ES2380532A1 - Sistema de deteccion y localizacion de desadaptaciones de impedancia. - Google Patents
Sistema de deteccion y localizacion de desadaptaciones de impedancia. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2380532A1 ES2380532A1 ES200902278A ES200902278A ES2380532A1 ES 2380532 A1 ES2380532 A1 ES 2380532A1 ES 200902278 A ES200902278 A ES 200902278A ES 200902278 A ES200902278 A ES 200902278A ES 2380532 A1 ES2380532 A1 ES 2380532A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- smatv
- network
- signal
- detecting
- mismatches
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04H—BROADCAST COMMUNICATION
- H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
- H04H20/12—Arrangements for observation, testing or troubleshooting
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04H—BROADCAST COMMUNICATION
- H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
- H04H20/53—Arrangements specially adapted for specific applications, e.g. for traffic information or for mobile receivers
- H04H20/61—Arrangements specially adapted for specific applications, e.g. for traffic information or for mobile receivers for local area broadcast, e.g. instore broadcast
- H04H20/63—Arrangements specially adapted for specific applications, e.g. for traffic information or for mobile receivers for local area broadcast, e.g. instore broadcast to plural spots in a confined site, e.g. MATV [Master Antenna Television]
Abstract
La invención se refiere a un Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV, que comprende una entrada de RF, un detector de energía, una etapa mezcladora para el traslado de la señal de interés a una frecuencia intermedia conocida, un filtro pasobanda, un conversor analógico-digital, un control automático de ganancia y un sistema programable de procesado digital de señales que utiliza como entrada señales presentes en la red de SMATV no inyectadas por el propio sistema.
Description
Sistema de detección y localización de
desadaptaciones de impedancia.
La presente invención se refiere a un sistema de
detección y localización de desadaptaciones de impedancias, en
particular en redes de SMATV.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta invención se sitúa en el ámbito de la
reflectometría en el dominio de la frecuencia, más concretamente en
el relativo a la detección y localización de desadaptaciones de
impedancias dentro de redes SMATV utilizando únicamente las señales
transmitidas en dichas redes sin inyección de ninguna otra señal por
parte del sistema de la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Las redes de distribución de servicios de TDT y
satélite (SMATV) contienen, por su propio diseño, multitud de
desadaptaciones de impedancias a lo largo del trayecto por el que
transcurre la señal de radiofrecuencia desde la cabecera hasta la
toma de usuario. Las ondas reflejadas aparecen, principalmente, en
todas aquellas discontinuidades presentes en las redes SMATV, esto
es, en las conexiones entre repartidores, derivadores, tomas y el
cable coaxial, debido a la no idealidad de los dispositivos
utilizados en la construcción de la red. Si bien éstas, son las
causas de aparición de ecos de menor tiempo de detección ya que se
hallan en los puntos clave de la red, pueden aparecer otro conjunto
de desadaptaciones provocadas por cables rotos o no conectados, por
el mal estado de cualquiera de los elementos de distribución, o
incluso por la existencia de fallos en la instalación más complejos
de identificar.
El efecto provocado por una desadaptación de
impedancias en un punto concreto de una red SMATV consiste en la
generación de una reflexión o eco de la señal en dicho punto con
distinta amplitud y fase. Las reflexiones pueden afectar a la
distribución de la señal en el resto la red de forma constructiva o
destructiva debido a la mencionada variación de amplitud y fase en
la señal reflejada. Por ello, una red que haya sido inadecuadamente
manipulada puede provocar efectos indeseados. Como consecuencia de
estas reflexiones, la señal puede verse enormemente afectada en su
rendimiento, de modo que algunos de los servicios disponibles pueden
no ser accesibles para algunos de los usuarios. Esto es cierto en el
caso de señales de difusión digital terrestre, especialmente en el
caso de satélite, donde la existencia de técnicas de protección
contra errores debidos a la interferencia entre símbolos (ISI) es
muy limitada. Otro caso crítico aparece cuando se desean enviar
datos sobre el cable coaxial, de nuevo porque los fenómenos de
propagación multitrayecto se traducen en interferencia entre
símbolos. Aunque el propio diseño de estas redes suele mitigar las
consecuencias de la existencia de los rebotes de la señal en el
resto de red, en la etapa en la que se realiza la instalación de la
red sigue siendo necesario, para la correcta recepción de señal en
dichas redes, descubrir todas aquellas señales retardadas previstas
y no previstas en la fase de diseño, provocadas por todos los
motivos no controlados comentados anteriormente.
Hoy en día, las soluciones disponibles en el
ámbito de la detección de desadaptaciones de impedancias tratan de
obtener la posición de estas perturbaciones a través de la
inserción en la red SMATV de una señal conocida y la posterior
captura de la señal provocada por el desacoplo de impedancias.
