ES2216144T3 - Distribucion de señales de radiofrecuencia a traves de infraestructuras de bajo ancho de banda. - Google Patents

Abstract

UN SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA TRANSMITIR UNA SEÑAL DE RADIOFRECUENCIAS (RF), EN UN ANCHO DE BANDA DE RF, A TRAVES DE UN MEDIO DE BAJO ANCHO DE BANDA (60), POR EJEMPLO, CABLEADO DENTRO DE UN EDIFICIO, QUE TIENE UN ANCHO DE BANDA DE TRANSMISION POR DEBAJO DEL ANCHO DE BANDA DE RF. EL SISTEMA (50) TIENE UNA UNIDAD (52) PARA RECIBIR LA SEÑAL DE RF Y UN OSCILADOR DE REFERENCIA GLOBAL (66) PARA DISTRIBUIR UN TONO DE REFERENCIA GLOBAL DE ALTA ESTABILIDAD PARA EL SISTEMA COMPLETO (50). LOS OSCILADORES LOCALES (58 Y 86) ESTAN CONTROLADOS MEDIANTE SEÑALES DE AJUSTE DERIVADAS DE ESTE TONO DE REFERENCIA GLOBAL PARA PROPORCIONAR TONOS DE REFERENCIA DE RF DE ALTA ESTABILIDAD REQUERIDOS PARA MEZCLAR LA SEÑAL DE RF PARA OBTENER UNA SEÑAL DE FRECUENCIA INTERMEDIA (FI), QUE SE ALIMENTA A TRAVES DEL MEDIO DE BAJO ANCHO DE BANDA (60). EL TONO DE REFERENCIA GLOBAL SE PROPORCIONA PREFERENTEMENTE A TRAVES DEL MISMO MEDIO DE ANCHO DE BANDA BAJO (60) A LOS LUGARES DESEADOS, TALES COMO EN EMPLAZAMIENTOS DE COBERTURA REMOTA EN UNA RED PARA COMUNICACIONES CELULARES, TELEFONIA INALAMBRICA, COMUNICACIONES DE RF LOCALES, VIDEO MULTIMEDIA INTERACTIVO Y COMUNICACIONES DE ALTA VELOCIDAD DE TRANSMISION DE BITS.

Description

Distribución de señales de radiofrecuencia a través de infraestructuras de bajo ancho de banda.

Antecedentes - Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de la distribución de señales de radiofrecuencia (RF), y en particular a un aparato y un procedimiento para distribuir señales de RF a través de infraestructuras de bajo ancho de banda.

Antecedentes - Descripción de la técnica primera

La demanda de comunicaciones sin hilos continúa creciendo rápidamente. La necesidad de sistemas eficientes y de bajo coste para la distribución de señales de radiofrecuencia (RF) es una consecuencia directa de este crecimiento. La distribución de señales de RF es particularmente difícil en áreas con muchos obstáculos naturales y artificiales con dispersión y absorción de radiación de RF. Por ejemplo, el problema de la distribución de RF es especialmente agudo dentro y alrededor de estructuras de edificios.

Los sistemas actuales de distribución en edificios constan de dos partes principales. La primera es un conjunto de antenas y accesorios asociados necesarios para la retransmisión de las señales de RF dentro de edificios. La segunda es un sistema de cableado, por ejemplo, una red de fibra óptica, usada para interconectar las antenas que están en el edificio con una antena principal. Ésta última generalmente está instalada en la parte alta del edificio o en alguna localización en la que las señales externas de RF puedan ser recibidas fácilmente. En los casos en los que las señales de RF sean suministradas a través de un cable de un alto ancho de banda de transmisión, la antena principal se puede sustituir por una interfaz directa con la red de RF, por ejemplo, en el sótano.

El coste de la instalación y mantenimiento de dichas redes de distribución en edificios es muy alto. Uno de los principales factores de coste es la red de cableado. Además, el tendido de nuevos cables entre varias salas, plantas o alas de un edificio generalmente lleva su tiempo y lleva consigo trastornos. Por esta razón, las soluciones deseables a los sistemas de distribución de RF dentro de edificios deberían incurrir en los mínimos costes de instalación, no requerir herramientas especiales (como las que se necesitan, por ejemplo, en las redes de fibra óptica), y no producir molestias indebidas en el edificio durante la instalación y el funcionamiento. También sería ventajoso para dichas redes el que fuesen consistentes con la infraestructura común de cableado en edificios.

La manera más efectiva de satisfacer estos criterios sería usar una infraestructura de cableado en edificios existente o normalizada. Desafortunadamente, varios obstáculos evitan esta aproximación. El principal problema está relacionado con las bandas de frecuencia usadas para transmitir las señales de información de RF. Las comunicaciones celulares actualmente utilizan una frecuencia portadora de 1 GHz. Por ejemplo, el protocolo de Sistema de Telefonía Móvil Avanzada (AMPS) usa el ancho de banda de 824 a 894 MHz y GSM transmite entre 890 y 960 MHz. La legislación reciente ha permitido que los servicios PCS se muevan a frecuencias incluso mayores (por ejemplo, 1,85 a 1,99 GHz). En comparación, el cableado en edificios normalizado tal como el par trenzado sin apantallar o apantallado (UTP o STP) usado para redes de área local (LAN), cables de telefonía, enlaces de fibra óptica multimodo y líneas de transmisión, está limitado a anchos de banda de transmisión mucho más bajos. Por ejemplo, el cable UTP de categoría 5 (10 base T) tiene propiedades de pérdida de señal y de diafonía que limitan el ancho de banda a aproximadamente 0 a 100 MHz para distancias menores a 100 metros. Aunque estos parámetros son suficientes para aplicaciones LAN, son claramente inadecuados para la transmisión de señales celulares y PCS a y desde emplazamientos remotos de antena.

Por esta razón, las soluciones de la técnica primera emplean medios de amplio ancho de banda tales como los cables coaxiales y las fibras ópticas. Estos medios deben ser instalados de manera independiente, y requieren de personal especialmente formado como se ha tratado anteriormente.

De esta forma, el desafío es transmitir señales de RF de alta frecuencia sobre las infraestructuras estándar de bajo ancho de banda tratadas anteriormente. El procedimiento común de llevar a cabo este objetivo es hacer inicialmente una conversión inferior de la banda de RF a una frecuencia intermedia (FI) que esté dentro del ancho de banda del cable. Después, la señal de FI se aplica a través del cable estándar de bajo ancho de banda que se encuentra en el edificio. En el emplazamiento remoto de la antena, se hace una conversión superior de la señal de FI para recuperar la señal original de RF, y la señal de RF recuperada es retransmitida por la antena remota. Esta solución se muestra en la figura 1 y será tratada en la descripción detallada.

Un problema principal encontrado al implementar esta solución tiene que ver con la estabilidad de los osciladores locales. Éstos proporcionan las señales de referencia requeridas por los mezcladores para llevar a cabo la conversión inferior y la conversión superior de las señales. Para asegurar el correcto funcionamiento, los osciladores locales deben generar un tono estable a la frecuencia alta de RF seleccionada (por ejemplo, 800 MHz). Es crítico que la frecuencia de los dos osciladores esté adaptada dentro de al menos el espaciado de canal de las señales de RF. De hecho, es deseable que los osciladores estén "bloqueados" uno con el otro para preservar la frecuencia de la banda de señal de RF. Esta cuestión se convierte incluso en una cuestión más crucial a frecuencias más altas, por ejemplo, el ancho de banda PCS centrado en 2 GHz donde el ancho relativo de los canales de comunicaciones es pequeño en comparación con la frecuencia portadora.

Las dos soluciones a este problema son o usar osciladores muy estables (por ejemplo, estabilidad de <1 parte por millón), que son prohibitivamente caros, o distribuir el tono de oscilador desde una localización central. La segunda opción no es viable, ya que los medios bajo consideración no tienen el ancho de banda requerido para la implementación de dicho sistema.

