BRPI0116692B1 - sistema e processo para transmissão digital de dados, ponto a multiponto através da rede de eletricidade - Google Patents

Abstract

"sistema e processo para transmissão digital de dados, ponto a multiponto através da rede de eletricidade". o sistema permite ao comunicação bidirecional entre uma central e uma pluralidade de usuários através da rede de eletricidade, sendo caracterizada por permitir estabelecer a comunicação em baixa e alta velocidade para oferecer múltiplos serviços de alta qualidade aos usuários. o sistema compreende meios para realizar compartilhamento da rede em tempo, freqüência e/ou em acesso múltiplo por divisão ortogonal em freqüência (ofdma).

Description

"SISTEMA E PROCESSO PARA A TRANSMISSÃO DIGITAL DE DADOS, PONTO A MULTIPONTO ATRAVÉS DA REDE DE ELETRICIDADE" Campo técnico da invenção A presente invenção refere-se geralmente ao setor de telecomunicações e, mais particularmente, aplica-se â comunicação bidirecional entre um terminal de entrada e diversos usuários ao utilizar a rede de eletricidade como meio de comunicação, sendo assim oferecida uma variedade de serviços aos usuários através de dita rede. O objeto da presente invenção consiste em estabelecer comunicações tanto em baixa como em alta velocidade, podendo ser prestados aos usuários múltiplos serviços de alta qualidade que compreendem, por exemplo, vídeo por demanda, Internet de alta velocidade, etc. Pode também ser utilizada para aplicações que exigem latência maior, tal como, por exemplo, VoIP (voz através de IP) . Além disso, a invenção pode ser utilizada também para serviços de banda estreita, tais como serviços de telecomunicação telefônica e corrente padrão.

Histórico da invenção O uso da rede de eletricidade como meio de transmissão é conhecido no estado da técnica, mas devido a seu precário desempenho, seu uso como rede de transmissão de dados tem sido limitado à comunicação ponto a ponto, em velocidades muito baixas.

Isto se deve, entre outros motivos, ao fato de que na rede de eletricidade, a conexão e desconexão do aparelho gera picos de tensão e variações de impedância na linha, causando sérias perdas de sinal que variam em função de freqüência e tempo.

Além disso, diversos obstáculos impedem o estabelecimento de comunicação entre um terminal de entrada e uma pluralidade de usuários, em particular devido a muitas mudanças na impedância em diferentes frequências, e o surgimento de reflexos que fazem com que o sinal recebido seja uma combinação do sinal transmitido e de uma série de ecos que circulam pela rede de eletricidade com atenuações e retardos diferentes para cada um dos usuários no sinal recebido.

Além disso, atenuação, ruído e resposta de canal variam dinamicamente quanto â freqüência e tempo.

Todos estes obstáculos vêm até hoje limitando o uso da rede de eletricidade para comunicação de dúplex completo, ponto a multiponto em alta velocidade.

Por outro lado, outros meios de comunicação para a transmissão de dados são conhecidos no estado da técnica, tal como o uso de par trançado em telefones para estabelecer comunicação ponto a ponto ou ponto a multiponto.

Neste contexto, citamos a patente americana número 5.673.290 na qual é descrito um método de transmissão ponto a ponto e que consiste na comunicação através de um canal a jusante determinado por um link do terminal de entrada para uma pluralidade de usuários diferentes, e comunicação através do canal a montante determinada por um link dos usuários para o terminal de entrada, por meio do que a comunicação é possibilitada utilizando-se um sistema de transmissão muiti-tom digital discreto (DMT) e provendo a codificação dos dados digitais e a modulação dos dados codificados através do sinal multi-tom discreto.

Além disso, a linha de comunicação é supervisionada para determinar pelo menos um parâmetro de qualidade de linha, incluindo níveis de ruído em cada um, e inclui uma multidão de subcanais, cada um correspondendo a um tom de subportadora associado. O sistema de modulação é projetado para considerar diversos fatores, incluindo parâmetros de qualidade de linha detectada, parâmetros de ganhos de subcanal, e um parâmetro de mascaramento de potência permissível ao modular o sinal multi-tom discreto. O sistema de modulação é também capaz de ativar dinamicamente as subportadoras utilizadas e a quantidade de dados transmitidos em cada subportadora durante a transmissão para adaptar em tempo real as mudanças em subportadoras individuais.

Em aplicações suscetíveis à interferência, as larguras de banda associadas podem ser simplesmente mascaradas ou silenciadas para impedir interferência em qualquer direção, sendo os sinais, portanto, transmitidos por subportadoras com freqüências acima ou abaixo dos níveis de ruído mais significativos.

Além disso, neste documento a transmissão ocorre em banda-base, sendo utilizada a transformação hermitiana real conjugada das informações transmissíveis (Transformação Rápida de Fourier real). Devido âs características já descritas, este método de transmissão não pode ser aplicado à transmissão através da rede de eletricidade.

Além disso, o método descrito na patente acima citada refere-se à comunicação ponto a ponto e, portanto, nem seu uso através da rede de eletricidade nem a possibilidade de comunicação ponto a multiponto de dúplex completo podem ser inferidos.

Por outro lado, existem sistemas de comunicação ponto a multiponto tal como o descrito na patente PCT No. WO96/37062, em que a linha de transmissão pode ser cabo coaxial, fibra óptica ou similar, que utiliza sistema de modulação de acesso múltiplo por divisão ortogonal em freqüência (OFDM), um sistema de modulação que é bastante conhecido no estado da técnica e ao qual um prefixo cíclico é adicionado a cada símbolo OFDM para atenuar os defeitos da propagação multipercurso, conforme é conhecido no estado da técnica. O uso do prefixo cíclico com a modulação OFDM pode ser abrangido pela modulação DMT utilizada no documento anterior e igualmente amplamente utilizada no estado da técnica. O documento descreve de que forma os canais são estabelecidos através de respectivos grupos de subportadoras, de forma que a cada usuário é atribuído um grupo específico de tons para que o hardware e a complexidade envolvida ao se realizar a transformação discreta de Fourier seja substancialmente reduzido; porém, como sistema fixo não permite a atribuição de subportadoras diferentes aos usuários dependendo da freqüência predominante e das condições de tempo em cada canal, mesmo quando, conforme descrito no caso da patente americana No. 5.673.290, as subportadoras individuais possam conectar-se ou desconectar-se para evitar interferências.

Além disso, utiliza um loop remoto para corrigir a freqüência de osciladores locais dos diversos modems de usuário.

Como estado da técnica relevante podemos citar o Documento EP-1011235-A2, que descreve uma concretização para receber sinais de muitiportadora através de linhas de força. O documento mostra um sistema de comunicação de linha de força Multiplexado por Divisão Ortogonal em Freqüência (OFDM), compreendendo uma linha de força para distribuir eletricidade a uma pluralidade de instalações e uma estação de comunicação acoplada à linha de força numa das instalações, estação esta que utiliza uma parte da linha de força, externa à instalação, como um meio de comunicação. A estação de comunicação inclui um receptor que compreende um sistema de corte ("clipping") adaptado para cortar uma forma de onda de dados OFDM de entrada, que inclui um componente de ruído impulsivo regular, de forma a reduzir o nível de ruído na forma de onda.

Podemos também citar a patente americana No. 5.815.488 e a patente americana No. 5.828.660 relativas à comunicação ponto a multiponto.

Em nenhum destes documentos há uma descrição da adaptação para transmissão utilizando a rede de eletricidade.

