ES2278183T3 - Aparato y metodo de comunicacion. - Google Patents

Abstract

Un método de comunicar una señal de microondas de banda ultraancha (UWB) dotada de una frecuencia de 1 GHz o más empleando un cable (308) que conste al menos de un conductor, consistiendo el método en: colocar una antena transmisora (504, 512) en un punto de transmisión sobre dicho cable a una distancia del referido cable para acoplar la referida señal de microondas en dicho cable; emitir con dicha antena de transmisión la referida señal de microondas para inducir en dicho cable una onda de propagación para que se propague a lo largo del referido cable; colocar una antena receptora (504, 512) para recibir una señal electromagnética generada por la referida onda de propagación; recibir una versión de dicha señal de microondas usando la referida antena receptora; y en el que la referida onda de propagación consista en una señal de terminación única.

Description

Aparato y método de comunicación.

Esta invención versa grosso modo acerca de métodos y aparatos para las comunicaciones por radiofrecuencia mediante cableado de corriente eléctrica, en particular, comunicaciones con frecuencia de microondas. Los ejemplos de realización de la invención resultan especialmente adecuados para la comunicaciones de banda ultraancha (ultra wideband, UWB).

Las técnicas para la comunicación UWB se desarrollaron a partir del radar y de otras aplicaciones militares, y el trabajo pionero fue llevado a cabo por el Dr. G. F. Ross, como se describe en el documento US3728632. Los sistemas de comunicaciones de banda ultraancha emplean pulsos muy breves de radiación electromagnética (impulsos) con tiempos de ascenso y caída muy breves, lo que da por resultado un espectro con un ancho de banda muy amplio. Algunos sistemas emplean la excitación directa de una antena con un pulso tal que luego irradia con su respuesta característica de impulso o escalonada (dependiendo de la excitación). Tales sistemas se denominan "sin portadora" o "carentes de portadora", puesto que la emisión resultante de radiofrecuencia carece de toda frecuencia portadora bien definida. Sin embargo, otros sistemas UWB irradian uno o algunos ciclos de una portadora de alta frecuencia y, por lo tanto, es posible definir una frecuencia y/o fase central significativa a pesar de la gran anchura de banda de la señal. La Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos (US Federal Communications Commission, FCC) define UWB como un ancho de banda de -10 dB de al menos un 25% de una frecuencia central (o media) o un ancho de banda de al menos 1,5 GHz; la definición de US DARPA es similar, pero se refiere a un ancho de banda de -20 dB. Tales definiciones formales resultan útiles y diferencian con claridad los sistemas UWB de los sistemas convencionales de banda estrecha y banda ancha, pero las técnicas descritas en esta especificación no están limitadas a los sistemas que caen dentro de esta definición precisa.

Los sistemas de comunicaciones de UWB tienen varias ventajas con respecto a los sistemas convencionales. Hablando a grandes rasgos, el gran ancho de banda facilita las comunicaciones de datos a velocidad muy alta y, puesto que se emplean pulsos de radiación, la potencia media de transmisión y también el consumo de energía pueden mantenerse bajos aunque la potencia de cada pulso pueda ser relativamente grande. Además, puesto que la potencia de cada pulso se distribuye en un gran ancho de banda, la frecuencia de la potencia por unidad puede ser realmente muy baja, permitiendo que los sistemas UWB coexistan con otros usuarios del espectro y que, en aplicaciones militares, proporcionen una probabilidad baja de intercepción. Los pulsos breves también hacen de los sistemas de comunicaciones de UWB relativamente poco susceptibles de efectos de ruta múltiple, puesto que, por lo general, los reflejos múltiples pueden resolverse. Por último, los sistemas de UWB se prestan a una implementación completamente digital sustancialmente, con consiguientes ahorros de costo y a otras ventajas.

La Figura 1a muestra un emisor/receptor UWB típico 100. Éste consta de una antena de transmisión/recepción 102 con una respuesta característica de impulso indicada por un filtro de paso de banda (bandpass filter, BPF) 104 (aunque en algunos casos puede estar incluido de manera explícita un filtro de paso de banda), acoplada a un conmutador de transmisión/recepción 106.

La cadena de transmisión consta de un generador de impulsos 108 susceptible de modulación mediante una entrada de datos de transmisión de banda base 110 y un emisor de antena 112. El emisor puede omitirse, puesto que normalmente solo hace falta una oscilación pequeña del voltaje de salida. Puede emplearse una de entre varias técnicas de modulación, típicamente o bien la manipulación encendido-apagado (on-off keying, OOK, o sea, transmitir o no transmitir un pulso), la manipulación M-aria del corrimiento de la amplitud [M-ary amplitude shift keying] (modulación de la amplitud del pulso), o la PPM (pulse position modulation, modulación por posición del pulso, o sea, variando la posición del pulso). Típicamente, el pulso transmitido tiene una duración de <1 ns y puede tener un ancho de banda del orden de un gigahercio.

La cadena de recepción consta típicamente de un amplificador de bajo ruido (low noise amplifier, LNA) y una fase 114 de control automático de ganancia (automatic gain control, AGC) seguida por un correlacionador o filtro adaptado (matched filter, MF) 116, que se ajusta a la forma del pulso recibido para que dé salida a un impulso cuando se le presente energía de radiofrecuencia dotada de la forma de curso correcta (adaptada). La salida del MF 116 es normalmente digitalizada por un convertidor de analógico a digital (analogue-to-digital converter, ADC) 118 y presentada a continuación a un circuito variable de umbral de ganancia (digital o basado en software) 120, la salida del cual comprende los datos recibidos. La persona versada comprenderá que pueden emplearse también la corrección progresiva de errores (forward error correction, FEC), tal como la codificación de bloques de error y otros tratamientos de banda base, pero tales técnicas resultan perfectamente conocidas y son convencionales, de aquí que se omitan en este documento en aras de la claridad. Pueden emplearse con ventaja técnicas de recepción en rastrillo (véanse, por ejemplo, los documentos WO 01/93441, WO 01/93442, WO 01/93482).

La Figura 1b muestra un ejemplo de un transmisor de UWB 122 basado en portadora, como se describe con más detalle en el documento US 6.026.125. Esta forma de transmisor permite controlar la frecuencia central y el ancho de banda de una transmisión de UWB y, como está basado en una portadora, permite el empleo de modulación de frecuencia y fase, al igual que de amplitud y posición. Así, por ejemplo, pueden emplearse la QAM (quadrature amplitude modulation, modulación por cuadratura de amplitud) o la PSK M-aria (phase shift keying, manipulación por corrimiento de fase).

Refiriéndonos a la Figura 1b, un oscilador 124 genera una portadora de alta frecuencia que es controlada por un mezclador 126 que, de hecho, actúa como conmutador de alta velocidad. Una segunda entrada al mezclador es proporcionada por un generador de impulsos 128, filtrada por un filtro (opcional) de paso de banda 130. La amplitud del impulso filtrado determina el tiempo en el que están con polarización directa los diodos del mezclador y, por lo tanto, la anchura efectiva del pulso y el ancho de banda de la señal de UWB a la salida del mezclador. El ancho de banda de la señal de UWB es determinada también de modo similar por el ancho de banda del filtro 130. La frecuencia central y la fase instantánea de la señal de UWB son determinadas por el oscilador 124, y pueden ser moduladas por una entrada de datos 132. El documento US 6.026.125 describe un ejemplo de transmisor con una frecuencia central de 1,5 GHz y un ancho de banda de 400 MHz. Puede lograrse la coherencia pulso a pulso logrando el enganche de fase del generador de impulsos al oscilador.

La salida del mezclador 126 es procesada por un filtro de paso de banda 134 para que se rechacen frecuencias que estén fuera de la banda y productos indeseables del mezclador, atenuada opcionalmente por un atenuador de radiofrecuencia controlado digitalmente 136 para permitir una modulación adicional de amplitud, y luego pasada a un amplificador de potencia de banda ancha 138, tal como un MMIC (monolithic microwave integrated circuit, circuito monolítico integrado de microondas), y a una antena de transmisión 140. El encendido o el corte de puerta del amplificador de potencia puede efectuarse en sincronismo con los impulsos del generador 128, como se describe en el documento US'125, para reducir el consumo de energía.

La Figura 1c muestra un transmisor similar al de la Figura 1b, y en él los elementos homólogos tienen números de referencia iguales. El transmisor de la Figura 1c es, en general, un caso especial del transmisor de la Figura 1b en el que la frecuencia del oscilador se ha puesto a cero. La salida del oscilador 124 de la Figura 1b es, de hecho, un nivel de corriente continua que sirve para mantener el mezclador 126 siempre encendido, de modo que estos elementos se omiten (y se modula el generador de impulsos o su salida).

La Figura 1d muestra un transmisor alternativo de UWB 142 basado en portadora, descrito también en el documento US 6.026.125. Una vez más, los elementos homólogos a los de la Figura 1b se muestran con números de referencia semejantes.

En la disposición de la Figura 1d, un circuito de control temporal 144 mantiene la salida del oscilador 124 bajo el control de una señal cronométrica 146. La anchura del pulso de esta señal cronométrica determina el ancho de banda instantáneo de la señal de UWB. Por ello, el ancho de banda de UWB de la señal trasmitida puede ajustarse ajustando la anchura de este pulso.

Los receptores de banda ultraancha adecuados para su empleo con los transmisores de UWB de las Figuras 1b a 1d se describen en el documento US 5.901.172. Estos receptores emplean detectores basados en diodos de túnel para permitir la detección de pulsos únicos a altas velocidades (varios megabits por segundo) con vulnerabilidad reducida a interferencia cocanal. En términos generales, un diodo de túnel conmuta entre modos activo e inactivo, descargándose la carga almacenada en el diodo durante su modo inactivo. El diodo de túnel actúa, de hecho, a modo de filtro adaptado de control temporal, y la operación de correlación se sincroniza con los pulsos entrantes.

