabecera y de los usuarios comprenden medios de entrelazado en frecuencia constituidos por un módulo de reordenación y asignación de frecuencias para asignar las portadoras OFDM en la comunicación ascendente/descendente a cada uno de los usuarios y para asignar de forma continua el número de bits a asociar con cada portadora de la modulación OFDM.
17.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindica- ción 16, caracterizado porque los medios de asociación a cada portadora de los bits a transmitir para realizar la transmisión, están constituidos por un codificador variable de constelación, que codifica los datos a enviar con el número de bits especificado para cada portadora, estando constituido el codificador variable entre uno, varios, o todos de los siguientes moduladores:
- m-DPSK (modulación diferencial de fase)
- m-PSK (modulación de fase)
- m-QAM (modulación de amplitud en cuadratura) - (m,n)-APSK (modulación de amplitud y fase).
18.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 17, caracterizado porque los receptores de cabecera y de los usuarios cuentan con un decodificador variable de constelación que decodifica los datos recibidos con el número de bits especificado para cada portadora, estando constituido el decodificador variable entre uno, varios o todos de los siguientes demoduladores:
- m-DPSK (modulación diferencial de fase) - m-PSK (modulación de fase)
- m-QAM (modulación de amplitud en cuadratura)
- (m,n)-APSK (modulación de amplitud y fase).
19.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS
PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindica- ción 16, caracterizado porque los receptores de cabecera y de los usuarios cuentan con medios de reordenación de frecuencias complementarios a los medios de asignación de frecuencias de los transmisores de cabecera y de los usuarios .
20.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque los receptores de cabecera y de usuarios cuentan con medios de preecualización, para modificar la amplitud y la fase de las señales recibidas.
21.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS
PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 13, caracterizado porque los medios de tratamiento analógico, cuentan además con medios amplificadores y/o atenuadores, que están conectados a un circuito híbrido y a un separador para permitir introducir/extraer la señal en/de la red eléctrica eliminando la componente que ésta aporta (50-60 Hz) .
22.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicáción 1, caracterizado porque tanto cabecera como los usuarios comprenden un módulo para controlar la sincronización entre el transmisor y el receptor, efectuando la corrección de errores en frecuencia y enventanando la señal en el tiempo.
23.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS
PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 19, caracterizado porque comprende un módulo de procesado frecuencial que está constituido por un módulo de preecualización de potencia y por un rotor de corrección del ángulo girado de las constelaciones al ser enviadas por la red eléctrica en el caso del emisor y del receptor de usuario; y porque el controlador de sincronización, en el receptor de cabecera, está unido a un módulo de procesado frecuencial que está constituido por un módulo de preecua- lización de potencia; todo ello para evitar que el transmisor-receptor de cabecera tenga que corregir en el canal ascendente el ángulo girado en las constelaciones.
24.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS
PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindica- ción 1, caracterizado porque los receptores de cabecera y de los usuarios cuentan con un ecualizador en frecuencia (FEQ) que realiza la ecualización de cada una de las portadoras tanto en el canal ascendente como en el descendente, para permitit una demodulación coherente de la información transmitida en esas portadoras .
25.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 22, caracterizado porque la corrección del error de frecuencia se efectúa alterando la velocidad de los relojes de muestreo de los conversores analógicos-digitales y digitales-analógicos .
26.- SISTEMA TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindica¬ ción 22, caracterizado porque la corrección del error de frecuencia se efectúa remuestreando la señal digital obtenida en el receptor.
27.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 22, caracterizado porque los receptores de cabecera y de los usuarios cuentan con medios para extraer el prefijo cíclico de los símbolos OFDM recibidos, a partir de la información obtenida del módulo de sincronización para eliminar la interferencia entre símbolos en recepción que se produce por los ecos de la propagación multicamino que realiza la señal en la red eléctrica y obtener los símbolos OFDM originalmente transmitidos .
28.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque la relación S/N se calcula a partir de la diferencia entre la señal esperada y la recibida durante cierto período de tiempo, y porque la velocidad de transmisión se adapta mediante la comparación de la relación S/N con ciertos umbrales previamente fijados que son función de las diferentes modulaciones de constela- ción empleadas en el sistema y de la tasa máxima de errores que se quiera mantener en cada momento, conteniendo preferentemente, histéresis los umbrales previamente establecidos.
29.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque el MAC de usuario y cabecera cuenta con medios para informar por el enlace descendente de qué usuario puede transmitir por el enlace ascendente en cada período de tiempo y que portadoras puede utilizar.
30.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS
PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 1, caracterizado porque el MAC de usuario y cabecera cuenta con medios para introducir una cabecera en los datos a transmitir, indicativa de a quién o quiénes van dirigidos los datos y la forma en que dichos datos han sido codifica¬ dos .
31.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindica¬ ción 1, caracterizado porque los canales ascendentes y descendentes se separan en frecuencia, tiempo, código o combinación de éstos .
32.- SISTEMA DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicaciones 29 y 30, caracterizado porque la información transmitida en el enlace descendente es recibida por todos los receptores de los usuarios, para lo que éstos cuentan con medios para determinar si la información recibida debe de ser recuperada.
33.- PROCEDIMIENTO DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MULTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, que se caracteriza porque comprende las fases de:
- adaptar la señal digital de los datos a transmitir y multiplexarla componiendo las tramas para transmitir - introducir redundancia suficiente para realizar la corrección/detección de errores en recepción
- entrelazar en el tiempo para diseminar los errores y facilitar la corrección de los mismos
- entrelazar en frecuencia las portadoras de la modulación OFDM
- medida de la relación S/N
- asignación dinámica del número de bits por portadora en función de la medida de la relación S/N realizada y de la calidad requerida por el usuario - realizar la codificación de cada una de las portadoras de la modulación OFDM con el número variable de bits por portadora asignado.
- pasar la señal codificada del dominio de la frecuencia al dominio del tiempo mediante la inversa de la transformada rápida de Fourier
- añadir a la señal obtenida en el tiempo un prefijo cíclico para evitar que los ecos que se producen en la propagación multicamino que realiza la señal en la red eléctrica perjudiquen la obtención de los símbolos OFDM - trasladar en frecuencia la señal obtenida para utilizar bandas superiores a la banda base para adaptar la transmisión a la red eléctrica y utilizar bandas espectrales superiores
- conversión de la señal digital a una señal analógica y adaptación para enviarla por la red.
34.- PROCEDIMIENTO DE TRANSMISIÓN DIGITAL DE DATOS PUNTO A MÜLTIPUNTO SOBRE RED ELÉCTRICA, según reivindicación 33, caracterizado porque en recepción se realiza el proceso inverso.
HOJA DE SUSTITUCIÓN REGLA 26)
PCT/ES2001/000490 2000-12-18 2001-12-18 Sistema y procedimiento de transmision digital de datos punto a multipunto sobre red electrica WO2002051024A1 (es)

