WO2011012750A1 - Procedimiento de distribución de señales de audio y vídeo inalámbricas en interiores - Google Patents

Procedimiento de distribución de señales de audio y vídeo inalámbricas en interiores Download PDF

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WO2011012750A1
WO2011012750A1 PCT/ES2010/070469 ES2010070469W WO2011012750A1 WO 2011012750 A1 WO2011012750 A1 WO 2011012750A1 ES 2010070469 W ES2010070469 W ES 2010070469W WO 2011012750 A1 WO2011012750 A1 WO 2011012750A1
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radio
dvb
interface
ieee
broadband
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PCT/ES2010/070469
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English (en)
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Luis CUCALA GARCÍA
Wsewolod WARZANSKYJ GARCÍA
Valentín ALONSO GRACIA
Pedro Olmos González
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Telefonica, S.A.
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Priority to BR112012002201A priority patent/BR112012002201A2/pt
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/436—Interfacing a local distribution network, e.g. communicating with another STB or one or more peripheral devices inside the home
    • H04N21/4363—Adapting the video stream to a specific local network, e.g. a Bluetooth® network
    • H04N21/43637—Adapting the video stream to a specific local network, e.g. a Bluetooth® network involving a wireless protocol, e.g. Bluetooth, RF or wireless LAN [IEEE 802.11]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/02—Arrangements for relaying broadcast information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/14—Spectrum sharing arrangements between different networks

Definitions

  • the present invention relates to a method that aims to allow the sending of audio and video signals in an indoor radio signal distribution system, so that said audio and video signals are resistant to interference, ensuring coverage , remote monitoring and configuration of the system used and ensuring the quality of service. It is based on the novel use of a terrestrial Digital Video Broadcast (DVB-T) radio interface in the 5 GHz band.
  • DVD-T Digital Video Broadcast
  • the present invention applies to the field of telecommunications and, more specifically, to the construction and deployment of wireless communications networks inside buildings and their connection with other telecommunications networks.
  • Hx WiFi, Wireless Fidelity
  • wireless network that must be configured by the user and that is not supervisable by the telecommunications operator.
  • IPTV IP internet protocol
  • WiFi IEEE 802. Hx
  • the equipment is specific to each radio standard and is not upgradeable, so in the case of improvements to the standard or the appearance of new standards it is necessary to dispense with the equipment and acquire new ones.
  • the provision of the service requires the use of a wired connection.
  • a control channel included in the same radio interface is used to perform certain control and supervision operations. Because the spectrum is limited, there is no dedicated air interface, but a control channel included in the same radio interface that is controlled or monitored is used.
  • the collection of maintenance data related, for example, to the quality of the radio links is regulated by specific protocols within the specific GSM / GPRS standards / UMTS, etc.
  • European patent application EP1619911 describes a method of collecting and transmitting maintenance information in mobile communication networks in which, once such information is taken locally in a mobile terminal, this information is transmitted to a remote server. which will be responsible for its processing, analysis and, if necessary, correction of some transmission parameter, depending on that processed data.
  • the present invention solves the specific problem of wireless sending of audio and video signals of any kind in an indoor environment and subject to radio interference, either in a private home or in a building for public use.
  • the use of a radio interface is fundamental, since most clients do not support the installation of new wiring in their home or office.
  • the use of the licensed spectrum has a very high cost and that in most cases it is reserved for specific uses other than sending audio and video indoors.
  • the invention also comprises sending control signals through a control channel configured to exchange control signals between said radio access node and said at least one client equipment over a radio control interface, said radio access node comprising and the client equipment a transmission / reception module of control signals configured to establish said control channel for transmitting and receiving wireless signals on said radio control interface.
  • the control channel is configured so that a telecommunications operator can communicate with any of the system equipment and with any end equipment connected to those system equipment, through an access interface connected to a telecommunications access network termination. to perform remote tasks of configuration, operation, maintenance, supervision and management of said equipment, regardless of the status of the corresponding broadband radio interfaces. More specifically, at least one of those radio access node, client equipment, radio rerouter equipment and sensor equipment or actuators outside said system, is configured to implement radio functionalities that can be updated by software in a distributed manner, being able to update in a way individual its functionalities through changes in its software that allow to support new standards or variations thereof, and said control channel is configured to support said software loads to update the equipment.
  • the sending of broadband signals and control signals between the radio access node and the client equipment is done through at least one equipment radio redirector comprising a broadband signal transmission / reception module configured for the transmission / reception of wireless broadband signals and a control signal transmission / reception module configured to transmit and receive wireless signals from a radio interface of control, so that the re-router regenerates said broadband and radio control signals and relays them between the radio access node and the client equipment.
  • the client device is connected to an end device through an end device interface, said client device being configured to provide the end device with at least one communications service through the end device interface.
  • at least one client device comprises a module configured to perform end device functions, where that client device is configured to provide the module with at least one communications service through an internal end device interface.
  • the invention may also include one or more radio access nodes, client equipment and / or radio rerouter equipment, which may include a base unit and a plurality of insertable modules inserted in the base unit.
  • the invention relates to a method whose main novelty is that it comprises the following phases:
  • DVB Digital Video broadcast standard
  • DVB-T Digital Satellite Video Broadcast
  • DVB-S Digital Video Broadcasting Internet Protocol
  • DVB-IP Digital Video Broadcasting Cable
  • DVB-Co Portable Digital Video Broadcasting
  • DVB-H - Receive multiple audio and video signals on the radio access node according to the Moving Picture Expert Group, MPEG format, in any of its variants,
  • the radio access node forms a multiplexed DVB-T type signal that is emitted in the free-use band that goes from 5470 to 5725 MHz, instead of in the standardized bands of VHF or UHF. Consequently, the novelty of the invention lies in the use of this frequency band, not contemplated in the DVB standard.
  • the advantages of using this type of DVB-T interface in the band 5470 to 5725 MHz will be described with respect to other radio interfaces already available for this frequency band, and as this combination not performed until Standard DVB-T date and free frequency band from 5470 to 5725 MHz allows reliable sending of audio and video signals in an interfering environment.
  • one or more client computers capture the DVB-T signal in the band 5470 to 5725
  • the client device may deliver these signals to the final device through the final device interface.
  • the final equipment will be a television.
  • the audio and video signals delivered through the final equipment interface may be of type TS-ASI (Transport Stream-Asynchronous Serial Interface),
  • TS-SSI Transport Stream-Synchronous Serial Interface
  • DVB-S DVB-S, DVB-IP, DVB-C or DVB-H
  • any commercial standard used in televisions to receive the audio and video signal such as the Euroconnector (also known as SCART by the acronym of Syndicat des Constructeurs d'Appareils Radiorécepteurs et Telecommunicationviseurs, Trade Union of Radio Receiver Devices, which follows the standard CENELEC EN 50049-1: 1997) or HDMI (High-Definition Multimedia Interface, or High Definition Multimedia Interface.
  • Euroconnector also known as SCART by the acronym of Syndicat des Constructeurs d'Appareils Radiorécepteurs et Telecommunicationviseurs, Trade Union of Radio Receiver Devices, which follows the standard CENELEC EN 50049-1: 1997) or HDMI (High-Definition Multimedia Interface, or High Definition Multimedia Interface.
  • the generation of the new modified DVB-T type signal in the radio access node in the frequency band between 5470 and 5725 MHz is performed so that some of the data subcarriers of the modified DVB-T signal always overlap with the pilot subcarriers of the IEEE 802. Hn signal, so that the reception of pilot subcarriers by radio receivers that use the IEEE 802. Hn standard is hindered and thus facilitate said IEEE 802. Hn radio receivers to select a channel radio other than that used by the DVB-T broadband radio interface in the frequency band between 5470 and 5725 MHz, as set forth in said IEEE 802 standard. Hn.
  • the generation of the modified DVB-T type signal also allows the overlay of the data subcarriers of the IEEE 802 signal. Hn with the pilot subcarriers of the modified DVB-T signal, occurs in less than 0.077 % of the occasions, to make it easier for IEEE 802. Hn signals to interfere to a lesser extent with the modified DVB-T broadband radio interface.
  • the method of the invention comprises the following phases:
  • control channel is also used to allow the audio and video signals that will be sent by the broadband radio interface from the radio access node to the final equipment from the client device.
  • the radio control interface also uses the band 5470-5725 MHz, for which the radio control interface and the broadband radio interface use a coordinated frequency, in which the radio control interface performs a phase of selecting a frequency Among the following:
  • the frequency of the radio control interface is matched with subcarrier 0 of the IEEE 802 standard.
