ES2623766T3 - Recepción de señales de radiofrecuencia, por ejemplo señales de difusión recibidas de un satélite con una vía de retorno interactiva utilizando un protocolo de espectro ensanchado - Google Patents

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ES2623766T3 ES15161683.6T ES15161683T ES2623766T3 ES 2623766 T3 ES2623766 T3 ES 2623766T3 ES 15161683 T ES15161683 T ES 15161683T ES 2623766 T3 ES2623766 T3 ES 2623766T3
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Abstract

Unidad de emisión/recepción que comprende: - medios (4) aptos para recibir señales eléctricas resultantes de la transformación de señales radioeléctricas recibidas por vía hertziana terrestre o por vía satélite, denominadas señales eléctricas en vía de ida; - un desmodulador (21) apto para desmodular señales eléctricas según un primer protocolo de modulación/desmodulación; - un modulador (5) de señales eléctricas según un segundo protocolo de modulación/desmodulación diferente del citado primer protocolo, siendo el citado segundo protocolo un protocolo de espectro ensanchado; - medios (23) para transformar las citadas señales eléctricas moduladas según el citado protocolo de espectro ensanchado, denominadas señales eléctricas en vía de retorno, en señales radioeléctricas aptas para ser emitidas por vía satélite; estando caracterizada dicha unidad de emisión/recepción por que el citado modulador (5) está configurado para modular las señales desmoduladas por dicho desmodulador (21).

Description

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DESCRIPCION
Recepcion de senales de radiofrecuencia, por ejemplo senales de difusion recibidas de un satelite con una v^a de retorno interactiva utilizando un protocolo de espectro ensanchado
La presente invencion concierne a una instalacion de emision/recepcion de senales radioelectricas de hiperfrecuencia.
Actualmente, la difusion de programas de television digital por via terrestre (por ejemplo segun una de las normas DVB-T o DVB-T2) o por via satelite (por ejemplo segun una de las normas DvB-S, DVB-S2 o DVB-SH) es ampliamente utilizada en todo el mundo. Numerosos dispositivos estan instalados en las casas de millones de usuarios.
Tratandose de la via terrestre, los dispositivos instalados son mayoritariamente dispositivos de recepcion que comprenden una unidad exterior que incluye una antena de recepcion (por ejemplo una antena « rastrillo » receptora) que transmite senales radioelectricas de hiperfrecuencia moduladas a una unidad interior denominada comunmente descodificador de television digital terrestre o tambien STB (« Set Top Box » en ingles) por intermedio de un cable coaxial.
Tratandose de la via satelite, los dispositivos instalados son mayoritariamente dispositivos de recepcion que comprenden una unidad exterior que incluye un receptor parabolico que focaliza las senales de hiperfrecuencia moduladas, en la fuente, denominado cornete, de un LNB (del ingles « Low Noise Block » y que se traduce por bloque de recepcion), transformando el LNB las senales de hiperfrecuencia recibidas en senales electricas en banda satelite intermedia a fin de transmitir, por intermedio de un cable coaxial al descodificador satelite STB.
Sea en transmision por via terrestre o satelite, el descodificador comprende un bloque de desmodulacion (DVB-T, DVB-T2, DVB-S, DVB-S2 o DVB-SH) que extrae una senal modulada « util » en la senal modulada trasmitida por el cable coaxial y desmodula la senal « util » extrafda. La senal « util » desmodulada puede, por ejemplo, ser utilizada para la visualizacion de imagenes de video en una pantalla de television.
Las ofertas de difusion de programas de television digital por via terrestre o satelite son actualmente esencialmente puramente pasivas, es decir unidireccionales («one-way service » en ingles).
Sin embargo puede considerarse util poder ofrecer servicios que necesitan una via de retorno; este es el caso por ejemplo de servicios interactivos (votos, consumo de contenidos de acceso condicional por intercambio de claves, mandos de nuevos servicios tales como el video a demanda). Ademas, esta via de retorno puede encontrar aplicaciones particularmente interesantes en el ambito de las comunicaciones de maquina a maquina (« Machine to machine » en ingles) o M2M para controlar ciertos aparatos (alarma, calefaccion,...) y o recuperar datos medidos por sensores o contadores (gas, electricidad...) presentes en el seno de los hogares.
Una solucion conocida a este problema consiste en utilizar una via de retorno que utiliza una conexion de tipo ADSL, facilitada por operadores de telefoma fija (RTC o « Red Telefonica conmutada ») o una conexion de » tipo GPRS/UMTS facilitada por operadores de telefoma movil. Esta solucion necesita por tanto material suplementario asf como un abono adicional; por otra parte, la conmutacion telefonica no esta particularmente adaptada para la transmision de mensajes poco voluminosos tales como mensajes de voto o de mando (coste relativamente elevado, problemas de saturacion de la red ...).
En via terrestre, la utilizacion de una solucion mas apropiada, como la tecnologfa DVB-RCT (descrita en la norma europea ETSI EN 301 958), ha fracasado por razones de coste de la infraestructura necesaria.