Além disso, nenhum dos documentos citados anteriormente trata da transmissão para usuários múltiplos, e nem da forma de se maximizar a produtividade dos canais a jusante e a montante na rede de eletricidade.

Descrição da invenção A presente invenção compreende um sistema e processo para a transmissão digital de dados a altas velocidades numa comunicação ponto a multiponto através da rede de eletricidade.

Para obter isto, a presente invenção, como é o caso de outros sistemas convencionais existentes, faz a comunicação ou link entre um terminal de entrada e uma pluralidade de usuários diferentes (canal a jusante) e dos usuários para o terminal de entrada (canal a montante), a comunicação sendo completada por meio de uma modulação OFDM (multiplexagem por divisão ortogonal em freqüência) que gera símbolos OFDM para obter uma comunicação mestre-escravo quando tanto os usuários como o terminal de entrada tiverem um transmissor/receptor incluindo um módulo de Controle de Acesso à Mídia (MAC), em que, no caso da presente invenção, o meio é a rede de eletricidade. Além disso, o sistema da presente invenção inclui os meios para adicionar/extrair um prefixo cíclico aos símbolos OFDM e os meios para converter os símbolos OFDM de freqüência para tempo e de tempo para freqüência e conversores digitais para analógicos e analógicos para digitais. A invenção é caracterizada pelo fato de o transmissor/receptor para o terminal de entrada e para os usuários incluir os meios para adaptar a transmissão digital à rede de eletricidade, de forma que estes aloquem a modulação OFDM com uma largura de portadora reduzida em até pelo menos 1,5 KHz e com o número de portadoras aumentado em até pelo menos 500 portadoras para cada 10 MHz para reforçar contra desvanecimento seletivo de freqüência decorrente das extensões de cabo variáveis na rede de eletricidade entre cada usuário e o terminal de entrada e para reforçar contra interferências na rede de eletricidade.

Os meios para adaptar a transmissão digital à rede de eletricidade requerem um prefixo cíclico de longa duração, de pelo menos 7 microsegundos, para recuperar adequadamente o sinal.

Além disso, a invenção é caracterizada pelo fato de o transmissor para o terminal de entrada e dos usuários incluir os meios para compartilhar a mídia em TDMA de tempo (Acesso Múltiplo por Divisão em Tempo) , em FDMA de freqüência (Acesso Múltiplo por Divisão em Freqüência), e/ou em Muitiplexagem por Divisão Ortogonal em Freqüência (OFDM), que permite alocar uma porção das portadoras utilizadas na comunicação e dos dados transmitidos a cada usuário e compartilhar o canal a montante e a jusante por múltiplos usuários, de forma a otimizar a velocidade de transmissão para cada usuário na rede de eletricidade.

Uma outra característica, complementar à característica descrita acima, é que os receptores de terminal de entrada e de usuário incluem os meios para processar informações correspondentes aos dados transmitidos na comunicação em domínios de tempo e de freqüência, de forma a recuperar os dados compartilhados transmitidos em tempo e freqüência.

Além disso, o sistema da presente invenção inclui os meios para continuamente calcular a SNR (relação de sinal/ruído) para cada uma das portadoras da modulação OFDM tanto a jusante como a montante, de forma que usuários diferentes localizados em distâncias diferentes do terminal de entrada utilizem portadoras dinamicamente diferentes no mesmo símbolo OFDM, com um número variável de bits por portadora, em função do cálculo de SNR, otimizando a produtividade de transmissão através da rede de eletricidade em todo tempo.

Para obter esta função, o sistema da presente invenção é caracterizado pelo fato de o transmissor, tanto para o terminal de entrada como para usuários, incluir os meios para atribuir e ordenar portadoras entre usuários, de forma a atribuir o número de bits a serem associados a cada uma das portadoras na modulação OFDM, a partir do resultado do cálculo de SNR. Também inclui os meios para associar cada uma das portadoras aos bits atribuídos para efetuar a transmissão, levando em consideração as mudanças sofridas pela resposta na linha de eletricidade devido à impedância, atenuação e as distâncias variadas entre os usuários e o terminal de entrada em todo tempo e freqüência, de forma a adaptar a velocidade de transmissão em função da qualidade de transmissão requerida para cada usuário. Além disso, a alocação de portadoras à comunicação distinta provê intercalar em freqüência. É neste módulo que a tarefa de compartilhar a mídia com FDMA, TDMA e/ou OFDMA é principalmente empreendida, conforme já mencionado.

Esta estrutura permite que a máxima velocidade possível seja atingida na rede de eletricidade, pelo fato de as portadoras serem atribuídas individualmente aos usuários com SNR suficiente, e, além disso, a cada uma das portadoras mencionadas é atribuído o número de bits que ela pode transmitir em função do cálculo de SNR, permitindo que até 8 bits sejam atribuídos por portadora quando a medição da SNR for suficiente para garantir que a taxa de erro de bit dos fluxos de comunicação seja mantida abaixo de um certo valor, quando o número de bits for decidido em função dos limiares estabelecido, conforme anteriormente descrito.

Obviamente o número de 8 bits por portadora pode ser aumentado em função de avanços técnicos.

Outra característica da invenção é que o transmissor/receptor de terminal de entrada, bem como aqueles do usuário incluem os meios para permitir translação de freqüência a bandas superiores à banda-base, para que os sinais digitais sejam adaptados para transmissão através da rede de eletricidade e para permitir o uso de zonas espectrais superiores à banda-base. O transmissor/receptor tanto do terminal de entrada como dos usuários inclui os meios para permitir processamento analógico, utilizando um conversor digital para analógico que, no caso do transmissor, envia dados através da rede de eletricidade, e no caso do receptor, recebe dados da rede de eletricidade. O processamento analógico inclui os meios para estabelecer a tensão e potência do sinal a ser enviado e meios de filtragem de forma a adaptar o sinal para transmissão através da rede de eletricidade.

Numa concretização da invenção os meios de translação de frequência consiste de moduladore s/demoduladores IQ (em fase e quadratura) que podem ser digitais ou analógicos, de forma que no primeiro caso o dito modulador IQ é posicionado antes do bloco de processamento analógico e no segundo caso é posicionado após ter feito a conversão digital para analógica.

Interpoladores e decimadores podem ser introduzidos juntamente com o modulador/demodulador IQ para reduzir o número de pontos necessários para fazer a transformação discreta de Fourier (DFT).

Em outra concretização da invenção os meios de translação de freqüência compreendem meios de filtragem e a seleção de um dos harmônicos produzidos pelo conversor digital para analógico, começando do segundo harmônico de espectro do símbolo OFDM, em cujo caso a forma de onda de freqüência dos sinais deve ser compensada para compensar a resposta da conversão de tempo para freqüência (tipicamente um sinc) . Isto evita ter de modular o sinal antes de enviar informações, devido ao fato de o mesmo já estar em bandas de freqüência superiores à banda-base. Numa concretização preferida da invenção, os meios para fazer a conversão de freqüência para tempo dos símbolos OFDM em transmissão são estabelecidos por um dispositivo que faz a forma complexa do inverso da transformação discreta de Fourier (IDFT), e em relação à conversão de tempo para freqüência feita pelos receptores, isto é obtido por meio de um dispositivo que realiza a forma complexa da transformação discreta de Fourier (DFT). O DFT complexo, bem como o IDFT complexo e a modulação/demodulação IQ digital são utilizados em combinação para reduzir o número de pontos necessários para a transformação discreta de Fourier, aumentando assim a flexibilidade e reduzindo os custos associados com a implementação do sistema. A translação de freqüência executada pelos transmissores em diferentes concretizações possíveis, coloca os sinais transmitidos pela rede acima de 1 MHz.

