BR112012007404B1

BR112012007404B1 - processo de redução das interferências entre um primeiro sinal de tipo corrente portadora, dispositivo de redução de interferências, modem e sistema para transmitir um sinal de tipo corrente entre modems de uma rede elétrica

Info

Publication number: BR112012007404B1
Application number: BR112012007404-0A
Authority: BR
Inventors: Roger Samy
Original assignee: Sagemcom Broadband Sas
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2021-05-11
Also published as: BR112012007404A2; CN102549961A; WO2011036026A1; FR2950766B1; US20140086290A1; US8619844B2; CN102549961B; EP2481181B1; EP2481181A1; FR2950766A1; US8976848B2; US20120177093A1

Abstract

PROCESSO DE REDUÇÃO DAS INTERFERÊNCIAS ENTRE UM PRIMEIRO SINAL DE TIPO CORRENTE PORTADORA TRANSMITIDOS ENTRE MODEMS DE UMA REDE ELÉTRICA E UM SEGUNDO SINAL TRANSMITIDO ENTRE MODEMS DE OUTRA REDE ELÉTRICA. A presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo de redução das interferências entre um primeiro sinal de tipo comum portador (Se) transmitido entre modems (M ~CPL~) de uma rede elétrica (Re) e um segundo sinal (S) transmitido entre modems (M) de outra rede elétrica (R), ditos sinais (Se, S) sendo codificados por repartição dos dados sobre frequências portadoras atribuídas de uma mesma banda de frequência reservada (BF). O processo é caracterizado pelo fato de que compreende: uma etapa (1) de medida por modem (MCPL) da rede elétrica de características de transmissão de cada frequência portadora (F) capazes de serem utilizadas para a codificação do primeiro sinal (Se); uma etapa (2) de detecção, por análise das características de transmissão medidas,de pelo menos uma frequência portadora (F ~2~,n), dessa segunda frequência portadora, que é atribuída ou capaz de sê-lo para codificar o segundo sinal (S) e que é comum com pelo menos uma frequência portadora (F ~1~,m), dita primeira frequência portadora, que é atribuída para a codificação (...).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo de redução das interferências entre um primeiro sinal do tipo corrente portadora, transmitido entre modems sobre uma rede elétrica, e um segundo sinal transmitido entre modems de outra rede.

[0002] É conhecido que serviços numéricos, tais como o acesso à Internet, a telefonia por Internet ou ainda a televisão alta definição, que são frequentemente agrupados pelos operadores sob uma oferta denominada "triplo-play", podem ser distribuídos pelos assinantes por várias redes domésticas.

[0003] Para isso, uma passarela doméstica é instalada na casa do assinante para trocar dados desses serviços com um equipamento da rede externa à instalação doméstica. Os sinais portadores desses dados sãoentão transmitidos localmente entre modems cujo tipo depende da tecnologia (norma) de transmissão que é utilizada.

[0004] Historicamente, a tecnologia ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line em inglês) foi a primeira a ser utilizada, mas a presente invenção se situa no caso das tecnologias de comunicação vazão elevada que podem ser de tipo DSL, isto é, por exemplo, VDSL (Very high big rate DSL em inglês) ou VDSL2 (ITU G.993.2) ou de acordo com a recomendação G.hm mode DSL (ITU G. 9960) ou ser de tipo corrente portadora, isto é, de acordo, por exemplo, com a norma HomeplugAV (Home Pulg PowerLine Alliance, "HomePulg AV baseline specification," Version 1.0.00, Dec.2005), ou à recomendação H.hn modo corrente portadora, ou ser baseadas na tecnologia desenvolvida pelas sociedade UPA/OPERA ou Panasonic.

[0005] Cada tecnologia de comunicação vazão elevada agrupa um conjunto de tratamento s de sinal para que dados sejam transmitidos entre dois modems, um emissor e o outro receptor.

[0006] Lado emissor, os dados a transmitir são, habitualmente codificados segundo um código corretor de erros de tipo FEC (Forward Error Code em inglês), depois os códigos obtidos são colocados em correspondência com um símbolo de uma constelação de uma modulação de tipo QAM (Qudrature Amplitude Modulation, em inglês) ou PSK (Phase Shift Keying em inglês). O comprimento desses símbolos, denominados na sequência símbolos QAM, depende da dimensão da constelação da modulação retida: 4QAM, 16QAM,..., BPSK (Binary Phase Shift Keying,. Em inglês). Os "bits" de cada símbolo QAM são em seguida repartidos em, frequências atribuídas ditas portadoras, segundo a técnica conhecida pelo nome OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing em inglês). As frequências portadoras são ortogonais entre elas e são distribuídas em uma banda de frequência reservada segundo um plano de frequências capazes de serem utilizados para repartir as frequências portadoras.

[0007] A banda de frequência reservada varia segundo as tecnologias vazão elevada. Ela pode se estender, por exemplo, de 2 a 30 MHz para a norma VDSL2 o de 1 a 100 Mhz pela recomendação ITU G. hn.

[0008] Os símbolos OFDM assim obtidos são então transmitidos sobre um canal de transmissão da rede elétrica. Pode-se anotar que as características de transmissão de um canal de transmissão flutuam no tempo segundo, entre outros, a evolução de sue ambiente.

[0009] Lado receptor, símbolos OFDM são recebidos e os dados são então obtidos por uma desmodulação dos símbolos QAM, segundo a constelação utilizada ao emissor e em sequência a uma decodificação do código corretor de erros.