La mayona de las ofertas de television por satelite no integran via de retorno. Sin embargo, se puede citar un ejemplo de sistema de difusion bidireccional de television por satelite descrito en el documento de patente EP0888690; este sistema utiliza una via de ida en banda ancha Ku y una via de retorno en banda estrecha L. Este sistema es voluminoso, complejo y caro en la medida en que el mismo necesita la presencia de dos reflectores (para cada banda Ku y L) o de un reflector espedfico que comprenda un reflector apto para recibir senales en banda Ku y que integre una antena de transmision en banda L. Este sistema implica igualmente la presencia de dos vfas ffsicas de encaminamiento de datos, una de la antena en banda Ku hacia el descodificador en el interior de la casa y la otra del descodificador hacia la antena en banda L. Se comprende facilmente que este tipo de instalacion implica un cambio completo de los sistemas estandar que equipan actualmente los hogares y un sobrecoste no despreciable.
Otro ejemplo de sistema de difusion bidireccional de television por satelite esta descrito en la solicitud de patente WO2011076791 depositada por la solicitante. Este sistema utiliza una via de ida en banda ancha Ku o Ka y una via de retorno en banda estrecha S o en banda C, siendo las senales multiplexadas en un mismo cable coaxial. La ganancia del reflector para recibir las senales de hiperfrecuencia en banda K o Ka es utilizada para transmitir las senales en via de retorno en la banda S o en la banda C. A pesar de las ganancias de amplificacion obtenidas segun esta solucion, lo cierto es que la perdida de potencia de la senal util en la via de retorno (especialmente al atravesar el cable coaxial) es importante y por tanto es necesario tener un amplificador suficiente a nivel de la unidad exterior. Ademas, cada caja utilizada en el interior de la casa debe estar equipada con un modulador que funcione segun un
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protocolo asmcrono de acceso aleatorio multiple con ensanchamiento de banda por modulacion de tipo SPREAD ALOHA, siendo este tipo de modulador relativamente caro.
En este contexto, la presente invencion esta destinada a facilitar una instalacion de recepcion de senales radioelectricas de hiperfrecuencia que permita igualmente asegurar la emision en via de retorno de senales radioelectricas de hiperfrecuencia de modo eficaz en terminos de rendimiento, facilmente adaptable a una instalacion preexistente que de servicio a uno o varios usuarios, evolutiva y poco cara.
A tal fin, la invencion propone una instalacion de emision/recepcion de senales radioelectricas de hiperfrecuencia que comprende:
.- una unidad de emision/recepcion que comprende:
o medios aptos para recibir senales electricas resultantes de la transformacion de senales radioelectricas recibidas por via hertziana terrestre o por via satelite, denominadas senales electricas en via de ida;
o un desmodulador apto para desmodular senales electricas segun un primer protocolo de modulacion/desmodulacion;
o un modulador de senales electricas segun un segundo protocolo de modulacion/desmodulacion diferente del citado primer protocolo, siendo el citado segundo protocolo un protocolo de espectro ensanchado, modulando el citado modulador las senales desmoduladas por el citado desmodulador;
o medios para transmitir las citadas senales electricas moduladas segun el citado protocolo de espectro ensanchado, denominadas senales electricas en via de retorno, en senales radioelectricas aptas para ser emitidas por via satelite,
- al menos una caja que incluye un modulador apto para modular senales electricas segun el citado primer protocolo de modulacion/desmodulacion;
- un cable coaxial que une la unidad de emision/recepcion y la caja apto para:
o transportar las citadas senales electricas en via de ida de la citada unidad de emision/recepcion hacia la citada caja;
o transportar las senales electricas procedentes del citado modulador segun el citado primer protocolo de la citada caja hacia la citada unidad de emision/recepcion.
Gracias a la invencion, se utiliza ventajosamente una instalacion que emplea dos tipos de modulacion/desmodulacion, por ejemplo una modulacion/desmodulacion basada en un protocolo adaptado para la comunicacion inalambrica de corta distancia (ZigBee, KNX u otras) para la primera modulacion/desmodulacion y una modulacion/desmodulacion basada en un protocolo de espectro ensanchado tal como un protocolo asmcrono de acceso aleatorio multiple con ensanchamiento de banda por modulacion de tipo SPREAD ALHOA utilizando tecnicas de eliminacion de interferencias (se observara que la desmodulacion que utiliza estas tecnicas de eliminacion de interferencias es puesta en practica a nivel de la estacion de satelites y no se describira en detalle en la presente solicitud). Se entiende por corta distancia una distancia inferior a 300 m y preferentemente inferior a 100 m. La caja es ventajosamente una caja situada en el interior de un inmueble (es decir en un piso) y la unidad de emision/recepcion esta situada ventajosamente al exterior o proxima a la antena. Asf, la unidad de emision/recepcion a traves de su desmodulador recuperara una senal digital limpia (contenida en la senal modulada a nivel de la caja) y modulara esta senal digital a traves de su modulador. El hecho de volver a una senal digital a nivel de la unidad exterior de emision/recepcion permite eliminar el ruido y los errores de la senal y utilizar un amplificador de baja potencia para amplificar la senal modulada que contiene poco ruido.