Priority Applications (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200300668A EA005957B1 (ru) 2000-12-18 2001-12-18 Система и способ многоточечной цифровой передачи данных по электрической сети
MXPA03005314A MXPA03005314A (es) 2000-12-18 2001-12-18 Sistema y procedimiento de transmision digital de datos punto a multipunto sobre red electrica.
JP2002552206A JP4263483B2 (ja) 2000-12-18 2001-12-18 電力線ネットワークを介したポイント・ツー・マルチポイントのデータのディジタル伝送のためのシステム及び処理
CA2453674A CA2453674C (en) 2000-12-18 2001-12-18 Point to multipoint system and process for the transmission over the electricity network of digital data
KR1020037008185A KR100722810B1 (ko) 2000-12-18 2001-12-18 전기 통신망을 통한 디지털 포인트 투 멀티포인트 데이터전송 시스템
EP01271701A EP1351408B1 (en) 2000-12-18 2001-12-18 Digital point-to-multipoint data transmission system on an electric network
DE60129845T DE60129845T2 (de) 2000-12-18 2001-12-18 Digitales punkt-zu-mehrpunkt-datenübertragungssystem auf einem elektrischen netzwerk
BRPI0116692A BRPI0116692B1 (pt) 2000-12-18 2001-12-18 sistema e processo para transmissão digital de dados, ponto a multiponto através da rede de eletricidade
IL15644001A IL156440A0 (en) 2000-12-18 2001-12-18 Point to multipoint system and processfor the transmission over the electricity network of digital data
DK01271701T DK1351408T3 (da) 2000-12-18 2001-12-18 Digitalt punkt-til-multipunkt datatransmissionssystem over et ströforsyningsnet
AU1612202A AU1612202A (en) 2000-12-18 2001-12-18 Digital point-to-multipoint data transmission system on an electric network
AU2002216122A AU2002216122B2 (en) 2000-12-18 2001-12-18 Digital point-to-multipoint data transmission system on an electric network
IL156440A IL156440A (en) 2000-12-18 2003-06-13 Multi-point point system and process for transmitting digital data through the power grid
US10/464,064 US7391714B2 (en) 2000-12-18 2003-06-17 Point to multipoint system and process for the transmission over the electricity network of digital data
HK04102422A HK1059512A1 (en) 2000-12-18 2004-04-02 Digital point-to-multipoint data transmission system on an electric network