La Figura 1e muestra otro ejemplo de un conocido transmisor de UWB 148, descrito en el documento US 6.304.623. En la Figura 1e, un pulsador 150 genera un pulso de radiofrecuencia para su transmisión mediante la antena 152 bajo el control de una señal cronométrica 154 proporcionada por un generador de temporización de precisión 156, controlado a su vez por una base de tiempos estable 158. Un generador de códigos 160 recibe un reloj de referencia procedente del generador de temporización y facilita órdenes de desplazamiento temporal pseudo-aleatorio para que el generador de temporización varíe las posiciones de los pulsos del transmisor. Esto tiene el efecto de extender y aplanar el espectro peiniforme que se produciría en caso contrario por los pulsos regulares estrechos (en algunos sistemas puede emplearse la modulación de la amplitud para lograr un efecto similar).

La Figura 1f muestra un receptor correspondiente 162, descrito también en el documento US'623. Este receptor utiliza un generador de temporización 164, una base de tiempos 166 y un generador de códigos 168 similares (el último de los cuales genera la misma secuencia pseudo-aleatoria), pero la base de tiempos 166 está enganchada a la señal recibida mediante un filtro de bucle de búsqueda 170. La salida de la señal de temporización del generador de temporización 164 activa un generador de plantillas 172 que da salida a una señal de plantilla, y un correlacionador/muestreador 176 y un acumulador 178 muestrean y correlacionan la señal recibida con la plantilla, integrando sobre un tiempo de apertura del correlacionador para producir una salida que, al final de un ciclo de integración, es objeto de muestreo por parte de un detector 180 para determinar si se ha recibido un uno o un cero.

La Figura 1g muestra un emisor/receptor de UWB 182 que emplea técnicas de codificación de espectro disperso. Un emisor/receptor de tipo general es descrito con más detalle en el documento US 6.400.754, al cual puede hacerse referencia.

En la Figura 1g una antena receptora 184 y un amplificador de bajo ruido 186 proporcionan una entrada a un correlacionador de integración de tiempo 188. Una segunda entrada al correlacionador es proporcionada por un generador de una secuencia de códigos 190, que genera un código de tipo de espectro disperso, tal como un código de Kasami, que es un código con un coeficiente elevado de auto-correlación de entre una familia de códigos sin coeficientes de correlación cruzada baja. El correlacionador 188 multiplica la señal analógica de entrada por un código de referencia e integra sobre un periodo de secuencias de códigos, y puede comprender un filtro adaptado con una pluralidad de fases que representan diferentes alineaciones cronométricas de la señal de entrada y del código de referencia. La salida del correlacionador es digitalizada por un convertidor de analógico a digital 192, que proporciona una salida a un bus 194 controlado por un procesador 196 con memoria 198; el generador de secuencias de códigos 190 es impulsado por un reloj accionado por un oscilador de cristal 200; un controlador de la antena de transmisión 202 recibe datos procedentes del bus 194, que son multiplicados por una secuencia de códigos procedente del generador 190 y transmitidos desde la antena de transmisión 204. En funcionamiento, se reciben y se transmiten secuencias codificadas de dobletes de impulsos, constando cada bit en un ejemplo de realización de una secuencia de 1023 chips de chips de 10 ns y dotada, por lo tanto, de una duración de 10 \mus. Esto proporciona una ganancia de proceso de 30 dB. Pueden emplearse secuencias de dispersión más breves y/o relojes más rápidos para obtener tasas de bits más elevadas.

El emisor/receptor descrito en el documento US 6.400.754 emplea una modificación de una antena de bucle apantallada independiente de la frecuencia y de modo corriente (como se describe en el documento US 4.506.267) que consta de una placa plana conductora rectangular. Esta antena es conocida con el nombre de antena de radiador de corriente elevada (large-current radiator, LCR) y, cuando es activada por una corriente, irradia hacia afuera desde la superficie de la placa.

La Figura 1h muestra un circuito controlador 206 para tal antena de transmisión LCR 208. La antena es controlada por un puente en H que consta de cuatro MOSFET 210 controlados por líneas de control izquierda (left, L) y derecha (right, R) 212, 214. Al conmutar la línea 214 alta y luego baja mientras se mantiene baja la línea 212 se transmite un doblete de impulsos (o sea, un par de impulsos de polaridad opuesta) de una primera polaridad, y al conmutar la línea 212 alta y luego baja mientras se mantiene baja la línea 214 se irradia un doblete de impulsos de la polaridad opuesta. La antena sólo irradia mientras cambia la corriente que pasa por ella, y transmite un único impulso gaussiano en cada transición.

Las Figuras de la 2a a la 2h muestran ejemplos de formas de onda de UWB. La Figura 2a muestra una forma de onda típica de salida de un transmisor de impulsos de UWB, y la Figura 2b muestra el espectro de potencia de la forma de onda de la Figura 2a. La Figura 2c muestra un pulso de onda mínima (que, cuando se acorta, se convierte en un monociclo), como el que podría ser irradiado de uno de los transmisores de las Figuras de la 1b a la 1d. La Figura 2d muestra el espectro de potencia de la Figura 2c. La Figura 2e muestra un doblete de impulsos y la Figura 2f el espectro de potencia del doblete de la Figura 2e. Puede verse que el espectro de la Figura 2f consiste en un peine con una separación (en frecuencia) determinada por la separación (en el tiempo) de los impulsos del doblete y un ancho de banda global determinado por la anchura de cada impulso. También puede apreciarse a partir de las Figuras 2e y 2f que la variación de las posiciones de los pulsos tenderá a reducir los valores nulos del espectro de peine. La Figura 2g muestra ejemplos de formas de onda de doblete de impulso base para un 0 lógico y para un 1 lógico. La Figura 2h muestra un ejemplo de una transmisión de UWB con TDMA tal como la que podría ser irradiada del emisor/receptor de la Figura 1g, en el que ráfagas de datos codificados por Acceso Múltiple por División de Código (Code Division Multiple Access, CDMA) están separadas por periodos sin transmisión para permitir el acceso por parte de otros dispositivos.

Potencialmente, la banda ultraancha ofrece ventajas significativas para una red doméstica inalámbrica, particularmente para la red de banda ancha para dispositivos de audio y vídeo destinados al entretenimiento. Sin embargo, la anchura del ancho de banda de las comunicaciones de UWB es causa de preocupación, en particular en lo tocante a su posible interferencia con los sistemas de GPS (Global Positioning System, Sistema Global de Posicionamiento) y de aviónica. Por esta razón, aunque la utilización de la UWB ha sido aprobada recientemente por la FCC en los Estados Unidos, la operatoria se permite únicamente con potencias muy reducidas y dentro de un ancho de banda restringido (3,1 a 10,6 GHz). Por lo tanto, existe la necesidad de métodos y aparatos para facilitar las comunicaciones de UWB con potencias reducidas, particularmente en el hogar.

Sin embargo, la necesidad que existe de técnicas mejoradas de comunicaciones, en especial mediante cableado de corriente eléctrica, no afecta únicamente a las comunicaciones de UWB. Las ventajas de tal comunicación resultan fáciles de captar, ya que el cableado de corriente eléctrica y los enchufes de pared asociados proporcionan, de hecho, un cableado ya integrado para una red doméstica si existiesen las técnicas apropiadas para poder hacer uso de tal cableado. Hay, sin embargo, muchas dificultades, debido al nivel relativamente elevado de interferencias, a veces de tipo de banda ancha, a causa de los cortes relativamente grandes de la respuesta en frecuencia del cableado procedentes de circuitos resonantes y de supresores conectados a la entrada de corriente eléctrica, y por la relativa mala adaptación, que da por resultado muchos reflejos y llamadas. A pesar de estos problemas, hay un volumen significativo de documentación relativa a la especialidad referente a la transmisión de señales de radiofrecuencia a través de cableado, como puede verse, por ejemplo, en el sitio web de Powerline World (www.powerlineworld.com) y en el sitio web de las redes de Powerline Communications (www.powerlinecommunications.net). Varias empresas están involucradas en este campo, incluidas Intracoastal System Engineering Corporation, de Canadá; Nsine Limited, del Reino Unido; Echelon Corporation, de California, EE. UU.; Intellon Corporation, de Florida, EE. UU.; Cogency, de Canadá; y, en el campo de la UWB, Pulselink, Inc., de California, EE. UU.; al igual que diversas empresas adicionales de interés (véanse, por ejemplo, los documentos EPO 961 415; WO 99/48224; US 6.172.597; WO 96/17444; y GB 2.304.013). Dos estándares perfectamente conocidos para las comunicaciones a través de las redes eléctricas de suministros son LonWorks y la norma HomePlug, y los dos emplean una señalización diferencial entre pares de conductores eléctricos, tales como, por ejemplo, la fase y el neutro (para LonWorks véanse, por ejemplo, WO 92/21180 y el documento relacionado US 5.485.040; para HomePlug véanse, por ejemplo, EP 0 419 047 y US 4.755.792, al que se hace referencia en aquél). El documento US 5.982.276 describe un método y un sistema para una comunicación basada en un campo magnético en líneas transmisoras de alto voltaje empleando un MASER.