La instalacion utiliza una via de ida de difusion de senales hacia los usuarios que puede ser terrestre (por ejemplo en una banda de frecuencias comprendida entre 470 y 862 MHz) o satelite (por ejemplo en banda Ku o Ka) y un via de retorno satelite (banda de frecuencias por ejemplo comprendida entre 1,5 GHz y 5 GHz, es decir las frecuencias de la banda S, no siendo la utilizacion de esta banda de frecuencias limitativa). Se observara que la banda de frecuencias de la via de retorno satelite sera elegida de modo que la misma este suficientemente alejada de la banda utilizada en via de ida (por ejemplo emision en banda S y recepcion en banda Ku) de modo que no haya necesidad de utilizar un diplexor (« diplexer » en ingles) para evitar las interferencias de una via sobre la otra.
Las ventajas de tal instalacion son multiples.
Se utiliza una tecnologfa probada en via de ida de difusion hacia los usuarios destinada a transmitir senales de tamano importante tales como senales de television y una via de retorno satelite que permite especialmente al usuario interactuar con la via de difusion y transmitir mensajes bastante cortos, estando basada la tecnica de emision/recepcion en un protocolo de espectro ensanchado tal como un protocolo asmcrono de acceso aleatorio multiple con ensanchamiento de banda por modulacion de tipo SPREAD ALOHA. Tal protocolo esta descrito por ejemplo en el documento US2010/0054131 (del Rfo Herrero y otros).
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Ademas, los medios necesarios para la modulacion basada en un protocolo de espectro ensanchado estan instalados solamente en la unidad de emision/recepcion, estando equipadas las cajas de usuarios con un modulador que utiliza una tecnica de modulacion que necesita preferentemente medios de puesta en practica que presentan un coste y una complejidad menor (modulacion/desmodulacion adaptada para la comunicacion inalambrica tal como la tecnolog^a ZigBee o KNX) comparados con los medios de modulacion basada en un protocolo de espectro ensanchado. La ventaja de tal instalacion es que la misma permite tener una unica unidad de emision/recepcion exterior y varias cajas situadas en el interior (por ejemplo en diferentes pisos), teniendo las citadas cajas un coste de fabricacion relativamente pequeno. El coste de la unidad de emision/recepcion puede ser por tanto compartido entre varios usuarios. Se observara que el hecho de utilizar una modulacion/desmodulacion adaptada para la comunicacion inalambrica tal como la tecnologfa ZigBee o KNX en un cable coaxial permite utilizar esta tecnologfa sin perdidas en una longitud de cable mucho mayor que si la comunicacion hubiera tenido lugar en el aire.
El sistema de acuerdo con la invencion permite ser muy facilmente (y sin sobrecoste importante) adaptable a una instalacion existente en la medida en que es suficiente anadir la unidad de emision/recepcion (preferentemente en el exterior de la vivienda) y la caja (preferentemente en el interior de la vivienda) que se conectan al cable coaxial existente. Ademas, la antena de emision de las senales de satelites (es decir medios de emision hacia un satelite de las senales radioelectricas de hiperfrecuencia) es una antena muy poco cara omnidireccional o con una baja directividad (por ejemplo una ganancia de antena de menos de 10 dB), y facil de instalar. La senal emitida por la antena podra ser recibida por un satelite o un « colector » terrestre, segun la frecuencia utilizada. Se observara que puede librarse de la utilizacion de esta antena en el caso de una via de ida satelite utilizando el reflector parabolico para la transmision de la via de retorno.
El bajo coste de la unidad de emision/recepcion viene tambien del hecho de que utilizando dos bandas diferentes para la emision y la recepcion (por ejemplo emision en banda S y recepcion en banda Ku) no es necesario utilizar un diplexor para evitar interferencias de una via sobre la otra.
Se observara por otra parte que el sistema de acuerdo con la invencion es muy evolutivo. En efecto, es perfectamente posible empezar utilizando el sistema en una region muy vasta (por ejemplo un pafs entero) emitiendo todas las senales de retorno hacia un satelite, sin despliegue de ningun componente terrestre; a partir del momento en que la capacidad del satelite no sea suficiente, se identifican la o las zonas de servicio en las que hay mas mensajes enviados. Por lo tanto, en lugar de utilizar directamente la conexion antena - satelite, se pueden prever « colectores terrestres » es decir estaciones de recepcion terrestres, que sirven de reles y que permiten reducir la carga del satelite. Las senales emitidas por los terminales, en una frecuencia apropiada seran recibidas entonces por los colectores en lugar del satelite. La capacidad puede aumentarse en funcion de las necesidades, con coste proporcional al numero de terminales desplegados y una inversion progresiva.