[00010] A utilização de uma tecnologia vazão elevada de tipo corrente portadora para a distribuição de fluxo vazão elevada sobre uma rede elétrica doméstica é amplamente e reconhecida atualmente como sendo uma tecnologia vantajosa, devido, entre outros, ela utilizar uma rede de distribuição existente na casa do assinante e de a capacidade de transmissão sobre esse tipo de canal de transmissão, isto é, a vazão de transmissão sobre esse canal, é elevada.

[00011] Todavia, foi observado que, quando uma tecnologia de tipo corrente portadora era utilizada sobre uma rede elétrica local e que outra tecnologia vazão elevada, de tipo DSL ou de tipo corrente portadora, era utilizada sobre outra rede local, interferências ocorriam entre os sinais corrente portadora transmitida sobre a rede elétrica e os sinais transmitidos por essa outra rede.

[00012] Essas interferências ocorrem quando um a linha da rede elétrica se acha nas proximidades de uma linha dessa outra rede. Com efeito, como essas tecnologias de vazão elevada utilizam pelo menos parcialmente a mesma banda de frequência reservada, e o mesmo processo de codificação de dados por repartição sobre frequências portadoras, no caso OFDM, quando uma linha da rede elétrica se acha nas proximidades de uma linha dessa outra rede elétrica, os desempenhos de transmissão do canal de transmissão de cada uma das duas redes se degradam, induzindo, notadamente, perdas de vazão de transmissão sobre essas duas redes.

[00013] Essas interferências são amplificadas, quando os modems das duas redes locais são alimentados por uma mesma fonte elétrica, pois, nesse caso, um acoplamento por condução entre os modems ocorre.

[00014] A utilização da rede elétrica e de outra rede para a distribuição dos serviços de uma oferta triplo-play apresenta, portanto, o problema de interferência entre um sinal corrente portadora que é transmitido entre modems sobre uma rede elétrica e um sinal que é transmitido sobre outra rede que pode ser, seja DSL, seja uma rede elétrica eventualmente distinta da primeira.

[00015] É conhecido um processo, denominado "bit loading" em inglês, para codificar os dados de u sinal de tipo DSL por repartição sobre frequências portadoras a partir de características de transmissão estimadas de um canal de transmissão de uma linha da rede elétrica DSL.

[00016] Mais precisamente, esse processo iterativo consiste em cada iteração a otimizar a vazão de transmissão do canal de transmissão sobre alinha e o nível de potência de emissão do sinal transmitido sobre esse canal, considerando-se as interferências das outras linhas dessa rede elétrica como ruído e sob esforço de u perfil de densidade espectral determinado.

[00017] Duas abordagens são geralmente utilizadas para aplicar esse processo.

[00018] Segundo a primeira, a vazão de transmissão do canal de transmissão de uma linha da rede de tipo DSL é maximizada sob a dificuldade que o valor máximo de potência de emissão de cada frequência portadora respeita o perfil de densidade espectral determinado.

[00019] De acordo com a segunda abordagem, o nível de potência de emissão de cada frequência portadora é minimizada sob o problema de uma vazão de transmissão do canal de transmissão de uma linha fixada. Para maiores detalhes sobre essas duas abordagens, pode-se referir-se ao artigo "Dynamic Spectrum Management for Next-Generation DSL systemas", K. Song et al., IEEE Communications Magazine, October 2002.

[00020] A figura 1 representa cronogramas que ilustram u exemplo e resultado de repartição de dados de u sinal sobre frequências portadoras a partir de uma relação sinal sobre ruído SNR (F) estimado de um canal de transmissão. O cronograma do topo representa a densidade espectral de potência de emissão P do sinal em função das frequências portadoras que são aqui referenciadas 6 a 17. Um retângulo centrado sobre cada frequência portadora representa a largura da banda de frequência em torno de cada frequência portadora. O cronograma da parte inferior representa um exemplo de relação sinal sobre ruído SNR(F) estimado sobre o canal de transmissão.

[00021] Segundo esse exemplo, a relação sinal sobre ruído SNR(F) é muito elevada notadamente para as frequências portadoras 9 e 10 que portam então uma parte importante do sinal. É muito baixa notadamente para as frequências portadoras 14 a 17 que portam então uma parte relativamente fraca do sinal.

[00022] O processo ara codificar os dados de um sinal de tipo DSL permite, portanto, reduzir as interferências entre os sinais transmitidos entre duas linhas de uma rede elétrica de tipo DSL. Todavia, esse processo necessita de que os sinais sejam sincronizados no tempo, segundo uma mesma base de tempo. Esse processo não é, portanto, adaptado para reduzir as interferências entre sinais transmitidos sobre duas redes que não têm nenhuma base de tempo comum, tais como, por exemplo, duas redes elétricas distintas ou uma rede elétrica e uma rede de tipo DSL.

[00023] A versão atual da recomendação G.hn define especificações que devem respeitar os modems das tecnologias vazão elevada que serão proximamente utilizados para a distribuição dos serviços triplo-play na casa se um assinante, que essa distribuição seja realizada sobre pares metálicos telefônicos, sobre cabos coaxiais ou sobre linhas de potência elétrica, a fim de que os sinais transmitidos sobre esses diferentes suportes interferem o menos possível uns com os outros.

[00024] Em uma rede elétrica de tipo corrente portadora, por exemplo, de tipo G.hn modo corrente portadora, um dos modems, denominado mestre, exerce um papel particular dentre os outros modems de um mesmo suporte de transmissão. Esse modem mestre age de algum modo como uma cabeça de rede elétrica, memorizando os acontecimentos ligados aos modems, denominados escravos, e aplicando, além disso, um processo para codificar os dados de um sinal de tipo corrente portador por repartição sobre frequências portadoras, a partir de características de transmissão de um canal de transmissão da rede elétrica relativo a um modem escravo. Esse processo recorre a uma divisão estática dos recursos frequenciais ou temporais e a um mecanismo, conhecido pelo nome de "Power backoff" em inglês, que consiste em reduzir ao mínimo o nível de potência de emissão em função das vazões dos dados a transmitir. Em consequência, as frequências portadoras e seus níveis de potência são determinados independentemente das características de transmissão do canal de transmissão que evoluem com o tempo.