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ESP200003024 2000-12-18
ES200003024A ES2184587B1 (es) 2000-12-18 2000-12-18 Sistema y procedimiento de transmision digital de datos punto a multipunto sobre red electrica.

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10/464,064 Continuation US7391714B2 (en) 2000-12-18 2003-06-17 Point to multipoint system and process for the transmission over the electricity network of digital data

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002051024A1 true WO2002051024A1 (es) 2002-06-27

Family

ID=8496039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2001/000490 WO2002051024A1 (es) 2000-12-18 2001-12-18 Sistema y procedimiento de transmision digital de datos punto a multipunto sobre red electrica

Country Status (19)

Country Link
US (1) US7391714B2 (es)
EP (1) EP1351408B1 (es)
JP (1) JP4263483B2 (es)
KR (1) KR100722810B1 (es)
CN (1) CN100531000C (es)
AT (1) ATE369666T1 (es)
AU (2) AU2002216122B2 (es)
BR (1) BRPI0116692B1 (es)
CA (1) CA2453674C (es)
CY (1) CY1107070T1 (es)
DE (1) DE60129845T2 (es)
DK (1) DK1351408T3 (es)
EA (1) EA005957B1 (es)
ES (2) ES2184587B1 (es)
HK (1) HK1059512A1 (es)
IL (2) IL156440A0 (es)
MX (1) MXPA03005314A (es)
PT (1) PT1351408E (es)
WO (1) WO2002051024A1 (es)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009135940A (ja) * 2009-01-07 2009-06-18 Victor Co Of Japan Ltd Ｏｆｄｍ信号、ｎａｋ信号
JP2009278670A (ja) * 2009-08-26 2009-11-26 Victor Co Of Japan Ltd Ｏｆｄｍ信号の受信装置およびｏｆｄｍ信号の受信方法
US8577299B2 (en) 2004-06-04 2013-11-05 Qualcomm Incorporated Wireless communication system with configurable cyclic prefix length