La via de ida de difusion terrestre o por satelite, puede estar firmemente integrada en la via de retorno por satelite, puesto, puesto que la misma puede contener, en una de las senales multiples emitidas, informaciones de senalizacion utiles para el buen funcionamiento de la instalacion. Estas informaciones pueden incluir parametros de emision que haya que utilizar (frecuencia, caudal de tipo « symbol rate » codigo de ensanchamiento), la carga del sistema, claves de seguridad, asf como otras instrucciones para la instalacion. La unidad de emision/recepcion contiene por tanto la logica necesaria para interpretar la informacion presente en la via de difusion terrestre o por satelite y utilizarla para gobernar la emision de senales. Ademas, la unidad de emision/recepcion puede generar, a partir de la senal presente en la via de ida, una senal de reloj muy estable utilizada para emitir con un error de frecuencia muy pequeno - esto permite no utilizar un PLL muy preciso que habna tenido un coste muy elevado.
La instalacion de acuerdo con la invencion es tanto mas insolita en el caso de una via de ida de difusion terrestre (instalacion hubrida) para el especialista en la materia en la medida que era diffcil imaginar un sistema hubrido terrestre - satelite con una via de retorno satelite sin adicion consecuente de materiales que inducen un sobrecoste redhibitorio para el usuario. Precisamente la utilizacion de una modulacion espedfica para la comunicacion entre la unidad de emision/recepcion y las cajas, de una segunda modulacion para la emision hacia el satelite, de una antena poco cara, asf como de un solo cable que une las cajas en los pisos con la unidad de emision/recepcion en el exterior, es la que permite hacer atractiva la instalacion de acuerdo con la invencion.
La instalacion de emision/recepcion de acuerdo con la invencion puede presentar igualmente una o varias de las caractensticas que siguen, consideradas individualmente o segun todas las combinaciones tecnicamente posibles:
- el citado modulador de senales electricas de acuerdo con un segundo protocolo de modulacion/desmodulacion comprende medios de puesta en practica de un protocolo de espectro ensanchado que funciona segun un protocolo asmcrono de acceso aleatorio multiple de espectro ensanchado;
- el citado primer protocolo de modulacion/desmodulacion esta basado en un protocolo adaptado para la comunicacion inalambrica de corta distancia tal como uno de los protocolos siguientes: ZigBee, KNX, WiFi, BlueTooth o WiMax;
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- el citado primer protocolo de modulacion/desmodulacion esta basado en un protocolo adaptado a una tecnologfa por cable, por ejemplo Ethernet o de corriente portadora en lmea CPL;
- la citada unidad de emision/recepcion comprende medios par extraer, a partir de las senales electricas en v^a de ida, informaciones de senalizacion para el establecimiento de los parametros de emision y/o una senal de reloj;
- la unidad de emision/recepcion comprende un desmodulador de las citadas senales electricas en via de ida tal como un desmodulador apto para desmodular senales de acuerdo con una de las normas siguientes:
o
DVB-T;
o
DVB-T2;
o
DVB-S;
o
DVB-S2;
o
DVB-SH
- la citada unidad de emision/recepcion y/o la caja comprenden medios de conexion inalambrica tales como medios WiFi, WiMax, BlueTooht, ZigBee o KNX;
- las citadas senales electricas en via de retorno son moduladas en la banda de frecuencias de emision denominada banda S y de modo mas particular en la banda [1980 MHz; 2010 MHz];
- los citados medios aptos para recibir senales electricas resultantes de la transformacion de senales radioelectricas son aptos para recibir senales radioelectricas de hiperfrecuencia terrestres en la banda UHF o VHF;
- los citados medios aptos para recibir senales electricas resultantes de la transformacion de senales radioelectricas son aptos para recibir senales radioelectricas de hiperfrecuencias por satelite en la banda Ku o la banda Ka;
- la citada unidad de emision/recepcion comprende medios de emision hacia un satelite y/o hacia una instalacion de recepcion terrestre de las citadas senales radioelectricas aptas para ser emitidas por via satelite;
- la citada instalacion comprende una pluralidad de cajas que intercambian senales con una unica unidad de emision/recepcion.
La presente invencion tiene por objeto igualmente una unidad de emision/recepcion apta para ser integrada en una instalacion de acuerdo con la invencion, comprendiendo la citada unidad:
- medios aptos para recibir senales electricas resultantes de la transformacion de senales electricas recibidas por via hertziana terrestre o por via satelite, denominadas senales electricas en via de ida;
- un desmodulador apto para desmodular senales electricas segun un primer protocolo de modulacion/desmodulacion;
- un modulador de senales electricas de acuerdo con un segundo protocolo de modulacion/desmodulacion diferente del citado primer protocolo, siendo el citado segundo protocolo un protocolo de espectro ensanchado, modulando el citado modulador las senales desmoduladas por el citado desmodulador;
- medios para transformar las citadas senales electricas moduladas segun el citado protocolo de espectro ensanchado, denominadas senales electricas en via de retorno, en senales radioelectricas aptas para ser emitidas por via satelite.
Se observara que aunque la unidad de emision/recepcion es descrita principalmente como un dispositivo unico que integra todas las funcionalidades anteriormente descritas, puede tratarse igualmente de una disposicion de varios dispositivos distintos que utilicen estas funcionalidades: se puede asf considerar que los medios de emision hacia el satelite (es decir la antena) no esten directamente integrados en el mismo dispositivo.