[00025] Assim, esse processo não considera as interferências devido a linha de outra rede que poderiam surgir em curso de transmissão dos sinais.

[00026] Essa recomendação define, entre outras, a camada física desses modems, os perfis de densidade especial espectral máxima, e a banda de frequência reservada dentre a qual as frequências portadoras são escolhidas. Segundo a versão atual dessa recomendação, a banda de frequência reservada se estende de 1Hz a 100 MHz, a ocupação das frequências portadoras, em número de 3960, é de 25 kHz e a densidade de potência de emissão é de - 50dBm/Hz. Além disso, essa recomendação preconiza que a camada MAC de um modem, camada de nível superior à camada física, segundo o modelo OSI, funciona segundo um modo que é sincronizado em relação à frequência da corrente elétrica alternada emitida pela rede elétrica. Por conseguinte, denomina-se esse tipo de modo de funcionamento, um modo MAC.

[00027] Além disso, uma contribuição a essa recomendação (ITU Documento 09AG-061, Study Group 15, Atlanta Geórgia, 20 February 2009) descreve que, no decorrer de um ciclo MAC, um modem mede a vazão de transmissão sobre o canal de transmissão, a relação sinal sobre ruído e o ruído de fundo para cada frequência portadora atribuída.

[00028] Todavia, essa contribuição não precisa como essas medidas podem ser utilizadas para reduzir as interferências entre um sinal corrente portador e um sinal transmitido sobre outra rede elétrica.

[00029] O inventor observou que o efeito do acoplamento entre uma rede elétrica e uma rede era no essencial devido aos níveis elevados de potência de emissão de certas frequências portadoras utilizadas para a transmissão dos símbolos OFDM sobre a rede elétrica. Por outro lado, foi observado que, apesar dos planos de frequência das tecnologias de tipo DSL e corrente portadora sejam diferentes, as frequências portadoras desses planos de frequências que interferem umas com as outras tinham, mais frequentemente, valores comuns, isto é, seja idêntico, seja de valores similares.

[00030] O problema resolvido pela presente invenção é, portanto, determinar um processo de redução das interferências entre um primeiro sinal de tipo corrente portadora, transmitido entre modems sobre uma rede elétrica, e um segundo sinal transmitido sobre outra rede elétrica, de tipo DSL ou corrente portadora, esses sinais sendo codificados por repartição dos dados sobre frequências portadoras atribuídas de uma mesma banda de frequência reservada.

[00031] Para isso, o processo compreende uma etapa de medida por cada modem da rede elétrica de características de transmissão de cada frequência portadora capaz de ser utilizada para a codificação do primeiro sinal, uma etapa de detecção, por análise das características de transmissão medidas, de pelo menos uma frequência portadora, dita segunda frequência portadora, que é atribuída ou capaz de sê-lo para codificar o segundo sinal e que é comum com pelo menos uma frequência portadora dita primeira frequência portadora, que é atribuída para a codificação do primeiro sinal, e cujas características de transmissão medidas são degradadas em relação àquelas de uma precedente medida, e uma etapa de otimização da repartição dos dados do primeiro sinal sobre frequências portadoras de maneira a minimizar o nível de potência de emissão das primeiras frequências portadoras que são comuns com as segundas frequências portadoras, assim detectadas, otimizando a vazão de transmissão do primeiro sinal.

[00032] Assim, a partir de medidas das características de transmissão das frequências portadoras capazes de serem utilizadas para a codificação do sinal corrente portadora, é determinado se essas frequências portadoras interferirem com frequências portadoras do segundo sinal de tipo DSL ou corrente portadora. Em seguida, é determinado quais são essas frequências portadoras, comparando-as com as frequências portadoras capazes de serem utilizadas para codificar o segundo sinal. A etapa de otimização permite então repartir em prioridade os dados do primeiro sinal sobre frequências portadoras, diferentes daquelas que acabam de ser assim detectadas.

[00033] A presente invenção se refere também a um modem previsto para aplicar esse processo e um sistema de distribuição de serviços de vazão elevada, compreendendo pelo menos esse modem.

[00034] As características da invenção mencionadas acima, assim como outras aparecerão mais claramente com a leitura da descrição seguinte de um exemplo de realização, essa descrição sendo feita em relação com os desenhos anexados, dentre os quais: - a figura 1 representa cronogramas que ilustram um exemplo de resultado de repartição de dados sobre frequências portadoras a partir de uma relação sinal sobre ruído estimado de um canal de transmissão; - a figura 2 representa uma ilustração de um primeiro modo de realização do processo; - a figura 3 representa um diagrama de um algoritmo iterativo que permite uma otimização concorrencial das repartições dos dados dos sinais Se e S sobre suas frequências portadoras; - a figura 4 representa uma ilustração de duas iterações desse algoritmo para repartir os dados dos sinais Se e S de maneira concorrencial; e - a figura 5 representa um modo de realização desse dispositivo no caso de uma rede elétrica compreendendo pelo menos um modem escravo e um modem mestre.

[00035] De maneira geral, a presente invenção se refere a um processo de redução das interferências entre um sinal corrente portador Se transmitido entre modems MCPL de uma rede elétrica Re e um sinal S transmitido entre modems M de uma rede elétrica R.