  • Hn which is a frequency in which the IEEE 802 standard conventionally. Hn does not emit a radio signal to facilitate homodyne detection in IEEE receivers. 802. Hn, so that interference on the radio control interface is avoided and IEEE 802.Hn radio channel switching is facilitated, since the IEEE 802.Hn standard states that when a subcarrier is detected at a frequency in the that must be free, the channel changes.
  • the frequency of the radio control interface is matched with the pilot subcarrier 21 of the IEEE 802.Hn standard, so that the detection of the pilot subcarrier 21 is hindered and consequently the change of the IEEE 802.Hn channel is facilitated ,
  • the frequency of the radio control interface is matched with the subcarriers 27 to 32 of the IEEE 802.Hn standard, which are not conventionally used, thus avoiding interference on the radio control interface.
  • the sending of broadband signals and control signals between the radio access node and the client equipment is performed through at least said re-router equipment that is configured to receive radio frequency signals through a broadband radio interface and a radio control interface, both in the band 5470-5725 MHz, to regenerate said broadband and radio control signals and retransmit them between the radio access node and the client equipment and vice versa.
  • One or more of the different equipment described can perform cognitive radio functions by analyzing the degree of spectrum occupation in the band of 5470 to 5725 MHz, so that they select the zone of the spectrum less interfered with in 8 MHz blocks, so that the radio receiver that supports the broadband radio interface is tuned in frequency by matching at least two of its receiving subcarriers exactly with two pilot subcarriers of the IEEE 802 standard. Hn , to detect the presence of said pilot subcarriers and determine that a particular radio channel is occupied by a signal of the IEEE 802 standard. Hn.
  • the reception of standard DVB signals at the radio access node is performed by a decoder after which DVB-T encoding is performed to obtain the modified DVB-T signal in the band 5470-5725 MHz, while the signals in band MPEG base received at the radio access node are applied directly to the DVB encoder to obtain the modified DVB-T signal in the band 5470-5725 MHz.
  • the reception of modified DVB-T broadband signals in the client equipment is carried out by means of a tuner, after which a DVB-T decoding is performed to be sent to the final equipment through the final equipment interface.
  • the process of the described invention has the following advantages: * It has a higher power spectral density than the 802.11 WiFi based solution, so that in equal propagation conditions the DVB-T signal in the proposed 5 GHz band will have a better signal to interference ratio.
  • the radio access node and the radio re-routing equipment are designed to support the sending of audiovisual signals through a radio interface to one or more client computers, while each client equipment delivers the audio and video signal to one or more several final teams, which will typically be televisions.
  • Figure 1 shows a scheme of the signal distribution system according to application P20082049.
  • Figure 2 shows a diagram of the radio access node of the previous figure.
  • Figure 3 shows a diagram of the client equipment of figure 1.
  • Figures 4, 5 and 6 show examples of frequency assignment for the broadband radio interface and the radio control interface, with respect to a type channel
  • IEEE 802. Hn that could coincide in the same frequency band, according to the method of the invention.
  • Figure 7 shows the scheme of the audio and video signal distribution system of Figure 1, according to an embodiment of the present invention, where the broadband radio interface consists of a DVB-T signal in the band 5470 to 5725 MHz, and where the control channel is used for the transmission of information on the selected signals from the client computer to the radio access node.
  • the broadband radio interface consists of a DVB-T signal in the band 5470 to 5725 MHz
  • the control channel is used for the transmission of information on the selected signals from the client computer to the radio access node.
  • Figure 8 shows the particular embodiment of the radio access node of this invention, where the broadband radio interface consists of a DVB-T signal in the band 5470 to 5725 MHz of the previous figure.
  • Figure 9 shows the particular embodiment of the client equipment of this invention, where the broadband radio interface consists of a DVB-T signal in the band 5470 to 5725 MHz of Figure 7.
  • FIG. 1 illustrates a schematic of a possible embodiment of the wireless broadband signal distribution system 1 in accordance with application 20082049 and which is particularized in the present invention for the transmission of audio and video signals inside buildings by means of a DVB-T radio interface in the 5470 to 5725 MHz free-use band, in a environment of high radio interference.
  • System 100 comprises the following elements:
  • a radio access node 101 In this radio access node 101 reside the rerouting functions between the radio interfaces within a building and the gateway between the wireless network inside the building and an access network 170 (generally a fixed network , for example, copper or fiber optic pair to the home), in addition to the wireless network management functions in the building.
  • an access network 170 generally a fixed network , for example, copper or fiber optic pair to the home
  • the radio access node 101 comprises a broadband radio transmission / reception module 103, which in the present invention is particularized to support a DVB-T type radio interface in the free-use band from 5470 to 5725 MHz, and a control radio transmission / reception module 104.
  • the system 100 also comprises one or more client equipment 110.
  • Each client equipment 110 comprises a broadband radio transmission / reception module 113, which again in the present invention is particularized to support a DVB-T type radio interface. in the free-use band from 5470 to 5725 MHz, and a control radio transmission / reception module 114.
  • the client equipment 110 is designed to provide an end device 120, which as an example may be a television, an end equipment interface 130, which by way of example may be an HDMI type interface, in order that This final equipment 120 can support the provision of a certain service, which in the present invention will be an audiovisual television service.
  • the system 100 also comprises one or more radio re-routing equipment 180, which are used to extend the radio coverage offered by a radio access node 101.
  • These radio re-routing equipment 180 are capable to capture the radio signals, regenerate them and reissue them in the most appropriate frequency band.
  • each radio re-router equipment 180 comprises a broadband radio transmission / reception module 183, which in the present invention is particularized to support a DVB-T type radio interface in the free-use band from 5470 to 5725 MHz, and a control radio transmission / reception module 184.
  • the radio re-routing equipment 180 is described below.
  • the radio access node 101 communicates with the client equipment 110 and, optionally, with the radio redirector equipment (s) 180, by means of one or more broadband radio interfaces 140, which in the present invention is particularized to support a DVB-T radio interface in the 5470 to 5725 MHz free-use band.
  • broadband radio interfaces 140 are used for the distribution of audio and video signals and their associated services throughout the building.
  • the radio access node 101 communicates with the network of the telecommunications operator 170 via an access interface 150, which may be supported by wired or wireless means, such as twisted pair cable, fiber optic cable or radio connection.
  • This radio access node 101 is placed in the place inside the building where the termination of the telecommunications access network 170 is available, for example the point where the copper pair or the optical fiber is available.
  • the system 100 has a specific radio interface dedicated to the supervision and configuration of all the equipment of the system, and which in the present invention is particularized to support the selection of audio and video signals from the client equipment.
  • This specific interface is designed so that it has greater radio coverage and is more resistant to interference and Transmission errors than any of the other interfaces used in the system.
  • control radio interface 160 allows a specific communications channel to be implemented independent of the broadband radio interface.
  • This specific communications channel is called a control channel and is used for the control, configuration and supervision of all the equipment installed in the building, and in this invention preferably to allow the audio content to be selected from the client equipment. video that will be sent by the radio access node wirelessly, through the broadband radio interface, as will be described later.
  • the telecommunications operator can remotely control and monitor the operation of the wireless network in the customer's facilities, supported by the equipment client or intermediates 110 and radio re-routing equipment 180, regardless of the state in which broadband radio interfaces 140 are used to support the services.
  • the radio access node 101 performs the following functions: transmission and reception functions (Tx / Rx) associated with broadband radio interfaces 140, such as detection and regeneration functions of radio signals from the broadband radio interface 140 and signal transmission functions to the broadband radio interface 140, using at all times the frequency band and the most appropriate standard; transmission and reception functions (Tx / Rx) associated with a radio control interface 160, which is described in detail below; signal routing functions between the different broadband radio interfaces 140 available in the equipment; gateway functions between the interface of access 150 with the operator network (access network 170) and the different broadband radio interfaces 140 available in the equipment; cognitive radio functions, by measuring the degree of occupation of different bands of the spectrum; configuration functions of the equipment that make up the system 100, supported by a control channel described below; and identification functions, by means of which the radio access node 101 informs the telecommunications operator, through the access network 170, about its characteristics, system equipment that is connected to it, radio technologies and the frequency bands used and the degree of spectrum occupation.
  • Tx / Rx transmission and reception functions associated with
  • Figure 2 illustrates a possible implementation of the radio access node 101 comprising: a configuration block 2011, responsible for configuring the functionality of the radio access node 101, such as its IP address, the system equipment that can be connected to he or the services that can be offered; an identification block 2012, in charge of storing information that allows identifying all the equipment that makes up the system; and a 2013 cognitive radio block, in charge of analyzing the electromagnetic spectrum and determining its degree of occupation, by means of radio power measurements detected in each band.