Hasta ahora las comunicaciones a través del cableado de energía eléctrica han incluido sistemas que emplean CW FSK y ráfagas de frecuencias pulsadas. El documento US 6.218.931 describe un método para la distribución de señales de CDMA (Acceso Múltiple por División de Código) dotadas de una frecuencia más elevada que 1 GHz, constando el método de los pasos de: generar la señal de banda ancha de espectro disperso y acoplar la señal de espectro disperso a una red de cableado para distribuir la señal. La comunicación más eficaz a velocidades de datos más elevadas se ha centrado en el empleo del multiplexado ortogonal por división de frecuencia (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) y de los protocolos asociados, dado que el OFDM facilita la selección de portadoras para evitar las interferencias y/o los cortes de frecuencia en la respuesta, y facilita también la recuperación de datos hasta cuando se hayan perdido una o más portadoras (ejemplos de tales técnicas pueden encontrarse en patentes a nombre de Intellon Corp.). Por lo general, las radiofrecuencias implicadas han sido reducidas -por ejemplo la señal PHY de HomePlug ocupa una banda de desde aproximadamente 4,5 MHz a 21 MHz y logra una velocidad bruta de bits de aproximadamente 20 Mbps; otro sistema, de Cogency, parece emplear frecuencias de hasta 40 MHz con vistas a obtener velocidades brutas de bits de hasta 100 Mbps con bits múltiples por símbolo. Hablando en términos generales, las frecuencias por encima de estos intervalos se han ignorado hasta ahora para las comunicaciones a través de las líneas de corriente eléctrica, quizás porque a una señal diferencial un cable de corriente eléctrica le parece casi igual que un cortocircuito a estas frecuencias. Sin embargo, resulta deseable por lo general proporcionar velocidades incrementadas de datos para las comunicaciones a través de líneas de transporte de energía, aunque no se haya reconocido previamente cómo puede lograrse esto. Sin embargo, la consideración de la transmisión de las señales de UWB mediante cables de corriente ha llevado a los inventores a percatarse de cómo pueden incrementarse las velocidades de datos para comunicaciones mediante líneas de corriente eléctrica para una amplia gama de tipos de señales de radiofrecuencia, no limitada a la UWB.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención se presenta, por lo tanto, un método para comunicar una señal de microondas dotada de una frecuencia de 1 GHz o más empleando un cable que consta de al menos un conductor, consistiendo el método en: colocar una antena transmisora en un punto de transmisión sobre dicho cable a una distancia de dicho cable para acoplar la referida señal de microondas dentro de dicho cable; causar la emisión con la referida antena transmisora de la referida señal de microondas para inducir sobre dicho cable una onda de propagación que se propague a lo largo de dicho cable; colocar una antena receptora para recibir una señal electromagnética generada por la referida onda de propagación; recibir una versión de la referida señal de microondas empleando la referida antena receptora; y donde dicha onda de propagación comprenda una señal de terminación única.

Los inventores se han percatado de que, a frecuencias elevadas, particularmente por encima de 1 GHz, las señales pueden inducirse para que se propaguen a lo largo de un conductor o de un haz de conductores, como en un cable de transporte de energía eléctrica, a manera de señal de modo común o de terminación única, en vez de usar pares de conductores para llevar una señal diferencial. Con estas frecuencias de microondas, el cable guía la onda de propagación que existe en la superficie del conductor (debido al efecto skin) y entre el conductor y la tierra externa al conductor para la onda de propagación, y la visión más convencional de las señales que fluyen por un conductor, como se entiende con frecuencias reducidas, resulta menos relevante. Típicamente, un cable de transporte de energía eléctrica constará de un haz de conductores, incluyéndose a menudo un conductor a tierra, y en este caso se cree que la señal se propaga por el haz de conductores entendido como un todo, de modo que los conductores separados están funcionando, de hecho, con una configuración de modo común. Donde se emplea un conducto metálico para rodear el cable de transporte de corriente, se cree que la señal fluye sobre ese conducto; por analogía, en una modificación del método, al menos un conductor puede consistir, por ejemplo, en una tubería de agua en vez de un conductor de un cable eléctrico. Hablando en términos generales, el conductor forma una guía de ondas con la masa circundante, y esta guía de ondas guía la señal de microondas de forma un tanto análoga a la guía por superficie y/o una stripline para radiofrecuencia. De este modo, incluso donde el cable de energía eléctrica tenga un hilo de tierra que lleve una porción de la señal en modo común, la señal de microondas puede todavía propagarse por el cable, aunque una conexión a la tierra propiamente dicha en algún punto pueda causar un desfase de impedancia y originar así un reflejo.

Aparte de facilitar comunicaciones de datos a mayor velocidad debido a las frecuencias más elevadas implicadas, guiar una señal de microondas de esta manera tiene algunas ventajas adicionales con respecto al sistema del control diferencial. Con un control diferencial, la radiación al aire en la proximidad del cable decae rápidamente con la distancia, mientras que en ejemplos de realización del método anteriormente descrito la radiación se extiende a mucha mayor distancia del cable, creándose campos electromagnéticos entre el cable y la masa circundante, y proporcionando un espacio mucho mayor en el interior del cual puede colocarse una antena receptora. Además, con un sistema de control diferencial las pérdidas dieléctricas son relativamente elevadas, mientras que con los ejemplos de realización de los métodos anteriormente descritos únicamente se desarrolla un campo eléctrico pequeño a través de la funda del cable, y, en lo fundamental, el aire es el dieléctrico, reduciéndose así estas pérdidas.

En los ejemplos de realización, a diferencia de los sistemas convencionales, la onda de propagación es emitida de manera efectiva con respecto a una masa para la onda de propagación, aunque esta masa esté formada a partir de cuanto circunde al cable de corriente (u otro conductor) y que guíe la onda. A frecuencias reducidas resulta difícil efectuar el acoplamiento dentro de la masa de esta onda de propagación debido a las longitudes muy largas de onda implicadas, pero a frecuencias elevadas resulta factible emplear una masa local que haga de masa efectiva para la onda de propagación. Esta masa local o efectiva puede constar de un plano de masa local, de una porción adicional de cableado de entrada de corriente, siempre que esté aislada, en lo que a las frecuencias de las microondas se refiere, de la porción que lleva la onda de propagación, y/o de una "conexión" al espacio libre formada por una antena que proporcione acoplamiento electromagnético con el espacio. Preferiblemente, la masa local y efectiva no consta de una conexión directa a masa, tal como una toma de tierra. Por lo tanto, se prefiere que la conexión local o efectiva a masa proporcione una conexión indirecta a masa para la(s) onda(s) de propagación por medio del acoplamiento capacitivo al entorno que proporciona una masa para la onda de propagación y/o por medio del acoplamiento electromagnético al espacio a las frecuencias de interés. Preferiblemente, la impedancia entre la masa efectiva o local y la masa para las ondas de propagación es sustancialmente igual o menor que la impedancia del vacío, y lo ideal es que sea sustancialmente más pequeña que esta impedancia, por ejemplo por un factor diez veces menor, para proporcionar un buen acoplamiento a masa para la onda de propagación. De esta manera, en el método anterior el control puede consistir en poner en emisión la antena de transmisión con respecto a esta masa local o efectiva.

Para acoplar la señal de microondas dentro del cable, es preferible que la antena transmisora esté a una distancia del cable (más en particular, de la superficie conductora) igual o menor que una longitud de onda media al vacío de la señal de microondas (en el caso de una señal de UWB, pueden emplearse una longitud de onda media para una banda de frecuencia, o una longitud de onda máxima o mínima); más preferiblemente, el cable conductor está en la zona cercana del campo de la antena (la zona cercana del campo de la antena está dentro de una distancia de la antena de la longitud de onda al vacío dividida por 2\pi); lo ideal es que la antena sea sustancialmente adyacente al cable. En términos de impedancia, es preferible que la antena esté colocada de tal modo que una impedancia capacitiva entre la antena y el cable (o, más precisamente, el conductor) sea sustancialmente igual o menor que la impedancia del vacío, preferiblemente significativamente menor que el vacío, por ejemplo por un factor de 10. Esto contribuye a garantizar un acoplamiento eficiente de la señal de microondas en el cable.

Para lograr el acoplamiento de la señal dentro del cable puede emplearse virtualmente cualquier tipo de antena, pero algunos tipos de antena resultan preferibles. Una antena de tipo monopolo, que conste, por ejemplo, de un cable simple, proporciona un acoplamiento sencillo y barato; en ejemplos de realización puede facilitarse un monopolo semejante en configuración helicoidal, que opcionalmente rodee el cable conductor. De este modo, otro aspecto de la invención presenta tal antena.

En otras configuraciones, la antena de transmisión (o recepción) puede incorporar una funda que rodee parcial o completamente la circunferencia del cable; la geometría de tal funda puede variarse para que proporcione adaptación de impedancias para un receptor o emisor de antena.

En otra configuración adicional, la antena de transmisión (o recepción) consiste en una antena de bucle magnético; en una configuración particularmente preferida, un transformador en el que el cable constituye el secundario y la antena de bucle el primario (al revés para una antena receptora) puede emplear un bucle de ferrita en torno del cable para facilitar la acción del transformador. Los materiales de ferrita de tipo espinela y granate son ejemplos de ferritas apropiadas.

Resulta preferible que al menos la antena de transmisión esté sustancialmente aislada en lo referente a resistividad y capacidad de al menos uno de los conductores del cable, o sea, que no se facilite, por razones de seguridad, ruta alguna de corriente continua o de corriente de baja frecuencia (50/60 Hz). (En la práctica esto implica una capacitancia máxima de acoplamiento del orden de 100 nF.)

También describimos un método de transmisión de una señal de radiofrecuencia empleando un cable que consta de al menos un conductor, consistiendo el método en: colocar una antena transmisora en un punto de transmisión sobre dicho cable a una distancia de dicho cable para acoplar la referida señal de microondas dentro de dicho cable; poner en emisión con la referida antena transmisora la referida señal de microondas para inducir sobre dicho cable una onda de propagación que se propague a lo largo de dicho cable.

Describimos también un método de transmisión de una señal de radiofrecuencia empleando un cable que consta de un haz de conductores eléctricos sustancialmente separados, consistiendo el método en: acoplar dicha señal de radiofrecuencia a los referidos conductores para emitir por el referido haz de conductores dicha señal de radiofrecuencia de tal modo que cada uno de los referidos conductores lleve sustancialmente la misma señal; y transmitir por el referido haz de conductores dicha señal de radiofrecuencia para que generen una señal de radiofrecuencia con propagación asociada con el referido cable.

De este modo, el haz de conductores puede transmitir una señal de radiofrecuencia de modo común, lo que se hace para que los conductores lleven señales con fases y amplitudes sustancialmente similares (con respecto a la masa para la señal). La señal de propagación asociada con el cable puede así consistir en una señal de voltaje de terminación única. La masa con respecto a la que se transmite la señal de radiofrecuencia puede tener un acoplamiento a masa con impedancia capacitiva baja para la onda de propagación, o puede comprender una masa virtual o una conexión al vacío acoplada electromagnéticamente a masa para la onda de propagación, por ejemplo mediante una antena de transmisión.