Lógicamente, para la utilización de estos equipos se supone que se
trabaja en redes SMATV donde no se está inyectando otra señal que
no sea la del propio equipo. Existen varios escenarios en donde esto
ocurre. La primera situación es aquella en la que la red todavía
está en fase de instalación. En este caso no se está transmitiendo
señal a ninguno de los posibles usuarios de la red por lo que no
existe posibilidad alguna de interferir con las necesidades del
plantel de usuarios. En el segundo caso, se trata de una red
plenamente operativa, pero en la que para identificar las
reflexiones es necesario proceder a la desconexión de la señal de
cabecera, con objeto de no interferir al proceso de medida. Por
supuesto, esta es una circunstancia indeseable, ya que obliga a
cesar la prestación del servicio a los distintos usuarios conectados
a la red SMATV. Actualmente no existe ninguna técnica que permita
obtener la procedencia de las desadaptaciones de impedancias de la
red sin privar a los usuarios de la red del conjunto de servicios
del que está disfrutando. Por tanto, cada vez que se desee iniciar
la búsqueda de la posición de desacoples o ecos dentro de una red
SMATV será preciso detener la difusión de señal a través de la red,
interrumpiendo la recepción de contenidos en cada una de las tomas
del entorno de distribución, con el consiguiente perjuicio para la
comunidad de beneficiarios de los distintos servicios ofertados.
Como se ha introducido previamente, el enfoque
actual más difundido aplicado a la determinación de la presencia de
desajustes en la adaptación de impedancias se basa, principalmente,
en la inserción en la red a caracterizar de una señal conocida y la
posterior captura de las reflexiones originadas en los desacoples de
la red (reflectometría). En función del tipo de domino en el que se
trabaje, temporal o frecuencial, existen dos posibles formas de
enfrentarse al problema planteado. La reflectometría en el dominio
del tiempo (TDR) consiste en la transmisión de un pulso al
dispositivo que se desea evaluar (DUT, Device Under Test) y la
captura de la señal reflejada en dicho dispositivo. Esta técnica
suele ser utilizada para estudiar los parámetros de líneas de
transmisión con pérdidas como, por ejemplo, en la patente americana
US006437578B1 titulada "Cable loss correction of distance to fault
and time domain reflectometer measurements". Las tasas de
muestreo utilizadas en la captura de la señal en el ámbito de la
reflectometría en el dominio del tiempo suponen el uso de relojes de
muestreo demasiado altos, que incrementan considerablemente la
complejidad de las herramientas de detección. Debido a las
limitaciones del sistema TDR para comprobar la existencia de fallos
en función de la frecuencia en el sistema que está siendo
analizado, surge otra iniciativa totalmente distinta. La otra
vertiente existente en la reflectometría es la que trabaja en el
dominio de la frecuencia (FDR). Se trata de una estrategia utilizada
muy habitualmente en los equipos de medida debido a la necesidad de
una tasa de muestreo menor (por tanto menor complejidad) y el
aumento de prestaciones de la medida al observar las variación
espectral de los parámetros obtenidos. Esta técnica realiza un
barrido espectral, habitualmente con un tono o conjunto de tonos,
obteniendo los efectos de las desadaptaciones de impedancias con
respecto a la frecuencia debido a la reflexión de estas sinusoides.
Ejemplos de uso de esta técnica son las patentes americanas
US006868357B2 de título "Frequency domain reflectometry system for
testing wires and cables utilizing in-situ
connectors, passive conectivity, cable fray detection, and live
wire testing" y US006691051B2 de título "Transient distance to
fault measurement". Dentro de lo que conocido como reflectometría
en el dominio de la frecuencia existen diversas variantes. Así,
existen la Phase Detection FDR (PDFDR) que mide la diferencia de
fase entre ondas, la Standing Wave Reflectometry (SWR) que calcula
la magnitud de la onda estacionaria producida por la superposición
de las ondas incidente y reflejada, la
Frequency-Modulated continuous wave (FMCW) que
utiliza un conjunto de sinusoides cuya frecuencia es se ve
incrementada linealmente y la Mixed-Signal
Reflectometry (MSR) expuesta en la patente americana US007215126B2
"Apparatus and method for testing a signal path from an injection
point" y en "Mixed-Signal Reflectometer for
Location of faults on Aging wiring" Peijung Tsai et al,
IEEE Sensors Journal, vol. 5, Nº 6 de diciembre de 2005, técnica que
utiliza la suma de dos ondas sinusoidales, una incidente y otra
reflejada, y analiza la componente continua extraída fruto de
obtener el cuadrado de dicha operación. Además de las herramientas
descritas, existen otras opciones para la detección de las
reflexiones de la señal que comprenden el uso conjunto de la
reflectometría en tiempo y en frecuencia. Esta tercera vía se
denomina Time-Frequency Domain Reflectometry (TFDR)
siendo la patente europea EP 1 477 820 A2 de título "Wire fault
detection" o la publicación IEEE Transactions on instrumentation
and measurement, vol 54, Nº 6, December 2005 titulada "Application
of time-frequency domain reflectometry for detection
an localization of an fault on a coaxial cable" de Shin
Yong-June y Edwar J. Powers, ejemplos de su uso.