  • a configuration block 2011, responsible for configuring the functionality of the radio access node 101, such as its IP address, the system equipment that can be connected to he or the services that can be offered an identification block 2012, in charge of storing information that allows identifying all the equipment that makes up the system
  • a 2013 cognitive radio block in charge of analyzing the electromagnetic spectrum and determining its degree of occupation, by means of radio power measurements detected in each band.
  • FIG. 2 also shows the broadband radio transmission / reception modules 103 giving access to a broadband radio interface 140 and the radio control transmission / reception modules 104 giving access to a radio control interface 160.
  • the radio access node may be based on a base unit (not shown) where the functions associated with the equipment are performed and several radio insert modules, which are inserted into the base unit and implement the interfaces radio needed to communicate the radio access node 101 with the rest of the equipment that makes up the system.
  • each client computer 110 can incorporate some or all of the functionalities of the final equipment 120 that is connected, integrating both into a single device.
  • a non-limiting example of this integration can be a television set (end equipment 120) that integrates all the functions of the client equipment described in this document.
  • the client computers 110 communicate with the radio access node 101 by means of one or more broadband radio interfaces 140, and which in the present invention is characterized in the case of a radio interface of the type
  • the client computer 110 performs the following functions:
  • Tx / Rx Transmission and reception functions associated with broadband radio interfaces 140, such as:
  • Transmission and reception functions (Tx / Rx) associated with a radio control interface 160;
  • the client equipment 110 may perform specific functions of an end equipment 120.
  • the client equipment 110 may include decoding functions of digital television signals, of the type DVB-T or DVB-IP, delivering the already decoded signals to the TV (final equipment 120) through the final equipment interface 130; optionally, the client equipment 110 can even perform all the specific functions of an end equipment, integrating both into a single device - Cognitive radio functions, by measuring the degree of occupancy of different bands of the spectrum;
  • the client equipment informs the radio access node 101 or the radio re-routing equipment 180 about its characteristics, final equipment 120 that are connected to it, radio technologies and frequency bands used, and degree of occupancy of the spectrum.
  • Figure 3 illustrates an implementation of the client computer 110 comprising: a configuration block 3101, responsible for configuring the functionality of the client computer 110, such as its IP address, the system equipment that can be connected to it or the services that can be offered; an identification block 3102, responsible for storing information that allows the equipment to identify itself and the end equipment 120 that are connected to it; and a cognitive radio block 3103, responsible for analyzing the electromagnetic spectrum and determining its degree of occupancy, by means of measurements of radio power detected in each band.
  • modules are accessed through a module 3104 which has the function of providing an interface 130 with the final equipment 120 and, optionally, functions of the final equipment.
  • Figure 3 also shows the broadband radio transmission / reception modules 113 that give access to a broadband radio interface 140 and the control radio transmission / reception modules 114 that give access to a radio control interface 160.
  • the client computer may be based on a base unit (not represented) where the own functions associated with the equipment and several radio insertable modules, which are inserted into the base unit and implement the necessary radio interfaces (broadband radio interfaces 140 and control radio interfaces 160) to communicate the client equipment with the radio access node 101 or with a 180 radio re-router equipment.
  • the client device can also be based on a base unit, which comprises several radio insert modules
  • Broadband radio transmission / reception module 113 that gives access to a broadband radio interface 140 and control radio transmission / reception module 114 that gives access to a radio control interface 160
  • control radio transmission / reception module 114 that gives access to a radio control interface 160
  • the radio re-routing equipment 180 which is used to extend the radio coverage offered by a radio access node 101, has a configuration equivalent to that of the client equipment also particularized for the case of a DVB-T type radio interface in the band of free use of 5470 to 5725 MHz, from the radio access node 101 and / or other radio re-routing equipment 180.
  • the radio re-routing equipment 180 takes the signals received from the broadband radio interfaces 140, reconditions and resends them, using the most suitable frequency band, depending on the degree of use and interference of the radio spectrum.
  • the radio re-router equipment 180 performs the following functions:
  • Tx / Rx Reception and transmission functions
  • Tx / Rx Transmission and reception functions
  • Cognitive radio functions by measuring the degree of occupation of different bands of the spectrum.
  • Radio re-router equipment 180 informs the radio access node 101 about its characteristics, system equipment that is connected to it, radio technologies and frequency bands used and degree of spectrum occupancy.
  • the radio re-router equipment 180 communicates with the radio access point or node 101 and with the client or intermediate equipment 110 via one or more broadband radio interfaces, which in the present invention is particularized in the case of a radio interface DVB-T type in the free-use band from 5470 to 5725 MHz.
  • both the radio access node 101, as the client equipment 110 or the radio re-routing equipment 180 can incorporate insertable modules, preferably of small size, that implement radio interfaces, so that they are easily modularly upgradeable.
  • both radio access node 101, client computers 110 or radio re-routers 180 can be updated by software updates resident in any of the modules that comprise it, so that they can work with new versions of a radio communication interface or with new standards.
  • the broadband radio interface implemented by all the elements that make up the system consists of a modified DVB-T type signal, based on the ETSI EN 300 744 standard, so that the spectrum area used for its transmission via radio is the 5 GHz free use band, and specifically the area of the spectrum ranging from 5,470 GHz to 5,725 GHz, instead of the VHF-UHF spectrum described in the ETSI EN 300 744 standard in its section "4.8. 3 Center frequency of RF signal (for 8 MHz UHF channels) "(center frequency of the RF signal for 8 MHz UHF channels).
  • the main radio standard that makes use of the aforementioned bands is the IEEE 802.11, also known as WiFi (Wireless Fidelity), in its variants IEEE 802.11a and IEEE 802. Hn, although The ability to send information at present is only commercialized in its Hn variant, the variant being obsolete.
  • WiFi Hn standard suffers from the following disadvantages with respect to the present invention.
  • the IEEE 802.Hn standard employs a minimum bandwidth of 20 MHz for sending any type of signal, while the DVB-T standard occupies a maximum of 8 MHz per radio channel.
  • the data transmission capacity of the DVB-T signal depends on the characteristics of the radio channel. In environments with high propagation losses and echoes with a high propagation delay, typical of outdoor broadcasting, it is necessary to use simple modulations such as QPSK and high guard times, so that for busy 8 MHz bandwidths the rate that is may reach the order of 5 Mbit / sg, while in favorable environments you can reach a speed of up to 31 Mbit / sg.
  • the DVB-T standard may support two high definition audio and video channels with encoding MPEG-2 and flow per channel of 10 Mbit / sg.
  • the spectral density of the emitted power if the modified DVB-T interface used in this invention is used will be in the following ranges, in case it is necessary to send two high definition video channels in a bandwidth of 8 MHz:
  • a maximum of 80 mW may be emitted (due to the limitation of a maximum of 10 mW / MHz), the power spectral density being evidently 10 mW / MHz.
  • the spectral density of emitted power will be between 125 and 62.5 mW / MHz.
  • IEEE 802. Hn the most favorable situation for IEEE 802. Hn is taken, one in which a single channel of 20 MHz bandwidth It is capable of supporting four HDTV (High Definition TV) channels, with an aggregate transmission rate of 40 Mbit / sg. Under these conditions, the spectral density of emitted power will be in the following range:
  • a maximum of 200 mW may be emitted (due to the limitation of a maximum of 10 mW / MHz), the power spectral density being 10 mW / MHz.
  • the spectral density of emitted power will be between 50 and 25 mW / MHz.
  • DVB-T assumes that if modified DVB-T and WiFi Hn signals coexist, all things being equal
  • the DVB-T signal in the band 5470 to 5725 MHz will be in the receiver at least 4 dB above the WiFi Hn, resulting in a better signal to ratio reception noise thanks to this higher power spectral density.
  • the IEEE 802.Hn standard has radio spectrum analysis capabilities, so that it automatically selects a different radio channel in case of detecting high interference.
  • the IEEE 802 standard. Hn will use a different radio channel than the one used by the DVB-T interface in the band 5470 to 5725 MHz, since the DVB-T interface in general will always have a higher power than IEEE 802. Hn, so that this The latter will be forced to select another channel to avoid interference, as set out in the IEEE 802.Hn standard.
  • the modified DVB-T signal occupies an area of the spectrum such that matches its data subcarriers with the pilot subcarriers of the IEEE 802.Hn signal, as described below.
  • the IEEE 802.Hn signal consists of an OFDM multiplex (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, or orthogonal frequency division multiplexing), which consists of 48 data subcarriers, 4 pilot subcarriers, 6 subcarriers not occupied in the lower zone of frequency, 6 subcarriers not occupied in the upper frequency zone, and a central subcarrier not occupied to facilitate homodyne signal detection.