[00036] Os sinais Se e S são codificados por repartição dos dados sobre frequências portadoras atribuídas que pertencem todas, a uma mesma banda de frequência reservada BF, tal como descrito na parte introdutória. As M frequências portadoras atribuídas para codificar o sinal Se são anotadas com F1,m (m = 1 a M)..

[00037] O processo compreende, além disso, uma etapa 1 de medida por modem M da rede elétrica rede das características de transmissão de cada frequência portadora F capaz de ser utilizada para a codificação do sinal Se, uma etapa 2 de detecção, por análise das características de transmissão medidas, de pelo menos uma frequência portadora F2,n que é atribuída ou capaz de sê-lo para codificar o sinal S e que é comum com pelo menos uma frequência portadora F1,m que é atribuída para a codificação do sinal Se e cujas características de transmissão medidas são degradadas em relação àquelas de uma precedente medida, e uma etapa 3 de otimização da repartição dos dados do sinal Se sobre frequências portadoras, de maneira a minimizar o nível de potência de emissão das frequências portadoras F1,m que são comuns com as frequências portadoras F2,n assim detectadas, otimizando a vazão de transmissão do sinal Se.

[00038] No decorrer da etapa 2, as características de transmissão podem ser baseadas em uma propriedade de espaçamento que pode ser seja fixação, tal como igual ao desvio entre frequências portadoras de tipo VDSL2 (4KHz ou 8kHz) ou variável em função do canal que pode ser de tipo corrente portadora (PLT), coaxial ou telefônica e/ou seguindo os perfis desses canais. Isto permite se livrar dos ruídos presentes na banda de transmissão, quando das medidas das características de transmissão.

[00039] De acordo com uma aplicação do processo, a etapa 1 é utilizada por cada modem escravo da rede elétrica e a etapa 2 é aplicada por um modem mestre.

[00040] De acordo com essa aplicação, no decorrer da etapa '1, cada modem escravo MCPL mede características de transmissão em cada frequência portadora F da banda de frequência reservada BF

[00041] De preferência, as características de transmissão medidas em uma frequência portadora F são o nível de densidade espectral P dessa frequência portadora, o ganho 1^1 e a variância α2 do canal complexo de transmissão relativo a essa frequência portadora e a vazão de transmissão R1 do sinal Se.

[00042] As medidas feitas por cada modem escravo são em seguida transmitidas ao modem mestre.

[00043] No decorrer da etapa 2, o modem mestre detecta se pelo menos uma frequência portadora F2,n é comum com uma frequência portadora F1,m cujas característica s de transmissão medidas são degradadas em relação àquelas de uma precedente medida.

[00044] Para isso, o modem mestre analisa as características de transmissão Pm, H1m et ^m de cada frequência portadora F1,m e a vazão R1 que recebeu de cada modem escravo.

[00045] Essa análise consiste, por exemplo, em calcular a relação sinal sobre ruído SNR (F1,m ) de cada frequência portadora F1,m por:

e ao comparar essa relação sinal sobre ruído com um valor dessa relação anteriormente calculada a partir das características de transmissão anteriormente medidas.

[00046] De acordo com outro exemplo, o modem mestre compara a vazão de transmissão R1 com uma avaliação de transmissão anteriormente medida.

[00047] Quando as características de transmissão medidas para um modem escravo são degradadas em relação a uma precedente medida, por exemplo, quando a vazão de transmissão medida R1 é inferior a uma avaliação anteriormente medida e/ou quando a relação sinal sobre ruído SNR(1,m) é inferior a um valor dessa relação calculado a partir das características de transmissão medidas anteriormente, o modem mestre considera então cada frequência portadora atribuída ou capaz de sê-lo para codificar o sinal S e determina para cada uma dentre elas, se ela for comum com uma frequência portadora F1,m. Se for o caso, essa frequência portadora será anotada com F2,n.

[00048] De acordo com um modo de realização do processo, uma frequência portadora F1,m e uma frequência portadora F2,n são comuns quando elas são separadas uma da outra de uma distância inferior a uma distância máxima predeterminada que pode ser seja nula, isto é, as duas frequências são iguais a um mesmo valor, seja superior a zero no sentido estrito, isto é, as duas frequências portadoras têm valores diferentes mais próximas.

[00049] De preferência, a distância é definida pela diferença entre o seno cardinal da frequência portadora do sinal S ponderal por um filtro que limita os lobos secundários do seno cardinal, e o seno cardinal da frequência portadora do sinal Se ponderada por um filtro que limita os lobos secundários do seno cardinal.

[00050] Quando pelo menos uma frequência portadora F2,n foi detectada no decorrer da etapa 2, a etapa 2 prossegue pela etapa 3 de otimização da repartição dos dados do sinal Se em frequências portadoras de maneira a minimizar o nível de potência de emissão das frequências portadoras F1,m que são comuns com as frequências portadoras Fl,m assim detectadas, otimizando a vazão de transmissão do sinal Se.

[00051] Dois modos de realizações da etapa 3 são então apresentados: o primeiro se refere ao caso em que a rede elétrica R é uma rede de tipo DSL e o segundo se refere ao caso em que a rede elétrica R é também uma rede elétrica eventualmente distinta da rede elétrica Re.

[00052] De acordo com o primeiro modo de realização da etapa 3, usado pelo modem mestre, cada frequência portadora F1,m, cujas características de transmissão medidas são degradadas em relação àquelas de uma precedente medida e que é comum com uma frequência portadora F2,n, é substituída por uma nova frequência portadora F1,p (p =1 a P) da banda de frequência BF. Pode-se anotar que P é inferior ou igual a M.

[00053] É vantajoso que cada nova frequência portadora seja escolhida em uma sub-banda da banda de frequência reserva BF na qual nenhuma frequência portadora é atribuída para codificar o sinal S.