El punto común de todas las tecnologías
descritas hasta ahora es la aplicación de una señal generada
internamente para realizar las medidas y, en ocasiones, la
utilización de otros dispositivos para poder llevar a cabo
correctamente las medidas propuestas. La inserción de la señal en la
red y la captura de la reflexión debe de realizarse en el mismo
punto físico, con la complejidad hardware que ello implica ya que es
necesaria la utilización de un dispositivo que permita separar la
señal reflejada de la transmitida. Esta forma de actuar no es
arbitraria debido a que, si la generación de la señal se realiza en
algún otro punto de la red distinto del punto de captura de la
reflexión, sería conveniente no sólo dotar a los distintos elementos
presentes en la detección, transmisor y receptor, de mecanismos de
sincronización, sino que, además, sería indispensable el análisis de
la red hasta el más último detalle para poder predecir, a partir de
ambas señales, la efecto y posición de las componentes retardadas de
la señal principal. El hecho de insertar una señal conocida en la
red y capturar la reflexión en el mismo punto, incide directamente
en el diseño hardware del aparato en cuestión aumentando
considerablemente la complejidad del mismo. Por otra parte, la
localización del origen de las ondas reflejadas, supone el muestreo
de la señal capturada a una velocidad lo suficientemente alta como
para diferenciar ecos muy cercanos. De esta manera, cuanto mayor
precisión espacial se desee obtener, mayor velocidad de muestreo
será necesaria. Además, otra de las deficiencias que acarrean los
actuales dispositivos de detección de desadaptaciones es que si, tal
como se ha visto, resulta necesario por parte del dispositivo
insertar una señal conocida en la red, es conveniente llevar a cabo
la suspensión temporal de los servicios a distribuir sobre dicha
red, lo que supone un indudable perjuicio para el usuario.
Finalmente, si el personal técnico encargado de las medidas desea
limitar la búsqueda de retardos a un rango concreto de la red SMATV
también es necesaria la desconexión física de alguno de los
elementos constitutivos de la red limitando los servicios recibidos
por el usuario de dichas redes.
\vskip1.000000\baselineskip
El objeto de la presente invención es un sistema
de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en
redes SMATV, así como un método para la cuantificación de la
longitud de los cables coaxiales presentes en dichas redes. Esto se
consigue aprovechando la forma espectral de los canales trasmitidos
en una red SMATV para obtener información sobre las desadaptaciones
de impedancias presentes en dicha red mediante un sistema de
procesado de señales como el definido en las reivindicaciones.
La presente invención tiene una pluralidad de
ventajas.
En un ejemplo de sistema de detección y
localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV, que
comprende una entrada de RF, un detector de energía, una etapa
mezcladora para el traslado de la señal de interés a una frecuencia
intermedia conocida, un filtro pasobanda, un conversor
analógico-digital, un control automático de
ganancia y un sistema programable de procesado digital de señales,
está caracterizado porque utiliza como entrada señales presentes en
la red SMATV no inyectadas por el propio sistema. Esto presenta la
ventaja de no tener que introducir una señal en la red SMATV, lo que
supone una menor complejidad y abaratamiento del equipo.
Otro de ejemplo de sistema de detección y
localización de desadaptaciones de impedancias según la invención
está caracterizado porque utiliza como entrada señales presentes en
la red SMATV dentro del rango de frecuencias utilizado para difusión
en la propia red. Esto presenta la ventaja de poder utilizar
aquellas señales transmitidas en esta banda caracterizadas por la
ausencia de multitrayecto en la señal, eliminando así la posible
presencia de falsos positivos.
Un ejemplo de sistema según la invención está
caracterizado porque permite variar la resolución espacial de
detección, el ancho de banda utilizado y el rango espacial de
detección. Esto presenta la ventaja de aumentar la precisión de la
medida y detectar desadaptaciones de impedancias muy próximas y, por
otra parte, acotar la longitud del camino recorrido por las
reflexiones a un valor determinado.
Otro ejemplo de sistema de detección y
localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV está
caracterizado porque permite la medida de la longitud de un
determinado cable coaxial dentro de una red SMATV. Esto presenta la
ventaja de poder obtener la topología de la red a través la medida
en diversos puntos de dicha red.
Un ejemplo de sistema de detección y
localización de desadaptaciones de impedancias según la invención
está caracterizado por que permite la medida de la distancia al
fallo en los cables coaxiales de las redes SMATV. Esto presenta la
ventaja de poder validar el correcto funcionamiento de los cables
coaxiales en redes SMATV cuya topología es conocida.
Otro ejemplo de sistema de detección y
localización de desadaptaciones de impedancias según la invención
está caracterizado porque permite la comparación de los resultados
obtenidos en distintas medidas realizadas en diversos puntos de la
red SMATV. Esto presenta la ventaja de poder diferenciar la
procedencia de las distintas desadaptaciones de impedancias en caso
de ambigüedad.
Un ejemplo de sistema de detección y
localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según
la invención está caracterizado porque permite utilizar como entrada
la diferencia de los espectros correspondientes a distintas medidas
en distintos puntos de la red SMATV. Esto presenta la ventaja de
eliminar los efectos de los falsos positivos derivados de una
posible periodicidad en la forma del espectro de la señal utilizada
en la detección maximizando los efectos de las desadaptaciones.