Las soluciones existentes para distribuir un tono estable de oscilador están limitadas. En la patente de los Estados Unidos 5.046.135, Hatcher muestra cómo eliminar las inestabilidades de frecuencia en un conversor de frecuencia de receptor debidas a la inestabilidad inherente del oscilador local por medio de la adición de una señal de marca en la etapa de conversión inferior. La señal de marca es distorsionada de la misma manera que la señal de FI y un conversor inferior de una segunda etapa calcula esta distorsión por medio de la comparación con la señal de marca antes de realizar cualquier conversión inferior adicional.

Esta solución es complicada ya que rompe el proceso de conversión en dos pasos y requiere la adición de un tono marcador además de las frecuencias de oscilador y la señal. Además, no se puede emplear junto con los medios de bajo ancho de banda como los que hay en los edificios. De hecho, el principal propósito de la invención es la conversión inferior de manera gradual y precisa de señal de muy alta frecuencia recibida, por ejemplo, de satélites en órbita.

La patente de los Estados Unidos 4.959,862 concedida a Davidov y colaboradores, aborda un esquema novedoso para la entrega de subportadoras moduladas en FM sobre un enlace de fibra óptica para la transmisión de televisión por cable (CATV). Los sistemas convencionales de CATV usan modulación de amplitud de banda lateral vestigial (VSB-AM) para la transmisión de canales de vídeo analógicos a los hogares de los usuarios. En comparación, las señales moduladas en frecuencia multiplexadas por división en la frecuencia (FDM-FM) pueden proporcionar una relación señal a ruido más alta y una distancia más larga de transmisión. Davidov y colaboradores describen un procedimiento para la conversión de canales VSB-AM a canales FDM-FM antes de la transmisión sobre el enlace de fibra óptica. Después de la transmisión, las señales de FM son reconvertidas de nuevo a señales de AM antes de su transmisión a las casas. Se distribuye una "referencia global" de 4 MHz junto con las señales FM a señales AM.

Aunque Davidov y colaboradores abordan la idea de una señal global que se puede usar para referencia ("bloqueo") de etapas de conversión, esta idea no es aplicable al problema entre manos. Primero, la señal de referencia es de alta frecuencia y se distribuye a los emplazamientos remotos de antena para el propósito de conversión de señal de FM a AM. No es una señal que sea compatible con un sistema basado en un medio limitado de bajo ancho de banda para la transmisión de señales de RF. De hecho, Davidov y colaboradores enfatizan el hecho de que el sistema usa un medio de fibra óptica que es de banda ancha. Además, en la arquitectura del sistema de Davidov, no es necesario usar la referencia global, más bien se proporciona por conveniencia. La única ventaja que Davidov y colaboradores derivan del uso de un oscilador centralizado es la reducción del ruido de fase del oscilador.

En la patente de los Estados Unidos número 5.109.532, Petrovic y colaboradores, tratan del transmisor y del receptor de un enlace de comunicaciones por radio. Este enlace requiere la conversión superior y la conversión inferior de las señales que se vayan a transmitir a y desde la banda de radio de interés. La frecuencia y la fase de los osciladores usados para la conversión superior e inferior son una gran consideración de coste y de funcionamiento. El problema se resuelve añadiendo un tono piloto de radiofrecuencia a las señales convertidas superiormente antes de la transmisión. En el receptor, se usa un oscilador local para la conversión inferior tanto de la señal de RF como del tono piloto. Cualquier desviación de fase o de frecuencia del oscilador local afecta a la señal de RF y al tono piloto por igual. Por lo tanto, ambas señales se pueden usar para cancelar las variaciones de fase y de frecuencia, dando como resultado una señal recuperada limpia como se muestra en la figura 2C en la patente de Petrovic. Este procedimiento de cancelación resuelve el problema de la estabilidad del oscilador local en el receptor.

Aunque la descripción está destinada a resolver un problema similar que el de la presente invención, a saber, la estabilidad de un oscilador remoto, el procedimiento por medio del que se resuelve el problema es completamente diferente. Además, el procedimiento no describe, ni es obvio, cómo uno implementaría esta técnica sobre un medio de bajo ancho de banda ya que el tono piloto está a una frecuencia de RF.

Además de idear un sistema para el "bloqueo" apropiado de osciladores para que se puedan transmitir señales de RF a través de una infraestructura de bajo ancho de banda, existen problemas adicionales sin resolver. En un sistema típico de distribución de RF, múltiples antenas remotas retransmiten la señal de RF convertida superiormente. Para asegurar la cobertura completa, las áreas de cobertura de las antenas individuales se solapan. Así, un usuario recibirá de manera frecuente señales de múltiples antenas de manera simultánea. Cuando los osciladores independientes usados para la conversión superior en esas antenas no estén ajustados de manera exacta en frecuencia, el usuario oirá un tono en banda base o un batido a la diferencia entre las frecuencias de los dos osciladores locales.

En la memoria de la Solicitud de Patente Europea número EP-A-0 442 259 A1, se describe un sistema amplificador bidireccional de RF para la transmisión de señales de RF de alta potencia a través del cable radiante coaxial o del cable coaxial "con fugas". Este cable es de muchas pérddidas porque no sólo aplica l atenuación normal de un cable coaxial, sino que también se pierde de manera intencionada señal de RF desde el cable a lo largo de su longitud para proporcionar la cobertura de la señal de RF dentro de túneles o de subterráneos. Debido a al factor finito de la atenuación coaxial del cable radiante, es esencial usar amplificadores de señal dentro de la línea a intervalos periódicos. Sin embargo, estos amplificadores de potencia dentro de la línea generan distorsión de intermodulación no deseada. La solución, como se describe en la especificación de patente, es reamplificar solamente las señales de FI de bajo nivel sobre la longitud completa del cable radiante mientras que en cada etapa se amplifica la señal de RF sólo para que llegue al siguiente segmento de cable radiante, por lo tanto reduciendo de manera sustancial la cantidad de distorsión de intermodulación resultante de la amplificación sucesiva de la señal. Como la señal de RF debe ser transmitida también a través del cable radiante, el cable radiante no es y no puede ser un medio de bajo ancho de banda. Así, el sistema descrito en la especificación de patente no es adecuado para la transmisión de una señal de RF contenida en un ancho de banda de RF sobre un medio de bajo ancho de banda.

Así, la distribución eficiente y adecuada de señales de RF sobre infraestructuras de bajo ancho de banda permanece siendo un problema sin resolver.

Objetos y ventajas de la invención.

En vista de las deficiencias de la técnica primera, es un objeto de la invención proporcionar un sistema y un procedimiento para la distribución de señales de RF a través de infraestructuras de bajo ancho de banda. En particular, es un objeto de la presente invención habilitar uno para distribuir señales de RF a través del cableado estándar de los edificios.

Otro objeto de la invención es asegurar que el sistema sea altamente eficiente en su uso de los recursos, sencillo de instalar y de hacer funcionar y de bajo coste.

Otro objeto adicional de la invención es proporcionar un procedimiento y un sistema para la distribución de señales de RF en edificios que eviten las inestabilidades del oscilador que generan frecuencias de batido y efectos relacionados y que conducen a disminuir la calidad del enlace.

Estos y otros objetos y ventajas serán más aparentes tras la consideración de la descripción garante y de los dibujos que la acompañan.

Sumario de la invención.