La presente invencion tiene por objeto igualmente una caja apta para ser integrada en una instalacion de acuerdo con la invencion que comprenda un modulador apto para modular senales electricas segun el citado primer protocolo de modulacion/desmodulacion.
Otras caractensticas y ventajas de la invencion se desprenderan de modo claro de la descripcion que de la misma se da a continuacion, a tttulo indicativo y en modo alguno limitativo, refiriendose a la figura aneja que representa esquematicamente una instalacion de acuerdo con un modo de realizacion de la invencion.
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La figura 1 representa esquematicamente una instalacion de emision/recepcion 1 de acuerdo con un primer modo de realizacion de la invencion.
La instalacion de emision/recepcion 1 es apta para funcionar con una antena hertziana 3 estandar (por ejemplo una antena « rastrillo » que se encuentra en el tejado de un inmueble o de una vivienda) que permite recibir senales en banda UHF o VHF que comprenden flujos de television digital terrestre codificados segun un protocolo de tipo DVB- T o DVB-T2.
La instalacion de emision/recepcion 1 comprende:
- una unidad de emision/recepcion 2 exterior a la casa;
- un cable coaxial 10;
- un acoplador/desacoplador hiperfrecuencia 9 de senales radioelectricas;
- una pluralidad de cajas (en este caso estan representadas dos cajas 11 y 11 bis) destinadas a ser alojadas en el interior del inmueble (cada caja esta por ejemplo en el interior de un piso).
La antena hertziana 3 recibe senales moduladas segun la norma DVB-T o DVB-T2, por ejemplo en banda UHF (banda 470 MHz - 862 MHz).
La unidad de emision/recepcion 2 comprende:
- medios de entrada 4 aptos para recibir las senales electricas terrestres recibidas por la antena 3 (la antena y los medios de entrada 4 estan por ejemplo unidos por un cable coaxial 20);
- un acoplador/desacoplador hiperfrecuencia 8 de senales radioelectricas;
- un modem 7 que funciona segun una primera modulacion/desmodulacion;
- un modulador 5 que funciona segun una segunda modulacion/desmodulacion;
- una antena 23 omnidireccional o casi omnidireccional (es decir una antena con una baja directividad, que presenta por ejemplo una ganancia de antena de menos de 10 dB) apta para trasformar senales electricas en banda S de emision (por ejemplo en la banda [1980 MHz - 2010 MHz]) en senales radioelectricas de hiperfrecuencias y para transmitir estas senales hacia un satelite 100 o un colector 101 en banda S;
- un desmodulador 6.
El modulador 5 funciona por ejemplo segun un protocolo asmcrono de acceso aleatorio multiple con ensanchamiento de banda por modulacion del tipo SPREAD ALOHA optimizado para que la estacion de satelites pueda utilizar medios de eliminacion de interferencias (tal protocolo esta descrito por ejemplo en el documento US2010/0054131(del Rfo Herrero y otros)).
El modem 7 comprende un modulador 22 y un desmodulador 21 y de modo generico es un modem que funciona segun un protocolo de tipo FSK (« Frequency Shift Keying » en lengua inglesa) o de modulacion por desplazamiento de frecuencia MDF o derivado de dicho protocolo; el modem 7 es preferentemente un modem que funciona segun un protocolo adaptado para las comunicaciones inalambricas de corto alcance (por ejemplo inferior a 300 m en funcionamiento inalambrico) tal como un modem ZigBee o KNX.
El desmodulador 6 funciona segun la norma DVB-T (descrita en la norma ETSI EN 300 744 « Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television ») o DVB-T2 (descrita en la norma ETSI EN 302 755 « Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2) », las extensiones de la norma DVB-T2 tales como DVB-T2 lite que esta descritas en el documento « DVB BlueBook A122 »).
La caja 11 comprende:
- un acoplador / desacoplador hiperfrecuencia 12 de senales radioelectricas;
- un modem 14 que funciona segun el mismo protocolo (primera modulacion/desmodulacion) que el modem 7; el modem 14 es por tanto por ejemplo un modem ZigBee o KNX;
- medios 16 de conexion inalambrica a una red local de tipo WiFi, WiMax, BlueTooht, ZigBee o KNX, o de conexion por cable a una red local de tipo Ethernet o similar; estos medios 16 permiten recibir senales transmitidas al modem 14;
- una conexion de entrada/salida 15 de tipo USB apta para intercambiar senales con un descodificador de television digital 28 denominado tambien STB (« Set Top Box » en ingles);
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- un acoplador 31 que interconecta el modem 14 respectivamente con la conexion de entrada/salida 15 y los medios de conexion inalambrica 16.
La caja 11bis es identica a la caja 11.
El cable coaxial 10 conecta las cajas 11 y 11 bis a la unida de emision/recepcion 2.