[00054] Por exemplo, no caso em que a rede R é uma rede de tipo DSL, essa sub-banda se estende de 30 a 100 MHz, pois essa nova frequência portadora não será então comum com qualquer uma das frequências portadoras atribuídas ou capazes de sê-lo para codificar o sinal S, evitando assim quaisquer interferências entre os sinais Se e S.

[00055] Os dados do sinal Se que eram até então codificados sobre as P frequências portadoras F1,m são então repartidos sobre essas novas frequências portadoras F1,p de maneira que a vazão de transmissão R* dessas novas frequências portadoras seja maximizada sob o problema que o valor máximo de potência de emissão de cada nova frequência portadora F1,p respeita um perfil de densidade espectral específica P, isto é, a repartição dos dados é realizada por resolução da seguinte equação:

[00056] Na qual Pp,|Hip|2,°2p são as medidas características de transmissão de uma frequência portadora F1,p realizadas no decorrer da etapa 1, e a expressão a +^F^p representa uma modelização do acoplamento entre a rede elétrica Re e a rede R. Pode-se anotar que esse modelo do acoplamento é função da frequência portadora, o que reflete a realidade.

[00057] O par de parâmetros (α, β ) é estimado por minimização por menor das medidas das características de transmissão de cada frequência portadora F realizadas no decorrer da etapa 1.

[00058] No caso, as P frequências portadoras F1,p permitem codificar os dados codificados até sobre as P frequências portadoras F1,m, isto é, que a vazão de transmissão do sinal Se após substituição das frequências portadoras é igual à vazão de transmissão do sinal Se previamente medido por um modem escravo, a etapa 3 é concluída.

[00059] Caso contrário, isto é, se a vazão de transmissão do sinal Se obtido no final da etapa de otimização é inferior a um avaliação de transmissão previamente medida desse sinal Se, pelo menos uma outra frequência portadora F1,c (c = 1 a C) é escolhida nas sub-banda complementar da sub-banda. No caso de uma rede de tipo DSL, essa sub-banda complementar se estende de 1 a 30 MHz.

[00060] Quando mais de uma frequência portadora F1,c é escolhida na sub-banda complementar, essas frequências portadoras são escolhidas de maneira que uma distância mínima os separa e isto a fim de evitar qualquer interferência entre elas.

[00061] Os dados do sinal Se que não puderam ser codificados nas frequências portadoras F1,p são então repartidos sobre essas frequências portadoras F1,c de maneira a minimizar o nível de potência emitida P1,c de cada frequência portadora F1,c sob o esforço que a vazão de transmissão R1 medido seja atingido, isto é, os dados do sinal Se que não puderam ainda ser codificados o seja. A repartição dos dados é realizada por resolução da seguinte equação:

[00062] Nas quais pc,|Hlc|2,G\ são as medidas das características de transmissão de uma frequência portadora F1,c realizadas no decorrer da etapa 1, e P* designa o nível mínimo de potência total emitida.

[00063] Pode-se notar que o número de frequências portadoras escolhidas na sub-banda complementar é determinado empiricamente, a fim de que todos os dados portados por frequência portadoras Fl,m sejam repartidos sobre as frequências portadoras Fl,p e Fl,c.

[00064] A figura 2 representa uma ilustração desse primeiro modo de realização do processo.

[00065] O cronograma do topo da figura 2 representa um exemplo de repartição dos dados do sinal Se sobre frequências portadoras F1,m numeradas com 6 a 17 de uma sub-banda da banda de frequências reservadas BF estendendo-se da frequência 1 à frequência 17.

[00066] Admite-se que no final da etapa 2, o modem mestre tenha detectado duas frequências portadoras F2,1 e F2,2 atribuídas ou capazes de sê-lo para codificar o sinal S que são comuns às frequências portadoras 6 e 9 atribuídas para codificar o sinal Se. Além disso, admitamos que as características de transmissão medidas dessas frequências portadoras 6 e 9 sejam degradadas em relação àquelas de uma precedente medida.

[00067] O cronograma do meio da figura 2 mostra o resultado da otimização segundo a equação 1 no caso em que as frequências portadoras 6 e 9 foram substituídas pelas frequências portadoras 14 e 15 da sub-banda definida aqui entre as frequências 6 e17. Pode-se anotar no caso que as frequências 14 e 15 estavam já atribuídas para a codificação do sinal Se. Os dados que portam fazem, portanto, parte dos dados a repartir.

[00068] Constata-se, nesse exemplo que os dados do sinal Se até então portados sobre as frequências portadoras 6 e 9 (às quais se acrescentam os dados portados pelas frequências 14 e 15) não puderam ser repartidos sobre as frequências portadoras 14 e 15.

[00069] Admite-se então que o conjunto dos dados portados até lá pelas frequências portadoras 6 e 9 (às quais se acrescentam os dados portados pelas frequências 14 e 15) não puderam ser repartidos sobre as frequências portadoras 14 e 15.

[00070] Duas outras frequências 1 e 3 são então escolhidas em uma sub-banda complementar definida aqui entre as frequências 1 a 5.

[00071] O cronograma da parte inferior mostra o resultado da otimização segundo a equação (2). Constata-se que os dados que não tinham ainda sido repartidos sobre as frequências 14 e 15 são repartidos sobre essas duas frequências portadoras 1 e 3.

[00072] De acordo com o segundo modo de realização da etapa 3, a rede R é uma rede elétrica e o sinal S é um sinal de tipo corrente portadoras que é transmitido sobre essa rede R entre modems. A etapa 3 é aplicada por um equipamento que é acessível por cada um desses modems mestres.