Los objetos de la invención se consiguen por medio de un sistema único para transmitir una señal de radiofrecuencia (RF) en un ancho de banda de RF sobre un medio de bajo ancho de banda que tiene un ancho de banda de transmisión por debajo del ancho de banda de RF. De manera típica, el medio de bajo ancho de banda es un cable estándar que pertenece a una infraestructura común de un edificio. El ancho de banda de RF generalmente es seleccionado del grupo de los anchos de banda de RF usados para comunicaciones celulares, telefonía sin hilos, comunicaciones por RF locales, televisión por satélite, vídeo multimedia interactivo, redes de área local de alta velocidad binaria y similares. En estas situaciones, el ancho de banda de RF es más estrecho que el ancho de banda de transmisión del medio de bajo ancho de banda. Éste último puede ser un cable 10 base T, un cable de teléfono, un cable de fibra óptica, un cable sin apantallamiento, un cable de energía o cualquier otra infraestructura del interior de edificios estándar de bajo ancho de banda.

El sistema tiene una unidad, generalmente una antena principal o una estación base, para recibir la señal de RF. Un oscilador de referencia global, preferiblemente un oscilador de muy alta estabilidad, tal como un oscilador de cristal estabilizado en temperatura, proporciona un tono de referencia local de alta estabilidad, por ejemplo, una estabilidad de <1 parte por millón, a una frecuencia dentro del ancho de banda de transmisión del medio de bajo ancho de banda. En la realización preferida el oscilador de referencia global está situado en una localización segura dentro de un centralizador de distribución y el tono de referencia global es entregado desde allí a todo el sistema.

Un primer oscilador, preferiblemente un oscilador controlado por tensión (VCO), está controlado por una primera señal de ajuste derivada del tono de referencia global. Con la ayuda de la primera señal de ajuste, el primer oscilador local genera un primer tono de referencia de RF de alta estabilidad. La antena principal y el primer oscilador local están conectados a un primer mezclador, de forma que el primer tono de referencia de RF y la señal de RF son entregadas a este primer mezclador. A partir de estas dos señales, el mezclador genera una señal de frecuencia intermedia (FI), que es aplicada a través del medio de bajo ancho de banda. La señal de FI tiene una frecuencia contenida dentro del ancho de banda de transmisión del medio de bajo ancho de banda.

En la localización remota se proporciona un segundo oscilador local, por ejemplo, en un área de cobertura remota. El segundo oscilador local está controlado por una segunda señal de ajuste también derivada a partir de un tono de referencia global. De esta manera, el segundo oscilador local genera un segundo tono de RF de referencia de alta estabilidad a la misma frecuencia que el primer tono de referencia de RF. Se proporciona también un segundo mezclador en la localización remota y se conecta al segundo oscilador local y al medio de bajo ancho de banda. Así, el segundo mezclador recibe la segunda referencia de RF y la señal de FI. Mezclando estas dos señales, el mezclador recupera la señal original de RF. Por supuesto, este sistema se puede ampliar a cualquier número de localizaciones remotas, según sea necesario en un sistema práctico que proporcione cobertura radio a una estructura de edificio completa tal como un edificio de oficinas o un centro comercial.

El procedimiento de derivar la primera y la segunda señales de ajuste se basa en un circuito de enganche de fase o un lazo enganchado en fase (PLL). El tono de referencia global puede ser entregado al PLL de varias maneras. En particular, puede ser entregado directamente a través de un enlace independiente, por ejemplo, un enlace de comunicaciones corto si el oscilador de referencia global está situado cerca del oscilador en cuestión. Éste es el caso en el que tanto el oscilador local como el oscilador de referencia global están situados en la misma carcasa, tal como un centralizador principal. En cualquier otro caso, el tono de referencia global se puede transmitir junto con la señal de FI a través del medio de bajo ancho de banda.

Cuando se distribuye el tono de referencia global a través del medio de bajo ancho de banda junto con la señal de FI, es importante que estás señales no se solapen. El procedimiento de la invención estipula que éste sea el caso, y, en la realización preferida, el tono de referencia global tiene una frecuencia más baja que la de la señal de FI. Además, se proporciona un elemento de suma específicamente para el propósito de sumar el tono de referencia global a la señal de FI de forma que ambas sean enviadas a través del medio de bajo ancho de banda.

Se usa un filtro para recuperar el tono de referencia global del medio de bajo ancho de banda en la localización remota. Esta función se puede realizar por medio de un simple filtro paso banda con su ventana fijada para el tono de referencia global. El PLL en este caso está situado entre el filtro y el oscilador local en la localización remota.

El circuito de enganche de fase consiste de por sí en un divisor de frecuencia, también denominado un prescalador, conectado al oscilador local para dividir un tono de referencia de RF inestable generado por este oscilador para derivar un tono de referencia de FI inestable cercano a la frecuencia del tono de referencia global. Por supuesto, como el oscilador local es inestable, las frecuencias no serán coincidentes. Se usa un comparador de fase para enganchar el tono de referencia de RF inestable al tono de referencia global por medio de la generación de una señal de ajuste de salida proporcional al desajuste entre las señales de referencia y de FI. De manera preferible, se proporciona otro filtro también denominado un filtro de lazo, entre la salida del comparador de fas y el oscilador local. La señal de ajuste estabiliza al oscilador local y lo incluye para generar el segundo tono de referencia de RF de alta estabilidad.

La señal de RF recuperada puede ser retransmitida a una o a muchas localizaciones remotas, dependiendo de las circunstancias reales. Generalmente, se usarán las antenas locales con áreas de cobertura que se solapan para ese propósito. La infraestructura de bajo ancho de banda puede ser una red, por ejemplo, una red en estrella, una red en árbol, una red ramificada o cualquier otro tipo de red comúnmente instalada dentro de edificios.

En la manera preferida de llevar a la práctica la invención, la frecuencia del tono de referencia global se selecciona por debajo del ancho de banda de la señal de FI. También, el procedimiento de la invención instruye sobre comunicaciones bidireccionales como se requiere en aplicaciones prácticas.

En la especificación se describen detalles adicionales así como la realización, con referencia a las figuras de los dibujos que la acompañan.

Breve descripción de los dibujos.

La figura 1 es una vista esquemática de un sistema de distribución de RF de una técnica primera típica.

La figura 2 es un diagrama que muestra el ancho de banda de RF típico y un ancho de banda de transmisión típico.

La figura 3 es un diagrama que muestra el ancho de banda de transmisión y el ancho de banda de la señal de FI.

La figura 4 es una vista esquemática de un sistema de distribución de RF simple de acuerdo con la invención.

La figura 5A es un diagrama que muestra la estabilización de los tonos de referencia.

La figura 5B es un diagrama que muestra la relación entre la señal de FI y el tono de referencia global.

La figura 6 es una vista esquemática de un sistema de distribución de RF de acuerdo con la invención con múltiples emplazamientos remotos de cobertura.

La figura 7 es una vista esquemática de otro sistema de distribución de RF de acuerdo con la invención.

La figura 8 es una vista esquemática que ilustra el solape en las áreas de cobertura.

La figura 9 es una vista en tres dimensiones de un sistema de distribución de RF de acuerdo con la invención adaptado a una estructura de edificio.

La figura 10 es un diagrama que muestra cables en edificios típicos 10 base T.

La figura 11 es un diagrama esquemático de otro sistema de distribución de RF de acuerdo con la invención.

La figura 12 es un diagrama esquemático de otro sistema más de distribución de RF de acuerdo con la invención.

La figura 13 es un diagrama que ilustra una parte de un sistema de la invención que usa fibra óptica multimodo.

La figura 14 es un gráfico de la Prueba de dos Tonos para el sistema de la figura 13.

La figura 15 es un diagrama de un procedimiento ventajoso de amplificación de señal de FI de acuerdo con la invención.