Numa concretização preferida da invenção, o número de portadoras é de 1000 para cada 10 MHz.

Além disso, a invenção é caracterizada pelo fato de tanto o terminal de entrada como os usuários conterem os meios para adicionar informações FEC (correção antecipada de erros) que aloca blocos de dados que incluem redundância que, por sua vez, constitui informações para a correção/detecção de erros, para que a FEC em cada bloco e para cada usuário varie para adaptá-la às diferentes situações de usuário em distâncias diferentes e utilizando freqüências diferentes.

Tanto o terminal de entrada como os usuários incluem os meios de intercalar em tempo, bem como intercalar em freqüência, conforme já descrito e consistindo da seleção das portadoras em função da medição da SNR. A intercalação em tempo distribui os dados transmissíveis, de forma tal que os erros produzidos devido a ruído na rede sejam disseminados através de diversos blocos de dados. A intercalação em tempo, bem como a intercalação em freqüência muda para cada bloco de dados formado após incorporação da correção de erro, e a FEC também varia para cada bloco, conforme já mencionado.

Os transmissores de terminal de entrada e de usuário incluem os meios de codificar os dados, de forma a evitar que padrões fixados produzam sinais em fase que, juntos, possam gerar picos de tensão superiores à faixa dinâmica dos meios de processamento analógico; além disso, os receptores de terminal de entrada e de usuário incluem os meios de decodificar para obter os dados originais transmitidos (ou seja, os dados antes do processo de codificação). O método de associar cada portadora aos bits a serem transmitidos a fim de efetuar a transmissão é estabelecido por um codificador de constelação variável que codifica os dados a serem enviados com o número de bits atribuído a cada portadora, sendo o codificador variável estabelecido de acordo com uma, diversas ou todas as seguintes modulações: m-DPSK (modulação de fase diferencial) m-PSK (modulação de fase) m-QAM (modulação pela amplitude da quadratura), (m,n)-APSK (modulação pela amplitude e de fase).

Além disso, os receptores de terminal de entrada e de usuário incluem um decodificador de constelação variável que decodifica os dados recebidos com o número de bits especificados por cada portadora, sendo que o decodificador variável é estabelecido de acordo com uma, várias ou todas as seguintes demodulações: m-DPSK (demodulação de fase diferencial) m-PSK (demodulação de fase) M-QAM (demodulação pela amplitude da quadratura) (m,n)-APSK (demodulação pela amplitude e de fase).

Os receptores de terminal de entrada e de usuários incluem os meios para ordenar as freqüências e para alocar os bits complementares aos meios de ordenação e alocação de freqüência e a alocação dos bits dos transmissores de terminal de entrada e de usuário.

Os receptores de terminal de entrada e de usuários incluem os meios de preequalização, antes dos meios de conversão de tempo para freqüência, para modificar a amplitude e fase dos sinais recebidos e para compensar a modificação causada pelo canal no sinal recebido.

Os meios de processamento analógico também contém meios para amplificar e/ou atenuar, que são conectados a um circuito hibrido e a um separador para permitir a introdução/extração do sinal da rede de eletricidade, enquanto elimina o componente que esta traz (50-60 Hz).

Os modems tanto de terminal de entrada como de usuários incluem um módulo para controlar a sincronização entre os modems de terminal de entrada e de usuários.

Os receptores e transmissores tanto do terminal de entrada como de usuários incluem um módulo de processamento de freqüência que, no caso do emissor e receptor de usuário é constituído de um módulo de preequalização de potência, ou máscara de potência, e de um rotor corretor de ângulo que rota as constelações para corrigir os erros de freqüência e fase, enquanto o processador de freqüência no receptor de terminal de entrada inclui um módulo de preequalização de potência. O equalizador de freqüência (FEQ) executa a equalização de cada uma das portadoras de sinal recebido. Esta função ocorre na recepção, tanto a jusante como a montante, e permite a recuperação do sinal, enquanto impede interferência entre símbolos e os efeitos de degradação devido â rede de eletricidade. A SNR pode ser obtida utilizando-se os sinais de controle neste sistema.

Numa concretização da invenção, a correção de erro de freqüência na recepção ocorre alterando-se a velocidade dos relógios de amostragem nos conversores analógicos para digitais nos receptores.

Em outra concretização da invenção, a correção de erro de freqüência ocorre reamostrando-se o sinal digital obtido no receptor.

Os receptores de terminal de entrada e de usuários incluem os meios de extrair o prefixo cíclico dos sinais OFDM recebidos, utilizando as informações obtidas no módulo de sincronização para eliminar aquela parte do sinal recebido contaminada por ecos devido à propagação multipercurso do sinal na rede de eletricidade e para obter os sinais OFDM. A SNR pode ser calculada a partir da diferença entre o sinal esperado e aquele recebido durante um certo período de tempo. A velocidade de transmissão é adaptada comparando-se a SNR com certos limiares previamente fixados, escolhidos em função das constelações de modulação diferentes utilizadas no sistema.

Os limiares estabelecidos incluem histerese para evitar mudanças contínuas, caso a SNR coincida com qualquer um dos limiares, e destes é obtido o número de bits por portadora, controlando-se a velocidade de transmissão. O MAC de terminal de entrada inclui os meios para adicionar um cabeçalho indicativo aos dados enviados, identificando de quem e para quem os dados são enviados e a forma na qual foram codificados, de forma que diversos usuários saibam de quem e para quem a transmissão do terminal de entrada é dirigida. Além disso, o MAC de terminal de entrada é também responsável por identificar quais usuários podem transmitir através do canal a montante em cada período de tempo e quais portadoras podem ser usadas, utilizando o cabeçalho para os pacotes enviados pelo canal a jusante ou enviando mensagens específicas compartilhadas pelos usuários.

As informações transmitidas no cabeçalho, no canal a jusante, são recebidas e podem ser decodificadas por cada um dos usuários. Começando pelas informações de destino deste cabeçalho, o usuário determina se as informações contidas no pacote devem cu não ser recuperadas. O MAC no transmissor/receptor de terminal de entrada é responsável pelo controle de comunicação e pelo compartilhamento da transmissão através da rede de eletricidade em tempo e freqüência entre os diversos usuários, e pela administração de cada uma das conexões. O MAC de terminal de entrada é muito mais complexo do que o dos usuários pois, independentemente do fato de armazenar informações de bits por portadora para cada um dos usuários, ele inclui uma lógica de avanço para tomar decisões sobre a atribuição de tempo e freqüências de transmissão para cada usuário, bem como solicitações de sincronização, equalização, etc.

Por este motivo, o MAC é responsável por permitir que os usuários transmitam nos canais a jusante e a montane, em freqüência, tempo e código.