El cable coaxial 10 se separa en dos a traves del acoplador/desacoplador hiperfrecuencia 9 de modo que el mismo conecta respectivamente la unidad de emision/recepcion 2 y la caja 11 a traves de la prolongacion 18 del cable 10 y la unidad de emision/recepcion 2 y la caja 11bis a traves de la prolongacion 19 del cable 10. Se observara que el acoplador/desacoplador hiperfrecuencia 9 es un dispositivo que funciona en las dos direcciones (es decir, ese deja pasar las senales radioelectricas ascedente y descendente). Lo mismo ocurre en los otros acopladores/desacopladores hiperfrecuencia de la instalacion.
El funcionamiento de la instalacion 1 sera explicado refiriendose a los intercambios entre la unidad de emision/recepcion 2 y la caja 11, siendo entendido que el funcionamiento es identico entre la unidad de emision/recepcion 2 y la caja 11bis.
El principio de funcionamiento de la instalacion 1 de acuerdo con la invencion se basa en la utilizacion de una parte de recepcion (sin emision) por via hertziana terrestre formada por la antena « rastrillo » 3 y los medios de entrada 4 aptos para recibir las senales electricas terrestres recibidas por la antena 3 y de una parte de emision en banda S.
La parte de emision en banda S constituye una via de retorno que permite el establecimiento de servicios interactivos (votos, consumo de contenidos de acceso condicional por intercambio de claves, mandos de nuevos servicios tales como video a demanda) o de servicios M2M (control de aparatos domesticos, vigilancia, seguimiento de un parametro medido por un sensor) con una adicion de material relativamente limitada y poco caro a una instalacion existente. La antena omnidireccional 23 permite transmitir las senales en banda S directamente hacia el satelite 100 o hacia colectores terrestres 101 en la hipotesis de un aumento de la capacidad (en este caso, la antena 10 podra ser ligeramente direccional de modo que llegue al colector 101).
El conjunto de las senales esta acoplado al unico cable coaxial 10.
Las senales terrestres recibidas por la antena 3 y los medios de entrada 4 son transmitidas por el acoplador/desacoplador hiperfrecuencia 8 por el cable coaxial 10.
Estas senales son recuperadas despues a nivel del acoplador hiperfrecuencia 12 antes de ser transmitidas a la STB 28 a traves de un cable coaxial 17.
Las senales que hay que transmitir en banda S son senales digitales que son moduladas por el modulador del modem ZigBee 14 (es decir primera modulacion/desmodulacion) de la caja 11 en una frecuencia intermedia (por ejemplo 868 MHz o 2,4 GHz dadas a tttulo puramente ilustrativo). Estas senales de via de retorno pueden ser a su vez procedentes de senales que provienen de otros aparatos conectados por via inalambrica (via la conexion 16) o por cable a la caja 11.
Las senales ZigBee moduladas son trasmitidas por el cable coaxial 18 por el acoplador/desacoplador 12 y despues por el cable coaxial 10 por el acoplador/desacoplador 9 que transmite las senales a la unidad de emision/recepcion 2.
El acoplador/desacoplador 8 de la unidad de emision/recepcion 2 transmite las senales ZigBee moduladas al desmodulador 21 del modem ZigBee 7.
El desmodulador 21 recupera las senales digitales a partir de la senal ZigBee modulada. Se observara que el desmodulador 21 puede utilizar medios de correccion de errores que permiten eliminar el ruido inherente a la senal analogica transmitida por el cable.
Una vez recuperadas las senales digitales, estas ultimas son moduladas por el modulador 5 que funciona segun la segunda modulacion/desmodulacion segun un protocolo asmcrono de acceso aleatorio multiple con ensanchamiento de banda por modulacion de tipo SPREAD ALOHA en la banda de frecuencias S [1980 MHz - 2010 MHz]. El hecho de tener que recuperar informaciones digitales muy « limpias » implica que esta senal modulada tenga poco ruido y necesite una pequena amplificacion. Se observara que sin embargo se puede considerar utilizar un amplificador de baja potencia para amplificar las senales moduladas destinadas a ser transmitidas en banda S hacia el satelite 100 o el colector 101 a traves de la antena 23.
Se observara que la banda de frecuencias intermedias (868 MHz por ejemplo) elegida presenta la ventaja de ser compatible con la banda pasante de un cable coaxial estandar y permite limitar las perdidas en el cable coaxial sin tener necesidad de hacer transposicion de frecuencia a nivel de la unidad de emision/recepcion. Por otra parte, el hecho de tener una banda UHF distinta de la frecuencia 868 MHz permite evitar las interferencias entre las senales transmitidas en el mismo cable. Se observara que la utilizacion de otra frecuencia intermedia por el modulador del modem ZigBee 14, por ejemplo 430 MHz, que se encuentra en la banda UHF, podna necesitar efectuar una
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transposicion de frecuencia a nivel de la caja 11 de modo que se eviten las interferencias en el cable 10 (por ejemplo utilizando un oscilador local y un mezclador de frecuencia).
Se observara igualmente que los diferentes acopladores/desacopladores pueden estar provistos de filtro de manera que se recupere solamente la parte util en frecuencia.