En otros aspectos, la invención presenta un transmisor, un receptor y un emisor/receptor configurados para implementar los métodos descritos anteriormente.

Así, la invención plantea además un sistema de transmisión de señales de radiofrecuencia (rf) para transmitir una señal de al menos 1 GHz guiada por un conductor eléctrico, constando el sistema de: un conductor eléctrico para guiar la referida señal; una antena transmisora colocada a una distancia del referido conductor para acoplar dicha señal de microondas dentro del referido cable, estando dicha antena sustancialmente aislada en lo que a resistividad respecta del referido conductor; y una entrada, acoplada a la referida antena transmisora, para recibir dicha señal de radiofrecuencia y para proporcionar un control de radiofrecuencia que corresponda a dicha señal a la referida antena que lance una onda de propagación que corresponda a dicha señal en el referido conductor eléctrico; y donde la referida onda de propagación consista en una señal de terminación única.

El sistema de transmisión de señales de radiofrecuencia puede incorporar el conductor eléctrico, que puede constar, por ejemplo, de una porción de cableado de transporte de energía eléctrica para hacer conexión a un circuito de cableado de corriente doméstica o industrial. Esto facilita los ejemplos de realización de transmisor que simplemente se enchufan en un circuito de corriente eléctrica. Sin embargo, en aspectos concomitantes adicionales la invención también plantea variantes en las que el sistema de transmisión de señales está configurado para acoplarse a una porción del cableado de corriente eléctrica (a menudo denominado cable de corriente o cableado de la línea de corriente), y el conductor eléctrico puede entonces estar ausente de ese sistema de transmisión.

En ejemplos de realización, la antena transmisora puede configurarse para que dirija preferentemente las ondas de propagación en una dirección a lo largo del conductor, por ejemplo alejándose de un enchufe en el que se haya conectado el sistema, o alejándose de un punto de entrada del cableado en el local doméstico o industrial. Tal direccionamiento preferente puede lograrse haciendo una conexión a una antena de tipo monopolo en un extremo, y emitiéndola, pero puede implementarse de manera más efectiva usando un par de antenas de transmisión desfasadas entre sí. La señal puede entonces configurarse para que se propague preferentemente hacia la antena con retraso de fase, con una distancia entre las dos antenas elegida para proporcionar sustancialmente el mismo retraso de fase (para la onda de propagación) como retraso de fase de control entre las antenas. La onda de propagación en una dirección (la dirección opuesta a la dirección del retraso de fase de control) puede entonces ser sustancialmente atenuada o cancelada.

También describimos un sistema de transmisión de señales de radiofrecuencia para transmitir una señal de radiofrecuencia guiada por uno o más conductores eléctricos de un cable de electricidad, teniendo la señal de radiofrecuencia una frecuencia de 1 GHz o mayor, constando el sistema de: un transductor de señales para acoplar la referida señal de radiofrecuencia dentro de dicho cable eléctrico; una entrada, acoplada a dicho transductor para recibir la referida señal de radiofrecuencia y para proporcionar una emisión de radiofrecuencia que corresponda a tal señal al referido transductor para lanzar una onda de propagación que se corresponda a dicha señal en el referido o referidos conductor o conductores; y medios para hacer una conexión eléctrica a una frecuencia de la referida señal de radiofrecuencia a una masa efectiva para dicha onda de propagación, teniendo la referida masa efectiva una conexión indirecta a tierra para dicha onda de propagación, teniendo dicha conexión indirecta una impedancia a una frecuencia media de la referida señal sustancialmente igual o menor que la impedancia del vacío.

Preferiblemente, la masa efectiva carece de conexión directa a tierra para la onda de propagación (se entenderá que la tierra para la onda de propagación puede no ser facilitada normalmente por un hilo a tierra de un cable de corriente eléctrica que lleve la onda de propagación). Sin embargo, la conexión indirecta puede comprender una porción de cableado eléctrico con un choque para desacoplar una porción de cableado que lleve la onda de propagación de una porción de cableado usado para proporcionar una masa efectiva. Sin embargo, a las frecuencias de interés, la masa efectiva, que en algunos ejemplos de realización puede consistir simplemente en un plano de masa, por ejemplo en una placa de circuito impreso, está efectivamente acoplada a tierra para que la onda de propagación facilite el suministro del control de radiofrecuencia para generar la onda de propagación.

También describimos un sistema de recepción de señales de radiofrecuencia para recibir una señal guiada por uno más conductores eléctricos de un cable eléctrico, teniendo la señal una frecuencia mayor que 1 GHz, constando el sistema de: una antena receptora para recibir la referida señal guiada; y medios para hacer una conexión eléctrica a una frecuencia de la referida señal de radiofrecuencia a una masa efectiva para dicha señal guiada, teniendo dicha masa efectiva una conexión indirecta a tierra para dicha onda de propagación, teniendo dicha conexión indirecta una impedancia a una frecuencia media de dicha señal sustancialmente igual o menor que la impedancia del vacío.

En los sistemas y métodos descritos anteriormente la señal de radiofrecuencia (de microondas) puede consistir en una señal de UWB. La naturaleza pulsante de tal señal facilita recuperar energía de muchos reflejos de vía múltiple que se encuentran en las señales de propagación en los circuitos de cables de corriente eléctrica, y las técnicas para la recuperación de tal energía se describen en las Solicitudes de Patente realizadas por el Solicitante en el Reino Unido, en tramitación con esta (números pendientes de determinar) presentadas en la misma fecha que la presente solicitud, que se incorporan aquí a modo de referencia. La persona versada reconocerá, sin embargo, que las técnicas anteriormente descritas pueden emplearse para comunicar virtualmente cualquier tipo de señal siempre que tenga una frecuencia suficientemente elevada (de más de 1 GHz). Los efectos de vía múltiple pueden tenerse en cuenta por los niveles más reducidos de los protocolos de transmisión y/o un correlacionador de recepción, por ejemplo enderezando una respuesta de impulso del canal de transmisión.

Los anteriormente descritos métodos y sistemas encuentran así otras aplicaciones en, por ejemplo, la comunicación de señales IEEE 802.11a. IEEE 802.11a emplea la modulación OFDM en la región de los 5 GHz, facilitando así su transmisión empleando cableado de corriente eléctrica. Sin embargo, debido a los tiempos relativamente más largos de las reflexiones de vía múltiple que se observan en el cableado de corriente eléctrica con respecto a la transmisión al vacío, resulta preferible que el protocolo se modifique para contemplar un mayor intervalo de guarda entre símbolos, o un prefijo cíclico para tener en cuenta tales reflejos. Por ejemplo, en algunos circuitos de cableado de corriente eléctrica puede haber presentes componentes de vía múltiple después de más de 100 ns desde una señal recibida inicialmente. Por ello, el actual intervalo de guarda del protocolo de radio de 802.11a de 0,8 \mus puede aumentarse, por ejemplo, a 1 \mus o más. Esto puede lograrse mediante un cambio en el protocolo de transmisión, aunque haya algo de reducción en la velocidad máxima de datos. Por ejemplo, la implementación de OFDM de 802.11 emplea 48 portadoras ortogonales que transmiten conjuntamente símbolos de 3,2 \mus con un intervalo de guarda de 0,8 \mus, dando un periodo de símbolo de 4 \mus. Si el intervalo de guarda se alargase, por ejemplo, a 1,8 \mus, el periodo de símbolo se aumentaría a 5 \mus, reduciendo la velocidad de símbolos en un 20%.

De forma más general, en los sistemas de comunicaciones por OFDM una serie de modulación de símbolos de datos, tales como los símbolos QAM, es accionada por una matriz de una transformada inversa (discreta) de Fourier (inverse Fourier transform, IFT) para proporcionar un conjunto de valores que, al convertirse en señal analógica mediante un convertidor digital a analógico, definirán una forma de onda que comprenda un conjunto de portadoras ortogonales moduladas por los símbolos de datos de modulación (un símbolo del OFDM). Se añade una extensión cíclica, más en particular un prefijo cíclico, en el dominio temporal copiando, por ejemplo, algunas de las muestras finales de la salida de I(D)FT al comienzo del símbolo de OFDM. El prefijo (o sufijo) cíclico extiende el símbolo de OFDM para proporcionar un intervalo de guarda, con el objetivo de eliminar de forma sustancial la interferencia entre símbolos o las demoras de vía múltiple menores que este intervalo de guarda (de hecho, al decodificar, este intervalo de guarda se ignora). De esta manera, puede verse que, al implementar cualquiera de entre una gama de sistemas convencionales de comunicaciones por OFDM empleando los sistemas y técnicas anteriormente descritos (incluso, por ejemplo, protocolos de comunicaciones del tipo de la televisión digital), el sistema o técnica puede adaptarse para que se adecue mejor a un entorno de cable de corriente eléctrica simplemente extendiendo el prefijo cíclico.

También describimos un método para distribuir una señal de comunicaciones de banda ultraancha (UWB) por un edificio, consistiendo el método en generar una señal de UWB; y en acoplar la señal de UWB a al menos un conductor eléctrico de un circuito de suministro de energía eléctrica del edificio para distribuir la señal de UWB.

Distribuir la señal de UWB por los cables de suministro eléctrico de un edificio, como una vivienda doméstica, por ejemplo una casa o un piso, permite potencialmente un alcance de las comunicaciones de UWB más amplio y/o un consumo menor para un alcance deseado. Además, dado que las señales de UWB se propagan relativamente mal por las paredes de un edificio, el método permite potencialmente el empleo de una potencia media irradiada más elevada de UWB sin un riesgo correspondientemente elevado de causar interferencias.