Além disso, a invenção refere-se a um processo para a transmissão digital de dados, ponto a multiponto, através da rede de eletricidade, compreendendo as seguintes fases: adaptar o sinal digital dos dados transmissíveis e multiplexá-lo preparando-o para transmissão adicionar informações sobre correção de erros, introduzindo redundância suficiente para efetuar a correção e/ou detecção de erros na recepção intercalar em tempo para aumentar a probabilidade de correção e/ou detecção de erros de descarga ("burst errors") do tipo produzido pela rede de eletricidade intercalar em freqüência as portadoras da modulação OFDM

- medir a SNR - atribuição dinâmica do número de bits por portadora em função da SNR e da qualidade exigida por cada usuário - codificar cada uma das portadoras na modulação OFDM com o número de bits variáveis por portadora atribuída - transformar o sinal codificado do domínio de freqüência para o domínio de tempo através de uma transformação rápida inversa de Courier - adicionar o prefixo cíclico ao sinal obtido em tempo a fim de evitar que os ecos produzidos na propagação multipercurso na rede de eletricidade criem erros na recepção dos símbolos OFDM translação em freqüência do sinal obtido para usar bandas superiores à banda-base, de forma a adaptar a transmissão à rede de eletricidade e para utilizar bandas espectrais superiores. converter o sinal digital para um sinal analógico adaptado para ser enviado através da rede.

Para a recepção é utilizado o processo inverso.

Além disso, o processo da invenção inclui uma fase de codificação ("scrambling phase")para evitar que o conversor digital para analógico, bem como os filtros e os amplificadores de ganho analógico produzam cortes ("clipping") na tensão produzidos quando os sinais são gerados em fase em portadoras múltiplas e que aumentam a tensão de saída do sistema.

Para utilizar bandas superiores à banda-base, a translação de freqüência do sinal obtido pode ser feita no domínio digital, no domínio analógico, ou uma combinação de ambos.

Para facilitar a compreensão da invenção aqui descrita, e como parte integrante deste documento, incluímos uma série de desenhos que ilustram, sem limitação, a finalidade da invenção.

Breve descrição dos desenhos Concretizações da presente invenção serão agora descritas com referência aos desenhos em anexo, onde: A Figura 1 é um diagrama de blocos dos blocos principais que compõem a estrutura geral do sistema e sua conexão à rede de eletricidade. A Fig. 2 é um diagrama funcional de blocos do sistema da presente invenção em que os blocos representados na Figura 1 são divididos em suas diversas partes. A Fig. 3 é uma vista detalhada do desenvolvimento do bloco referente ao processamento analógico, mostrado na Figura 2. A Fig. 4 é um diagrama esquemático de um exemplo da forma como as informações são configuradas até o ponto em que o código de correção de erros é adicionado. A Fig. 5 é um diagrama esquemático de um exemplo de como as informações são tratadas no bloco de intercalação em tempo. A Fig. 6 é uma vista de um possível exemplo da forma de atribuição de bits e ordenação de freqüências. A Fig. 7 é uma vista genérica da forma na qual são recebidos os diferentes símbolos da modulação OFDM com o prefixo cíclico, cujo objetivo é demonstrar a importância de selecionar o prefixo cíclico adequado. A Fig. 8 é um gráfico que mostra um exemplo da seleção dos diferentes limiares estabelecidos em função da medição da relação de sinal/ruído para cada frequência. Descrição de uma concretização da invenção Segue uma descrição da invenção baseada nas Figuras anteriormente mencionadas.

Conforme anteriormente mencionado, a invenção consiste de um sistema para transmissão de dúplex completo através da rede de eletricidade em alta velocidade entre um terminal de entrada e uma pluralidade de usuários utilizando uma arquitetura mestre-escravo. A comunicação do terminal de entrada aos usuários é designada comunicação a jusante ou canal a jusante, e a comunicação dos usuários ao terminal de entrada é designada comunicação a montante ou canal a montante. Conforme a Fig. 1, tanto o terminal de entrada como os usuários contém um transmissor 1 e um receptor 2 que, através de um circuito híbrido 3 e de um separador 4 são conectados à rede de eletricidade 5 para permitir realizar a comunicação entre o terminal de entrada e os usuários.

Tanto o transmissor 1 do terminal de entrada como o dos usuários assumem a forma de uma estrutura geral compreendendo um bloco de processamento de dados 6, que recolhe as informações que o equipamento que faz uso do modem deseja enviar, as adapta, compõe os quadros a serem enviados e os transmite para um bloco de processamento digital 7, que executa a modulação OFDM e a translação de freqüência para utilizar bandas superiores à banda-base, a fim de adaptá-lo â rede de eletricidade e para utilizar zonas espectrais superiores â banda-base e transmite o sinal para um bloco de processamento analógico 8, responsável por adaptar o sinal ao ambiente analógico, para poder transmiti-lo através da rede de eletricidade, convertendo o sinal digital em analógico, e filtrando-o para remover componentes de banda, e amplificando-o para serem transmitidos através da rede de eletricidade. 0 bloco de processamento analógico 8 constitui o meio pelo qual é feita a conexão entre o transmissor 1 e o híbrido 3, bem como a separação dos sinais de transmissão e recepção, para que a potência máxima seja transmitida para a linha de transmissão e o sinal máximo seja recebido da rede de eletricidade, através do que o separador 4 é responsável por permitir enviar e receber dados através da rede de eletricidade 5, por meio de um filtro que elimina a frequência da rede na recepção e permite que o sinal que estiver sendo enviado passe para transmissão através da rede de eletricidade.

Igualmente, o receptor 2, tanto do terminal de entrada como dos usuários, inclui um bloco de processamento analógico 11, que recebe o sinal analógico transmitido pela rede e o converte para digital, antes da amplificação e filtragem, e o transmite para um bloco de processamento digital que efetua a translação da banda de freqüência utilizada para executar a transmissão através da rede de eletricidade à banda-base, e ao mesmo tempo recupera os símbolos demodulados OFDM e os transmite para um bloco de processamento de dados 9, onde, dos quadros recuperados, as informações originais enviadas são recuperadas e transmitidas ao equipamento eletrônico correspondente: computador, aparelho de televisão, etc. Com a ajuda da Fig. 2, o sistema é descrito em maiores detalhes, em que tanto o transmissor 1 como o receptor 2 são conectados a uma interface de dados de usuário 12 que permite a comunicação entre o modem e o equipamento eletrônico.

No bloco de processamento de dados 6, o pacote de dados 15 (Fig. 4) é multiplexado para ser enviado. Este bloco compõe o quadro 16 para transmissão sob o controle de um módulo de Controle de Acesso à Mídia (MAC) 14 de forma que um cabeçalho 17 é adicionado para indicar de quem e para quem o pacote de dados 15 é dirigido, os meios de codificar os dados, a prioridade, o tipo de mensagem, etc . 0 módulo de correção antecipada de erros (FEC) 20 recolhe os blocos de dados 18 compostos de um número específico de bytes e adiciona códigos de detecção e/ou correção de erros 19 a cada um dos blocos 18 para introduzir redundância suficiente para efetuar a correção/detecção de erros na recepção. Os códigos de correção/detecção de erros 19 pode ser qualquer código conhecido no estado da técnica, como por exemplo, BCH, REED-SOLOMON, REED-MULLER, etc. É importante indicar que o código de correção/detecção de erro pode variar para cada bloco de dados 18 e para cada usuário, conforme será explicado posteriormente.

Portanto, a FEC 2 0 transporta alguns bytes e ao sair obtém um grande número de bytes contendo as informações iniciais, bem como mais redundância introduzida pelos códigos de correção/detecção de erros. A FEC é controlada pelo MAC 14.