A continuación se ilustrarán las ventajas y
características de la invención mediante la siguiente descripción,
en la que se hace referencia a las figuras adjuntas.
La figura 1 muestra un diagrama de bloques
detallando el proceso de detección y localización de
desadaptaciones de impedancias. En el punto 101 se obtiene el
espectro de la señal usada para detectar la presencia de
desadaptaciones y localizar su posición. El espectro obtenido
contiene información sobre la presencia de desadaptaciones de
impedancias en la red, tal y como se presenta en la siguiente
ecuación:
En la anterior ecuación,
X_{rec}(\omega) se corresponde con la Transformada
de Fourier de la señal recibida en un punto concreto de una red
SMATV donde existen K desadaptaciones de impedancias,
X(\omega) es la Transformada de Fourier de la señal
entregada a la red de distribución SMATV sin verse modificada por el
efecto de las desadaptaciones (100 (\omega) es su
Transformada de Hilbert), \rho_{R _{k}} y \rho_{I _{k}} son
la parte real e imaginaria respectivamente de cada uno de las K
coeficientes de reflexión asociados a las distintas desadaptaciones
de impedancia presentes en la red SMATV y \tau_{k} el retardo de
cada una de las replicas generadas por dichas desadaptaciones con
respecto a la señal directa X(\omega).
El ancho de banda máximo de la señal empleada se
halla limitado al rango correspondiente a la banda de difusión de
señales dentro de una red SMATV siendo posible utilizar un ancho de
banda menor. El ancho de banda utilizado está directamente ligado a
la resolución temporal empleada en la detección de las reflexiones
por la ecuación Tc = 1/B, donde Tc es el período de muestreo
temporal y B el ancho de banda de la señal utilizada. Así, la
resolución espacial de la presente invención y la resolución
temporal obtenida poseen una relación de proporcionalidad derivada
de la siguiente ecuación D = vp\cdotTc, donde D es la resolución
espacial y vp la velocidad de propagación característica del cable
coaxial. Una vez obtenido el espectro de la señal, se obtiene el
módulo de dicho espectro en el bloque 102. Tras haber obtenido el
módulo del espectro seleccionado se aplica una reducción del ruido
presente en el espectro en el bloque 103. La señal resultante es
objeto de transformaciones espectrales dentro del bloque 104, donde
se aplica la elevación del módulo de la señal a un factor n en el
bloque 1041, siendo el valor de n = 2 un ejemplo no limitativo de
factor a escoger. Así, a la salida de este bloque se obtiene:
donde
\newpage
En esta última ecuación, si se desarrolla el
cuadrado del módulo se obtiene la siguiente igualdad
donde A_{k} y
B_{k} son constantes que engloban la influencia de cada
coeficiente de desadaptación de impedancias existentes en la red
SMATV sobre cada retardo \tau_{k} generado por una desadaptación
concreta. De esta manera, se observa que el efecto de las
desadaptaciones sobre el espectro de la señal transmitida a lo largo
de la red SMATV se traduce en la multiplicación de éste por la suma
de un conjunto de señales derivadas de
sinusoides.
\vskip1.000000\baselineskip
Así, una vez obtenida la señal a la salida del
bloque 1041, la señal sirve de entrada para el bloque 1042 donde se
aplica una transformación del espectro que permita separar mejor la
señal transmitida a través de la red SMATV de los efectos de la red.
Un ejemplo no limitativo de transformación espectral es la
aplicación de una función logarítmica, el logaritmo en base 10, que
permite separar mejor el efecto de las desadaptaciones sobre la
señal transmitida. Aplicando esta transformación sobre las
ecuaciones anteriores, se obtiene la siguiente igualdad
cumpliéndose
que
Si se tiene en cuenta la aproximación de Taylor
de la función logaritmo neperiano
y la relación de este último con el
logaritmo en base
10
el resultado de aplicar el
logaritmo sobre la señal
|X_{rec}(\omega)|^{2} implica la
conversión del producto de |X(\omega)|^{2} y
|H(\omega)|^{2} en una suma, al tiempo que
esta última función continúa estando formada por una combinación de
señales derivadas de
sinusoides.
\vskip1.000000\baselineskip
Tras haber aplicado estas transformaciones se
calcula la Transformada de Fourier Inversa (IFT) de N puntos
(bloque 105). El número N limita el rango de distancias detectables
a N\cdotD/2 ya que, por aplicar la IFT a una señal real se obtiene
una señal compleja simétrica, en donde se puede descartar la mitad
de los puntos.
Al resultado de este bloque se le aplica un
procesado de la respuesta temporal 106 consistente en obtener el
módulo 1061 de la señal compleja resultante y la posterior elevación
a una potencia conocida 1062. El resultado se traduce en un conjunto
de máximos cuya posición temporal se corresponde con cada uno de los
retardos \tau_{k} asociado a cada desadaptación de impedancias
de la red SMATV.