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10138650A1 (de) * 2001-08-07 2003-02-27 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Verschlüsseln eines diskreten Signals sowie Verfahren und Vorrichtung zur Entschlüsselung
JP2004158901A (ja) * 2002-11-01 2004-06-03 Kddi Corp Ｏｆｄｍ及びｍｃ−ｃｄｍａを用いる送信装置、システム及び方法
JP4461095B2 (ja) * 2003-03-10 2010-05-12 パナソニック株式会社 Ｏｆｄｍ信号の送信方法、送信装置及び受信装置
US7697448B2 (en) * 2003-04-03 2010-04-13 Broadcom Corporation Providing link quality intelligence from physical layer to higher protocol layers
CA2427403C (en) * 2003-04-21 2008-10-28 Regents Of The University Of Minnesota Space-time-frequency coded ofdm over frequency-selective fading channels
US8064528B2 (en) 2003-05-21 2011-11-22 Regents Of The University Of Minnesota Estimating frequency-offsets and multi-antenna channels in MIMO OFDM systems
US7590188B2 (en) * 2003-05-21 2009-09-15 Regents Of The University Of Minnesota Channel estimation for block transmissions over time- and frequency-selective wireless fading channels
IL156540A0 (en) 2003-06-19 2004-01-04 Zion Hada Ofdma communication system and method
EP1509002B1 (en) * 2003-08-19 2007-10-24 Sony Deutschland GmbH RF Coverage extension for wireless home networking systems
US11152971B2 (en) * 2004-02-02 2021-10-19 Charles Abraham Frequency modulated OFDM over various communication media
US7672384B2 (en) * 2004-03-12 2010-03-02 Regents Of The University Of Minnesota Bandwidth and power efficient multicarrier multiple access
US8046488B2 (en) * 2004-05-21 2011-10-25 Intel Corporation Dynamically modulating link width
FR2871323B1 (fr) * 2004-06-03 2006-07-28 Sagem Procede de configuration automatique d'un dispositif tete de reseau
US7391317B2 (en) 2004-09-08 2008-06-24 Satius, Inc. Apparatus and method for transmitting digital data over various communication media
JP4249750B2 (ja) * 2005-01-11 2009-04-08 三星電子株式会社 無線通信システムにおける高速フィードバック情報の伝送装置及び方法
US7804763B2 (en) * 2005-04-04 2010-09-28 Current Technologies, Llc Power line communication device and method
JP2006295479A (ja) * 2005-04-08 2006-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電力線通信装置及び電力線通信方法
DE102005016716B4 (de) * 2005-04-11 2012-05-03 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel in auf OFDM beruhenden Übertragungssystemen
US7564775B2 (en) * 2005-04-29 2009-07-21 Qualcomm, Incorporated Timing control in orthogonal frequency division multiplex systems based on effective signal-to-noise ratio
JP4731991B2 (ja) * 2005-05-16 2011-07-27 パナソニック株式会社 マルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信方法
US8406239B2 (en) 2005-10-03 2013-03-26 Broadcom Corporation Multi-wideband communications over multiple mediums
EP1770870B1 (en) 2005-10-03 2019-04-03 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Powerline communication device and method
US7808985B2 (en) 2006-11-21 2010-10-05 Gigle Networks Sl Network repeater
US8213895B2 (en) 2005-10-03 2012-07-03 Broadcom Europe Limited Multi-wideband communications over multiple mediums within a network
CN101228723B (zh) * 2005-10-05 2013-03-20 松下电器产业株式会社 可使通信系统共存的通信装置和共存方法
US20090207790A1 (en) * 2005-10-27 2009-08-20 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for settingtuneawaystatus in an open state in wireless communication system
US7440412B2 (en) * 2006-03-13 2008-10-21 Tzero Technologies, Inc. Link quality prediction
US7860146B2 (en) 2006-07-06 2010-12-28 Gigle Networks, Inc. Adaptative multi-carrier code division multiple access
WO2008007506A1 (fr) * 2006-07-10 2008-01-17 Osaka University Procédé de transfert, système de transfert, appareil transmetteur et appareil récepteur
US8885814B2 (en) 2006-07-25 2014-11-11 Broadcom Europe Limited Feedback impedance control for driving a signal
US8213582B2 (en) 2008-03-14 2012-07-03 Broadcom Europe Limited Coupling signal processing circuitry with a wireline communications medium