Puede emplearse un único transmisor de UWB, por ejemplo en un punto de entrada de la corriente en el edificio, pero el método consiste preferiblemente en generar una pluralidad de señales de UWB en una pluralidad de transmisores de UWB y acoplar estos en el suministro eléctrico en diferentes puntos dentro del edificio. También resulta preferible que se establezca una temporización común entre al menos un subconjunto de las señales de UWB, por ejemplo entre todos los transmisores que haya dentro de una habitación. Esto contribuye a reducir la interferencia y facilita las técnicas de acceso múltiple, como el TDMA. Puede establecerse un reloj común o de consenso entre todos los transmisores del edificio empleando el cableado eléctrico a modo de medio compartido de comunicaciones o, alternativamente, pueden establecerse grupos de transmisores con un reloj común o de consenso y emplearse técnicas de CDMA para reducir la interferencia entre tales grupos. (Se observará que establecer una temporización común no requiere que los transmisores transmitan impulsos de forma simultánea).

Pueden regularse la frecuencia y el ancho de banda, individualmente o de forma conjunta, de la señal de UWB para suprimir la interferencia procedente de otros dispositivos conectados al suministro eléctrico del edificio, como los motores eléctricos. Además, o de forma alternativa, la temporización de los pulsos de UWB puede variarse para reducir la vulnerabilidad de las señales de UWB a la interferencia. Pueden emplearse técnicas similares, en caso necesario, para reducir la interferencia causada por la señal o señales de UWB.

También describimos una red de comunicaciones para datos, como, por ejemplo, una red de comunicaciones de datos en paquetes, configurada para emplear el método descrito anteriormente.

Describimos también un aparato para distribuir una señal de comunicaciones de banda ultraancha (UWB) por un edificio, constando el aparato de medios para generar una señal de UWB; y de medios para acoplar la señal de UWB al menos a un conductor eléctrico de un circuito de suministro de energía eléctrica del edificio para distribuir la señal de UWB.

El aparato recién descrito puede incorporarse en un dispositivo electrónico de consumo, en particular un dispositivo electrónico de consumo alimentado por corriente de la red eléctrica.

Estos y otros aspectos de la invención serán descritos a continuación de forma más detallada, únicamente a título de ejemplo, haciendo referencia a las figuras adjuntas, en las que:

las Figuras de la 1a a la 1h muestran, respectivamente, un emisor/receptor típico de UWB, un primer ejemplo de un conocido transmisor de UWB basado en portadora, una variante de este primer ejemplo de transmisor, un segundo ejemplo de un conocido transmisor de UWB basado en portadora, un tercer ejemplo de un conocido transmisor de UWB, un receptor para el tercer transmisor de ejemplo, un conocido emisor/receptor de UWB que emplea técnicas de espectro disperso, y un circuito controlador para una antena de radiador de corriente elevada;

las Figuras de la 2a a la 2h muestran ejemplos de formas de onda de UWB;

las Figuras de la 3a a la 3c muestran, respectivamente, una red doméstica inalámbrica de UWB, una red doméstica de UWB basada en un cableado en anillo, una configuración alternativa del cableado para la distribución de la energía eléctrica, un primer sistema repetidor basado en cable, y un sistema repetidor alternativo basado en cable;

la Figura 4 muestra algunos ejemplos de cables de corriente eléctrica;

las Figuras 5a y 5b muestran ejemplos de antenas de transmisión para acoplarse al cableado eléctrico;

las Figuras de la 6a a la 6c muestran modelos electrónicos de las antenas de las Figuras 5a y 5b;

la Figura 7 ilustra de forma diagramática las impedancias de entrada de antenas de distinta longitud;

las Figuras 8a y 8b ilustran formas alternativas de la antena de transmisión;

las Figuras 9a y 9b muestran ejemplos de antenas de bucle magnético;

las Figuras 10a y 10b muestran, respectivamente, un corte transversal vertical y en planta de una antena de acoplamiento de banda ancha;

las Figuras 11a y 11b muestran ejemplos de sistemas de antenas direccionales de acoplamiento;

la Figura 12 muestra un ejemplo de un anillo de cableado eléctrico que incluye transmisores y receptores acoplados a los cables;

las Figuras 13a y 13b muestran, respectivamente, un sistema de transmisión de señales y un plano de masa local para el sistema de la Figura 13a; y

la Figura 14 muestra un ejemplo de un sistema de recepción de señales.

Refiriéndonos ahora a la Figura 3a, ésta muestra una red doméstica inalámbrica de UWB 300 que emplea el cableado de suministro de energía eléctrica como medio de transmisión. Un hogar 302 tiene una entrada de suministro de energía eléctrica 304 acoplada mediante una caja de fusibles 306 a un circuito de distribución de energía eléctrica 308 con una topología de anillo o con ramales laterales en ángulo recto para una pluralidad de enchufes eléctricos de pared 310. Uno o más dispositivos electrónicos de consumo (consumer electronics devices, CED) están conectados en cada uno de los enchufes, incluyendo en el ejemplo ilustrado una caja electrónica de sobremesa (set top box, STB) 312, un reproductor de DVD 314, un televisor o monitor de ordenador 316, un ordenador portátil 318, una impresora 320, un sistema de alta fidelidad 322 y un receptor de satélites 324. Uno o más de estos dispositivos puede estar equipado con un transmisor, receptor o emisor/receptor de UWB para comunicarse con otros de los dispositivos o con un controlador 326 conectado a la caja de fusibles 306. Estos dispositivos de UWB están acoplados por radiofrecuencia al circuito eléctrico 308 mediante enchufes de corriente 310 y, en el caso del controlador 326, mediante la caja de fusibles 306. Opcionalmente, puede emplearse un acoplamiento adicional, como el acoplamiento 328 del controlador 326. La caja de fusibles 306 puede incorporar un filtro de UWB para reducir las interferencias externas y para limitar la salida de transmisiones de UWB desde la casa 302.

La energía transmitida al vacío decae con la distancia elevada a la potencia de -2, pero a través de paredes las transmisiones decaen normalmente más rápido, con un exponente de entre -3 y -4. Acoplar los transmisores de UWB de un dispositivo electrónico de consumo al circuito eléctrico facilita la conexión en red basada en UWB entre los dispositivos, al facilitar una propagación mejorada, por ejemplo entre dispositivos separados por una pared. Por ejemplo, pueden lograrse alcances de propagación de UWB de más de 10 m con el cableado eléctrico.

El empleo de comunicaciones de UWB facilita en particular los enlaces de datos con tasas elevadas de bits, tales como los enlaces de datos de audio, y, en especial, los de datos de vídeo. Dispositivos tales como los asistentes digitales personales (personal digital assistants, PDA) 330 y la cámara 332 que no estén conectados directamente al circuito de cableado eléctrico 308 pueden comunicarse con un dispositivo conectado a la corriente y preparado para la UWB, tal como el sistema de alta fidelidad 322, por ejemplo, mediante un enlace de Bluetooth 334 y obtener así acceso al equipo transmisor y/o receptor de la UWB facilitada por el cableado eléctrico.

Refiriéndonos ahora a la Figura 3b, ésta muestra un ejemplo de una red doméstica de UWB basada en un cableado eléctrico en anillo 340, en el que los elementos homólogos a los de la Figura 3a están indicados por números de referencia equivalentes.

En la Figura 3b se muestran dos dispositivos electrónicos de consumo conectados a la corriente 342, 344, cada uno de los cuales está dotado de una entrada de corriente conectada a una fuente de alimentación interna para suministrar internamente corriente continua a los elementos del dispositivo y también a un emisor/receptor de UWB 346 acoplado a la entrada de corriente mediante un medio de acoplamiento 348. El controlador 326 es similar, e incluye la fuente de alimentación 350 alimentada por la corriente y un controlador de red 352 para, por ejemplo, controlar en el tiempo y/o la frecuencia del acceso del dominio a parte o a la totalidad de la red para los transmisores de los emisores/receptores 346.

Un dispositivo electrónico de consumo alimentado por pilas 354 incluye un receptor de UWB 356 y, opcionalmente, un transmisor de UWB (no mostrado). El dispositivo 354 puede recibir señales de UWB irradiadas desde las líneas eléctricas y, dado que carece de acceso directo a la propagación de la señal de UWB facilitada por el cableado eléctrico, puede transmitir por medio de un intermediario, como uno de los dispositivos 342, 344, o del controlador 326. De manera alternativa, las transmisiones de UWB desde el dispositivo 354 pueden acoplarse de forma inalámbrica en el cableado de la red eléctrica.

La Figura 3c muestra una configuración alternativa de cableado para la distribución de energía eléctrica a la que pueden aplicarse también las técnicas aquí descritas. En la Figura 3c, los elementos homólogos a los de las Figuras 3b y 3a están indicados por números similares.

La Figura 3d muestra una porción de un edificio que comprende habitaciones primera y segunda 382, 384 separadas por una pared recubierta en papel de aluminio 386. Hay un par de emisores/receptores 358, 360 para transportar una señal, preferentemente de forma bidireccional, desde una de las habitaciones hasta la otra a través de la pared 386 (que atenúa de manera significativa las ondas electromagnéticas en el vacío en las frecuencias de interés). En una configuración preferida, cada uno de los dispositivos 358, 360 comprende un receptor para recibir señales de UWB guiadas por un cable de energía eléctrica 308 y para retransmitir estas señales al aire mediante una senda antena 358a, 360a. Preferentemente, cada uno de los dispositivos 358, 360 incluye también un receptor para recibir señales de las antenas 358a, 360a y para acoplar éstas al cable de energía eléctrica 308 para permitir que las señales que se transmiten por el aire sean transportadas de manera más eficiente de una habitación a la siguiente. De este manera, los emisores/receptores 358, 360 pueden actuar a modo de repetidores inalámbricos, acoplándose en el canal aéreo a ambos lados de la pared 356 por medio del cable de energía eléctrica que hay entre ellos. Puesto que estos dispositivos no precisan codificar ni decodificar la señal, ni, en los ejemplos de realización, realizar ningún tratamiento significativo, los dispositivos 358, 360 pueden consistir esencialmente en amplificadores.