Além disso, o bloco de processamento de dados 6 inclui um bloco para intercalar em tempo 22 que melhora as características de correção de erros quando confrontada com as descargas de ruído produzidas na rede de eletricidade. Graças a este bloco, os erros de descarga de ruído são transformados em erros codificados após executar a desintercalação, ou seja, eles permanecem disseminados em diversos blocos de dados, para que os erros produzidos por estes ruídos na rede de eletricidade não produzam erros adjacentes na recepção. Assim, portanto, o bloco de intercalação em tempo 22 executa uma reordenação atendendo a extensões distintas de bloco, sendo que tais extensões são uma função da proteção desejada a ser provida ao sistema principalmente baseado na duração média de ruído de impulso no canal. Portanto, a extensão dos blocos e o número de blocos obtidos da FEC 20 considera as características médias esperadas no canal. A Fig. 5 mostra um possível exemplo de intercalação em tempo, onde no caso em questão, ela é produzida introduzindo-se os bytes em fileiras 72 e extraindo-se ditos bytes em colunas 71, para que seja produzida a intercalação anteriormente mencionada.

Continuando a partir da intercalação em tempo, o bloco de processamento de dados 6 inclui um atribuidor de bit e ordenação de freqüência 23 que executa a intercalação em frequência, para o que o MA.C 14 informa sobre as portadoras disponíveis em cada momento e as que deveríam ser utilizadas em cada comunicação 82; tudo isto iniciando-se a partir da medição da SNR executada para o bloco de processamento digital 10 do receptor 2, conforme será descrito mais adiante. Assim, o atribuidor de bits e a ordenação de freqüência 23 atribui os bits do pacote a ser transmitido a cada uma das portadoras selecionadas para a comunicação, produzindo os dados em paralelo 83. Portanto, as características, conforme mencionadas para o bloco de processamento de dados 6, determinam a execução de um acesso múltiplo por divisão em tempo (TDMA) , um acesso múltiplo por divisão em freqüência (FDMA), e o acesso múltiplo por divisão ortogonal em freqüência (OFDMA). O TDMA é realizado controlando-se o atribuidor de bit e a ordenação de freqüência 23 por parte do MAC 14, para indicar quais portadoras devem ser utilizadas para a transmissão.

No OFDMA uma porção das portadoras totais utilizáveis na comunicação é oferecida a cada usuário. A intercalação em freqüência pode mudar para cada pacote de informações a serem enviadas e para cada usuário, e adapta-se a diferentes usuários situados em diferentes distâncias e utilizando freqüências diferentes, conforme será explicado mais adiante.

Esta estrutura permite uso máximo dos canais a jusante e a montante, já que o processo de compartilhamento é executado em freqüência e tempo, tanto no canal a montante como no canal a jusante.

Finalmente, o bloco de processamento de dados 6 inclui um codificador 24 que evita produzir padrões de bit que gerem sinais em fase em portadoras múltiplas que possam aumentar a tensão na saída do bloco de processamento analógico 8, fazendo com que este bloco, por não ter uma faixa dinâmica suficiente para suportá-la, produza cortes nos picos de tensão. 0 codificador reduz a probabilidade de ocorrência de ditos picos.

Prosseguindo a partir daqui, os dados passam para o bloco de processamento digital 7 (Fig. 2) que possui um codificador de constelação 28 que pode ser: m-DPSK (modulação de fase diferencial), m-PSK (modulação de fase) , m-QAM (modulação pela amplitude da quadratura) e/ou (m, n) - APSK (modulação pela amplitude e de fase), para otimizar a quantidade de dados transmissíveis ao se utilizar um codificador com um número variável de bits por portadora que dependa das características de canal medidas em cada momento e da velocidade de comunicação desejada, que é indicada por meio de parâmetros "m" e "n" das diferentes codificações indicadas.

Portanto, ao sair o codificador de constelação 28, é obtido uma modulação digital OFDM no domínio de freqüência (multiplexagem por divisão ortogonal em tempo).

Posteriormente, o sinal codificado é introduzido num processador de domínio de freqüência 29, que é controlado pelo MAC 14, e cuja configuração varia dependendo se for o transmissor de terminal de entrada ou o transmissor de usuário. Caso for o transmissor de usuário, o processador de domínio de freqüência 29 consiste de uma máscara de potência e de um rotor. A máscara de potência atua como uma preequalização diante das características de freqüência conhecidas do canal, modificando a amplitude do sinal recebido nas freqüências utilizadas na comunicação e o rotor compensa as pequenas variações de freqüência e fase devido às mudanças em função de transferência do canal que faz com que a constelação na recepção seja "rotada" em relação à transmissão. O processador de domínio de freqüência do terminal de entrada inclui somente uma máscara de potência que executa a dita preequalização, já que não há necessidade de se incluir o rotor, dado que tanto o transmissor como o receptor do usuário incluem dito rotor, evitando que o modem do terminal de entrada precise executar esta função. O algoritmo preferido para cálculo da transformação discreta de Fourier (DFT) é FFT (transformação rápida de Fourier), devido à alta eficiência deste algoritmo. Da mesma forma o inverso de DFT seria executado preferencialmente com o algoritmo IFFT (inverso da transformação rápida de Fourier).

Posteriormente, o bloco de processamento digital 7 possui um dispositivo IFFT 30 que realiza o inverso complexo da transformação rápida de Fourier com a qual realiza a translação do domínio de freqüência para o domínio de tempo e posteriormente elimina o paralelismo produzido pelo atribuidor de bits e ordenação de freqüência 23 que distribuiu as informações numa série de portadoras por meio do MAC controlador, obtendo um sinal único.

Após realizar a transformação para domínio de tempo, o sinal é introduzido num gerador de prefixo cíclico 31 que consiste de um dispositivo de armazenamento que é controlado pelo MAC 14 para criar um prefixo cíclico 65 (Fig. 7) que é uma repetição em tempo da parte final do símbolo OFDM que deve ser transmitido. Nesta Figura, o símbolo anterior 74 e o símbolo seguinte 75 também são representados. O sinal é então introduzido num modulador IQ 33 (em fase e quadratura) , sujeito à passagem por um interpolador, para que por meio do interpolador um número adequado de amostras seja obtido antes de realizar a modulação IQ. Esta modulação realiza a translação da freqüência na banda-base para um banda superior, adaptando-a â rede de eletricidade. O emprego do IFFT complexo juntamente com o modulador IQ facilita a translação de freqüência, já que a entrada do dispositivo IFFT 30 são os sinais das portadoras referentes às entradas distintas, que são introduzidos diretamente e sua saída é um sinal complexo (ou seja, um sinal cuja parte imaginária é diferente de zero) . Isso permite a realização da modulação IQ diretamente nesta saída, já que a parte real corresponde ao sinal em fase (I) ao passo que a parte imaginária corresponde ao sinal em quadratura (Q) e vice-versa, e apenas tem que multiplicar por um oscilador da freqüência central adequada para transferir a banda para esta freqüência central, o que reduz consideravelmente a estrutura de hardware. A saída do modulador IQ 33 aplica-se ao bloco de processamento analógico 8, que inclui um conversor digital para analógico 34 que converte os sinais digitais modulados para analógicos para transmissão através da rede de eletricidade 5 (Fig. 2 e Fig. 3).

Neste ponto deve-se declarar que, por causa disto, a modulação IQ é digital, podendo porém da mesma forma ser realizada uma modulação IQ analógica, ou seja, após o conversor digital para analógico, apesar de isto representar uma modificação significativa no projeto do sistema.