Una vez que se ha obtenido el resultado de los
bloques anteriores realiza una normalización 107 que permite la
comparación entre distintas medidas realizadas a lo largo de la red
SMATV.
La señal resultante será similar a la
representada en la figura 4 donde, debido a la periodicidad del
espectro de entrada, apreciable en la figura 8, pueden aparecer
falsos positivos que fácilmente se pueden confundir la detección de
desadaptaciones de impedancias reales. Estos falsos positivos son
fácilmente detectables mediante el cálculo de la periodicidad del
espectro de entrada, y se pueden obviar comparando los espectros
capturados en distintos puntos de la red SMATV y aplicando la
diferencia como entrada al sistema según la invención, obteniendo
unos resultados como los mostrados en la figura 5.
El proceso de detección y localización de las
desadaptaciones de impedancias finaliza con la detección de los
máximos presentes en la señal 108 y la obtención de la posición
especial ligada al retardo temporal de los distintos máximos de la
señal.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 1. Detección de desadaptaciones de
impedancias.
- 101
- Obtención del espectro.
- 102
- Bloque de obtención del módulo del espectro.
- 103
- Reducción de ruido.
- 104
- Transformación del espectro.
- 105
- Transformada de Fourier Inversa de N puntos.
- 106
- Procesado de la respuesta temporal.
- 107
- Normalización.
- 108
- Detección de máximos.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 2. Detalle del bloque de
transformación del espectro.
- 1041
- Bloque de elevación al cuadrado.
- 1042
- Bloque de transformación de espectro.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 3. Detalle del bloque de procesado de
la respuesta temporal.
- 1061
- Bloque de obtención del módulo del espectro.
- 1062
- Bloque de elevación al cuadrado.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 4. Componentes inherentes a la forma
de la señal de entrada.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 5. Detección de la posición de las
desadaptaciones de impedancia.
\newpage
Figura 6. Red SMATV donde se realizan las
medidas sobre las señales de TV satélite u otra señal
conocida.
- 201
- Antena de señal satélite.
- 202
- Mezclador.
- 203
- Derivadores.
- 204
- Red de distribución.
- 205
- Tomas de usuario.
- 206
- Localizador de desadaptaciones de impedancias.
- 207
- Cable coaxial.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 7. Ejemplo de aplicación práctica de
la presente invención.
- 301
- Conector de entrada de la señal.
- 302
- Detector de energía.
- 303
- Mezclador.
- 304
- Filtro pasobanda.
- 305
- Oscilador local para pasar la señal a frecuencia intermedia.
- 306
- Control Automático de Ganancia (AGC).
- 307
- Conversor analógico-digital (A/D).
- 308
- Microprocesador de control del sistema.
- 309
- Interfaz con el usuario.
- 310
- Terminal de visionado.
- 311
- FPGA.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 8. Conjunto de canales satélite en la
banda FI.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 9. Ejemplo de aplicación práctica de
la presente invención.
- 401
- Antena de señal satélite.
- 402
- Mezclador.
- 403
- Porción de la Red de distribución de topología desconocida.
- 404
- Derivador.
- 405
- Cable coaxial de longitud desconocida.
- 406
- Localizador de desadaptaciones de impedancias.
- 407
- Red de distribución.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 10. Ejemplo de aplicación práctica de
la presente invención.
- 501
- Antena de señal satélite.
- 502
- Mezclador.
- 503
- Porción de la Red de distribución de topología desconocida.
- 504
- Derivador.
- 505
- Cable coaxial con problema de desadaptación.
- 506
- Localizador de desadaptaciones de impedancias.
- 507
- Red de distribución.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se describe una preferencia de
realización de la invención sin limitación alguna en cuanto a la
aplicación ni al método de implementación de la misma, con el objeto
de ilustrar las propiedades y ventajas de la presente invención en
una de sus múltiples aplicaciones posibles.
Un ejemplo no limitativo de la realización de
preferencia, presentada a modo de ejemplo, de la invención se
describe con referencias a las figuras adjuntas
La Figura 1 muestra un diagrama de bloques
detallando el proceso de detección y localización de desadaptaciones
de impedancias. El bloque 101 obtiene el espectro de la señal de
entrada. Posteriormente el bloque 102 calcula el módulo del
espectro. El bloque 103 realiza una reducción de ruido en el
espectro de la señal. Posteriormente el bloque 104 realiza una serie
de transformaciones espectrales sobre la señal. El bloque 105
realiza la transformada inversa de Fourier de N puntos. El bloque
106 realiza un procesado temporal de la señal obtenida a la salida
del bloque 105 y posteriormente el bloque 107 realiza una
normalización en la magnitud. Finalmente el bloque 108 analiza los
máximos de la señal resultante.
La Figura 2 detalla el bloque de procesado
espectral 104. El bloque 1041 realiza la elevación de la señal a una
potencia n mientras que el bloque 1042 aplica una transformación
matemática al espectro que permita separar mejor la señal recibida
de los efectos del canal de comunicaciones.