  • the central subcarrier is numbered 0 (figures 4 to 6), with the subcarriers numbered from -32 (lower frequency) to 32 (higher frequency).
  • the pilot subcarriers are numbered as -21, -I 1 1 and 21, and the unoccupied subcarriers are -32 to -27, 0, and 27 to 32, all subcarriers being separated at a frequency of 312, 5 KHz
  • the DVB-T signal there are 6 possible OFDM subcarrier configurations, depending on whether a bandwidth of 8, 7 or 6 MHz is used, and whether the so-called 8K mode (6816 subcarriers) or 2K ( 1704 subcarriers). As an example, and without excluding the use of any of the other combinations, the case of an 8K DVB-T signal with an 8 MHz bandwidth.
  • the 8K DVB-T signal with an 8 MHz bandwidth has 6816 OFDM subcarriers, each separated by a frequency of (1/896 ⁇ sg) Hz.
  • the subcarriers are they number from 0 (lowest frequency, figures 4 to 6) to 6816 (highest frequency).
  • the frequency of the DVB-T OFDM multiplex is selected so that subcarriers of DVB-T data is located at exactly the same frequency as two of the IEEE 802 pilot subcarriers. Hn, this being made possible by the fact that the IEEE 802 pilot subcarriers. Hn are separated an integer number of DVB-T type subcarriers 8K and 8 MHz bandwidth, specifically separated 3920 x (1/896 ⁇ sg) Hz. The fact that IEEE 802 pilot subcarriers.
  • Hn are separated according to an integer number of DVB-T subcarriers has not been developed in a way intended by either of the two standards (IEEE 802.11 and DVB-T), and is essential to efficiently overlay DVB-T data subcarriers on IEEE 802.Hn pilot subcarriers.
  • the separation between IEEE 802.Hn pilot subcarriers is exactly that between 980 DVB-T type 2K subcarriers in an 8 MHz bandwidth.
  • This exact relationship between the separation of IEEE 802. Hn pilot subcarriers and DVB-T subcarriers also occurs in the case that the DVB-T signal uses a bandwidth of 7 MHz.
  • the separation between IEEE 802 pilot subcarriers. Hn is exactly that between 4480 DVB-T type 8K subcarriers in a 7 MHz bandwidth.
  • the separation between pilot subcarriers of IEEE 802. Hn is exactly that between 1120 DVB-T type 8K subcarriers in a 7 MHz bandwidth.
  • Hn is intended to make it difficult to receive pilot subcarriers at the IEEE 802.Hn receiver, and since pilot subcarriers are the most important for correct decoding of the signal, thus forcing the selection of a different area of the spectrum by the 802.Hn interface.
  • the selection of the specific frequency position of the OFDM DVB-T multiplex is possible in many ways, and by way of example one of them is described in Figure 4, in the case of using the 8K mode in an 8 MHz bandwidth
  • the frequency of the first DVB-T subcarrier, carrier numbered 0 in DVB-T and pilot type is selected at an FS separation frequency ( Figure 4) of 398,437.5 Hz above the carrier numbered as - 32 in IEEE 802.Hn.
  • the DVB-T data subcarrier numbered 2723 coincides in frequency with the IEEE 802.Hn pilot subcarrier numbered as - 21, both located 3,437,500 Hz above said IEEE 802.Hn subcarrier -32
  • the DVB-T data subcarrier numbered 6643 coincides in frequency with the IEEE 802.Hn pilot subcarrier numbered as -7, both located 7,812,500 Hz above that sub-carrier -32 of IEEE 802. Hn.
  • a DVB-T data subcarrier will always coincide with an IEEE 802. Hn pilot subcarrier, making it difficult to receive the latter.
  • the present invention also takes into account the limitations imposed by the frequency tolerance of the IEEE 802. Hn signals and the frequency tolerance of the transmitted modified DVB-T signal.
  • the most unfavorable case is that where the IEEE 802. Hn signal is transmitted in the high range of the spectrum, about 5725 MHz, and that the frequency tolerance of the IEEE 802.Hn signal is so poor that the IEEE 802 pilot subcarriers .Hn are transmitted on the frequency where the data carriers should be issued.
  • the DVB-T transmitter should be able to adjust its transmit frequency with an accuracy of 0.1 x (312.5 10 3/5725 10 6 ) so that the DVB-T data subcarriers are separated from the IEEE 802.Hn pilot subcarriers a maximum of 31.25 KHz, where most of the energy of the IEEE 802.Hn pilot subcarrier is concentrated.
  • the accuracy of 0.1 x (312.5 10 3/5725 10 6 ) has the value 5.4 ppm (parts per million), which is within the capabilities of commercial low cost crystals.
  • the DVB-T subcarrier numbered 0, which is always pilot type, is at a frequency of 398,437.5 Hz above the carrier numbered as -32 in IEEE 802 .Hn, frequency located between the sub-carriers -31 and -30 of 802.Hn, sub-carriers that are also never used to allow the availability of a band of guard frequency between IEEE 802. Hn signals, and thus the DVB-T pilot subcarrier 0 will always be free of interference from 802. Hn.
  • the other subcarrier permanently dedicated to pilot in DVB-T, 6816 is at a frequency of 8,005,580.36 Hz above the carrier numbered as -32 in IEEE 802. Hn, frequency located between sub-carriers -7 (7,812,500 Hz above -32) and -6 (8,125,000 Hz above -32) of 802. Hn, and thus the pilot sub-carrier 6816 of DVB-T will always be free of interference from 802.Hn by not matching its subcarriers -7 and -6.
  • the IEEE 802.11 data subcarriers numbered as -26, -23, -20, -17, -14 - 11 and -8 match the DVB-T subcarriers numbered as 1323, 2163, 3003, 3843, 4683, 5523 and 6363, although as in DVB-T only one in four symbols on these subcarriers is pilot type, only 25% of the interference occurs.
  • an 8K DVB-T signal with 8 MHz bandwidth dedicates 2271 of its subcarriers to be used as a pilot in one of every four OFDM symbols
  • the novelty of the present invention is that thanks to these two differential characteristics of the modified DVB-T standard for the 5470 to 5725 MHz band with respect to the IEEE 802.Hn standard, first of all a better signal-to-noise ratio in reception thanks at a higher power spectral density, and secondly the Reduction of interference on the DVB-T interface due to the IEEE 802 standard. Hn is forced to select a different radio frequency channel, the use of the modified DVB-T standard to work in the 5470 to 5725 MHz band allows sending of audio and video signals in indoor environments with a reliability, measured as resistance to interference, superior to that of existing methods, and in particular superior to IEEE 802. Hn.
  • DVB-T signals may use any frequency between 5470 and 5725 MHz, using the same frequency selection principles (coincidence of DVB-T data subcarriers with IEEE 802.Hn pilot subcarriers) discussed above.
  • DVB Digital Video Broadcast standard
  • DVB-T Digital Terrestrial Video Broadcast
  • DVB-S Digital Video Broadcasting Internet Protocol
  • DVB-IP Digital Video Broadcasting Cable
  • DVB-Co Portable Digital Video Broadcasting
  • MPEG Moving Picture Expert Group
  • the system 100 implements a specific radio interface called radio control interface 160 that supports a control channel used for the management tasks of the entire system 100, and in the present invention preferably to support a return channel that allows from the client equipment to select the audio and video signals that will be sent by the broadband radio interface from the radio access node.
  • the radio control interface 160 is designed so as to maximize coverage and resistance to errors and propagation problems. This is achieved through a low net rate of data transmission, using coding techniques to increase the redundancy of the signal and thereby the resistance to errors.
  • it implements spectrum management techniques, using at all times the radio channel with less radio occupation and less interference.
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat-Request
  • the radio control interface and the control channel it supports are implemented in the manner described in patent application P200802049.
  • the present invention also introduces a novelty in the implementation of the radio control interface with respect to what is described in patent application P200802049, in terms of the frequency of use used.
  • the present invention includes the possibility of using the band ranging from 5470 to 5725 MHz, also used by the broadband radio interface.
  • the radio control interface is emitted at any of the frequencies corresponding to the subcarriers 0 of IEEE 802. Hn, specifically at the frequencies according to the relationship
  • nch is the IEEE 802. Hn radio channel number, and in the 5470 to 5725 MHz band it is between 96 and 140, with 4 jumps (for example, 96, 100, 104, 108, etc.).