Descripción

Las características sobresalientes de la invención serán apreciadas de la mejor manera después de revisar el sistema de distribución típico de la técnica primera 10 para señal de radiofrecuencia (RF) 12 ilustrado en la figura 1. En este sistema típico, la señal de RF 12 está en un ancho de banda típicamente usado para comunicaciones celulares o similar. La figura 2 indica un ancho de banda 30, que abarca el intervalo desde 824 MHz a 894 MHz. Este intervalo es típico para la señal de RF 12 usada en comunicaciones celulares.

La señal de RF 12 es recibida por la antena principal o antena base 14. La conexión 16, por ejemplo, un cable coaxial, entrega la señal de RF 12 desde la antena 14 a una de las entradas de un primer mezclador 18. La segunda entrada del mezclador 18 está conectada a un primer oscilador local 20. El oscilador 20 proporciona un tono de radiofrecuencia que es utilizado por el mezclador 18 para la conversión inferior de la señal de RF 12 a una frecuencia intermedia (FI) y para transmitirla a través de un medio de bajo ancho de banda 33, tal como un cable estándar preinstalado.

La figura 2 ilustra mejor las relaciones de las distintas señales y sus anchos de banda. En particular, la conversión inferior de la señal de RF 12 desde el ancho de banda de RF 30 produce una señal de FI 32 contenida en un ancho de banda de transmisión 34. El ancho de banda de transmisión 34 va desde 0 a 100 MHz, que es típico para los medios de bajo ancho de banda comúnmente instalados en las estructuras de los edificios.

Con referencia de nuevo a la figura 1, la señal de FI 32 es transmitida a través del medio 33 a una localización o emplazamiento remotos 36 delimitados por una línea discontinua. El emplazamiento 36 generalmente es una sala dentro de una estructura de edificio o alguna otra área en la que se desee la cobertura de RF. En esta localización, la señal de FI 32 es recibida por un segundo mezclador 38 que, con la ayuda del oscilador 40, hace la conversión superior de la señal de FI 32 para recuperar la señal de RF original 12. Después, se usa una antena remota 42 para retransmitir la señal de RF 12 en el emplazamiento remoto 36.

Como se ha esbozado en la sección de fundamento de la invención, el sistema de distribución 10 y otros sistemas de la técnica primera relacionados sufren la inestabilidad de los osciladores locales 20 y 40 (a menos que se usen osciladores muy caros). En la figura 4 se muestra un sistema de distribución de RF 50 de acuerdo con la invención que evita esta desventaja de una manera simple y efectiva.

Como en el ejemplo de la técnica primera, el sistema 50 tiene una antena principal o base 52 que recibe la señal de RF 12. La antena 52 está conectada por medio de un enlace de comunicaciones 54, por ejemplo, un cable coaxial o cualquier otro enlace capaz de transmitir la señal de RF 12 sin excesivas distorsiones, a una de las entradas de un primer mezclador 56. El tipo de dispositivo seleccionado como mezclador 56 puede incluir cualquier mezclador adecuado con terminación simple, balanceado, doblemente balanceado, doble-doble balanceado u otro mezclador adecuado. Un primer oscilador local 58, preferiblemente un oscilador controlado por tensión (VCO), está conectado a otra entrada del mezclador 56. Un medio de bajo ancho de banda 60, tal como un cable 10 base T, un cable de teléfono, un cable de fibra óptica, un cable apantallado o sin apantallar, un cable de energía o cualquier medio de bajo ancho de banda instalado en el edificio, está conectado a la salida del mezclador 56.

El oscilador 58 es típicamente un dispositivo de bajo coste que por sí mismo produce un tono de referencia de RF inestable. Una salida del oscilador 58 está conectada al mezclador 56 y otra salida conduce a un divisor de frecuencia 62. La función del divisor 62 es realizada por cualquier dispositivo o circuito divisor de frecuencia capaz de dividir el tono recibido por un entero. La salida del divisor 62 está conectada además a una entrada de un comparador de fase 64. Comparadores adecuados son bien conocidos en la técnica.

La segunda entrada del comparador 64 está conectada a un oscilador de referencia global 66. Como se muestra, el oscilador 66 está albergado en una unidad de carcasa separada o centralizador de distribución 68. Con el fin de asegurar la estabilidad y el alto rendimiento del oscilador 66, el centralizador 68 es instalado en un área no expuesta a fluctuaciones excesivas de temperatura, vibraciones u otras influencias externas. Estas condiciones se cumplen frecuentemente dentro de edificios lejos de ventanas, puertas u otras aberturas, por ejemplo, en sótanos. Además, la realización preferida emplea como oscilador 66 un oscilador de cristal estabilizado en temperatura. Dispositivos de esta clase pueden conseguir cifras de estabilidad de una parte por millón y se encuentran disponibles comercialmente. La frecuencia del oscilador 66 será tratada más adelante.

Se debería notar que solamente se usa un oscilador de referencia 66 en el sistema 50. Así, cualquier elemento del sistema 50 que necesite del tono del oscilador 66 se le puede suministrar este tono a través de líneas 70. En este caso, una de las líneas 70 conecta el oscilador 66 a la otra entrada del comparador 64.

La salida del comparador 64 está conectada a un filtro 72. Un adecuado filtro de lazo paso bajo es bien conocido en la técnica y puede ser construido a partir de componentes disponibles comercialmente. La salida del filtro 72 está conectada a la entrada de control del oscilador 58.

En la realización preferida, el sistema 50 tiene un elemento sumador o dispositivo de suma 74 que conecta una de las líneas 70 al medio de bajo ancho de banda 60. El dispositivo 74 puede combinar señales que ya viajen a través del medio 60 con cualquier señal adicional, en este caso la señal producida por el oscilador 66. Dispositivos capaces de realizar esta operación son bien conocidos en la técnica.

En la localización o emplazamiento remotos de cobertura 76 el medio 60 está conectado a un filtro 78 y a un segundo mezclador 80. El filtro 78 tiene una banda de paso prefijada para seleccionar una frecuencia específica de las señales transmitidas a través del medio 60. La salida del filtro 78 está conectada a una de las entradas de un comparador de fase 82. La otra entrada del comparador 82 está conectada a la salida de un divisor de frecuencia 84, análogo al divisor de frecuencia 62, que está conectado a un segundo oscilador local 86. Como antes, el oscilador local 86 es un oscilador controlado por tensión que produce un tono de referencia de RF inestable. La salida del comparador 82 está enganchada a través de un filtro 88 a la entrada de control del oscilador 86.

Juntos, el oscilador 86, el divisor 84, el comparador 82 y el filtro 88 forman un dispositivo o circuito de enganche en fase 90, denominado de manera frecuente un lazo enganchado en fase (PLL). De hecho, el oscilador 58, el filtro 72, el comparador 64 y el divisor 62 forman también un circuito de enganche de fase 92. Ambos circuitos, 90 y 92, son análogos en construcción y en funcionamiento, como se verá más adelante.

El emplazamiento de cobertura remota 76 tiene una unidad de retransmisión 95, en este caso una antena de RF para retransmitir la señal de RF 12 desde el mezclador 80. El posicionamiento apropiado de la antena 95 en el emplazamiento 76 para asegurar la cobertura de RF será determinada por las personas que instalen el sistema 50 sobre una base de caso por caso.

Durante el funcionamiento, la antena principal 52 del sistema de distribución de RF 50 recibe la señal de RF 12. Como se indica en la figura 2, la señal de RF 12 está contenida en el ancho de banda de RF 30 que oscila desde 824 MHz a 894 MHz. En la práctica, sin embargo, la señal de RF 12 puede pertenecer a otros anchos de banda de RF, dependiendo del tipo de comunicación. Así, el ancho de banda de RF 30 puede ser seleccionado a partir del grupo de anchos de banda de RF usados para las comunicaciones celulares, telefonía sin hilos, comunicaciones locales por RF, televisión por satélite, vídeo multimedia interactivo, redes de área local de alta velocidad binaria y similares. La característica compartida por todos estos anchos de banda de RF es que son más altos que el ancho de banda de transmisión 34 del medio 60.