La Figura 3e muestra una configuración similar a la de la Figura 3d, en la que un par de los repetidores 368, 370 acoplados alimentados por corriente eléctrica actúan a modo de repetidores para señales de IEEE 1394 o "FireWire" (marca registrada) con destino a y procedentes de interfaces FireWire de, en este ejemplo, una videocámara digital 372 y un disco duro (o grabador de vídeo) 374. De esta manera, el bus IEEE 1394 puede extenderse dentro de los entornos de red doméstico y empresarial. De manera opcional, puede emplearse una norma de puente de bus en serie, tal como la IEEE 1394.1. La persona versada reconocerá que otras islas conectadas de forma local pueden unirse empleando de manera similar otros emisores/receptores o repetidores de cable de energía eléctrica.

La Figura 4 muestra algunos ejemplos de cables de corriente eléctrica para el cableado de transporte eléctrico, denotado previamente con el número de referencia 308. Generalmente, tal cableado consta de un par de conductores 400, 402 para las conexiones de fase y neutro, respectivamente, y, opcionalmente, de un tercer conductor 404 para proporcionar una conexión a tierra. Los conductores de fase y neutro llevan, por lo general, doble aislamiento, o sea, están aislados por una cubierta aislante y por una cubierta aislante del cable 406 dentro de la que van montados todos los conductores. El cableado 410 de sección plana es típico de un circuito de corriente eléctrica en anillo; para las conexiones a los electrodomésticos se usa a menudo cable flexible de corriente de dos (412) y tres hilos (414); puede emplearse cable de cuatro hilos 416 para circuitos dobles de iluminación y puede emplearse cable más grueso de cuatro hilos 418 para suministros trifásicos bien en locales domésticos o industriales. Opcionalmente, tal cable puede estar rodeado por un tubo 420 mostrado en este ejemplo para cable de corriente eléctrica en anillo 410 y cable de suministro trifásico 418. En lo que sigue todos estos tipos diferentes de cables, incluyendo el tubo (cuando lo haya), se denotan con un único número de referencia 308.

Como se describirá posteriormente, también pueden emplearse otros tipos de cable para guiar señales de radiofrecuencia de frecuencia elevada. Algunos de estos tipos de cable incluyen el cable MICC (disponible, por ejemplo, en Pyrotenax Cables Limited, Reino Unido), el cable coaxial, el hilo trenzado para timbres, el cable de hilos múltiples, el cable CAT5, el cable telefónico y el cable para alarmas. El cableado para sistemas de alarmas puede emplearse, por ejemplo, para modernizar sistemas ya existentes de alarmas con videocámaras, comunicándose las cámaras mediante el cableado del sistema de alarmas empleando técnicas conforme a las líneas descritas más abajo.

Refiriéndonos ahora a la Figura 5a, ésta muestra un ejemplo de realización sencillo de un acoplamiento de antena de transmisión 500 a un cable de energía eléctrica 308. Una línea de salida de emisión 502 procedente de un transmisor que proporciona una señal a una frecuencia de 1 GHz o más se transmite a una antena de tipo monopolo 504 dotada, en este ejemplo, de una longitud l aproximadamente igual a la mitad de la longitud media de onda de la señal del transmisor (en el caso de un transmisor de UWB, tomando como media una frecuencia que esté en el centro de una banda de UWB. (En otros ejemplos de realización pueden emplearse otras longitudes, por ejemplo un monopolo de un cuarto de onda.) El acoplamiento 500 de la Figura 5a tiene el monopolo 504 que se emite desde un extremo que proporciona cierto grado de direccionamiento al acoplamiento, bajando las señales en la Figura 5 por la antena de izquierda a derecha y tendiendo así a inducir una onda de propagación que se desplaza de izquierda a derecha en el cable de corriente 308.

En funcionamiento, hablando en términos generales, la señal de microondas procedente del transmisor se irradia desde la antena de tipo monopolo 504 y se acopla al cable de corriente 308, como se describe más adelante, induciendo una onda que viaja por la superficie del cable de corriente de una forma un tanto análoga a la de una onda en una manguera que es sacudida por un extremo. La onda de propagación está, de hecho, referida a masa, pero, en este caso, la masa para la onda de propagación consta de las inmediaciones o entorno del cable de corriente 308, en particular aquellas partes del entorno que tienen una resistencia eléctrica más baja que otras partes (aunque no restringidas a aquellos materiales que normalmente se consideran buenos conductores eléctricos). Los conductores del cable de corriente 308 llevan una señal que es sustancialmente de modo común -es decir, en lo que a la onda de propagación se refiere, tienen el aspecto de (o se aproximan a) un solo conductor. Donde el cable de corriente 308 consta de, por ejemplo, tres conductores en un tubo metálico, el tubo se convierte, de hecho, en un cuarto conductor.

Refiriéndonos ahora a la Figura 5b, ésta muestra un dispositivo mejorado de acoplamiento según líneas similares a lo mostrado en la Figura 5a. Sin embargo, en la Figura 5b la salida de control 502 procedente de un transmisor va conectada (como se ilustra) a un extremo de una funda conductora 512 en torno del cable de corriente 308 (dentro o fuera de cualquier conducto que pueda haber presente). Preferentemente, la funda 512 estará hecha de un buen conductor, como el metal, y puede consistir en una lámina metálica y/o trenza metálica, o, más sencillamente, cinta adhesiva de cobre. Es preferible que la funda 512 esté aislada del cable de corriente 308 (cosa que ocurriría normalmente), y es también preferible que la funda esté colocada lo más cerca que se pueda del cable de corriente 308, aunque no hace falta que la funda rodee completamente el cable en sentido circunferencial, como se muestra. Los materiales adecuados para la funda 512 incluyen el aluminio, el cobre, el oro y la plata.

El diámetro interno de la funda 512 es preferible que esté dimensionado para que se adapte al cable de corriente, y es típicamente del orden de un centímetro; la longitud l de la funda 512 puede elegirse de la misma manera que se ha descrito más arriba cuando hacíamos referencia a la Figura 5a o a la antena de tipo monopolo 504, y depende de la longitud de onda de la señal transmitida, pero, nuevamente, es del orden de un centímetro. La longitud de la funda 512 y su separación del cable dependen del acoplamiento capacitivo requerido y, hablando a grandes rasgos, debería haber suficiente capacitancia entre la funda 512 y el cable 308 para que se dé un buen acoplamiento eléctrico a la frecuencia o frecuencias de interés (en este caso, 1 GHz o mayor), aunque no hay ninguna ventaja especial en proporcionar más capacitancia de la que es necesaria para un buen acoplamiento. Como comprenderá la persona versada, la capacitancia depende del diámetro de la funda 512, de la longitud de la funda 512 y también del material del que está hecho el cable 308, en particular del material del aislamiento. Sin embargo, como se describe más adelante, la longitud l también puede variarse para variar la inductancia y/o la impedancia de la antena (cuando se considera el efecto de las ondas estacionarias/progresivas en la antena).

La Figura 6a muestra un modelo eléctrico simplificado de las antenas de las Figuras 5a y 5b en el que el acoplamiento entre la antena 504, 512 y el cable 308 está simplificado a una capacitancia 600. Para que haya un buen acoplamiento eléctrico es deseable que la impedancia capacitiva a la frecuencia media de emisión (o, preferiblemente, a la frecuencia mínima de salida usada por el transmisor), Z_{C}, sea menor que, y, preferentemente, sustancialmente menor que la impedancia del vacío Z_{0}, que es aproximadamente igual a 377 ohmios (donde Z_{C} = 1/(2\pifC), donde f es la frecuencia de operación). Esto se debe a que el cable de corriente 308, y, en particular, una onda electromagnética en el cable, ve una impedancia de vacío de aproximadamente 300 ohmios y así, para evitar que caiga demasiado voltaje en la capacitancia de acoplamiento 600, resulta preferible que la impedancia de esta capacitancia sea al menos diez veces más pequeña que la impedancia del vacío.

La Figura 6b ilustra un modelo eléctrico más preciso 610 de los sistemas de antena-cable de la Figura 5a empleando componentes distribuidos, en el que el cable de corriente y la antena 504, 512 se muestran con una inductancia distribuida y en el que la capacitancia de acoplamiento también está distribuida. La Figura 6c ilustra un modelo adicional de sistema de antena-cable en el que la resistencia de la antena (generalmente pequeña) está denotada por R, la inductancia de la antena por L y la capacitancia del acoplamiento por C (con fines de modelado, la antena se muestra emitiendo con una carga de 50 ohmios). Los valores de L y C dependen, entre otras cosas, de la longitud de la antena. Para una antena de cuarto de onda con valores modélicos de 6 GHz, los valores son L = 12 nH y C = 46 fF; la Q del circuito en resonancia es dada por la impedancia o bien inductiva o bien capacitiva (estas son iguales a la resonancia) dividida por la impedancia de pérdida (50 ohmios en este caso). Refiriéndonos a continuación a la Figura 7, ésta ilustra el efecto de variar la longitud de la antena de tipo monopolo (en términos de longitud de onda de la señal transmitida) en la impedancia de entrada de la antena. El ejemplo 700 muestra una antena de media onda con línea discontinua 702 que ilustra la distribución de la corriente; puede verse que, puesto que la corriente en un extremo 704 es sustancialmente cero, emitir con la antena desde este extremo se corresponde con emitir con un circuito abierto y, por lo tanto, la impedancia de entrada es elevada. El ejemplo 710 muestra una antena de cuarto de onda con la distribución de la corriente 712; puede verse que emitir con la antena por el extremo 714 se aproxima a meterse en un cortocircuito. El ejemplo 720 muestra la antena del ejemplo 700 con la longitud acortada una fracción pequeña, digamos, aproximadamente un 5%, de la longitud de la mitad de la longitud de onda. La distribución corriente 722 muestra que variando la longitud exacta de la antena la impedancia de la entrada en el extremo 724 puede variarse como se desee, por ejemplo para lograr una impedancia de entrada de 75 ohmios.

Refiriéndonos a continuación a las Figuras 8a y 8b, éstas muestran un ejemplo de una antena helicoidal de tipo monopolo 800, adyacente al cable de corriente 308 en el caso de la Figura 8a, y rodeando el cable 308 en el caso de la Figura 8b. Tales configuraciones de antena proporcionan una inductancia adicional que (refiriéndonos a la Figura 6b) puede en efecto ralentizar la propagación de una señal transmitida a lo largo de la antena desde la línea 502 de emisión de la antena y que, por lo tanto, puede emplearse, por ejemplo, para facilitar el acoplamiento direccional.