[00073] De acordo com esse modo de realização da etapa 3, a repartição dos dados do sinal Se sobre as frequências portadoras F1,m é otimizada, de maneira a minimizar o nível de potência de emissão das frequências portadoras F1,m que são comuns com frequências portadoras F2,n assim detectadas, otimizando a vazão de transmissão dos dados do sinal Se. Mas essa otimização é realizada de maneira concorrencial com a otimização da repartição dos dados do sinal S sobre as frequências portadoras F2,natribuídas e isto sob o problema de um perfil de densidade espectral específico P.

[00074] A figura 3 representa um diagrama de um algoritmo iterativo que permite essa otimização concorrencial das repartições dos dados dos sinais Se e S sobre suas frequências portadoras.

[00075] Esse algoritmo é baseado naquele descrito pelo artigo "An Adaptative multiuser Power Control Algprithm for VDSL", W.Yu et al, GLOBECOM01, vol 1, 2001, p. 394-398, no qual o acoplamento entre a rede elétrica rede, por exemplo, de tipo G.hn modo portador, e a rede elétrica R, por exemplo, de tipo G.hnm modo corrente portadora, é modelizado pela expressão a +^JF-m. O par de parâmetros (α, β) é estimado por minimização por menor das medidas das características de transmissão de cada frequência portadora F realizadas no decorrer da etapa 1.

[00076] O princípio do algoritmo consiste em obter repartições dos dados dos sinais Se e S, de maneira a atingir as vazões de transmissão medidas R1 e R2.

[00077] Para isso, inicialmente, os níveis de potência de emissão, P1,m e P2,n são fixados em valores predeterminados. Em seguida, no decorrer de uma primeira etapa iterativa, comumente denominada iterativa "water-filling" em inglês, os níveis de potência de emissão P1,m são minimizados sob o problema que a vazão de transmissão medida R1 seja atingida, isto é, por resolução da equação 3, na qual os expoentes * indicam que são valores atingidos pela otimização:

na qual pm,|Hm|2,a\ são as medidas das características de transmissão de uma frequência portadoras F1,m realizadas no decorrer da etapa 1.

[00078] Após a otimização da equação 3, os níveis de potência de emissão P2,nsão minimizados sob o esforço que a vazão de transmissão medida R2 seja atingida, isto é, por resolução da equação 4 na qual os expoentes * indicam que são valores atingidos pela otimização:

nas quais as características de transmissão são medidas por cada modem escravo da rede elétrica R, a saber o nível de densidade espectral P2,ndessa frequência portadora, o ganho |H2H|2 e a variância α.2n do canal complexo de transmissão relativa a essa frequência portadora e a vazão de transmissão R do sinal S.

[00079] Uma vez a otimização da equação 4 realizada, a otimização da equação 3 é de novo realizada, depois aquela da equação 4 e assim sucessivamente tanto que a vazão de transmissão R1* é estimada como sendo suficientemente próxima (inferior ou superior ou igual) da vazão de transmissão medida R1 e que a vazão de transmissão R2* é estimada como sendo suficientemente próxima da vazão de transmissão medida R2.

[00080] Quando essas duas condições são verificadas, a primeira etapa é seguida de uma segunda etapa no decorrer da qual os níveis de potência de emissão P1,m e P2,n são atualizados, conforme as seguintes relações:

[00081] A segunda etapa é seguida da primeira etapa quando a vazão de transmissão R1* é superior à vazão de transmissão medida R1 ou quando a vazão de transmissão R2* é superior à vazão de transmissão medida R2.

[00082] Os parâmetros δ e ε são fixados empiricamente, por exemplo, em valores respectivos de 3 dB e de 10%.

[00083] A figura 4 representa uma ilustração de duas iterações desse algoritmo para repartir os dados dos sinais Se e S de maneira concorrencial.

[00084] Cada cronograma representa as densidades espectrais de potência de emissão dos sinais Se e S em função das frequências portadoras da banda de frequência reservada BF. O cronograma no alto à esquerda representa essas densidades P1 e P2 em consequência da inicialização dos níveis de potência de emissão P1m e P2,n. O cronograma no alto à direita representa densidades, uma vez que os níveis de potência de emissão P1,m foram otimizados segundo a equação 3. Constata-se que a densidade espectral P1* obtida se concentra sobre frequências portadoras que não são atribuídas para codificar o sinal S, no qual pelo menos sobre frequências portadoras, cujos níveis de potência de emissão P2,n são os mais baixos. O cronograma embaixo à direita representa essas densidades, uma vez que os níveis de potência de emissão P2,n foram otimizados, segundo a equação 4. Constata-se o mesmo fenômeno, a saber, que a densidade espectral P2* obtida se concentra em frequências portadoras que não são atribuídas para codificar o sinal Se no qual pelo menos para as frequência portadoras cujos níveis de potência de emissão P1,m são mais baixos.

[00085] Assim, a cada interação da primeira etapa do algoritmo, as densidades espectrais de potência de emissão se distinguem uma da outra, evitando assim interferências entre os sinais Se e S.

[00086] O cronograma embaixo à esquerda representa as densidades espectrais de potência de emissão, uma vez que os níveis de potência de emissão P1,m foram de novo otimizados, segundo a equação 3, no decorrer de uma segunda iteração da primeira etapa do algoritmo. Constata-se que a densidade espectral de potência de emissão P1* se afere em um número maior de frequências portadoras, devido a níveis de potência de emissão P2,n, cujas frequência portadoras Fl,m estão próximas das frequências portadoras F2,n são valores menos elevados do que na iteração precedente.

[00087] Assim, ao cabo de algumas reações do algoritmo, as densidades espectrais de potência se distinguem uma da outra e se aferem em toda a banda de frequência reservada.