La Figura 3 detalla el bloque de procesado
temporal de la señal 106. El bloque 1061 obtiene el módulo de la
señal a la salida del bloque 105 y posteriormente el bloque 1062 lo
eleva a una potencia conocida.
La Figura 4 muestra el resultado de la señal
procesada en donde se pueden apreciar los picos producidos por las
desadaptaciones y productos de intermodulación debido a los cálculos
realizados.
La Figura 5 muestra el resultado final en donde
se han eliminado los falsos positivos basándose en la realización de
medidas en distintos puntos de la red.
La Figura 6 detalla un ejemplo de una red SMATV
que está compuesta por la antena receptora (bloque 201), un
mezclador que baja la señal de satélite a una frecuencia intermedia
conocida (bloque 202), una serie de derivadores de señal (bloque
203), la red cableada de distribución (bloque 204), las diferentes
tomas de los distintos usuarios de la red (bloque 205), el equipo de
medida para la localización de posibles desadaptaciones de
impedancias (bloque 206) y el cable coaxial (bloque 207).
La Figura 7 presenta un ejemplo de realización
de la presente invención detallando el conector de entrada de señal
al equipo (bloque 301), un detector de energía (bloque 302), un
mezclador que mueve la señal de entrada a una determinada frecuencia
intermedia (bloque 303), un filtro pasobanda para filtrar la banda
de frecuencias de interés (bloque 304), el oscilador local (bloque
305) que sirve para alimentar al mezclador, un control automático de
ganancia (bloque 306) para combatir las variaciones de potencia de
la señal de entrada, un conversor analógico-digital
(bloque 307) que realiza la digitalización de la señal de interés,
un microprocesador encargado de las tareas de control del sistema
(bloque 308), una interfaz con el usuario (bloque 309), un terminal
de visionado para el usuario (bloque 310) y por último, una FPGA
encargada de realizar las tareas de procesado de señal expuestas en
la presente invención (bloque 311).
La Figura 8 muestra el conjunto de canales de
satélite que sirven de entrada al sistema.
Tanto la Figura 9 como la Figura 10 muestran un
ejemplo de aplicación práctica de la presente invención con la
diferencia que la Figura 9 muestra el uso de la presente invención
para la medida de la longitud de cables y la Figura 10 muestra el
uso de la presente invención para la detección de la distancia al
fallo. Ambas figuras se componen de una antena receptora (bloques
401 y 501), un mezclador para situar la señal de satélite un una
frecuencia intermedia conocida (bloques 402 y 502), la porción de
red de distribución de topología desconocida (bloques 403 y 503),
una serie de derivadores de señal (bloques 404 y 504), el cable
coaxial (bloques 405 y 505), el aparato detallado en la presente
invención para el cálculo de la longitud del canal y el cálculo de
las desadaptaciones de impedancia (bloques 406 y 506) y por último
la red de distribución de la señal (bloques 407 y 507).
La figura 6 muestra de forma simplificada el
recorrido que sigue la señal en una red SMATV hasta que llega al
sistema de detección y localización de desadaptaciones.
La figura 7 muestra un esquema del sistema de
detección y localización de desadaptaciones de la realización de
preferencia, presentado a modo de ejemplo, según la invención.
La figura 8 muestra el espectro, a modo de
ejemplo, utilizado en la detección y localización de desadaptaciones
de impedancias.
La figura 9 muestra, a modo de ejemplo, el uso
de la presente invención para la medida de la longitud de cables
según la invención.
La figura 10 muestra el uso de la presente
invención para la detección de la distancia al fallo según la
invención.
En la figura 6 se representa el esquema
simplificado de una red SMATV en la que realizar las labores de
detección y localización de desadaptaciones. El bloque 201 se
corresponde con una antena receptora de señal satélite que coloca la
señal recibida en la banda FI, entre 950 y 2150 MHz. La señal que
proviene del bloque 201 se mezcla con la señal de televisión
terrestre y se transmite a la red de distribución 204. Las
desadaptaciones presentes en los derivadores 203 y tomas 205 se suma
a la señal de entrada a la red 204, se trasmiten por el cable
coaxial 207 hasta el sistema de detección y localización de
desadaptaciones 206.
En la figura 7 se representa el esquema del
sistema de detección y localización de desadaptaciones. La señal
entra en el sistema a través de 301. El bloque 302 es un detector de
energía que sirve para informar al módulo 308 de que hay señal
presente en la entrada. El módulo 308 constituye el núcleo del
sistema y su misión consiste en ordenar los pasos a seguir por los
demás bloques que forman parte del sistema global dependiendo de las
instrucciones del usuario, indicadas a través de la interfaz 309, y
del detector de energía 302. La señal de radiofrecuencia se pasa a
una frecuencia intermedia conocida a través del oscilador 305 y el
mezclador 303. El filtro pasobanda 304 tiene como misión limitar el
ancho de banda utilizado en la conformación del espectro, eliminando
así la señal correspondiente a las frecuencias adyacentes para
quedarse sólo en la banda de interés que es digitalizada con el
conversor analógico-digital 307.