Las Figuras 9a y 9b ilustran de forma diagramática ejemplos de acoplamiento por bucle magnético al cable de corriente 308. En la Figura 9a una antena de bucle magnético 900 consta de una o más vueltas de hilo adyacente al cable de corriente 308 y es puesta en emisión por un transmisor a la frecuencia de interés, ilustrado de manera diagramática por el origen 902. En la configuración de la Figura 9a, la antena de bucle magnético 900 forma de hecho un bobinado de un transformador, constituyendo el cable de corriente 308 la única espira del otro bobinado del mismo.

La Figura 9b muestra una configuración similar, pero mejorada, en la que se forma un bucle magnético 910 en torno de un anillo de ferrita 912 a través del cual pasa el cable de corriente 308. Esto mejora el acoplamiento magnético de la antena 910 al cable de corriente. En otras configuraciones no es preciso que la ferrita 912 constituya un anillo completo en torno del cable 308. Un material de ferrita adecuado para su empleo a frecuencias de más de 1 GHz es un material de tipo espinela o granate.

En las antenas de las Figuras 9a y 9b la antena de bucle magnético intenta de hecho hacer que una corriente fluya en el cable de corriente 308, aunque si, en realidad, no fluye corriente alguna, se genera un voltaje en el cable. La proporción de acoplamiento depende del número de vueltas de la antena de bucle magnético 910, contando el cable de corriente 308 como una única espira, de modo que, por ejemplo, una proporción de 10:1 da como resultado una corriente I en el bucle magnético 900, 910 intentando generar el flujo de una corriente 10I en el cable de corriente 308.

La Figura 10a ilustra el empleo de una antena de banda ancha 1000, tal como la SMT-3TO10M, de SkyCross Corp., Florida, EE. UU. Esta antena va destinada a la transmisión de banda ancha al espacio, pero los inventores se han percatado de que, siguiendo los métodos descritos anteriormente, puede emplearse para acoplar una señal de banda ancha, tal como una señal de UWB, en el cable de corriente 308. La antena de banda ancha está diseñada empleando la tecnología patentada por SkyCross denominada Meander Line Antenna (Antena de línea de meandro) y que es, en efecto, una forma de una antena de dipolo plegado. Como antes, resulta preferible que la antena 1000 se coloque cerca del cable de corriente 308 o adyacente al mismo.

La Figura 11a ilustra una antena de tipo monopolo 1100 a la que pueden hacerse conexiones a o bien un extremo 1102a o en el medio 1102b para facilitar efectos direccionales. Cuando es puesta en emisión por el centro, la antena presenta una impedancia baja de entrada y genera ondas 1104 que se propagan en dos direcciones opuestas; cuando es puesta en emisión por un extremo 1102a, la antena presenta una impedancia elevada de entrada y genera una onda que, preferentemente, viaja en una dirección 1106, que puede atribuirse a la autoinductancia de la antena. Tal propagación direccional resulta útil cuando, por ejemplo, se desea enviar una señal que se aleje de un enchufe de pared en el que esté conectado un transmisor, o que se aparte de una caja de conexiones eléctricas o en ciertas configuraciones de cableado para el transporte de corriente, tales como un circuito de entrada de corriente cableado en estrella, como se ilustra en la Figura 3c.

La Figura 11b muestra un segundo ejemplo de una configuración de antena de transmisión que puede emplearse para lanzar ondas de propagación por un cable de corriente 308, preferentemente en una dirección. En la Figura 11b, un par de antenas de tipo monopolo 1150a, 1150b son puestas en emisión por una sola señal de transmisor con retraso de fase de cero grados y con un retraso de fase de 90 grados, respectivamente. Las antenas 1150a, 1150b son cada una un poco menores que un cuarto de longitud de onda en longitud, y están separadas del cable 308 por una distancia igual a un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia media de transmisión de la onda de propagación en el cable de corriente 308. Como las antenas 1150a, 1150b están puestas en emisión en cuadratura, una onda generada por la antena 1150 que se propague en la dirección 1152 se ve reforzada por la transmisión de la antena 1150b, pero una onda que viaje en dirección opuesta a la dirección 1152 desde la antena 1150b es anulada por la emisión de la antena 1150a. Emitir con las antenas en cuadratura y separarlas en un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia media de transmisión en el cable de corriente da un caso especial en el que ocurre la cancelación completa, y la señal se propaga sustancialmente en una dirección a lo largo del cable de corriente. Se reconocerá que pueden emplearse otras separaciones y retrasos de fase que dan un direccionamiento peor, pero, preferentemente, la separación debería ser igual al retraso de fase en términos de distancia, o sea, como una fracción de la longitud de onda de la señal transmitida en el cable de corriente.

La Figura 12 ilustra un ejemplo de un circuito de corriente en anillo 1200 dotado de una pluralidad de enchufes de pared 1202 y de ramales laterales en ángulo recto para enchufe 1204, y, como se ilustra, de una conexión a tierra 1206 en un punto para un hilo de toma de tierra dentro del cable. Un transmisor 1210 va acoplado en un punto al anillo del cable de corriente 1200; un emisor/receptor 1212 va acoplado en otro punto al anillo del cable de corriente; un receptor 1214 va acoplado en un tercer punto al anillo del cable de corriente, y otros receptores 1216, 1218 reciben las señales irradiadas por el anillo del cable de corriente 1200 o, al menos, presentes en las inmediaciones del mismo. Los enchufes 1202, los ramales laterales en ángulo recto para enchufe 1204 y la conexión a tierra 1206 forman discontinuidades en la impedancia dentro del anillo del cable de corriente, causando reflejos que dan origen a una pluralidad de componentes de vía múltiple, cortes en la frecuencia de respuesta del circuito y similares. En un anillo del cable de corriente o en una conexión de ramales laterales en ángulo recto para enchufe, una señal puede reflejarse muchas veces antes de decaer y, por lo tanto, los componentes de vía múltiple pueden ser de larga duración.

Como se muestra de forma diagramática en la Figura 12, las tomas de transmisión y recepción son similares, y puede haber una pluralidad de tomas de transmisión y recepción en un solo cable de corriente. Como también existe un campo electromagnético generado por las ondas que se propagan por el cable en el cable de toma de tierra, una señal que se propague por el cable también puede ser recibida por los receptores 1216, 1218 que no sean directamente adyacentes al cable, sino que estén meramente en un espacio entre el cable y alguna masa circundante.

Refiriéndonos a continuación a la Figura 13a, ésta muestra un diagrama esquemático de un transmisor 1300 para lanzar una señal de microondas que se propague al cable de corriente 308. El transmisor 1300 tiene una entrada procedente de un origen 1302, tal como un transmisor convencional, por ejemplo de OFDM, o de una fuente de UWB. El origen 1302 está conectado entre un terminal de entrada 1304 y un plano de suelo local 1306. Este plano de suelo local puede comprender, por ejemplo, 0 voltios y líneas de corriente de una placa de circuito impreso u otro sustrato en el que esté formado el transmisor, pero generalmente no comprenderá un cable de toma de tierra (pero véase más abajo la descripción de la Figura 13b). El transmisor 1300 incluye un emisor de antena 1308 acoplado a la entrada 1304 y que proporciona una salida de emisión 1310 a un cable de corriente que acopla el dispositivo 1312, tal como las antenas 504, 512 de la Figura 5, y las antenas 800 de la Figura 8, las antenas 900, 912 de la Figura 9, la antena 1000 de la Figura 10, o las configuraciones de antena 1100, 1150 de la Figura 11. Opcionalmente, puede acoplarse también una antena convencional de transmisión 1314 a la salida del emisor 1308 para irradiar al vacío. El dispositivo 1312 para el acoplamiento al cable de corriente puede estar incluido en un habitáculo 1316 del transmisor 1300 junto con una porción del cableado de corriente que se conecte al cable de corriente 308, por ejemplo para proporcionar un transmisor enchufable.

A continuación se describirá la conexión de la masa local 1306 a una masa para la propagación de una onda por el cable de corriente 308. Una onda que se propague en el cable 308 tiene una masa que comprende el entorno local del cable de corriente ilustrado aquí por la tierra "real" 1320, aunque, en la práctica, en un edificio esta tierra estará generalmente formada por varias de las porciones más conductoras del edificio. El plano de masa local 1306 puede, entonces, a las frecuencias de interés, configurarse para que tenga un acoplamiento a tierra o masa 1320 de impedancia relativamente baja configurando una capacitancia de acoplamiento 1322 entre la masa local 1306 y la tierra 1320 para que sea suficientemente grande. Debería mencionarse aquí que la capacitancia 1322 generalmente no será un componente diferenciado formado por la capacitancia del plano de masa local 1306 y el entorno en el que se ubica el transmisor. Dado que las frecuencias son elevadas, mayores de 1 GHz, una capacitancia relativamente baja puede seguir proporcionando un buen acoplamiento a tierra 1320, o sea de baja impedancia. Resulta preferible que la impedancia de la capacitancia 1322 sea reducida con respecto a la impedancia del vacío a las frecuencias de interés, pues, como el transmisor está transmitiendo por el cable de corriente 308 con una impedancia a masa del aire, hay, en efecto, una impedancia de aproximadamente 300 ohmios entre el cable 308 y la masa 1320. Para lograr tal acoplamiento, el plano de masa debería tener, preferentemente, una o más dimensiones que sean comparables con una longitud de onda media del transmisor a la frecuencia o frecuencias empleadas, o sea, a 1 GHz resulta deseable un plano de masa de 30 cm, y a 10 GHz resulta deseable un plano de masa de 3 cm (aunque en algunas circunstancias puede resultar adecuado un plano de media o de un cuarto de onda).

La Figura 13b muestra que un conductor de un cable de corriente, en este ejemplo el conductor de tierra, puede emplearse para proporcionar un plano mayor de masa. Una porción 1330 del conductor de tierra está sustancialmente aislada a las frecuencias de interés por un choque de impedancia elevada que consta, en este ejemplo, de un inductor 1332 y de un anillo de ferrita 1334. Esto permite que otra porción 1336 del cable de corriente 308 pueda emplearse para llevar la onda de propagación.