US9705562B2 (en) 2006-07-25 2017-07-11 Broadcom Europe Limited Dual transformer communication interface
CN101536446A (zh) * 2006-11-02 2009-09-16 Lm爱立信电话有限公司 用于降低papr的子载波激活和去激活
GB2449857A (en) * 2007-06-04 2008-12-10 British Broadcasting Corp Multi-carrier transmission system in which data is redundantly encoded using two different PAM schemes
EP2248257B1 (en) * 2008-01-25 2011-08-10 Nxp B.V. Improvements in or relating to radio receivers
JP5088957B2 (ja) * 2008-02-18 2012-12-05 パナソニック株式会社 電力線通信装置、電力線通信システム、および登録処理方法
US7602220B1 (en) 2008-06-24 2009-10-13 Gigle Semiconductor, Ltd. Resistor-input transconductor including common-mode compensation
US7795973B2 (en) 2008-10-13 2010-09-14 Gigle Networks Ltd. Programmable gain amplifier
US7956689B2 (en) 2008-10-13 2011-06-07 Broadcom Corporation Programmable gain amplifier and transconductance compensation system
US20100094995A1 (en) * 2008-10-14 2010-04-15 Entropic Communications, Inc. Silent Probes in a Communication Network
US8320566B2 (en) * 2008-10-16 2012-11-27 Entropic Communications, Inc. Method and apparatus for performing constellation scrambling in a multimedia home network
JP5338749B2 (ja) * 2010-06-03 2013-11-13 富士通株式会社 無線通信装置および帯域割り当て方法
RU2462751C2 (ru) * 2010-12-13 2012-09-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Многофункциональная система приема, демодуляции и обработки сигналов линий связи
FR2970828A1 (fr) * 2011-01-25 2012-07-27 France Telecom Filtre de ponderation, procedes et dispositifs d'emission et de reception d'un signal analogique et programme d'ordinateur correspondants
MD536Z (ro) * 2011-12-12 2013-02-28 ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ "D. Ghitu" АНМ Procedeu de transmitere a semnalelor prin linia de curent continuu
MD543Z (ro) * 2012-01-13 2013-03-31 ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ "D. Ghitu" АНМ Procedeu de transmitere a două semnale prin linia de curent continuu cu trei conductoare
JP2014064100A (ja) * 2012-09-20 2014-04-10 Aisin Seiki Co Ltd 電力線通信用トランシーバ及び電力線通信方法
US9059776B1 (en) 2012-11-30 2015-06-16 Marvell International Ltd. Integrated power line communication architectures for power entry modules
MD692Z (ro) * 2013-02-13 2014-05-31 ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ "D. Ghitu" АНМ Procedeu de transmitere a semnalelor de măsurare prin linia de curent continuu cu trei conductoare
US20140254649A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-11 Qualcomm Incorporated Rate adaptation algorithm using raw bit error rate
JP6115416B2 (ja) * 2013-09-06 2017-04-19 富士通株式会社 光送信器、光受信器、光伝送システム、光送信方法、光受信方法、および光伝送方法
US9654392B2 (en) * 2013-12-26 2017-05-16 Red Hat, Inc. MAC address prefixes used on virtual machine hosts
CN105450257A (zh) * 2014-08-22 2016-03-30 中车大连电力牵引研发中心有限公司 载波通信系统和数据处理方法
US10484513B2 (en) 2015-07-17 2019-11-19 Nsgdatacom, Inc. System, method, and computer program product for connecting or coupling audio communications systems over a software defined wide area network
DE102016218891A1 (de) * 2016-09-29 2018-03-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Antennenmessplatz
FR3126573A1 (fr) * 2021-08-26 2023-03-03 Sagemcom Energy & Telecom Sas Procede de transmission et dispositif noeud implementant ledit procede
CN114665923B (zh) * 2022-03-09 2024-05-07 深圳市国电科技通信有限公司 用于载波通信的数据处理方法、装置及处理器
CN116755319B (zh) * 2023-08-18 2023-11-21 青岛鼎信通讯股份有限公司 电能表时钟系统及控制方法、装置、计算机设备、介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355114A (en) * 1991-05-10 1994-10-11 Echelon Corporation Reconstruction of signals using redundant channels
WO1999031852A1 (de) * 1997-12-15 1999-06-24 Abb Patent Gmbh Mehrträgerverfahren und einrichtung zur durchführung des verfahrens
US6005477A (en) * 1997-04-17 1999-12-21 Abb Research Ltd. Method and apparatus for information transmission via power supply lines
EP1011235A2 (en) * 1998-12-15 2000-06-21 Nortel Networks Corporation Reception of multicarrier signals over power lines