Além disso, o bloco de processamento analógico 8 tem um filtro de suavização 35 que compreende um filtro passa-baixo 35a e um filtro passa-alto 35b que segue um amplificador de ganho programável 36 que também está ligado a um amplificador de ganhos fixos 37, para que os níveis do sinal sejam adaptados à transmissão e para garantir a conexão entre os extremos. Este sinal é aplicado no híbrido 3 e posteriormente no separador 4 que introduz o sinal na rede de eletricidade filtrando o componente de rede de 50-60 Hz para evitar a saturação de componentes na recepção. A freqüência de operação do conversor digital para analógico 34 é controlada pelo módulo de controle de sincronização 27 para o que este provê um sinal digital ao conversor digital para analógico 29 que provê em sua saída um sinal de tensão para reger a operação de um oscilador controlado por tensão 38 que se aplica ao conversor digital para analógico 34 do bloco de processamento analógico 8.

Os dados transmitidos compreendem um cabeçalho codificado por meio de uma modulação robusta, como por exemplo a modulação QPSK, para suportar ruídos ou erros produzidos na linha, e os dados originais em que a própria codificação depende da constelação utilizada em cada portadora em sua transmissão, conforme já discutido. Este cabeçalho inclui informações sobre para qual modem ou modems de usuário se destinam as informações, a prioridade, o tamanho, etc. Estes cabeçalhos devem ser compreendidos por cada um e por todos os modems de usuário, que devem deraodular o terminal de entrada, incluindo os casos em que a SNR é baixa, mas possibilitada graças à modulação QPSK, o FEC com alta correção e a redundância anteriormente mencionada. Esta redundância consiste no envio das informações repetidamente num número específico de vezes em frequências diferentes, em tempos diferentes e/ou em códigos diferentes, para que os modems de usuário possam demodular as informações do cabeçalho com maior segurança. O sinal enviado pela rede de eletricidade é recebido pelos receptores 2, que realizam o processo inverso de transmissão, para o que o bloco de processamento analógico 11 possui um amplificador 50 (Fig. 2 e Fig. 3) que inclui um amplificador de baixo ruído 5 0a e um amplificador de ganho programável 5 0b, além de ter um filtro 51 que compreende um filtro passa-baixo 51a e um filtro passa-alto 51b, que efetivamente transmite o sinal ao amplificador de ganho programável 50b, para posterior conversão analógica para digital do sinal por meio do conversor correspondente 52 que é da mesma forma controlado pelo módulo de controle de sincronização 27, através do oscilador controlado por tensão 38.

Em seguida, as informações passam para o demodulador IQ 53, que as transmite para um decimador. Após executar a demodulação, e a decimação filtrada adicional, o prefixo cíclico é extraído 65 por meio de um extrator de prefixo cíclico 55 para que a parte não contaminada dos símbolos, onde a contaminação se deve principalmente aos ecos da propagação multipercurso, seja removida. A Fig. 7 representa esquematicamente a onda direta 66, que chega diretamente ao receptor, bem como os ecos diferentes 67, 68 e 69, que juntamente com 70 representam o sinal que o receptor obtém de todos os que saíram antes, e para isto é necessário escolher um período longo de símbolo e um prefixo cíclico adequado para garantir a recepção correta. Na presente concretização, o prefixo cíclico é da ordem de 7 microsegundos. O sinal de recepção é exibido em janela para permitir a correta recuperação dos símbolos OFDM, evitando-se portanto a necessidade de se realizar a equalização do sinal em tempo.

Após serem corretamente extraídos, os símbolos OFDM enviados passam para um dispositivo FFT 56 (transformação rápida de Fourier) que realiza a conversão do sinal de tempo para freqüência e o transmite para um equalizador de freqüência 57.

Todo este processo é controlado pelo módulo de controle de sincronização 27, para que a amostragem realizada em cada um dos receptores da comunicação multiponto seja similar à realizada no modem de terminal de entrada, e para que seja possível saber o início de cada símbolo OFDM na recepção e se possa extrair o prefixo cíclico realizando-se a correta exibição em janela. O equalizador de freqüência 57 compreende um processador de domínio de freqüência que faz com que o sinal em sua saída fique tão próximo quanto possível do símbolo enviado do transmissor, compensando o comportamento do canal que introduz atenuação e distorção de fase em cada uma das portadoras utilizadas na comunicação.

Conforme mencionado, a rede de eletricidade não é estável em tempo; portanto, o processo de equalização deve ser realizado de forma contínua. A SNR é obtida por meio do processador de domínio de freqüência 57, e será utilizada para realizar a atribuição de bits no transmissor. Na presente concretização, dita SNR é obtida como parte do cálculo de sinal de erro na equalização de freqüência, já que a potência utilizada na transmissão é conhecida. A medição da SNR é realizada durante um período específico de tempo antes da validação da nova SNR numa portadora, para evitar a produção de valores falsos instantâneos devido a ruídos pontuais na rede de eletricidade. Conforme comentado anteriormente, as informações de SNR são utilizadas para atribuir os bits às diferentes portadoras e, assim, para adaptar a velocidade de transmissão.

No sistema da presente invenção pode-se utilizar de zero a oito bits por portadora, em função do valor da SNR obtido, conforme indicado. No presente momento, nenhum dos sistemas empregados em transmissão através de rede de eletricidade permite a incorporação de mais que dois bits por portadora e, portanto, tais sistemas tem uma velocidade de transmissão lenta, problema este que é solucionado pelo sistema descrito na presente invenção. Portanto, em função dos bits empregados pela portadora, a velocidade de transmissão é adaptada e para isto a SNR medida 80 é comparada com uma série de limiares 76 a 79 (Fig. 8) aos quais certa histerese foi introduzida para evitar contínuas mudanças caso a SNR coincida com alguns dos limiares, sendo daí obtido o número de bits por portadora (bpc) em cada grupo de freqüências 81. A Fig. 8 mostra um possível exemplo dos diferentes limiares estabelecidos para a seleção de bits por portadora. O processo de adaptação é repetido continuamente para todas as portadoras, ou para um ou vários conjuntos das mesmas, de forma a atingir a velocidade máxima aplicável através da rede de eletricidade em todos os momentos, de acordo com as caracter!sticas imediatas do canal que variam em função de tempo devido às características da rede de eletricidade, conforme já comentado anteriormente.

Conforme indicado anteriormente, o MAC 14 atribui portadoras diferentes para usuários diferentes, bem como o número de bits a ser associado com cada uma delas. Esta função prossegue a partir da SNR obtida, atribuindo as portadoras que um usuário não pode utilizar, pelo fato de terem uma baixa SNR, a outros usuários que possuam SNR suficiente para poder utilizá-las. Além disso, atribui as frequências para usuários distintos em função dos bits por portadora que podem utilizar em cada uma das portadoras.

Posteriormente, os sinais obtidos passam por um decodificador de constelação variável 58 que realiza a demodulação das portadoras dos símbolos OFDM e então os decodifica por meio de um decodif icador 59 e a demodulação FDMA e TDMA é realizada por meio de um módulo de atribuição de bits e disposição de freqüências 60 complementar àquela 23 descrita para o transmissor.

Além disso, o receptor tem um bloco desintercalado 62 complementar ao bloco intercalado 22 de dito transmissor. Posteriormente, a correção/detecção de erros é realizada por meio do dispositivo FEC 63 que transmite os dados à interface 12 com o equipamento externo.