En este ejemplo de aplicación de la invención,
previamente se ajusta el nivel de ganancia de la señal con un
control de ganancia 306 para así cubrir todo el rango dinámico del
conversor analógico-digital y de esta manera reducir
los errores de cuantificación. Tras la digitalización, la señal se
entrega al sistema 311 donde se capturan las muestras necesarias
para obtener el espectro del rango de frecuencias con el que se está
trabajando. Una vez capturadas las muestras se obtiene su respuesta
en frecuencia y ésta es enviada al sistema 308 utilizando cualquier
interfaz de comunicación adecuada. En este ejemplo, y sin que sirva
de limitación, el sistema 311 es una FPGA (Field Programable Gate
Array).
El sistema 308 es el encargado de realizar los
cálculos necesarios para la localización de las desadaptaciones de
impedancia. El bloque 308 también se encargará de ajustar el la
frecuencia para la captura de la señal y así conformar el espectro
de la banda de satélite, siendo un ejemplo del espectro resultante
el que se puede ver en la figura 8. El usuario de la presente
invención podrá comunicarse con el bloque 308 mediante el sistema de
interfaz de usuario 309.
La figura 9 muestra, una situación en la que la
presente invención 405 es utilizada, sin carácter limitativo en
cuanto al método de implementación ni al ámbito de aplicación de la
presente invención, para medir la longitud L desconocida de un cable
406 situado dentro de una red SMATV 407, en la cual existe una
determinada porción de la red SMATV 403 cuya topología no es
conocida. El cable 406, al igual que el sistema de detección y
localización de desadaptaciones 406 de la presente invención, se
halla conectado a un derivador 404.
La figura 10 muestra, a modo de ejemplo, el
detalle de la utilización de la presente invención 506 para obtener
la distancia al fallo Lf desconocida dentro de un cable 505 de
longitud Le situado dentro de una red SMATV 507, en la cual existe
una determinada porción de la red SMATV 503 cuya topología no es
conocida. El cable 505, al igual que el sistema de detección y
localización de desadaptaciones 506 de la presente invención, se
halla conectado a un derivador 504.
En esta preferencia de implementación, que no
tiene carácter limitativo en cuanto al método de implementación ni
al ámbito de aplicación de la presente invención, se describe un
sistema para la detección y localización de desadaptaciones de
impedancias en redes SMATV.
Claims (7)
1. Sistema de detección y localización de
desadaptaciones de impedancias en redes SMATV, que comprende una
entrada de RF, un detector de energía, una etapa mezcladora para el
traslado de la señal de interés a una frecuencia intermedia
conocida, un filtro pasobanda, un conversor
analógico-digital, un control automático de ganancia
y un sistema programable de procesado digital de señales
caracterizado porque utiliza como entrada señales presentes
en la red SMATV no inyectadas por el propio sistema.
2. Sistema de detección y localización de
desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según reivindicación 1
caracterizado porque utiliza como entrada señales presentes
en la red SMATV dentro del rango de frecuencias utilizado para
difusión de señales en la red.
3. Sistema de detección y localización de
desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según reivindicación 2
caracterizado porque permite variar la resolución espacial de
detección, el ancho de banda utilizado y el rango espacial de
detección.
4. Sistema de detección y localización de
desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la
reivindicación 2 caracterizado porque permite la medida de la
longitud de un determinado cable coaxial dentro de una red
SMATV.
5. Sistema de detección y localización de
desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la
reivindicación 2 caracterizado por que permite la medida de
la distancia al fallo en los cables coaxiales de las redes
SMATV.
6. Sistema de detección y localización de
desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la
reivindicación 2 caracterizado porque permite la comparación
de los resultados obtenidos en distintas medidas realizadas en
diversos puntos de la red SMATV.