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5285474A (en) * 1992-06-12 1994-02-08 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford, Junior University Method for equalizing a multicarrier signal in a multicarrier communication system
DE69528646T2 (de) * 1994-06-02 2003-06-18 Amati Comm Corp Verfahren und einrichtung zum koordinieren von mehrpunktkommunikation in einem mehrtonübertragungssystem
GB9510127D0 (en) * 1995-05-20 1995-08-02 West End System Corp CATV Data transmission system
JP2001505373A (ja) * 1996-09-02 2001-04-17 テリア アクティエ ボラーグ 多重搬送波伝送システムにおける、あるいはそれに関する改良
KR100227794B1 (ko) * 1997-07-16 1999-11-01 정선종 멀티포인트 통신 시스템 및 멀티캐스트 경로 배정생성방법에 의한 가상 경로 생성 방법
KR100250454B1 (ko) * 1997-12-23 2000-04-01 정선종 멀티포인트 통신 시스템 및 멀티캐스트 경로 오류 제어 및경로 재배정 방법
US6144695A (en) * 1997-12-23 2000-11-07 At&T Corp. Method and apparatus for reducing near-end crosstalk (NEXT) in discrete multi-tone modulator/demodulators
ITMI981699A1 (it) * 1998-07-23 2000-01-23 Alsthom Cge Alcatel Metodo e dispositivo per lo scambio bidirezionale di dati lungo lineee elettriche di bassa e media tensione
US6321075B1 (en) * 1998-07-30 2001-11-20 Qualcomm Incorporated Hardware-efficient transceiver with delta-sigma digital-to-analog converter
DE19837426C2 (de) * 1998-08-18 2001-12-06 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Senden von Informationssymbolen mittels einer Mehrzahl von Trägern und Verfahren und Vorrichtung zum Empfangen von Informationssymbolen
WO2000027085A1 (en) * 1998-10-30 2000-05-11 Broadcom Corporation Fractional-bit transmission using multiplexed constellations
US6985548B1 (en) * 1999-02-03 2006-01-10 Conexant Systems, Inc. System and method for timing recovery in a discrete multi-tone system
US7203718B1 (en) * 1999-10-29 2007-04-10 Pentomics, Inc. Apparatus and method for angle rotation
US6771284B1 (en) * 2000-03-01 2004-08-03 Gateway, Inc. System and method of providing a navigational aide
US6396392B1 (en) * 2000-05-23 2002-05-28 Wire21, Inc. High frequency network communications over various lines
US6671284B1 (en) * 2000-08-04 2003-12-30 Intellon Corporation Frame control for efficient media access