Portanto, exceto para a diferença já indicada, os modems de terminal de entrada e de usuário têm uma configuração similar, e com uma diferença adicionada, conforme pode-se concluir a partir da descrição já apresentada, ou seja, o processador MAC 14, no caso do modem de terminal de entrada, tem uma configuração mais complicada do que no caso do modem de usuários, uma vez que ele tem de armazenar o número de bits por portadora que deveria ser enviado para cada um dos usuários, e além disso inclui o terminal de entrada controlando de e para quem as informações são dirigidas, bem como as freqüências e períodos de tempo que cada um dos usuários pode utilizar. Além disso, no sistema da presente invenção, o processo descrito na seção relativa à descrição da invenção é aplicável e pode ser deduzido claramente a partir das explicações apresentadas com auxílio das figuras.

Claims (33)

1. Sistema para a transmissão digital de dados, ponto a multiponto através da rede de eletricidade que compreende uma comunicação em um canal à jusante, determinada por um link do terminal de entrada até diversos usuários diferentes, e uma comunicação em um canal à montante, determinada por um link de cada um dos usuários até o terminal de entrada, onde o meio de comunicação é a rede de eletricidade (5) e a comunicação é alcançada por meio de uma modulação OFDM (multiplexagem por divisão ortogonal em frequência) para obter símbolos OFDM, onde tanto o terminal de entrada como os usuários contêm um transmissor/receptor que inclui um módulo de controle de acesso à mídia (MAC) (14) para fornecer uma comunicação mestre/escravo, bem como meios para adicionar/extrair um prefixo cíclico (31, 55) nos símbolos OFDM e meios para converter os símbolos OFDM de frequência para tempo e de tempo para frequência (30, 56), e conversores digitais para analógicos (34) e analógicos para digitais (52); o transmissor (1)/receptor (2) do terminal de entrada e dos usuários compreendendo: meios para adaptar o sinal digital à rede de eletricidade que fornece: uma modulação OFDM com uma largura de portadora reduzida a 1,5 KHz ou menos, e um número de portadoras aumentado de 500 ou mais portadoras para cada 10 MHz para reforçar contra desvanecimentos seletivos de frequência decorrentes das extensões variáveis de cabo na rede de eletricidade entre cada usuário e o terminal de entrada e para reforçar contra interferências na rede de eletricidade; um prefixo cíclico (65) de longa duração, de 7 ou mais microssegundos para recuperar o sinal; sendo que o transmissor (1) inclui meios para compartilhar a mídia em TDMA de tempo (Acesso Múltiplo por Divisão em Tempo) em FDMA de frequência (Acesso Múltiplo por Divisão em Frequência) , e/ou em Acesso Múltiplo por Divisão Ortogonal em Frequência (OFDMA), dos dados transmitidos nos canais tanto a jusante como a montante para usuários múltiplos; meios para calcular continuamente o SNR (relação de sinal/ruido) (57) para cada uma das portadoras na modulação OFDM tanto a jusante como a montante, de forma que os diferentes usuários localizados em distâncias diferentes do terminal de entrada utilizem portadoras dinamicamente diferentes no mesmo símbolo OFDM, com um número variável de bits por portadora, maximizando a produtividade do canal em tempo; sendo que o transmissor inclui meios (23) para atribuir continuamente as portadoras e o número de bits por portadora a cada uma das portadoras na modulação OFDM a partir do resultado do cálculo de SNR, e meios para associar o número dos bits a serem transmitidos a cada portadora atribuída (83) para alcançar a transmissão levando em consideração uma degradação da resposta da linha de eletricidade (5) em diferentes distâncias entre os usuários e o terminal de entrada em cada frequência, e para ajustar a velocidade de transmissão em função do cálculo de SNR e uma qualidade de transmissão requerida para cada usuário; meios para transladar a frequência (33) em larguras de banda de usuário superiores à banda-base, de forma a ser ajustada à rede de eletricidade e para permitir o uso de zonas espectrais superiores à banda-base; o sistema CARACTERIZADO pelo fato de que: o cálculo SNR é calculado a partir da diferença do sinal esperado e do sinal recebido através de um certo período de tempo, e a velocidade de transmissão é ajustada pela comparação de SNR (80) com certos limiares previamente estabelecidos (76, 77, 78, 79) que são uma função de constelações de modulações diferentes utilizadas no sistema e uma taxa máxima de erros permitida em qualquer tempo, em que os limiares (76, 77, 78, 79) contêm histerese.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ditos meios de translação de frequência serem constituídos por moduladores (33) e demoduladores (53) IQ (em fase e quadratura).

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de ditos moduladores (33) e demoduladores (53) IQ serem digitais.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de ditos moduladores (33) e demoduladores (53) IQ serem analógicos.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ditos meios de translação de frequência (33, 53) compreenderem um processo de filtragem e a seleção de um dos harmônicos, começando do segundo harmônico, no espectro de símbolo OFDM na saída do conversor digital para analógico.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de incluir meios de preequalizar o harmônico selecionado para evitar que frequências diferentes recebam tratamento diferente pela ação do conversor digital para analógico (34).

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, CARACTERI ZADO pelo fato de dita translação de frequência (33) efetuada pelos transmissores colocar os sinais transmitidos pela rede acima de 1 MHz.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ditos meios de efetuar a conversão de frequência para tempo dos símbolos OFDM nos transmissores (30) serem estabelecidos por um dispositivo que efetua a forma complexa do inverso da transformação discreta de Fourier (IDFT), e pelo fato de a conversão de tempo para frequência efetuada pelos receptores ocorrer através de um dispositivo (56) que efetua a forma complexa da transformação discreta de Fourier(DFT).

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de dito DFT complexo (56) ser utilizado em combinação com modulação IQ digital (53) incluindo interpoladores e decimadores para reduzir o número de pontos necessários na transformação discreta de Fourier, e para simplificar o hardware do sistema.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de tanto o terminal de entrada como os usuários conterem os meios para adicionar dinamicamente informações (20) de FEC (correção antecipada de erros) que aloca blocos de dados que incluem informações para a correção/detecção de erros, de forma que a FEC em cada bloco e para cada usuário varie para adapta-lo às diferentes situações de usuários em diferentes distâncias e utilizando portadoras diferentes.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de tanto o terminal de entrada como os usuários incluírem os meios para intercalar em tempo (22), distribuir os dados das informações transmitidas de forma tal que os erros produzidos por ruído na rede sejam propagados através de diversos blocos de dados em recepção.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, CARACTERI ZADO pelo fato de um código FEC (20) e a intercalação em tempo (22) mudarem para cada pacote de informações a serem transmitidas e para cada usuário, para adapta-los à comunicação com usuários diferentes situados em diferentes distâncias do terminal de entrada e utilizando portadoras diferentes da modulação OFDM.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ditos transmissores (1) de terminal de entrada e de usuários compreenderem os meios para permitir processamento analógico (8) a fim de efetuar a transformação do domínio digital para analógico e que inclui um conversor digital para analógico (34), os meios para estabelecer a tensão e potência do sinal (36) a ser enviado, e os meios de filtragem para adaptar o sinal a ser transmitido através de rede de eletricidade (5) ; sendo que os receptores (2) de terminal de entrada e usuário incluem os meios de processamento analógico (11) para fazer a transformação do domínio analógico para digital por meio de um conversor analógico para digital (52) para recuperar o sinal digital original.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ditos transmissores (1) de terminal de entrada e usuário compreenderem uma conexão de interface (12) com um equipamento externo.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de ditos transmissores (1) de terminal de entrada e usuário compreenderem os meios de codificar (24) para evitar que certos padrões de dados produzam sinais em fase com tensões de pico superiores àquelas admissíveis pelos meios de processamento analógico (8); sendo que os receptores (2) de terminal de entrada e de usuário incluem meios para decodificar (59) para obter os dados originais prévios ao processo de codificação.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ditos transmissores (1) de terminal de entrada e de usuário incluírem os meios para intercalar em frequência, constituído por um módulo de associação e ordenação de tom (23) , de forma a atribuir as portadoras OFDM nas portadoras a jusante/montante a cada um dos usuários e para atribuir sem interrupção o número de bits associados com cada portadora na modulação OFDM.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERI ZADO pelo fato de ditos meios de associar os bits a serem transmitidos com cada portadora, de forma a efetuar a transmissão, compreenderem um codificador de constelação variável (28) que codifica os dados a serem enviados com o número de bits especificado para cada portadora, sendo que o codificador variável é constituído por uma, diversas ou todas as seguintes modulações: m-DPSK (modulação de fase diferencial), m-PSK (modulação de fase), m-QAM (modulação pela amplitude da quadratura), (m,n)-APSK (modulação pela amplitude e de fase).