La via de ida de recepcion terrestre en UHF permite por otra parte recuperar informaciones utiles. Puede tratarse por ejemplo de la frecuencia o de la anchura de banda que seran utilizadas en via de retorno en banda S. Puede tratarse igualmente de actualizaciones relacionadas con la modulacion/desmodulacion utilizada por el modulador 5. En otras palabras, la via de ida de difusion terrestre puede estar firmemente integrada en la via de retorno satelite puesto que las senales multiples emitidas por via terrestre pueden contener informaciones de senalizacion utiles para el buen funcionamiento de la instalacion. Estas informaciones pueden incluir parametros de emision que hay que utilizar (frecuencia, caudal de tipo « symbol rate », codigo de ensanchamiento), la carga del sistema, claves de seguridad, asf como otras instrucciones para la instalacion.
Para hacer esto, la unidad de emision/recepcion 2 contiene por tanto la logica necesaria para interpretar la informacion presente en la via de difusion terrestre y utilizarla para gobernar la emision de senales. Este ultimo punto supone que la unidad de emision/recepcion comprenda un desmodulador 6 que funcione segun la norma DVB-T para extraer informaciones de senalizacion utilizadas para establecer los parametros de emision en via de retorno presentes en una parte de las senales electricas terrestres, siendo trasmitidas estas informaciones al modulador 5. El desmodulador 6 puede enviar tambien al modulador 5 (directamente o a traves de los medios de tratamiento de senal no representados) una senal de reloj (« clock ») muy estable (por ejemplo con un error en frecuencia inferior a 1 ppm), utilizada para emitir a la frecuencia requerida con un error de frecuencia muy pequeno (por ejemplo inferior a 2 kHz).
Se observara que la unidad de emision/recepcion exterior 2 comprende una alimentacion 29; esta alimentacion DC puede ser transmitida directamente en via ascendente por cable coaxial 10 (a traves de medios de extraccion de la unidad 2 no representados). Es igualmente posible recargar la batena de la alimentacion 29 a traves de uno o unos paneles solares 30.
El consumo energetico de la unidad de emision/recepcion 2 puede ser limitado alimentando el modulador 5 (que llegado el caso integra el amplificador de senales que haya que transmitir) unicamente cuando haya que emitir una senal. Para hacer esto, la unidad de emision/recepcion 2 comprende medios para alimentar el modem 5 unicamente despues de haber recibido por el desmodulador 7 una senal que haya que emitir. Para todas las aplicaciones en las que la tasa de utilizacion (« duty cycle » en ingles) sea reducida (por ejemplo un mensaje cada minuto) tal puesta en practica permite no consumir energfa durante los penodos sin emision de mensajes.
Una segunda aplicacion particularmente interesante de la instalacion de acuerdo con la invencion concierne al ambito del M2M. En este caso, la via de retorno en banda S puede ser utilizada para transmitir informaciones que provienen de un aparato que se encuentra en la casa tal como un sistema de alarma; asf, cuando el sistema de alarma se activa, se transmite una senal por el sistema de alarma a los medios de conexion inalambrica 16 (por ejemplo medios que funcionan en ZigBee) y se transmite un mensaje que indica la puesta en marca de la alarma por la via de retorno en banda S.
De acuerdo con una variante de la invencion, es igualmente posible utilizar una via de ida de difusion por satelite como se describe en la solicitud de patente WO2011076791 depositada por la solicitante en lugar de una via de ida terrestre. En este caso, la antena rastrillo 3 y los medios de entrada 4 aptos para recibir las senales electricas terrestres recibidas por la antena 3 son reemplazados por un reflector parabolico y un bloque de recepcion LNB (« Low Noise Block ») para la recepcion de las senales procedentes de un satelite (por ejemplo en banda Ku (banda 10,7 GHz - 12,75 GHz)). El lNb de la unidad de emision/recepcion transforma las senales de hiperfrecuencia recibidas en senales electricas en banda satelite intermedia a fin de transmitirlas por intermedio del cable coaxial a la caja.
En este caso, el desmodulador 6 que funciona segun la norma DVB-T pasa a ser un desmodulador que funciona por ejemplo segun la norma DVB-S2 (ETSI EN 302 307 Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing struture, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2). Segun este ultimo modo de realizacion, se utilizara ventajosamente la ganancia del reflector utilizado para recibir las senales de hiperfrecuencia en la banda Ku para transmitir las senales en via de retorno en la banda S.
De acuerdo con otra variante de la invencion, mas bien que utilizar modems 7 y 14 que funcionan segun un protocolo adaptado para las comunicaciones inalambricas de corto alcance (por ejemplo ZigBee o KNX), se puede utilizar una tecnologfa por cable como Ethernet o de corriente portadora en lmea o CPL. En este caso, los modems 7 y 14 son reemplazados por modems CPL y cada caja comunica con otros dispositivos en el interior de la casa por la red electrica. Las senales CPL recibidas por la caja 11 son moduladas por el modulador del modem CPL a una frecuencia por ejemplo comprendida entre 1 MHz y 20 MHz y transmitidas por el cable coaxial.