[00088] Segundo uma característica da invenção, as etapas do processo são repetidas periodicamente.

[00089] De preferência, o período de repetição T é sincronizado sobre a frequência da corrente elétrica alternada liberada por uma rede elétrica Re ou R. Por exemplo, quando um ciclo de funcionamento, modo MAC, modems MCPL é sincronizado na frequência F, o período T começa após uma duração Δ que começa a partir de cada passagem em 0 do sinal elétrico Se.

[00090] Nesse caso, o modem é previsto para detectar a passagem em 0 do sinal elétrico Se que lhe permite então lançar a execução das etapas do processo após a duração Δ que pode ser também útil.

[00091] De acordo com um de seus aspectos materiais, a presente invenção se refere a um dispositivo de redução das interferências entre um primeiro sinal de tipo corrente portadora transmitido entre modems de uma rede elétrica e um segundo sinal transmitido entre modems de uma outra rede.

[00092] Esse dispositivo compreende meios para aplicar um processo de redução das interferências descrito acima.

[00093] A figura 5 representa um modo de realização desse dispositivo no caso de uma rede elétrica, compreendendo pelo menos um modem escravo e um modem mestre MCPLM.

[00094] Segundo esse modo, o dispositivo é parcialmente utilizado por um modem mestre e por cada modem, escravo MCPLE.

[00095] Cada modem escravo MCPLE é um modem corrente portador clássico, isto é, previsto para transmitir a outro modem o sinal Se, cujos dados são repartidos em frequências portadoras. Além disso, cada modem escravo MCPLM compreende meios MM para medir características de transmissão de cada frequência portadora atribuída para a codificação do sinal Se ou capaz de sê-lo. Segundo a presente invenção, o modem escravo MCPLE compreende meios MT para transmitir ao modem mestre MCPLM as características de transmissão medidas.

[00096] O modem mestre MCPLM é previsto para gerar e repartir frequências portadoras. Segundo a presente invenção, ele compreende meios MR para receber características de transmissão de cada frequência portadora capaz de ser utilizada, medidas por cada modem escravo MCPLE, meios MD para detectar, por análise dessas características de transmissão medidas, pelo menos uma frequência portadora F2,n que é atribuída ou capaz de sê-lo para codificar um segundo sinal S transmitido entre modems de uma outra rede elétrica R, e que é comum com pelo menos uma frequência portadora F1,m que é atribuída para a codificação do sinal Se e cujas características de transmissão medidas são degradadas em relação àquelas de uma precedente medida. O modem, mestre MCPLM compreende também meios MO para otimizar a repartição dos dados do sinal Se em frequências portadoras, de maneira a minimizar o nível de potência de emissão das primeiras frequências portadoras F1,m que são comuns com as frequências portadoras F2,n assim detectadas, otimizando a vazão de transmissão do primeiro sinal Se.

[00097] De acordo com um modo de realização aplicado, os meios MM, MD, MO são realizados por um conjunto de componentes eletrônicos programáveis, utilizando, em particular, uma memória e os meios MT são componentes eletrônicos que se comunicam com meios de comunicação clássicos de dados entre modems de uma rede elétrica.

Claims

1. Processo de redução das interferências entre um primeiro sinal de tipo corrente portadora (Se) transmitido entre modems (MCPL) de uma rede elétrica (Re) e um segundo sinal (S) transmitido entre modems (M) de outra de (R), dos referidos sinais (Se, S) sendo codificados por repartição dos dados sobre frequências portadoras atribuídas de uma mesma banda de frequência reservada (BF), em que o processo compreende: uma etapa (1) de medida por cada modem (MCPL) da rede elétrica de características de transmissão de cada frequência portadora(F) capaz de ser utilizada para a codificação do primeiro sinal (Se), e uma etapa (3) de otimização da repartição dos dados do primeiro sinal (Se) sobre frequências portadoras, de maneira a minimizar o nível de potência de emissão de frequências portadoras sob o problema de uma vazão de transmissão do primeiro sinal (Se), caracterizado pelo fato de que comprende: uma etapa (2) de detecção, por análise das características de transmissão medidas, de pelo menos uma frequência portadora (F2,n ), dita segunda frequência portadora, que é atribuída para codificar o segundo sinal (S) e que é comum com pelo menos uma frequência portadora (F1,m ), dita primeira frequência portadora, que é atribuída para a codificação do primeiro sinal (Se), e cujas características de transmissão medidas são degradadas em relação àquelas de uma precedente medida; e a otimização da repartição dos dados do primeiro sinal (Se) sob problema de uma vazão de transmissão do primeiro sinal (Se) é realizada, de maneira a minimizar o nível de potência de emissão das primeiras frequências portadoras (F1,m ) que são comuns com as segundas frequências portadoras (F2,m ) assim detectadas.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as características de transmissão medidas em uma frequência portadora (F) estão no nível e densidade espectral (P) da referida frequência portadora, o ganho (|H\2) e a variância ( o-2) do canal complexo de transmissão relativo a essa frequência portadora e a vazão de transmissão (R1 ) do primeiro sinal (Se).

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma primeira frequência portadora (F1,m) é comum a uma segunda frequência portadora (F2,n), quando elas são separadas uma da outra de uma distância inferior a uma distância máxima predeterminada (D).

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a distância máxima (D) é nula, ou estritamente superior a zero, ou superior ou igual a zero.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que no decorrer da etapa de otimização (3), cada primeira frequência portadora (F1,m), cujas características de transmissão medidas são degradadas em relação àquelas de uma precedente medida e que é comum com uma segunda frequência portadora (F2,n) é substituída por uma nova frequência portadora (F1,p ) da banda de frequência reservada BF, e os dados do primeiro sinal (Se) que estavam codificados sobre essas primeiras frequências portadoras são então repartidas sobre essas novas frequências portadoras (F1,p), de maneira que a vazão de transmissão (R*) das referidas novas frequências portadoras seja maximizada sob a dificuldade que o valor máximo de potência de emissão de cada nova frequência portadora (F1,m ) respeita um perfil de densidade espectral específica (p).