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355114A (en) * 1991-05-10 1994-10-11 Echelon Corporation Reconstruction of signals using redundant channels
US6005477A (en) * 1997-04-17 1999-12-21 Abb Research Ltd. Method and apparatus for information transmission via power supply lines
WO1999031852A1 (de) * 1997-12-15 1999-06-24 Abb Patent Gmbh Mehrträgerverfahren und einrichtung zur durchführung des verfahrens
EP1011235A2 (en) * 1998-12-15 2000-06-21 Nortel Networks Corporation Reception of multicarrier signals over power lines

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8577299B2 (en) 2004-06-04 2013-11-05 Qualcomm Incorporated Wireless communication system with configurable cyclic prefix length
US8582596B2 (en) 2004-06-04 2013-11-12 Qualcomm Incorporated Coding and modulation for broadcast and multicast services in a wireless communication system
US8588203B2 (en) 2004-06-04 2013-11-19 Qualcomm Incorporated Wireless communication system with improved broadcast coverage
US8687617B2 (en) 2004-06-04 2014-04-01 Qualcomm Incorporated Wireless communication system with improved broadcast coverage
JP2009135940A (ja) * 2009-01-07 2009-06-18 Victor Co Of Japan Ltd Ｏｆｄｍ信号、ｎａｋ信号
JP2009278670A (ja) * 2009-08-26 2009-11-26 Victor Co Of Japan Ltd Ｏｆｄｍ信号の受信装置およびｏｆｄｍ信号の受信方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2453674A1 (en) 2002-06-27
ES2184587B1 (es) 2004-08-01
IL156440A0 (en) 2004-01-04
JP2004523152A (ja) 2004-07-29
IL156440A (en) 2009-09-22
AU2002216122B2 (en) 2007-06-07
CN1489833A (zh) 2004-04-14
ATE369666T1 (de) 2007-08-15
CY1107070T1 (el) 2012-10-24
DE60129845T2 (de) 2008-04-24
DE60129845D1 (de) 2007-09-20
EP1351408B1 (en) 2007-08-08
KR20040018320A (ko) 2004-03-03
EA200300668A1 (ru) 2004-02-26
PT1351408E (pt) 2007-11-19
DK1351408T3 (da) 2007-12-10
BR0116692A (pt) 2005-01-18
CN100531000C (zh) 2009-08-19
ES2184587A1 (es) 2003-04-01
CA2453674C (en) 2010-06-22
EA005957B1 (ru) 2005-08-25
KR100722810B1 (ko) 2007-05-30
MXPA03005314A (es) 2003-09-25
HK1059512A1 (en) 2004-07-02
BRPI0116692B1 (pt) 2016-06-28
AU1612202A (en) 2002-07-01
EP1351408A1 (en) 2003-10-08
US7391714B2 (en) 2008-06-24
ES2291272T3 (es) 2008-03-01
US20040037214A1 (en) 2004-02-26
JP4263483B2 (ja) 2009-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2002051024A1 (es) Sistema y procedimiento de transmision digital de datos punto a multipunto sobre red electrica
JP3679722B2 (ja) マルチキャリア通信チャネルのための増強されたビットローディング
ES2302805T3 (es) Procedimiento de acceso multiple y multiple transmision en un sistema punto a multipunto sobre una red electrica.
EP1694020B1 (en) Multicarrier modulation system and method
US6430148B1 (en) Multidirectional communication systems
US20090092037A1 (en) Wireless Interactive System and Method
JPH10503893A (ja) 多重音調データ伝送システムにおける多ポイント−ポイント通信を整合するための方法及び装置
JP2006523393A (ja) 電力線を通してのデータ通信のためのシステムおよび方法
KR20090064359A (ko) 대역폭 비대칭 통신 시스템
GB2332602A (en) Multi-directional communication systems
US8170139B2 (en) Strengthened frequency hopping communication method and device
EP2443746A1 (en) Method and apparatus for clock recovery in xdsl transceivers
Mohapatra A new approach for performance improvement of OFDM system using pulse shaping
Amasa Inter Carrier Interference Cancellation in OFDM Systems
Gross et al. Discrete wavelet multitone (DWMT) system for digital transmission over HFC links
Stantchev et al. An integrated FSK-signaling scheme for OFDM-based advanced cellular radio
Akber et al. Performance Evaluation of Wimax
Chaudhary A Dissertation on Inter-carrier Interference (Analysis & Methods to Reduce ICI) in Mobile Communication Using OFDM
Smith et al. Digital Transmission Over the Telephone Network
Ravach Performance Analysis of OFDM Technology on Radio-over-Fiber Systems
Tamarapalli An Efficient ICI Cancellation Technique for OFDM Communication Systems
Rao Modeling and analysis of OFDM with adaptive clipping technique for PAPR reduction

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AU BR CA CN HU ID IL IN JP KP KR MA MX NZ PH PL RO SG US VN YU ZA

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: PA/a/2003/005314

Country of ref document: MX

Ref document number: 156440

Country of ref document: IL

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2453674

Country of ref document: CA

Ref document number: 10464064

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002552206

Country of ref document: JP

Ref document number: 1020037008185

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001271701

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200300668

Country of ref document: EA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 895/KOLNP/2003

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002216122

Country of ref document: AU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 018227228

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2001271701

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020037008185

Country of ref document: KR

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2001271701

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2002216122

Country of ref document: AU