  • the reason for selecting the frequency of the subcarriers 0 to emit the radio control interface 160 is twofold. First, subcarrier 0 of an OFDM multiplex of 802. Hn, is always unused, so that the radio control interface will not suffer interference from IEEE 802. Hn. Second, by occupying the radio control interface, the frequency of the IEEE 802.11 subcarrier 0, which the IEEE 802.Hn standard leaves unused to facilitate homodyne demodulation of the IEEE 802.Hn signal in the receivers, thus hinders the correct reception of the IEEE 802.Hn signal and is facilitated so that IEEE 802.Hn selects a different radio channel than the one used by the DVB-T interface in the band 5470 to 5725 MHz.
  • the broadband radio interface and the radio control interface both in the 5470 to 5725 MHz band, work in the following way.
  • the broadband radio interface 140 consisting of a DVB-T signal in the band 5470 to 5725 MHz
  • Hn IEEE 802 channel nch channels between 96 and 140
  • the radio control interface is located at the frequency of subcarrier 0 of the same channel. This reinforces the effects of DVB-T data subcarriers that overlap with IEEE 802-H and -7 sub-carrier pilots. With the effects of the radio control interface that overlaps with the IEEE 802.Hn subcarrier 0, thus facilitating the IEEE 802.Hn radio interface to select a different radio channel.
  • nch is the IEEE 802.Hn radio channel number, and in the 5470 to 5725 MHz band it is between 96 and 140, with 4 hops (for example, 96, 100, 104, 108, etc.).
  • the reason for selecting the frequency of the subcarriers 21 to emit the radio control interface is twofold.
  • subcarrier 21 of an 802.Hn OFDM multiplex is always used as a pilot, so that the radio control interface will always overlap on it and make it difficult to receive the IEEE 802.Hn signal, thus facilitating IEEE 802.Hn select a different radio channel.
  • the frequency separation between the radio control interface and the DVB-T upper subcarrier, 6816 in Figure 5 can be adjusted to be greater than 7,607,142.9 Hz, so that it is not produce intermodulation products between DVB-T subcarriers and the radio control interface that overlap the DVB-T signal, which facilitates the physical implementation of the broadband radio interface and The radio control interface, when less linear radio devices are required.
  • the broadband radio interface and the radio control interface both in the 5470 to 5725 MHz band, work in coordination as follows.
  • the broadband radio interface consisting of a DVB-T signal in the band 5470 to 5725 MHz, overlaps with an IEEE 802 channel.
  • Hn IEEE 802 channel nch channels. Hn between 96 and 140
  • the radio control interface is located at the frequency of the subcarrier 21 of the same channel. This reinforces the effects of DVB-T data subcarriers that overlap with IEEE 802-H and -7 sub-carrier pilots. With the effects of the radio control interface that overlaps with the IEEE 802.Hn pilot subcarrier 21, thus facilitating the IEEE 802.Hn radio interface to select a different radio channel.
  • the radio control interface is emitted at any of the frequencies corresponding to subcarriers 27 to 32, specifically at frequencies according to the relationship
  • nch is the IEEE 802.Hn radio channel number, and in the 5470 to 5725 MHz band it is between 96 and 140, with 4 hops (for example, 96, 100, 104, 108, etc.).
  • the reason for selecting the frequency of subcarriers 27 to 32 to issue the radio control interface is twofold. First, subcarriers 27 to 32 of an 802.Hn OFDM multiplex are always unused, so that the radio control interface will not receive interference from IEEE 802.Hn. Second, the frequency separation between the radio control interface and the DVB-T upper subcarrier, the 6816 in the Figure 6, can be adjusted to be greater than 7,607,142.9 Hz, so that intermodulation products between DVB-T subcarriers and the radio control interface that overlap the DVB-T signal are not produced, which It facilitates the physical implementation of the broadband radio interface and the radio control interface, by requiring less linear radio devices.
  • all the equipment of the system 100 implements the cognitive radio, so that the state in which the radio spectrum is located is analyzed and the frequency band most suitable for the broadband radio interface and the radio interface is selected at any time of control .
  • the cognitive radio function may consist of a spectral analysis of the radio spectrum
  • the implementation is based, without excluding other alternative embodiments, on one or more low noise amplifiers that detect the radio signals, which are converted to intermediate frequency by means of mixers and a tunable local oscillator, so that tuning The frequency of the local oscillator is possible to select different sections of the radio frequency spectrum detected by the low noise amplifiers.
  • the intermediate frequency signals are filtered by channel band pass filters. Once the intermediate frequency signals are filtered, their power is detected by conventional techniques.
  • All the elements that make up the system 100 support the broadband radio interface, so that all of them have broadband radio transmission / reception modules 103,183, 113.
  • these modules must be capable of transmitting and receive a DVB-T type signal in 8K or 2K mode, with 8, 7 and 6 MHz bandwidth, in the frequency band 5470 to 5725 MHz.
  • the DVB-T signal in 8K or 2K mode, with 8 or 7 MHz bandwidth has subcarriers that can exactly match the position of two IEEE 802 pilot subcarriers. Hn.
  • a possible embodiment of the Cognitive Radio is based on the use of broadband radio transmission / reception modules, which when desired would be used to track the presence of IEEE 802.
  • the broadband radio transmission / reception modules 103,183, 113 are configured when desired so that they do not support the broadband radio interface, so that they are configured in 8K or 2K mode with 8 or 7 MHz bandwidth and only as receivers.
  • the exact frequency at which the broadband radio transmission / reception modules are tuned into reception 103,183, 113, is such that some of the DVB-T subcarriers that these modules are ready to detect exactly match two of the subcarriers pilot (subcarriers -21, -I 1 1 and 21) that could use an IEEE 802 radio interface. Hn that could be occupying the same spectral zone. If an IEEE 802.
  • the broadband radio transmission / reception module could decode two IEEE 802.Hn pilots and determine that the radio channel is occupied by an IEEE 802.Hn signal.
  • the advantages of this implementation of Cognitive Radio are two. First, the detection of pilot subcarriers is always more reliable than a simple detection of radio power in an area of the spectrum, as the pilot signals are known and emitted in a deterministic way in order to facilitate their detection. Secondly, in order to implement Cognitive Radio, no additional devices are necessary in the equipment that makes up the 100 system, being able to take advantage of the broadband radio transmission / reception modules that must necessarily be integrated in all the equipment of the system 100.
  • FIG. 7 shows a general scheme of the invention, particularized for a broadband interface 140 of DVB-T type modified for operation in the band 5470 to 5725 MHz.
  • This interface in the present invention is unidirectional, starting from of the radio access node 101, being received if necessary by a radio re-router 180 (not shown in Figure 7), and received on a client computer 110.
  • This broadband radio interface is used to carry audio and video signals received by the radio access node 101 through the access interface 150, signals that are received according to a multitude of formats, for example and without excluding other possible formats, such as DVB-T, DVB-IP, DVB-S, DVB-H, DVB-C, MPEG over TS-ASI, TS-SSI, TS, TS-SPI, PS.
  • formats for example and without excluding other possible formats, such as DVB-T, DVB-IP, DVB-S, DVB-H, DVB-C, MPEG over TS-ASI, TS-SSI, TS, TS-SPI, PS.
  • the client equipment 110 incorporates an additional interface with respect to that described in patent application P200802049 interface called user control interface 102.
  • This interface is used so that the user can select from the equipment client 110, which will be connected to the final equipment 120, which will generally be a television, the audio and video signals that you want to be delivered to your final equipment.
  • the radio access node can receive multiple audio and video signals through the access interface, but will only broadcast through the broadband radio interface 140 those contents selected by the user in order to use only the strictly necessary radio spectrum.
  • this selection is transmitted from the client equipment to the radio access node via the radio control interface 160.
  • radio access node 101 which part of what is described in Figure 2, and shown in Figure 8, can be seen as a set of audio and video signals are received by the interface 150.
  • These signals can be of various types and without being exhaustive and without excluding other formats, the following examples can be described:
  • Signals of type DVB-T, DVB-IP, DVB-S, DVB-H, DVB-C must be decoded in a decoder 103a to extract the MPEG type signals they contain and deliver them to a DVB-T encoder block 103b via one or more interfaces 103e of type TS-ASI, TS-SSI, TS, TS- SPI, PS.
  • the coding block DVB-T 103b of the node Radio access 101 From the MPEG signals on TS-ASI, TS-SSI, TS, TS-SPI, PS, whether they come from demodulator block 103a or directly from access interface 150, the coding block DVB-T 103b of the node Radio access 101 generates a DVB-T signal in the 5470 to 5725 MHz band.
  • a DVB-T signal can contain a very large number of audio and video content and occupy a very high radio frequency spectrum, which could not be supported by the DVB-T broadband radio interface in the band 5470 to 5725 MHz.