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada nova frequência portadora (F1,p ) é escolhida em uma sub-banda da banda de frequência reservada, na qual nenhuma frequência portadora é atribuída para codificar o segundo sinal (S).

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que, se a vazão de transmissão do primeiro sinal (Se) obtido ao final da etapa de otimização é inferior a uma avaliação de transmissão medida do referido sinal, pelo menos outra frequência portadora (F1,c ) é selecionada na sub-banda complementar da referida sub-banda.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as frequências portadoras são escolhidas na sub-banda complementar, de maneira que uma distância mínima as separe.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os dados do primeiro sinal (Se) que não puderam ser codificados sobre essas novas frequências portadoras (F1,p ) são então repartidos sobre essas frequências portadoras (F1,c ) da sub-banda complementar, de maneira a minimizar o nível de potência de emissão (P1,c) de cada frequência portadora (F1,c ) da sub-banda complementar sob a dificuldade que uma vazão de transmissão medida do primeiro sinal (Se) seja atingida.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, no decorrer da etapa de otimização, a repartição dos dados do primeiro sinal (Se) sobre as primeiras frequências portadoras (F1,m ) é otimizada, de maneira a minimizar o nível de potência de emissão das primeiras frequências portadoras (F1,m) que são comuns com as segundas frequências portadoras (F2,n), assim detectadas, otimizando a vazão de transmissão do primeiro sinal (Se), e, de maneira concorrencial, a repartição dos dados do segundo sinal (S) sobre essas segundas frequências portadoras (F2,n ) é otimizada de maneira a minimizar o nível de potência de emissão da referida segundas frequências portadoras (F2,n), otimizando a vazão de transmissão dos dados do segundo sinal (S), e isto sob a dificuldade de um perfil de densidade espectral específica ( P).

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que as etapas de medida, de detecção e de otimização são marcadas periodicamente.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a repetição das referidas etapas é sincronizada sobre a frequência da corrente elétrica de uma rede elétrica.

13. Dispositivo de redução das interferências entre um primeiro sinal de tipo corrente portadora (Se) transmitida entre modems (MCPLE) de uma rede elétrica (Re) e um segundo sinal (S) transmitido entre modems (M) de outra rede elétrica (R), os referidos sinais (Se, S) sendo codificados por repartição dos dados de frequências portadoras atribuídas de uma mesma banda de frequência reservada, o referido dispositivo, em que compreende: meios (MM) para que cada modem (MCPL) da rede elétrica de medida das características de transmissão de cada frequência portadora (F) atribuída para a codificação do primeiro sinal (se) ou capaz de sê-lo, e meios (MO) para otimizar a repartição dos dados do primeiro sinal (Se) em frequências portadoras, e de maneira a minimizar o nível de potência de emissão de frequências portadoras sob a dificuldade de um avaliação de transmissão do primeiro sinal (Se), em que o referido dispositivo, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: meios (MD) para detectar, por análise das características de transmissão medidas, de pelo menos uma frequência portadora (F2,n), dita segunda frequência portadora, que é atribuída para codificar o segundo sinal (S) e que é comum com pelo menos uma frequência portadora (F1,m) dita primeira frequência portadora, que é atribuída para a codificação do primeiro sinal (Se), e cujas características de transmissão medidas são degradadas em relação àquelas de uma precedente medida, e pelo fato de os meios (MO) para otimizar a repartição dos dados do primeiro sinal (Se) sob dificuldade de uma avaliação de transmissão do primeiro sinal (Se) serem previstos para minimizar o nível de potência de emissão das primeiras frequências portadoras (F1,m ) que são comuns com as segundas frequências portadoras (F2,n ) assim detectadas.

14. Modem, dito mestre, previsto para gerar a repartição de frequências portadoras, ditas primeiras, de um primeiro sinal de tipo corrente portadora (Se) transmitida sobre uma rede elétrica, o referido modem compreendendo: meios (MR) para receber características de transmissão de cada frequência portadora capaz de ser utilizadas medidas por cada outro modem da rede elétrica; e - meios (MO) para otimizar a repartição dos dados do primeiro sinal (Se) em frequências portadoras de maneira a minimizar o nível de potência de emissão de frequências portadoras sob a dificuldade de uma vazão de transmissão do primeiro sinal (Se); caracterizado pelo fato de que compreende ainda: - meios (MD) para detectar, por análise das referidas características de transmissão medidas, pelo menos uma frequência portadora (F2,n), dita segunda frequência portadora, que é atribuída para codificar o segundo sinal (S) transmitido entre modems de outra rede elétrica, e que é comum com pelo menos uma frequência portadora (F1,m ), dita primeira frequência portadora, que é atribuída para a codificação do primeiro sinal (Se), e cujas características de transmissão medidas são degradadas em relação àquelas de uma precedente medida, e pelo fato de - meios (MO) para otimizar a repartição dos dados do primeiro sinal (Se) sob a dificuldade de uma vazão de transmissão do primeiro sinal (Se) serem previstos para minimizar o nível de potência de emissão das primeiras frequências portadoras (F1,m ) que são comuns com as segundas frequências portadoras (F1,n ), assim detectadas.

15. Sistema para transmitir um sinal de tipo corrente entre modems de uma rede elétrica, caracterizado pelo fato de que pelo menos um modem é como definido na reivindicação 14.