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de ditos receptores de terminal de entrada e de usuário incluírem um decodificador de constelação variável (58) que decodifica os dados recebidos com o número de bits especificado para cada portadora, sendo que o decodificador variável é constituído por uma, diversas ou todas as seguintes demodulações: m-DPSK (demodulação de fase diferencial), m-PSK (demodulação de fase), M-QAM (demodulação pela amplitude da quadratura), (m,n)-APSK (demodulação pela amplitude e de fase).

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de ditos receptores de terminal de entrada e de usuário incluírem o módulo de associação e ordenação de tom complementar (60) ao módulo de associação e ordenação de tom nos transmissores de terminal de entrada e de usuário.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ditos receptores de terminal de entrada e de usuário incluírem os meios de preequalização (57) para modificar a amplitude e fase dos sinais recebidos.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de ditos meios de processamento analógico incluírem ainda amplificadores e/ou atenuadores (36, 50), conectados a um circuito híbrido e a um separador (4), para permitir a introdução/extração do sinal na/da rede de eletricidade (5) eliminando o componente que é transmitido pela rede (50-60 Hz).

22. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de dito terminal de entrada e usuários compreenderem um módulo para controlar a sincronização (27) entre o transmissor (1) e o receptor (2), fazendo a correção de erros em frequência e exibindo em janela o sinal em tempo.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERI ZADO pelo fato de incluir um módulo de processamento de domínio de frequência (29) que é constituído de um módulo para preequalização de potência e por um rotor para a correção do ângulo rotado das constelações a ser enviado através da rede de eletricidade no caso dos emissores e receptores dos usuários; e um controlador de acesso à mídia, no transmissor e receptor de terminal de entrada, que é ligado a um módulo de processamento de domínio de frequência que compreende um módulo de preequalização de potência; sendo que permite que o transmissor/receptor do terminal de entrada tenha que evitar a efetuar qualquer correção no ângulo da constelação no canal a montante.

24. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ditos receptores (2) de terminal de entrada e de usuário incluírem um equalizador de frequência (FEQ) (57) que efetua a equalização em cada uma das portadoras, tanto a jusante como a montante, para permitir a demodulação coerente das informações transmitidas nestas portadoras.

25. Sistema, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERI ZADO pelo fato de dita correção de erros em frequência ser efetuada alterando-se a velocidade de amostragem nos relógios-mestre (38) dos conversores analógicos para digitais e digitais para analógicos (34) .

26. Sistema, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de dita correção de erros em frequência ser efetuada rearaostrando-se o sinal digital obtido no receptor.

27. Sistema, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de ditos receptores de terminal de entrada e de usuário incluírem os meios para extrair o prefixo cíclico (65) dos símbolos OFDM recebidos das informações obtidas no módulo de sincronização, a fim de eliminar a interferência entre símbolos em recepção produzidos pelos ecos na propagação multipercurso do sinal através da rede de eletricidade (5), e para obter os símbolos OFDM originais transmitidos.

28. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de dito MAC (14) de terminal de entrada e de usuário incluir meios para informar a jusante qual usuário pode transmitir a montante em cada período e tempo e quais portadoras ele pode utilizar.

29. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERI ZADO pelo fato de dito MAC de usuário e de terminal de entrada (14) incluir os meios de inserir um cabeçalho (17) nos dados a serem transmitidos (15), indicando de quem e para quem os dados são dirigidos e a forma na qual ditos dados foram codificados.

30. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ditos canais a jusante e a montante serem separados em frequência, código de tempo ou qualquer combinação dos mesmos.

31. Sistema, de acordo com a reivindicação 28 ou 29, CARACTERIZADO pelo fato de ditas informações transmitidas no canal à jusante serem recebidas por todos os receptores de usuário, de forma que estes contenham meios para determinar se as informações recebidas devem ser recuperadas.

32. Processo para a transmissão digital de dados, ponto a multiponto através da rede de eletricidade, compreendendo uma comunicação no canal à jusante, determinada por um link do terminal de entrada a usuários diferentes, e uma comunicação no canal a montante, determinada por um link de cada um dos usuários ao terminal de entrada, sendo que o meio de comunicação é a rede de eletricidade (5) e a comunicação é alcançada por uma modulação OFDM (multiplexagem por divisão ortogonal em frequência) para obter símbolos OFDM, onde tanto o terminal de entrada como os usuários transmitem/recebem com um controle de acesso à mídia (MAC) (14) para fornecer uma comunicação mestre-escravo, e adicionam/extraem um prefixo cíclico (31, 55), nos símbolos OFDM e convertem os símbolos OFDM de frequência para tempo e de tempo para frequência (30, 56) e efetuam conversões digitais para analógicas (34) e analógicas para digitais (52), o sistema compreendendo as seguintes etapas: adaptação do sinal de dados digitais transmissíveis e multiplexagem deste sinal (12) para criar os quadros transmissíveis, inserir redundância (20) suficiente para efetuar a correção/detecção de erros em recepção, intercalar em tempo (22) para diminuir e facilitar a correção de erros, medição da SNR (80), atribuição dinâmica do número de bits por portadora (23) como uma função do resultado da medição da SNR e da qualidade requerida por cada usuário, codificar cada portadora da modulação OFDM (28) com o número variável de bits atribuídos por portadora, transformar o sinal codificado do domínio de frequência para tempo (30) utilizando a transformação rápida inversa de Fourier (IFFT), adicionar o prefixo cíclico ao sinal em tempo (31) para permitir a recuperação dos símbolos OFDM de ecos ocorrendo na rede elétrica e produzidos pela propagação muitipercurso, translação de um sinal obtido em frequência (33) a fim de usar bandas superiores à banda-base e para ajustar a transmissão à rede de eletricidade e para utilizar bandas espectrais superiores à banda-base, converter o sinal digital para um sinal analógico (34) e adaptar o mesmo (35, 36) a fim de envia-lo através da rede; o sistema CARACTERIZADO pelo fato de que: o cálculo SNR é calculado a partir da diferença do sinal esperado e do sinal recebido através de um certo periodo de tempo, e a velocidade de transmissão é ajustada pela comparação de SNR (80) com certos limiares previamente estabelecidos (76, 77, 78, 79) que são uma função de constelações de modulações diferentes utilizadas no sistema e uma taxa máxima de erros permitida em qualquer tempo, em que os limiares (76, 77, 78, 79) contêm histerese.

33. Processo, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo de incluir um processo inverso que ocorre em recepção (2).