La antena 52 entrega la señal de RF 12 a través de un enlace de comunicaciones 54 a un primer mezclador 56. Mientras tanto, el lazo enganchado en fase 92 entrega un primer tono de referencia de RF 96 (véase la figura 2) de alta estabilidad al mezclador 56. De acuerdo con las técnicas de mezclado conocidas, el primer mezclador 56 responde a estas dos entradas generando una señal de FI 94, o, en otras palabras, haciendo una conversión inferior de la señal de RF 12. El resultado de la conversión inferior - la señal de FI 94 - se muestra en la figura 3. En la presente realización, la señal de FI 94 tiene un ancho de banda más estrecho (894 MHz - 824 MHz = 70 MHz) que el ancho de banda de transmisión 34 del medio 60. De hecho, la señal de FI 94 sólo ocupa el ancho de banda desde 24 MHz a 94 MHz. El ancho de banda real de la señal de RF con conversión inferior 12, es decir, la señal de FI 94, puede variar condicionado por la infraestructura disponible dentro del edificio. A cualquier velocidad, como la salida del primer mezclador 56 está conectada al medio 60, la señal de FI 94 es transmitida o alimentada a través del medio 60.

El proceso de conversión inferior de por sí depende de la estabilidad del primer tono de referencia de RF 96 suministrado al primer mezclador 56, y el anterior generalmente depende de la estabilidad del primer oscilador local 58. En este caso, sin embargo, la salida del oscilador 58 es un primer tono de referencia de RF 96 de alta estabilidad. Este resultado se consigue en varios pasos con la ayuda del resto del circuito de enganche de fase 92 y el oscilador de referencia global 66.

Primero, como se ilustra en la figura 5A, la salida original del oscilador 58 que es un tono de referencia de RF inestable 98 es aplicada al divisor de frecuencia 62. La fluctuación inherente del tono 98 es evidente a partir de su expansión de la anchura de posibles frecuencias. El divisor 62 está fijado para dividir el tono 98 por un entero para derivar un tono de referencia de FI inestable 100, como se muestra. Se desea que el tono de referencia de FI inestable 100 coincida de manera próxima con la frecuencia de un tono de referencia global 102 generado por el oscilador de referencia global 66 que reside en el centralizador de distribución 68. También, el tono de referencia de FI inestable 100 así como el tono de referencia global 102 están contenidos dentro del ancho de banda de transmisión 34 del medio 60.

Para un funcionamiento más fiable, el tono de referencia global 102 está en el medio del ancho de banda ocupado por el tono de referencia de FI inestable 100. Además, es preferible que el ancho de banda del tono de referencia de FI 100, y por consiguiente, la frecuencia del tono de referencia global 102, caigan fuera del ancho de banda de la señal de FI 94. Esta configuración evita cualquier interferencia potencial entre la señal de FI 94 y el tono de referencia 100. En la figura 5A, el ancho de banda del tono de referencia de FI 100 está por debajo del ancho de banda de la señal de FI 94 y se centra alrededor de la frecuencia del tono de referencia global 102 igual a 8,0 MHz. Por supuesto, estas cifras han sido seleccionados para propósitos de demostración solamente.

El comparador de fase 64 recibe en sus dos entradas el tono de referencia de FI inestable 100 y, a través de la línea 70, el tono de referencia global altamente estable 102. En respuesta a estas dos entradas, el comparador 64 genera en su salida una primera señal de ajuste 104 representativa del desajuste de fase o de la diferencia entre el tono inestable 100 y el tono estable 102. El filtro 72 limpia la señal de ajuste 104 de ruido de alta frecuencia y asegura la estabilidad del bucle de realimentación. A partir del filtro 72 la señal de ajuste 104 pasa a la entrada de control del primer oscilador local 58. Allí, la señal de ajuste 104 se usa para la sintonización precisa de la frecuencia de oscilación del oscilador 58.

Gracias a la naturaleza de la realimentación del circuito de enganche de fase 92, la sintonización precisa o el ajuste del oscilador 58 se realizan de manera continua usando el tono de referencia global altamente estable 102 como el patrón. Por consiguiente, se fuerza a la salida del oscilador 58 a generar el primer tono de referencia de RF 96 de alta estabilidad. El primer mezclador 56 toma ventaja de este tono de referencia de alta estabilidad 96 para producir una señal de FI con conversión inferior muy precisa 94, que es entonces alimentada a través del medio 60.

En la realización preferida, el centralizador de distribución 68 está conectado al elemento de suma 74, que hace de interfaz con el medio 60. Así, el tono de referencia global 102 desde el oscilador 66 es entregado al elemento de suma 74. Allí, la señal de FI 94 que ya viaja a través del medio 60 se combina con el tono de referencia global 102 y se envía a través del medio 60 al emplazamiento de cobertura remoto 76. No se crean interferencias no deseadas entre la señal de FI 94 y el tono 102 resultado, ya que sus anchos de banda no se solapan. De esta manera, el tono de referencia global 102 es transmitido de manera eficiente al emplazamiento remoto 76 a través del mismo medio que la señal útil.

En el emplazamiento remoto 76, el filtro 78 recupera el tono de referencia global 102 del medio 60. Mientras tanto, la señal de FI 94 pasa a través de un segundo mezclador 80. El circuito de enganche de fase 90 que funciona de la misma manera que el circuito de enganche de fase 92, usa el tono 102 para estabilizar la salida del segundo oscilador local 86. Para este propósito el comparador 82 produce una segunda señal de ajuste 106 y la entrega a través del filtro 88 a la entrada de control del oscilador 86. La salida del oscilador 86 genera un tono de referencia de RF estable 96. El mezclador 80 usa el tono de referencia de RF estable 96 para hacer la conversión superior de la señal de FI 94 y recuperar la señal de RF 12 con distorsión mínima de la señal. Después, la antena de RF 95 recibe la señal de RF 12 y la retransmite por todo el emplazamiento 76.

El sistema 50 está así bien adaptado a la distribución de RF en edificios y otras estructuras usando los medios existentes de bajo ancho de banda tales como los cables convencionales. Los recursos del sistema son básicos. Sólo se requiere un oscilador de coste elevado, denominado oscilador de referencia global 66 para asegurar la conversión superior e inferior apropiada de las señales en esta disposición. Los otros elementos esenciales son sencillos, fáciles de instalar y generalmente de bajo coste. De hecho, los osciladores controlados por tensión tales como los osciladores 58 y 86 que generan una referencia estable del tono de referencia de RF 96 a 800 MHz usando 3,125 MHz como tono de referencia global 102 pueden conseguir alta estabilidad a muy bajo coste.

La realización anterior es muy sencilla y sirve principalmente para demostrar unos pocos aspectos fundamentales de la invención. En la figura 6 se ilustra un sistema de distribución de RF más práctico 110 de acuerdo con la invención. Las partes correspondientes de esta realización están designadas con los mismos números de referencia que en la primera realización.

El enlace de comunicaciones 54 entrega la señal de RF 12 a un centralizador principal 112. Alojados dentro del centralizador principal 112 están el primer mezclador 56 y el primer oscilador local 58. El divisor 62, el comparador 64 y el filtro 72 están conectados y funcionan de la misma manera que la descrita anteriormente y también están alojados en el centralizador 112. De hecho, el oscilador de referencia global 66 y el elemento de suma 74 están dentro del centralizador 112, también. De esta manera, todos los elementos necesarios para convertir la señal de RF 12 a señal de FI 94 están dispuestos en la misma unidad compacta.