La Figura 13a ilustra una técnica adicional que puede emplearse con una masa virtual para la onda de propagación en el cable 308. Dicha técnica consiste en una transmisión diferencial al vacío que comprende una antena transmisora 1340 acoplada a la salida de un transmisor inversor 1342 acoplado a la entrada 1304. De este modo, se hace emitir a la antena transmisora 1340 con una versión invertida o diferencial de la señal de entrada para que la masa para que el cable 308 de la onda que se propaga conste en efecto de una conexión al aire hecha por la antena 1340. La antena 1340 puede consistir en cualquier antena convencional, en un ejemplo de realización, un monopolo de un cuarto de onda. En el transmisor 1300 pueden emplearse o bien esta masa virtual o un plano de masa acoplado a tierra 1320, o ambos. También, como se ha mencionado con anterioridad, el transmisor 1300 puede transmitir simultáneamente al aire por medio de la antena 1340 en el cable 308, y a lo largo del mismo, para permitir que un receptor reciba la transmisión al vacío cuando esté disponible, y una señal guiada por el cable 308 cuando esté fuera del alcance directo.

Hablando en términos generales, un receptor para recibir una señal guiada por cable 308 puede construirse reemplazando uno de los emisores de antena 1308, 1342, o los dos, por un terminal receptor. La Figura 14 ilustra un ejemplo de realización de un receptor alternativo 1400 en el que los elementos homólogos de los de la Figura 13a vienen indicados por números de referencia similares. Así, el receptor tiene un dispositivo de acoplamiento 1312 que proporciona una entrada al terminal receptor 1402 y un plano de masa 1306 que puede estar o bien acoplado de forma capacitiva a tierra o a masa para una onda que se propaga por el cable 308, o que puede estar acoplado al vacío por medio de una antena receptora 1404, tal como un monopolo de cuarto de onda (o pueden emplearse ambas técnicas). Donde se emplee un monopolo de cuarto de onda, el punto 1404a en el plano local de suelo 1306 es de una impedancia relativamente baja. El receptor tiene una salida 1406 que se toma de entre la salida del terminal receptor 1402 y el plano de masa 1306.

No cabe duda de que a la persona versada se le ocurrirán muchas otras alternativas efectivas. Por ejemplo, las aplicaciones de las técnicas descritas anteriormente no están limitadas a los edificios domésticos, sino que pueden también emplearse en edificios dedicados a oficinas e industriales. De manera similar, aunque las técnicas se han descrito haciendo referencia al suministro monofásico que suele encontrarse en los edificios domésticos, pueden emplearse también las técnicas correspondientes con los circuitos trifásicos que se encuentran de forma más habitual en la industria.

En alternativas a los métodos y aparatos descritos con anterioridad, la distribución de señales de UWB basada en el cableado de energía eléctrica puede sustituirse (o suplementarse) con una distribución de señales de UWB basada en un sistema alternativo de cableado de edificios. Así, en vez de (o aparte de) uno o de los dos conductores eléctricos de un suministro de energía eléctrica, pueden emplearse uno o dos conductores de un cable de red informática, tal como un cable Cat 5, o uno o dos conductores de un cable telefónico para distribuir la señal de UWB. Por las razones ya mencionadas, la naturaleza pulsátil de la banda ultraancha de baja potencia de la señal reduce la probabilidad de interferencia a las señales existentes transportadas en estos cables.

Se entenderá que la invención no está limitada a los ejemplos de realización descritos y que abarca modificaciones evidentes a las personas versadas en la especialidad.

Claims (25)

1. Un método de comunicar una señal de microondas de banda ultraancha (UWB) dotada de una frecuencia de 1 GHz o más empleando un cable (308) que conste al menos de un conductor, consistiendo el método en:

colocar una antena transmisora (504, 512) en un punto de transmisión sobre dicho cable a una distancia del referido cable para acoplar la referida señal de microondas en dicho cable;

emitir con dicha antena de transmisión la referida señal de microondas para inducir en dicho cable una onda de propagación para que se propague a lo largo del referido cable;

colocar una antena receptora (504, 512) para recibir una señal electromagnética generada por la referida onda de propagación;

recibir una versión de dicha señal de microondas usando la referida antena receptora; y

en el que la referida onda de propagación consista en una señal de terminación única.

2. Un método, como se reivindica en la reivindicación 1, en el que la referida distancia sea igual o menor que la media de la longitud de onda al vacío de la referida señal de microondas.

3. Un método, como se reivindica en la reivindicación 1, en el que la referida distancia sea tal que una impedancia capacitiva entre dicha antena y el referido cable sea menor que la impedancia del aire.

4. Un método, como se reivindica en cualesquiera de la reivindicaciones precedentes, en el que una de entre la referida antena transmisora y la referida antena receptora consista en una antena de tipo monopolo.

5. Un método, como se reivindica en cualesquiera de la reivindicaciones precedentes, en el que una de entre la referida antena transmisora y la referida antena receptora consista en una antena de bucle magnético.

6. Un método, como se reivindica en cualesquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 5, en el que al menos una de entre la referida antena transmisora y la referida antena receptora esté sustancialmente aislada, en lo que a resistividad respecta, de lo que se ha definido como "al menos un conductor".

7. Un método, como se reivindica en cualesquiera de la reivindicaciones precedentes, en el que la referida emisión consista en hacer emitir la referida antena transmisora con respecto a una masa.

8. Un método, como se reivindica en la reivindicación 7, en el que la referida masa consista en una conexión al vacío.

9. Un método, como se reivindica en la reivindicación 7, en el que la referida masa consista en una masa local dotada de un acoplamiento capacitivo a una masa para dicha onda de propagación.

10. Un método, como se reivindica en la reivindicación 9, en el que la referida masa consista en una porción del cableado de la corriente eléctrica.

11. Un método, como se reivindica en cualesquiera de la reivindicaciones precedentes, en el que la emisión consista en inducir la referida onda de propagación para que se propague preferentemente en una dirección a lo largo del referido cable.

12. Un método, como se reivindica en cualesquiera de la reivindicaciones precedentes, en el que el referido cable sea un cable de corriente alterna.

13. Un sistema (1300) de transmisión de señales de radiofrecuencia (rf) de banda ultraancha (UWB) para transmitir una señal de al menos 1 GHz guiada por un conductor eléctrico, consistiendo el sistema en:

un conductor eléctrico (308) para guiar dicha señal;

una antena transmisora (504, 512) colocada a una distancia del referido conductor par acoplar dicha señal de microondas en dicho cable, estando dicha antena sustancialmente aislada, en lo que a resistividad se refiere, del referido conductor; y

una entrada (1304), acoplada a la referida antena transmisora, para recibir dicha señal de rf y para facilitar una emisión de rf correspondiente a dicha señal a la referida antena para lanzar una onda de propagación que se corresponda con dicha señal en el referido conductor eléctrico; y

en el que la referida onda de propagación consista en un voltaje de terminación única.

14. Un sistema, como se reivindica en la reivindicación 13, en el que la referida distancia sea menor que una longitud de onda de la referida señal de rf desde dicho conductor eléctrico.

15. Un sistema, como se reivindica en la reivindicación 13, en el que la referida distancia sea tal que una impedancia capacitiva entre la referida antena y el referido cable sea menor que la impedancia del aire.

16. Un sistema de transmisión de señales, como se reivindica en las reivindicaciones 13, 14 o 15, en el que la referida emisión de rf está referenciada a una conexión a nivel de referencia.

17. Un sistema de transmisión de señales, como se reivindica en la reivindicación 16, en el que la referida conexión a nivel de referencia comprende una masa para dicho sistema de transmisión acoplado a una masa para la referida onda de propagación.

18. Un sistema de transmisión de señales, como se reivindica en la reivindicación 17, en el que el referido acoplamiento entre dicha masa del sistema de transmisión y dicha masa para la referida onda de propagación tenga una impedancia sustancialmente igual o menor que la impedancia del aire.

19. Un sistema de transmisión de señales, como se reivindica en las reivindicaciones 16, 17 o 18, en el que la referida conexión de nivel de referencia comprenda una porción de cableado de corriente para dicho sistema de transmisión que, para la referida señal de rf, está sustancialmente aislada del referido conductor eléctrico.

20. Un sistema de transmisión de señales, como se reivindica en las reivindicaciones 16, 17 o 18, en el que la referida conexión de nivel de referencia comprenda una conexión al aire.

21. Un sistema de transmisión de señales, como se reivindica en la reivindicación 20, en el que la referida conexión al aire comprenda una segunda antena (1340) y un segundo emisor de antena (1342) para emitir con la referida segunda antena una versión invertida de la referida señal de rf.

22. Un sistema de transmisión de señales, como se reivindica en cualesquiera de las reivindicaciones de la 13 a la 21, en el que la referida antena transmisora comprenda un par de antenas transmisoras (1150a, 1150b), constando además el sistema de un emisor de antena transmisora configurado para emitir con dicho par de antenas transmisoras de tal modo que la señal transmitida desde una del referido par de antenas tenga un retraso de fase con respecto a la señal transmitida desde la otra del referido par de antenas.

23. Un sistema de transmisión de señales, como se reivindica en cualesquiera de las reivindicaciones de la 13 a la 22, en el que la referida antena transmisora comprenda una antena de tipo monopolo, una antena magnética, una antena de banda ancha, o un conductor helicoidal.

24. Un sistema de transmisión de señales, como se reivindica en la reivindicación 23, en el que la referida antena transmisora esté colocada de tal modo que una impedancia capacitiva entre la referida antena transmisora y el referido conductor sea menor que la impedancia del aire.

25. Un sistema de transmisión de señales, como se reivindica en cualesquiera de las reivindicaciones de la 13 a la 24, en el que el referido conductor comprenda un conductor de un cable de energía eléctrica o un conductor configurado para su conexión a un cable de energía eléctrica.