  • the demodulation process only audio and video content that must be transmitted by the broadband radio interface, from according to the selection made by the user through the user control interface 102, and transmitted from the client computer 110 to the radio access node 101. In this way it is possible to transmit only a subset of the received audio and video signals by the access interface, bearable by the broadband radio interface.
  • the emission of a DVB-T signal in the 5 GHz band cannot be performed by a simple frequency conversion of a standard DVB-T signal in the VHF / UHF band to the 5 GHz band, for medium of a local oscillator 103c and a mixer 703d.
  • COFDM modulation Coded Orthogonal Fequency Division Multiplexing, or Division Multiplexing in the Coded Orthogonal Frequency
  • DVB-T requires that the frequencies of the subcarriers that compose it be always an integer multiple of the inverse of the period of COFDM symbol, and this condition will not be met when converting in frequency with a local oscillator 103c that is not synchronized with the clock with which the DVB-T signal was generated in the original VHF / UHF.
  • the demodulation of the DVB-T signal allows to obtain the original audio and video signals in baseband, and from them generate a new DVB-T signal in the 5 GHz band using now if a local oscillator 103c is used to generate the frame of OFDM symbols and subcarriers in the band 5470 to 5725 MHz, and thus ensuring the relationship between the frequencies of the subcarriers and the inverse of the COFDM symbol period.
  • the radio band interface anchal40 passes to a block tuner 113a, which is responsible for delivering a COFDM signal in baseband or intermediate frequency to a DVB-T 113b demodulator.
  • the DVB-T 113b demodulator demodulates the signal it receives and delivers at its output one or several audio and video signals in MPEG format, supported by frames of type TS-ASI, TS-SSI, TS, TS-SPI, PS.
  • These last frames can be delivered directly to the final equipment 120 through the final equipment interface 130, or can be previously converted to another format before being delivered to the final equipment 120.
  • This format can be, by way of example and without limitation the possibility of using another type, HDMI, DVB-T in VHF / UHF bands, analog audio and video in baseband, Euroconnector signal, etc.
  • Figure 9 shows how the client computer 110 has a user control interface 160, which allows a user to communicate with the client computer 110. This communication is intended to select the audio and video signals that will be delivered by the client equipment 110 to the final equipment 120, so that the selection made by the user is transferred from the client equipment 110 to the radio access node 101 via the radio control interface 160.
  • the radio access node performs a scan of all the audio and video signals it receives through the access interface.
  • the radio access node tunes all radio channels of a DVB-T, or DVB-S signal, or takes a TS-ASI, and extracts the TS
  • MPEG Transport Stream (MPEG Transport Stream, or MPEG Transport Stream) existing.
  • PSI Program Specific Information
  • the radio access node 101 registers all the programs it has detected, and sends the complete list of them to the client computer 110 through the radio control interface 160, where this information is also registered.
  • the user connects to the client computer 110 via the user control interface 160, and requests information about the available programs.
  • This information may be presented to the user through the user control interface and be displayed on the device that connects to this user control interface 102, or be presented to the user through the final equipment interface to be displayed. in the final equipment, which as an example can be a television.
  • the user can select them one by one, acting through the user control interface 102, for their audiovisual identification and possible association with a keyword.
  • the user when selecting a certain program, the user will be able to verify that it corresponds to a specific commercial television station, and assign a name or number to it, or it will be able to verify that it is the signal from a local audio and video player connected to your radio access node, and reassign it a name or number.
  • the user may at any time select the audio or video content, or program, that he wishes to view on his final device, selecting from a list of keywords that will be presented to him on the final device 120 or on the device that connects to the user control interface 102.
  • the information about the selection is transmitted from the client device to the radio access node, passing if necessary through a rerouter device, by means of of the radio control interface.
  • the radio access node When the radio access node receives this information about the program selected by the user, it goes on to include the program among the programs that are multiplexed and encoded in the DVB-T 103b encoder block shown in Figure 7 to be subsequently transmitted by the interface Broadband radio 140, DVB-T type in the band 5470 to 5725 MHz. Information on the position of the selected program in the multiplex that is sent on the DVB-T signal in the band 5470 to 5725 MHz is communicated to the client computer 110 through the radio control interface 160, by way of example by means of PSI fields.
  • the broadband radio interface 140 consisting of the DVB-T signal in the band 5470 to 5725 MHz, is received by the client equipment 110, passing in case it is necessary by a rerouter equipment, and is tuned by the block Tuner 113a shown in Figure 9.
  • the tuner block delivers a COFDM signal, in baseband or intermediate frequency, to the DVB-T decoder 113b shown in Figure 9.
  • This DVB-T decoder block extracts, using the PSI type information sent from the node. radio access 101 to the client equipment via the radio control interface 160, the specific program that the user has requested and that is delivered through the final equipment interface 130 to the final equipment 120.

Landscapes

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Abstract

Procedimiento de distribución de señales de audio y vídeo inalámbricas en interiores, comprende la recepción de señales de banda ancha en un nodo de acceso radio (101), que transmite y recibe señales inalámbricas, hacia al menos un equipo cliente (110); se caracteriza porque el nodo de acceso radio (101) procesa las señales recibidas y genera una nueva señal de tipo DVB-T modificada en la banda de 5 GHz, para que la densidad espectral de potencia de la señal de tipo DVB-T modificada sea al menos 4 dB superior a la señal del estándar IEEE 802.11n, que emplea la misma banda de frecuencia. Ello permite el envío fiable de señales de audio y vídeo resistentes a interferencias, asegurando la cobertura, supervisión y configuración remota del sistema empleado y asegurando la calidad del servicio.

Description

PROCEDIMINENTO DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑALES DE AUDIO Y VÍDEO INALÁMBRICAS EN INTERIORES
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento que tiene por objeto permitir realizar el envió de señales de audio y video en un sistema de distribución de señales radio en interiores, de manera que dichas señales de audio y video sean resistentes a interferencias, asegurando la cobertura, supervisión y configuración remota del sistema empleado y asegurando la calidad del servicio. Se basa en el uso novedoso de una interfaz radio de tipo Difusión de Video Digital terrestre (DVB-T) en la banda de 5 GHz.
La presente invención se aplica al campo de las telecomunicaciones y, más concretamente, a la construcción y despliegue de las redes de comunicaciones inalámbricas en el interior de edificios y su conexión con otras redes de telecomunicaciones .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La técnica utilizada convencionalmente para la provisión de interfaces de comunicaciones radio en el interior de edificios consiste en la instalación de tantos equipos como interfaces sean necesarias. Estos equipos deben ser configurados por el propio usuario y no pueden ser actualizados a cambios en el estándar de comunicaciones que emplean. Estos equipos, además, no aseguran la cobertura en cualquier recinto y no pueden ser supervisados y controlados remotamente desde la red del operador, de modo que precisan de la configuración local de los mismos por parte del usuario.
Algunos ejemplos de equipos que presentan los citados inconvenientes son:
Un equipo que permite el acceso a la red de telecomunicaciones mediante el par de cobre y la interfaz ADSL, y que en el interior del hogar da soporte a una red inalámbrica de tipo IEEE 802. Hx (WiFi, Wireless Fidelity) , red inalámbrica que debe ser configurada por el propio usuario y que no es supervisable por el operador de telecomunicaciones .
- Un decodificador (también conocido como set-top-box) de televisión sobre protocolo de internet IP (IPTV) que ofrece señales de tipo DVB-IP a un televisor y que se conecta mediante cable a un router ADSL que le permita comunicarse con la red de telecomunicaciones.
- Un sistema de distribución de señales inalámbricas en el hogar basada en reencaminadores IEEE 802. Hx (WiFi), que deben ser configurados localmente por el propio usuario y que no pueden ser supervisados remotamente desde la red del operador de telecomunicaciones.
Con la tecnología actual, estos equipos y estas técnicas de despliegue adolecen de limitaciones que a continuación se describen:
- No es posible asegurar la cobertura radio en todos los recintos .
Es necesario que el usuario configure manualmente los equipos.
- No es posible asegurar la supervisión remota de todos los equipos desde la red del operador de telecomunicaciones.
- No es posible asegurar la calidad del servicio ofrecido.
- Es necesaria la existencia de al menos tantos equipos como interfaces de comunicaciones se desee disponer, con la consiguiente acumulación de equipos e incremento de costes.
- Los equipos son específicos para cada estándar radio y no son actualizables, de modo que ante mejoras del estándar o la aparición de nuevos estándares es necesario prescindir de los equipos y adquirir unos nuevos.
- En algunos casos, la provisión del servicio requiere el uso de una conexión cableada.