El elemento de suma 74 está conectado a tres cables de bajo ancho de banda 114, que son enrutados a sus respectivos emplazamientos remotos de cobertura 116, 118 y 120. Los circuitos de enganche de fase 122, 124 y 126 y los filtros 128, 130 y 132 están conectados de la misma manera y realizan las mismas funciones que el filtro 78 y el circuito 90 de la realización anterior. En otras palabras, los circuitos 122, 124, 126 y los filtros 128, 130 y 132 permiten a cada emplazamiento remoto 116, 118 y 120 filtrar la señal de referencia global 102 y usarla para producir una segunda señal de referencia de RF estable 96. Además, cada emplazamiento remoto 116, 118 y 120 tiene su propio segundo mezclador 134, 136 y 138 para recuperar la señal de RF 12 a partir de la señal de FI 94. Después de recuperar la señal de RF 12, ésta es retransmitida en cada emplazamiento remoto 116, 118 y 120 por medio de una antena de RF correspondiente 140, 142, 144.

El sistema de distribución 110 es más compacto y práctico en algunas aplicaciones en virtud de usar un solo centralizador 112. Por supuesto, la construcción y la localización del centralizador 112 tienen que asegurar que los elementos internos estén protegidos. Especialmente, el oscilador de referencia global 66 tiene que estar aislado de una manera que asegure la estabilidad del tono de referencia global 102.

La figura 7 ilustra otro sistema de distribución de RF 150 de acuerdo con la invención. Como en las realizaciones anteriores, la señal de RF 12 recibida por la antena principal 52, es entregada a un primer mezclador 56 para su conversión inferior para producir la señal de FI 94. El oscilador de referencia global está alojado de manera independiente en un centralizador de distribución 152. Desde allí, el tono de referencia global 102 es distribuido a través de enlaces 154 a los centralizadores de red 156 y 158, y al lazo de enganche de fase 92.

Los centralizadores de red 156 y 158 contienen múltiples elementos de suma 74 que permiten a uno lanzar el tono de referencia global 102 sobre muchos cables de bajo ancho de banda 160. De hecho, los cables 160 constituyen una red 162. Los cables 160A-D, cuando son vistos de manera independiente, forman una red en árbol, mientras que todos los cables 160 forman dos redes en estrella con los centralizadores 156 y 158 representando sus centros.

Está claro a partir de esta realización que el sistema de distribución 150 de la invención puede ser adaptado a cualquier red existente de cables en edificio. En particular, cualquier red en estrella, red en árbol, red en anillo o red ramificada es adecuada para distribuir la señal de RF 12 de acuerdo con la invención. Además, los enlaces 154 no necesitan ser parte de la infraestructura de la red si otros medios para distribuir la señal de referencia global 102 son considerados convenientemente por el diseñador del sistema. Por ejemplo, el tono de referencia global 102 puede ser distribuido a través de enlaces de fibra óptica, o a través de líneas de energía de CA.

La figura 8 muestra un aspecto particularmente ventajoso de la invención. Dos emplazamientos de cobertura remotos 170 y 172 tienen las correspondientes antenas de RF 174 y 176 para retransmitir la señal de RF 12. Como en las realizaciones anteriores, la señal de FI 94 es alimentada a través de un medio de bajo ancho de banda, en este caso los cables de energía 178 y 180. Las unidades 182 y 184 contienen todos los elementos tratados anteriormente necesarios para recuperar la señal de RF 12 a partir de la señal de FI 94 de acuerdo con la invención.

Las áreas o los emplazamientos de cobertura de RF 170 y 172 se solapan. La región donde esto ocurre está ideada y designada por un número de referencia 186. En general, el solape de cobertura de emplazamientos adyacentes es deseable ya que garantiza la cobertura completa. Un usuario equipado con un receptor de RF (no mostrado) y posicionado en la región 186 interceptará la señal de RF 12 desde ambas antenas 174 y 176.

En sistemas de la técnica primera la inestabilidad de los osciladores locales, incluso de dispositivos de alta calidad, sufre una pequeña diferencia de frecuencia, \Deltaf, entre la señal de RF 12 que viene desde la antena 174 y la misma señal de RF 12 que llega desde la antena 176. Esta diferencia de frecuencia, (típicamente en torno a \pm500 Hz), crea una frecuencia de batido audible. Además de ser molesto para el usuario, por ejemplo, interfiriendo con la conversación en el caso de comunicaciones telefónicas, la frecuencia de batido puede perjudicar el funcionamiento de los componentes eléctricos e introducir señales espurias. Los sistemas de distribución de RF usados para la transferencia de datos pueden experimentar tasas de error de bit (BER) más altas y otros efectos de degradación.

Afortunadamente, los sistemas de distribución de RF de acuerdo con la invención pueden recuperar la señal de RF 12 sin ningún desplazamiento de frecuencia. Así, en el presente caso, la señal de RF 12 radiada desde la antena 174 y desde la antena 176 tendrá la misma frecuencia y no introducirá ningún batido.

La figura 9 ilustra un sistema de distribución de RF 190 de acuerdo con la invención usado en estructura de edificios 192. En este caso, el sistema 190 es bidireccional, es decir, las antenas de RF 194 instaladas en varias localizaciones por toda la estructura 192 pueden retransmitir y recibir señales de RF 12. Para un mejor entendimiento, las señales de RF transmitidas están designadas por 12A y las señales de RF recibidas están indicadas por 12B. Una antena principal 196 está montada en el tejado de la estructura 192 y puede transmitir y recibir también señales de RF 12A y 12B.

El sistema 190 utiliza una red de bajo ancho de banda de edificio que incluye los cables 198, 200, 202, 204, y los armarios de cableado 206 y 208 para distribuir la señal de RF 12. En esta disposición particular, el armario de cableado 208 alberga un centralizador de distribución 210. Éste último suministra un tono de referencia global 102 desde un oscilador de cristal estabilizado en temperatura que sirve como el oscilador de referencia global (no mostrado). La protección del centralizador 210 de influencias externas está asegurada en virtud de la localización del armario 208 sobre el suelo y lejos de aberturas tales como puertas o ventanas.

Se debería notar que los cables 198, 200, 202 y 204 pueden constituir una red preexistente que no puede ser modificada de manera extensiva por el diseñador sin un caro trabajo de reenrutamiento. Por ejemplo, los cables 198, 200, 202 y 204 son cables de energía de CA estándar que son verdaderamente ubicuos incluso en viejas estructuras. La elección de cables de energía de CA permitirá a uno distribuir las señales de RF virtualmente en cualquier entorno sin alterar el cableado del edificio proporcionando de esta manera una red de distribución de RF de bajo coste. Una ventaja adicional de usar líneas de energía de CA es que la alimentación para hacer funcionar las antenas 194 y cualquier otra electrónica necesaria (no mostrada) puede ser proporcionada a través de los cables 198, 200, 202 y 204 de manera simultánea con la señal de FI. Por supuesto, como las líneas de energía de CA están preinstaladas, el diseñador del sistema de distribución de RF encontrará algunas limitaciones. De hecho, en algunas salas las localizaciones de las antenas 194 pueden estar impuestas por la infraestructura.

Para propósito de ejemplo, se supone que el sistema 190 va a ser usado para telefonía sin hilos. Los teléfonos sin hilos funcionan en la banda de frecuencia de 900 MHz y tienen un ancho de banda estrecho que puede ser transmitido a través de los cables 198, 200, 202 y 204. Por supuesto, en esta aplicación, las antenas 194 deberían estar situadas en localizaciones fuera del edificio 192 también (por ejemplo, cerca de una piscina, etc.).

La figura 10 ilustra el medio de bajo ancho de banda más común 220 encontrado dentro de edificios. En particular, el medio 220 es un cable que consiste en cuatro pares trenzados 222, 224, 226 y 228 o pares siameses. Éstos pueden ser usados para distribuir las señales para comunicaciones celulares, telefonía sin hilos, comunicaciones locales por RF, televisión por satélite, vídeo multimedia interactivo o redes de área local de alta velocidad binaria.