Se observara igualmente que la unidad de emision/recepcion puede estar equipada con medios de conexion inalambrica o de transmision CPL a fin de comunicar con otros dispositivos, especialmente cuando la transmision por cable coaxial no este operativa.
La antena rastrillo o el reflector parabolico son preferentemente una antena o un reflector colectivo utilizado en el 5 tejado del inmueble colectivo y compartido por varios usuarios equipados cada uno con una caja.
Naturalmente, la invencion no esta limitada al modo de realizacion que se acaba de describir.
Asf, la invencion ha sido descrita de modo particular en el caso de una utilizacion en banda S pero la misma puede ser utilizada en banda C.

Claims (13)

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    REIVINDICACIONES
    1. Unidad de emision/recepcion que comprende:
    - medios (4) aptos para recibir senales electricas resultantes de la transformacion de senales radioelectricas recibidas por via hertziana terrestre o por via satelite, denominadas senales electricas en via de ida;
    - un desmodulador (21) apto para desmodular senales electricas segun un primer protocolo de modulacion/desmodulacion;
    - un modulador (5) de senales electricas segun un segundo protocolo de modulacion/desmodulacion diferente del citado primer protocolo, siendo el citado segundo protocolo un protocolo de espectro ensanchado;
    - medios (23) para transformar las citadas senales electricas moduladas segun el citado protocolo de espectro ensanchado, denominadas senales electricas en via de retorno, en senales radioelectricas aptas para ser emitidas por via satelite;
    estando caracterizada dicha unidad de emision/recepcion por que el citado modulador (5) esta configurado para modular las senales desmoduladas por dicho desmodulador (21).
  2. 2. Unidad de emision/recepcion de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizada por que el citado modulador de senales electricas segun un segundo protocolo de modulacion/desmodulacion comprende medios de puesta en practica de un protocolo de espectro ensanchado que funciona segun un protocolo asmcrono de acceso aleatorio multiple de espectro ensanchado.
  3. 3. Unidad de emision/recepcion de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el citado primer protocolo de modulacion/desmodulacion esta basado en un protocolo adaptado para la comunicacion inalambrica de corta distancia tal como uno de los protocolos siguientes: ZigBee, KNX, WiFi, BlueTooth o WiMax.
  4. 4. Unidad de emision/recepcion de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que el citado primer protocolo de modulacion/desmodulacion esta basado en un protocolo adaptado a una tecnologfa por cable tal como Ethernet o de corriente portadora en lmea CPL.
  5. 5. Unidad de emision/recepcion de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que comprende medios para extraer, a partir de las senales electricas en via de ida, informaciones de senalizacion para el establecimiento de los parametros de emision y/o senal de reloj.
  6. 6. Unidad de emision/recepcion de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que comprende un desmodulador de las citadas senales electricas en via de ida tal como un desmodulador apto para desmodular senales de acuerdo con una de las normas siguientes:
    - DVB-T;
    - DVB-T2;
    - DVB-S;
    - DVB-S2;
    - DVB-SH
  7. 7. Unidad de emision/recepcion de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que comprende medios de conexion inalambrica tales como medios WiFi, WiMax, BlueTooth, ZigBee o KNX.
  8. 8. Unidad de emision/recepcion de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que las citadas senales electricas en via de retorno son moduladas en la banda de frecuencias de emision denominada banda S y de modo mas particular en la banda [1980 MHz; 2010 MHz] o en la banda de frecuencias de emision denominada banda C.
  9. 9. Unidad de emision/recepcion de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que los citados medios aptos para recibir senales electricas resultantes de la transformacion de senales radioelectricas son aptos para recibir senales radioelectricas de hiperfrecuencia terrestres en la banda UHF o VHF.
  10. 10. Unidad de emision/recepcion de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que los citados medios aptos para recibir senales electricas resultantes de la transformacion de senales radioelectricas son aptos para recibir senales radioelectricas de hiperfrecuencias por satelite en la banda Ku o la banda Ka.
  11. 11. Unidad de emision/recepcion de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que comprende medios de emision hacia un satelite y/o hacia una estacion de recepcion terrestre de las citadas senales radioelectricas aptas para ser emitidas por via satelite.
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  12. 12. Unidad de emision/recepcion de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizada por que comprende medios para extraer informaciones de senalizacion para el establecimiento de los parametros de emision en via de retorno.
  13. 13. Instalacion de emision/recepcion de senales radioelectricas de hiperfrecuencia que comprende:
    - una unidad de emision/recepcion segun una de las reivindicaciones anteriores;
    - al menos una caja que incluye un modulador apto para modular senales electricas segun el citado primer protocolo de modulacion/desmodulacion;
    - un cable que une la unidad de emision/recepcion y la caja apto para:
    o transportar las citadas senales electricas en via de ida de la citada unidad de emision/recepcion hacia la citada caja;
    o transportar las senales electricas procedentes del citado modulador segun el citado primer protocolo de la citada caja hacia la citada unidad de emision/recepcion.
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