Por otra parte, en otros ámbitos de las comunicaciones inalámbricas, tales como las comunicaciones móviles basadas en GSM/GPRS/UMTS, se utiliza un canal de control incluido en la misma interfaz radio para realizar ciertas operaciones de control y supervisión. Debido a que el espectro es limitado, no hay una interfaz aire dedicada, sino que se usa un canal de control incluido en la misma interfaz radio que se controla o supervisa. La toma de datos de mantenimiento relacionados, por ejemplo, con la calidad de los enlaces radio (localización, nivel de señal recibido, tasa de transmisión de errores, etc.) se regula por protocolos especificos dentro de los estándares concretos de GSM/GPRS/UMTS, etc. Por ejemplo, la solicitud de patente europea EP1619911 describe un método de recopilación y transmisión de información de mantenimiento en redes de comunicaciones móviles en el que, una vez tomada dicha información de modo local en un terminal móvil, esta información es transmitida a un servidor remoto que se encargará de su procesamiento, análisis y, si es necesario, corrección de algún parámetro de transmisión, en función de esos datos procesados.
Sin embargo, este intercambio de información de control entre un terminal móvil y un servidor remoto se realiza a través de un canal lógico de control incluido en la misma interfaz radio. Esto implica que, en caso de que dicho enlace radio se caiga por cualquier motivo (falta de cobertura, sobrecarga, etc.), el intercambio de información de supervisión también se interrumpe.
Todos los aspectos descritos en este apartado de antecedentes han sido contemplados en la patente española con número de solicitud P200802049, en la que se basa la presente invención, pero en este documento no se contempla la distribución de señales de audio y video en interiores que sean resistentes a interferencias.
En concreto, la presente invención soluciona el problema especifico del envió inalámbrico de señales de audio y video de cualquier tipo en un entorno de interiores y sujeto a interferencias radio, ya sea en un domicilio particular o en un edificio de uso público. En este escenario de uso, el empleo de una interfaz radio es fundamental, pues la mayoría de los clientes no admiten la instalación de nuevos cableados en su hogar u oficina.
Ante este problema, no existe ninguna solución técnica que permita el envío de varios contenidos audiovisuales, en particular de televisión de alta definición, de forma inalámbrica, siendo resistente a interferencias y permitiendo la cobertura completa de un hogar u oficina típica desde un único punto radiante.
Todas las soluciones del estado de la técnica que emplean la banda de uso libre de 2,4 GHz tienen un ancho de banda limitado y sufren de graves problemas de calidad debidos al elevado grado de ocupación de las frecuencias disponibles. En el caso de las soluciones convencionales que trabajan en la banda de uso libre de 5 GHz, como por ejemplo WiFi 802. Hn, éstas emplean de forma ineficiente el espectro radio en el caso de envío de señales audiovisuales, y son susceptibles de sufrir problemas de interferencias en el futuro a medida que se popularice el uso de esta banda.
Por otra parte, el uso del espectro licenciado tiene un coste muy elevado y que en la mayoría de las ocasiones está reservado para usos específicos diferentes al envío de audio y vídeo en interiores.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Todas las características de la patente española con número de solicitud P200802049 son aplicables a la presente invención, en la que también se realiza la recepción de señales de banda ancha en interiores en un nodo de acceso radio, de modo local o a través de una red de acceso de telecomunicaciones a la que está conectado mediante una interfaz de acceso, donde dicho nodo de acceso radio comprende un módulo de transmisión/recepción de señales de banda ancha configurado para transmitir y recibir señales inalámbricas de banda ancha a través de una interfaz radio de banda ancha, hacia al menos un equipo cliente que comprende un módulo de transmisión/recepción de señales de banda ancha configurado para transmitir y recibir señales inalámbricas de banda ancha hacia/procedentes de dicho nodo de acceso radio a través de dicha interfaz radio de banda ancha .
La invención también comprende el envió de señales de control a través de un canal de control configurado para intercambiar señales de control entre dicho nodo de acceso radio y dicho al menos un equipo cliente sobre una interfaz radio de control, comprendiendo dicho nodo de acceso radio y el equipo cliente un módulo de transmisión/recepción de señales de control configurados para establecer dicho canal de control para transmitir y recibir señales inalámbricas sobre dicha interfaz radio de control.
El canal de control está configurado para que un operador de telecomunicaciones pueda comunicarse con cualquiera de los equipos del sistema y con cualquier equipo final conectado a esos equipos del sistema, a través de una interfaz de acceso conectada a una terminación de red de acceso de telecomunicaciones para realizar tareas remotas de configuración, operación, mantenimiento, supervisión y gestión de dichos equipos, independientemente del estado en que se encuentren las interfaces radio de banda ancha correspondientes. Más concretamente, al menos uno de esos nodo de acceso radio, equipos cliente, equipos reencaminadores radio y de equipos sensores o actuadores ajenos a dicho sistema, está configurado para implementar funcionalidades de radio actualizable mediante software de forma distribuida, siendo capaz de actualizar de forma individual sus funcionalidades mediante cambios en su software que permiten dar soporte a nuevos estándares o variaciones de los mismos, y dicho canal de control está configurado para soportar dichas cargas de software para actualizar los equipos.
Adicionalmente, el envió de señales de banda ancha y de señales de control entre el nodo de acceso radio y el equipo cliente se realiza a través de al menos un equipo reencaminador radio que comprende un módulo de transmisión/recepción de señales de banda ancha configurado para la transmisión/recepción de señales inalámbricas de banda ancha y un módulo de transmisión/recepción de señales de control configurado para transmitir y recibir señales inalámbricas de una interfaz radio de control, de forma que el reencaminador regenera dichas señales de banda ancha y radio control y las retransmite entre el nodo de acceso radio y el equipo cliente.
Además en la realización preferente de la invención el equipo cliente está conectado a un equipo final a través de una interfaz de equipo final, estando dicho equipo cliente configurado para proveer al equipo final al menos un servicio de comunicaciones a través de la interfaz de equipo final. Alternativamente, al menos un equipo cliente comprende un módulo configurado para realizar funciones de equipo final, donde ese equipo cliente está configurado para proveer al módulo al menos un servicio de comunicaciones a través de una interfaz interna de equipo final.
También la invención puede incluir uno o más nodos de acceso radio, equipos cliente y/o equipos reencaminadores radio, los cuales pueden incluir una unidad base y una pluralidad de módulos insertables insertados en la unidad base.
La invención se refiere a un método cuya principal novedad consiste en que comprende las siguientes fases:
- Recibir en el nodo de acceso radio múltiples señales de audio y video según el estándar difusión de video Digital, DVB, en cualquiera de sus variantes seleccionadas entre Difusión de Video Digital Terrestre, DVB-T Difusión de Video Digital Satélite, DVB-S, Difusión de Video Digital Protocolo Internet, DVB-IP, Difusión de Video Digital Cable, DVB-Co, y Difusión de Video Digital Portátil, DVB-H, - Recibir en el nodo de acceso radio múltiples señales de audio y video según el formato Moving Picture Expert Group, MPEG, en cualquiera de sus variantes,
Procesar en el nodo de acceso radio dichas señales recibidas de audio y video y generar una nueva señal de tipo DVB-T modificada para su transmisión en la banda comprendida entre 5470-5725 MHz, para que la densidad espectral de potencia de la señal de tipo DVB-T modificada sea al menos 4 dB superior a la señal del estándar IEEE 802. Hn, que emplea la misma banda de frecuencia 5470-5725 MHz
Aplicar la funcionalidad de exploración del espectro radio del estándar IEEE 802. Hn, que selecciona un canal radio diferente al empleado por la interfaz radio de banda ancha DVB-T en 5470-5725 MHz debido a la mayor densidad espectral de potencia de este último, para que la interfaz radio de banda ancha vea reducido su nivel de interferencia en el mismo canal radio.
Por tanto a partir de estas señales de audio y video, el nodo de acceso radio forma una señal multiplexada de tipo DVB-T que es emitida en la banda de uso libre que va de 5470 a 5725 MHz, en vez de en las bandas estandarizadas de VHF o UHF. En consecuencia la novedad de la invención radica en el uso de esta banda de frecuencia, no contemplada en el estándar DVB. A lo largo del presente documento se describirán las ventajas del uso de este tipo de interfaz DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz con respecto a otras interfaces radio ya disponibles para esta banda de frecuencia, y como esta combinación no realizada hasta la fecha de estándar DVB-T y banda de frecuencia libre de 5470 a 5725 MHz permite el envió fiable de señales de audio y video en un entorno interferido.