La figura 11 ilustra de manera esquemática otro sistema más de distribución de RF 230 de acuerdo con la invención. La antena principal 232 está posicionada sobre la parte superior de un edificio 234 para recibir y transmitir señales de RF 12A y 12B. El sistema 230 consiste en tres redes en estrella 238A, 238B y 238C, uno por cada planta, alimentados individualmente desde la antena 232. Las redes 238A, 238B y 238C tienen antenas de RF 240 y centralizadores independientes 242A, 242B y 242C para albergar los componentes esenciales tratados anteriormente.

La figura 12 ilustra otro ventajoso sistema de distribución de RF 250 dentro del mismo edificio 252. El sistema 250 se aprovecha de una centralita privada preinstalada 254 (PBX) y prescinde de una antena principal como la unidad para recibir y retransmitir las señales de RF 12A y 128.

En esta realización, las señales de RF 12A y 12B son entregadas a la PBX 254 y son recibidas desde la misma por cualquier medio adecuado de alto ancho de banda (no mostrado). Así, las señales de RF 12B son aplicadas por la PBX 254 a los centralizadores 258A, 258B y 258C de tres redes en estrella 256A, 256B y 256C. Después, las señales de RF 12A son recibidas de las redes en estrella 256A, 256B y 256C y enviadas de vuelta a la centralita PBX 254, que la retransmite a través del medio de alto ancho de banda.

Como los sistemas de PBX son generales, esta realización es muy práctica. No se necesitan tiradas de cables adicionales desde ninguna antena de RF externa en este caso. De hecho, los sistemas de PBX se encuentran en muchas localizaciones y son frecuentemente precableados para interiores dentro de una o más estructuras de edificio, y, en algunos casos, también para funcionamiento en exteriores. Se requerirán pocas modificaciones para instalar un sistema de distribución de RF de acuerdo con la invención de esta manera.

La figura 13 ilustra una parte de otro sistema más 260 de acuerdo con la invención. Un medio de bajo ancho de banda 262, en este caso un cable de fibra óptica multimodo, conecta una unidad de LED (diodo emisor de luz) 264 a un detector analógico de baja velocidad 266 en un emplazamiento remoto 270. Como el ancho de banda de transmisión del cable óptico 262 requerido para esta invención está por debajo de 100 MHz, la longitud del cable 262 puede sobrepasar el kilómetro. La capacidad para cubrir dichas distancias hace a esta realización particularmente útil en centros comerciales y otras estructuras que cubren grandes áreas.

El mismo mezclador 56 que el de la figura 4 entrega la señal de FI 94 a una unidad de LED 264 a través de un medio de bajo ancho de banda 268. El medio 268 puede pertenecer a una red preinstalada, por ejemplo, la red eléctrica CA o cables del teléfono.

Los LED de bajo coste muestran una excelente respuesta a bajas frecuencias, en particular dentro del ancho de banda de transmisión del medio 262, (<100 MHz), y sin respuesta a frecuencias más altas, por ejemplo, a 1 GHz. Así, la unidad de LED 264 es muy adecuada para la alimentación de la señal de FI 94 a través del medio 262. Los sistemas ópticos convencionales usan láseres y fibras ópticas monomodo, siendo ambos caros, para enviar señales a varias frecuencias. Esta realización es muy barata en comparación con los sistemas convencionales y muy eficiente en el intervalo de frecuencias deseado. Apoyando este hecho, la figura 14 muestra los resultados de una prueba estándar de dos tonos para unidad de LED 264 que funciona a 1,3 \mum y 1 km de longitud de cable 262.

Finalmente, la figura 15 muestra una adición ventajosa a una parte de un sistema 280 de acuerdo con la invención. El sistema 280 usa un elemento de suma 288 para sumar el tono de referencia global 102 a la señal de FI 94, como se ha tratado anteriormente, y aplicar ambos a través de la red 290 consistente en cables de bajo ancho de banda 286. Se conectan a los cables 286 dos amplificadores estándar 282 y 284 para amplificar las señales dentro del ancho de banda de transmisión 34.

Durante el funcionamiento, los amplificadores 282 y 284 amplifican la señal de FI 94 mientras pasa a través de los cables 286. Si se desea, ambos amplificadores o un amplificador 282, 284 pueden amplificar también el tono de referencia global 102. Una persona experta en la técnica apreciará el hecho de que amplificar las señales a frecuencias más bajas es más sencillo y menos costoso que amplificar las señales de RF. Así, la presente invención señala un procedimiento particularmente ventajoso para preservar la intensidad de las señales distribuidas por un sistema de acuerdo con la invención. Esta "función de repetidor" puede ser incorporada en cualquiera de las realizaciones anteriores instalando amplificadores de baja frecuencia adecuados (<100 MHz) a frecuencias correspondientes a las señales de FI y/o al tono de referencia global.

La versatilidad de los sistemas de distribución de RF de acuerdo con la invención y sus numerosas realizaciones enseñan un procedimiento para distribuir señales de RF. De hecho, una persona experta en la técnica será capaz de recoger a partir de los ejemplos dados, las características del procedimiento de la invención.

Claims (16)

1. Un sistema (50) para transmitir una señal de RF (12) contenida en un ancho de banda de RF sobre un medio de bajo ancho de banda (60) que tiene un ancho de banda de transmisión por debajo de dicho ancho de banda de RF, dicho sistema (50) comprendiendo un medio de recepción (52) para recibir la mencionada señal de RF (12), un primer medio mezclador (56) conectado a dicho medio de recepción (52) y a dicho medio de bajo ancho de banda (60), un primer oscilador local (58) conectado al mencionado primer medio mezclador (56), un medio de transmisión (95) para transmitir dicha señal de RF (12) en una localización (76) remota desde dicho medio de recepción (52), un segundo medio de mezclado (80) conectado a dicho medio de bajo ancho de banda (60) y a dicho medio de transmisión (95), y un segundo oscilador local (86) conectado a dicho segundo medio de mezclado (80), caracterizado porque dicho sistema (50) comprende además:

a) un oscilador de referencia global (66) conectado a dicho medio de bajo ancho de banda (60) para proporcionar a dicho sistema (50) un tono de referencia global (102) de alta estabilidad a una frecuencia dentro de dicho ancho de banda de transmisión del mencionado medio de bajo ancho de banda (60);

b) un primer medio de enganche de fase (92) intercalado antes de dicho primer oscilador local (58) y conectado a dicho oscilador de referencia global (66) para derivar una primera señal de ajuste (104) a partir de dicho tono de referencia global (102) de alta estabilidad, dicha primera señal de ajuste (104) controlando al mencionado primer oscilador local (58) de forma que dicho primer oscilador local (58) genere un tono de referencia de RF (96) de alta estabilidad; en el que dicho primer medio de mezcla, mezcla dicho tono de referencia de RF (96) de alta estabilidad con dicha señal de RF (12) para producir una señal de FI (94) dentro del mencionado ancho de banda de transmisión de dicho medio de bajo ancho de banda (60) y saca dicha señal de FI (94) a través de dicho medio de bajo ancho de banda (60); y

c) un segundo medio de enganche de fase (90) intercalado antes del mencionado segundo oscilador local (86) y conectado a dicho medio de bajo ancho de banda (60) para derivar una segunda señal de ajuste (106) a partir de dicho tono de referencia global (102) de alta estabilidad que es recuperado de dicho medio de bajo ancho de banda (60), dicha segunda señal de ajuste (106) controlando el mencionado segundo oscilador local (86) de forma que dicho segundo oscilador local (86) saque el mencionado tono de referencia de RF (96) de alta estabilidad a dicho segundo medio de mezcla;

en el que

dicho segundo medio de mezcla usa dicha señal de FI (94) del mencionado medio de bajo ancho de banda (60) y dicho tono de referencia de RF (96) del mencionado segundo oscilador local (86) para recuperar dicha señal de RF (12) con mínima distorsión de señal y sacar dicha señal de RF (12) a dicho medio de transmisión (95).