7. Sistema de detección y localización de
desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la
reivindicación 2 caracterizado porque permite utilizar como
entrada la diferencia de los espectros correspondientes a distintas
medidas en distintos puntos de la red SMATV.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200902278A ES2380532A1 (es) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Sistema de deteccion y localizacion de desadaptaciones de impedancia. |
| EP10015153.9A EP2328288B1 (de) | 2009-11-30 | 2010-11-30 | System zur Erkennung und Lokalisierung von Impedanzfehlanpassungen |
| PL10015153T PL2328288T3 (pl) | 2009-11-30 | 2010-11-30 | System wykrywania i lokalizowania niezgodności impedancji |
| PT100151539T PT2328288T (pt) | 2009-11-30 | 2010-11-30 | Sistema para a deteção e localização de desadaptações de impedâncias |
| ES10015153T ES2826987T3 (es) | 2009-11-30 | 2010-11-30 | Sistema para la detección y localización de desadaptaciones de impedancia |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200902278A ES2380532A1 (es) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Sistema de deteccion y localizacion de desadaptaciones de impedancia. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2380532A1 true ES2380532A1 (es) | 2012-05-16 |
Family
ID=43663656
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200902278A Pending ES2380532A1 (es) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Sistema de deteccion y localizacion de desadaptaciones de impedancia. |
| ES10015153T Active ES2826987T3 (es) | 2009-11-30 | 2010-11-30 | Sistema para la detección y localización de desadaptaciones de impedancia |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES10015153T Active ES2826987T3 (es) | 2009-11-30 | 2010-11-30 | Sistema para la detección y localización de desadaptaciones de impedancia |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2328288B1 (es) |
| ES (2) | ES2380532A1 (es) |
| PL (1) | PL2328288T3 (es) |
| PT (1) | PT2328288T (es) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278730B1 (en) * | 1995-04-27 | 2001-08-21 | Wavetek Wandell Goltermann | Non-invasive digital cable test system |
| US6687632B1 (en) * | 1998-01-23 | 2004-02-03 | Trilithic, Inc. | Testing of CATV systems |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6437578B1 (en) | 2000-11-14 | 2002-08-20 | Tektronix, Inc. | Cable loss correction of distance to fault and time domain reflectometer measurements |
| US6868357B2 (en) | 2001-07-07 | 2005-03-15 | Cynthia M. Furse | Frequency domain reflectometry system for testing wires and cables utilizing in-situ connectors, passive connectivity, cable fray detection, and live wire testing |
| US6691051B2 (en) | 2001-08-14 | 2004-02-10 | Tektronix, Inc. | Transient distance to fault measurement |
| US7215126B2 (en) | 2002-11-19 | 2007-05-08 | University Of Utah Research Foundation | Apparatus and method for testing a signal path from an injection point |
| US7512503B2 (en) | 2003-05-12 | 2009-03-31 | Simmonds Precision Products, Inc. | Wire fault detection |
-
2009
- 2009-11-30 ES ES200902278A patent/ES2380532A1/es active Pending
-
2010
- 2010-11-30 PL PL10015153T patent/PL2328288T3/pl unknown
- 2010-11-30 ES ES10015153T patent/ES2826987T3/es active Active
- 2010-11-30 PT PT100151539T patent/PT2328288T/pt unknown
- 2010-11-30 EP EP10015153.9A patent/EP2328288B1/de active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278730B1 (en) * | 1995-04-27 | 2001-08-21 | Wavetek Wandell Goltermann | Non-invasive digital cable test system |
| US6687632B1 (en) * | 1998-01-23 | 2004-02-03 | Trilithic, Inc. | Testing of CATV systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2328288A1 (de) | 2011-06-01 |
| ES2826987T3 (es) | 2021-05-19 |
| PL2328288T3 (pl) | 2021-04-19 |
| PT2328288T (pt) | 2020-12-07 |
| EP2328288B1 (de) | 2020-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230269131A1 (en) | High resolution time domain reflectometry (tdr) in fault location measurement in a cable network | |
| KR101297901B1 (ko) | 전력선의 부분 방전의 검출 및 감시 | |
| US7788050B2 (en) | System and method to locate common path distortion on cable systems | |
| Tian et al. | Development of locating system of pulsed electromagnetic interference source based on advanced TDOA estimation method | |
| CN111433616B (zh) | 用于输电线路的无参数的基于行波的故障定位 | |
| Bories et al. | Small antennas impedance and gain characterization using backscattering measurements | |
| US8670802B2 (en) | Wireless network radiolocation apparatuses, systems and methods | |
| Zietz et al. | A general calibration procedure for measuring RF voltages and currents applied to the EMC analysis of automotive high-voltage power networks | |
| Holloway et al. | Measuring the shielding effectiveness of small enclosures/cavities with a reverberation chamber | |
| ES2380532A1 (es) | Sistema de deteccion y localizacion de desadaptaciones de impedancia. | |
| US20170294960A1 (en) | Systems and methods for locating a single reflection on a transmission line | |
| Amin et al. | Partial discharge monitoring of High Voltage equipment using chipless RFID sensor | |
| Jordão et al. | Active antenna array characterization for massive MIMO 5G scenarios | |
| US10365315B2 (en) | Mapping of metallic conductors by applying radar imaging techniques to spread spectrum time domain reflectometry returns | |
| Karmakar et al. | Passive RFID sensor for remote detection of partial discharge | |
| US11362743B1 (en) | Systems and methods for TDR using standing waves and an injected test signal | |
| US20190312655A1 (en) | A method for determining a distance to a passive intermodulation source, an apparatus and a computer program product | |
| Zhu et al. | Analysis of HF receiving antenna SNR and application | |
| US20230194440A1 (en) | Detection device and detection method | |
| Sakoda et al. | On-line PD system and PD Locator for XLPE Cables | |
| Abrate et al. | Improvement of WiFi physical model and effects on network simulations | |
| EP3577800B1 (en) | Monitoring system in transmitting antennas | |
| Soliman et al. | Numerical and experimental study on three-dimensional localization for ultra-wideband impulsive noise sources | |
| Kurokawa et al. | Far field antenna factor measurement for log-periodic dipole array antenna using the amplitude center distance | |
| Gautschi et al. | Design and testing of a novel calibration system for UHF sensors for GIS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FC2A | Grant refused |
Effective date: 20130424 |