2. Un sistema como el que se reivindica en la reivindicación 1, en el que dicho primer oscilador local (58) es un oscilador controlado por tensión que originalmente saca un tono de referencia de RF inestable (98), y en el que dicho primer medio de enganche de fase comprende:

a) un divisor de frecuencia (62) conectado a dicho primer oscilador local (58) para dividir a dicho tono de referencia de RF inestable (98) para derivar un tono de referencia de FI inestable (100) que coincida de manera próxima con la frecuencia de dicho tono de referencia global (102) de alta estabilidad;

b) un comparador de fase (64) conectado a dicho oscilador de referencia global (66) y a dicho divisor de frecuencia (62) para generar dicha primera señal de ajuste (104) en respuesta a dicho tono de referencia de FI inestable (100) y dicho tono de referencia global (102) de alta estabilidad; y

c) un filtro (72) conectado a dicho comparador de fase (64) y a dicho primer oscilador local (58) para filtrar y entregar dicha primera señal de ajuste (104) a dicho primer oscilador local (58), dicha primera señal de ajuste (104) estabilizando al mencionado primer oscilador local (58) de forma que dicho primer oscilador local genere el mencionado tono de referencia de RF (96) de alta estabilidad.

3. Un sistema como el que se reivindica en la reivindicación 1, comprendiendo además:

un medio sumador (74) conectado a dicho medio de bajo ancho de banda (60) y a dicho oscilador de referencia global (66) para sumar dicho tono de referencia global (102) de alta estabilidad a la mencionada señal de FI (94) de manera que tanto la mencionada señal de FI (94) el mencionado tono de referencia global (102) sean transmitidos a través de dicho medio de bajo ancho de banda (60).

4. Un sistema como el que se reivindica en la reivindicación 1, en el que dicho segundo oscilador local (86) es un oscilador controlado por tensión que originalmente saca un tono de referencia de RF inestable y en el que dicho segundo medio de enganche de fase (90) comprende:

a) un divisor de frecuencia (84) conectado al mencionado segundo oscilador local (86) para dividir dicho tono de referencia de RF inestable para derivar un tono de referencia de FI inestable que coincida de manera próxima con la frecuencia del mencionado tono de referencia global (102) de alta estabilidad;

b) un comparador de fase (82) conectado a dicho divisor de frecuencia (84) para enganchar dicho tono de referencia de FI inestable a dicho tono de referencia global (102) de alta estabilidad de forma que dicho comparador de fase (82) produzca la mencionada segunda señal de ajuste (106); y

c) un filtro (88) conectado a dicho comparador de fase (82) y al mencionado segundo oscilador local (86) para filtrar y entregar la mencionada segunda señal de ajuste (106) a dicho segundo oscilador local (86), dicha segunda señal de ajuste (106) estabilizando a dicho segundo oscilador local (86) de forma que el mencionado segundo oscilador local (86) genere el mencionado tono de referencia de RF (96) de alta estabilidad.

5. Un sistema como el que se reivindica en la reivindicación 1, comprendiendo además:

un centralizador de distribución (68) para albergar al mencionado oscilador de referencia global (66), de forma que dicho tono de referencia global (102) del alta estabilidad sea proporcionado al mencionado sistema (50) desde dicho centralizador de distribución (68).

6. Un sistema como el que se reivindica en la reivindicación 1, en el que dicho medio de bajo ancho de banda comprende una red.

7. Un sistema como el que se reivindica en la reivindicación 1, en el que dicho ancho de banda de RF es seleccionado del grupo de anchos de banda de RF usados para comunicaciones celulares, telefonía sin hilos, comunicaciones locales por RF, televisión por satélite, vídeo multimedia interactivo, redes locales de alta velocidad binaria.

8. Un sistema como el que se reivindica en la reivindicación 1, en el que dicho ancho de banda de RF es más estrecho que el mencionado ancho de banda de transmisión de dicho medio de bajo ancho de banda.

9. Un sistema como el que se reivindica en la reivindicación 9 en el que dicho medio de bajo ancho de banda es seleccionado del grupo constituido por: cable 10 base T, cable de telefonía, cable de fibra óptica, cable no apantallado y cable eléctrico.

10. Un sistema como el que se reivindica en la reivindicación 1 en el que la frecuencia del tono de referencia global (102) no se solapa con el ancho de banda de la señal de FI (94).

11. Un sistema como el que se reivindica en la reivindicación 1, en el que la frecuencia del tono de referencia global (102) está por debajo del ancho de banda de la señal de FI (94).

12. Un procedimiento para transmitir una señal de RF (12) contenida en un ancho de banda de RF sobre un medio de bajo ancho de banda (60) que tiene un ancho de banda de transmisión que está por debajo del mencionado ancho de banda de RF, dicho procedimiento incluyendo los pasos de recepción de la mencionada señal de RF (12), caracterizado porque el procedimiento comprende de manera adicional los pasos de:

a) proporcionar un tono de referencia global (102) de alta estabilidad a una frecuencia que se encuentre dentro de dicho ancho de banda de transmisión al mencionado medio de bajo ancho de banda (60) y a un medio de enganche de fase (92);

b) proporcionar un tono de referencia de RF inestable (98);

c) derivar un tono de referencia de FI inestable (100) a partir de dicho tono de referencia de RF inestable (98), dicho tono de referencia de FI inestable (100) coincidente de manera próxima con la frecuencia de dicho tono de referencia global (102) de alta estabilidad;

d) derivar una primera señal de ajuste (104) a partir de dicho tono de referencia de FI inestable (100) y dicho tono de referencia global (102) de alta estabilidad;

e) generar un tono de referencia de RF (96) de alta estabilidad de acuerdo con la mencionada primera señal de ajuste (104);

f) mezclar dicho primer tono de referencia de RF (96) de alta estabilidad con dicha señal de RF (12) para producir una señal de FI (94) dentro de dicho ancho de banda de transmisión.

g) recibir en una localización remota dicho tono de referencia global (102) de alta estabilidad y dicha señal de FI (94) a través de dicho medio de bajo ancho de banda (60);

h) derivar en dicha localización remota una segunda señal de ajuste (106) a partir del mencionado tono de referencia global (102) de alta estabilidad y un tono de referencia de FI inestable que coincida de manera próxima con la frecuencia de dicho tono de referencia global (102) de alta estabilidad;

i) generar en dicha localización remota dicho tono de referencia de RF (96) de alta estabilidad de acuerdo con dicha segunda señal de ajuste (106); y

j) mezclar en la localización remota dicho tono de referencia de RF (96) de alta estabilidad con la mencionada señal de FI (94) para recuperar dicha señal de RF (12) con distorsión mínima de la señal.

13. Un procedimiento como el que se reivindica en la reivindicación 12, en el que dicha señal de RF es recibida en una estación base y es aplicada a través de dicho medio de bajo ancho de banda a un emplazamiento remoto de cobertura.

14. Un procedimiento como el que se reivindica en la reivindicación 12 en el que dicha señal de RF es recibida en un emplazamiento remoto de cobertura y es transmitida a una estación base a través de dicho medio de bajo ancho de banda.

15. Un procedimiento como el que se reivindica en la reivindicación 12 en el que dicha señal de RF es transmitida sobre el mencionado medio de bajo ancho de banda de manera bidireccional.

16. Un procedimiento como el que se reivindica en la reivindicación 12 en el que dicha señal de FI es amplificada mientras que pasa a través de dicho medio de bajo ancho de banda.