Una vez emitidas las señales de audio y video por medio de una interfaz de tipo DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz, y de ser reemitida por el equipo reencaminador radio en caso de que sea necesario para asegurar la cobertura en todo el recinto deseado, uno o varios equipos cliente captan la señal DVB-T en la banda de 5470 a 5725
MHz y extraen las señales de audio y video en formato MPEG en cualquiera de sus variantes (por ejemplo, MPEG-2, MPEG- 4) . El equipo cliente podrá entregar estas señales al equipo final a través de la interfaz de equipo final
(tipicamente, aunque no necesariamente, el equipo final será un televisor) . La señales de audio y video entregadas a través de la interfaz de equipo final podrán ser de tipo TS-ASI (Transport Stream-Asynchronous Serial Interface) ,
TS-SSI (Transport Stream-Synchronous Serial Interface) , TS-
SPI (Transport Stream-Synchronous Pararell Interface) , PS
(Program Stream) , DVB-T (en su banda estándar de VHF o
UHF), DVB-S, DVB-IP, DVB-C o DVB-H, o emplear cualquier estándar comercial empleado en televisores para recibir la señal de audio y video, como el Euroconector (también conocido como SCART por la siglas del Syndicat des Constructeurs d'Appareils Radiorécepteurs et Téléviseurs, Sindicato de Constructores de Aparatos Radioreceptores, que sigue el estándar estándar CENELEC EN 50049-1:1997) o el HDMI (High-Definition Multimedia Interface, o Interfaz Multimedia de Alta Definición.
La generación de la nueva señal de tipo DVB-T modificada en el nodo de acceso radio en la banda de frecuencia entre 5470 y 5725 MHz, se realiza de manera que siempre se solapen algunas de las subportadoras de datos de la señal DVB-T modificada con las subportadoras piloto de la señal IEEE 802. Hn, de modo que se dificulta la recepción de subportadoras piloto por parte de los receptores radio que empleen el estándar IEEE 802. Hn y facilitar asi que dichos receptores radio IEEE 802. Hn seleccionen un canal radio diferente al empleado por la interfaz radio de banda ancha de tipo DVB-T en la banda de frecuencia entre 5470 y 5725 MHz, según se establece en dicho estándar IEEE 802. Hn. Por otra parte, la generación de la señal de tipo DVB- T modificada permite también que el solapamiento de las subportadoras de datos de la señal IEEE 802. Hn con las subportadoras piloto de la señal DVB-T modificada, se produce en menos del 0.077% de las ocasiones, para facilitar que las señales del estándar IEEE 802. Hn interfieran en menor medida con la interfaz radio de banda ancha DVB-T modificada.
Además el método de la invención comprende las siguientes fases:
- explorar las múltiples señales de audio y video recibidas en el nodo de acceso radio a través de la interfaz de acceso,
registrar los diferentes programas, de las múltiples señales de audio y video en el nodo de acceso radio, entendiéndose por programa una asociación fija de señales de audio y video;
- enviar al equipo cliente una lista de los diferentes programas registrados, a través del canal de la interfaz de radio control, y registrar dicha lista en el equipo cliente,
seleccionar a través de la interfaz de control de usuario, conectado al equipo cliente, uno de los programas registrados,
- enviar la selección realizada, a través de la interfaz de control, al nodo de acceso radio,
- enviar desde el nodo de acceso radio el contenido del programa registrado junto con otros programas al equipo cliente, a través de la interfaz de banda ancha, y enviar la posición del programa seleccionado al equipo cliente a través de la interfaz de control,
- recibir el programa registrado junto con otros programas en el equipo cliente y recibir la posición del programa seleccionado en el equipo cliente, para extraer el programa seleccionado a partir de la posición del programa seleccionado recibida, - reproducir la señal de audio y vídeo seleccionada en el equipo final conectado al equipo cliente a través de la interfaz de equipo final.
Por tanto el canal de control se emplea además para permitir que desde el equipo cliente se puedan seleccionar las señales de audio y vídeo que serán enviadas por la interfaz radio de banda ancha desde el nodo de acceso radio hasta el equipo final.
La interfaz radio de control también emplea la banda 5470-5725 MHz, para lo que la interfaz radio de control y la interfaz radio de banda ancha utilizan una frecuencia coordinada, en la que la interfaz radio de control realiza una fase de selección de una frecuencia entre las siguientes :
- se hace coincidir la frecuencia de la interfaz radio de control con la subportadora 0 del estándar IEEE 802. Hn, que es una frecuencia en la que convencionalmente el estándar IEEE 802. Hn no emite señal radio para facilitar la detección homodina en los receptores IEEE 802. Hn, de manera que se evitan interferencias sobre la interfaz radio de control y se facilita el cambio de canal radio de IEEE 802.Hn, ya que el estándar IEEE 802.Hn establece que cuando se detecta una subportadora a una frecuencia en la que debe de estar libre se cambia de canal.
- se hace coincidir la frecuencia de la interfaz radio de control con la subportadora 21 piloto del estándar IEEE 802.Hn, de forma que se dificulta la detección de la subportadora piloto 21 y en consecuencia se facilita el cambio de canal de IEEE 802.Hn,
- se hace coincidir la frecuencia de la interfaz radio de control con las subportadoras 27 a 32 del estándar IEEE 802.Hn, que convencionalmente no se emplean, evitándose por tanto interferencias sobre la interfaz radio de control .
En el caso en el que se emplee al menos un equipo reencaminador, el envío de señales de banda ancha y de señales de control entre el nodo de acceso radio y el equipo cliente se realiza a través de al menos dicho equipo reencaminador que está configurado para recibir señales de radio frecuencia a través de un interfaz radio de banda ancha y de un interfaz radio de control, ambos en la banda 5470-5725 MHz, para regenerar dichas señales de banda ancha y de radio control y retransmitirlas entre el nodo de acceso radio y el equipo de cliente y viceversa.
Uno o más de los diferentes equipos descritos, es decir nodo de acceso radio, equipo cliente, equipo reencaminador pueden realizar funciones de radio cognitiva analizando el grado de ocupación del espectro en la banda de 5470 a 5725 MHz, de manera que seleccionan la zona del espectro menos interferida en bloques de 8 MHz, de modo que el receptor radio que soporta la interfaz radio de banda ancha se sintoniza en frecuencia haciendo coincidir al menos dos de sus subportadoras de recepción de forma exacta con dos subportadoras piloto del estándar IEEE 802. Hn, para detectar la presencia de dichas subportadoras piloto y determinar que un determinado canal radio está ocupado por una señal del estándar IEEE 802. Hn.
La recepción de señales estándar DVB en el nodo de acceso radio se realiza mediante un decodificador tras el que se realiza la codificación DVB-T para obtener la señal DVB-T modificada en la banda 5470-5725 MHz, en tanto que las señales en banda base MPEG que se reciben en el nodo de acceso radio se aplican directamente al codificador DVB para obtener la señal DVB-T modificada en la banda 5470- 5725 MHz.
La recepción de señales de banda ancha DVB-T modificadas en el equipo de cliente se efectúa mediante un sintonizador, tras el que se realiza una descodificación DVB-T para su envió al equipo final a través de la interfaz de equipo final .
El procedimiento de la invención descrito presenta las siguientes ventajas: * Tiene una mayor densidad espectral de potencia que la solución basada en WiFi 802.11, de modo que en igualdad de condiciones de propagación la señal DVB-T en la banda de 5 GHz propuesta tendrá una mejor relación señal a interferencia.
* Permite seleccionar la posición de sus canales piloto, los más importantes para la correcta transmisión radio, de modo que se vean minimamente interferidos por WiFi 802.11.
* Permite seleccionar la posición de algunos de sus subportadoras de datos de modo que siempre coincidan con las subportadoras piloto de WiFi 802.11, facilitando asi que WiFi 802.11 ocupe otra zona espectral.
* Permite realizar funciones de radio cognitiva, para determinar si el canal radio está ocupado por otra interfaz radio WiFi 802.11, sin necesidad de añadir o modificar el hardware estrictamente necesario para implementar la interfaz radio propuesta DVB-T en 5 GHz.
En definitiva el nodo de acceso radio y los equipos reencaminadores radio están previstos para soportar el envió de señales de audiovisuales por medio de una interfaz radio a uno o varios equipos cliente, mientras que cada equipo cliente entrega la señal de audio y video a uno o varios equipos finales, que serán típicamente televisores.
A continuación, con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo y para complementar esta descripción, se acompaña como parte integrante de la misma un juego de dibujos, cuyo carácter es ilustrativo y no limitativo
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La figura 1 muestra un esquema del sistema de distribución de señales según la solicitud P20082049.
La figura 2 muestra un esquema del nodo de acceso radio de la figura anterior. La figura 3 muestra un esquema del equipo cliente de la figura 1.
Las figuras 4, 5 y 6 muestran ejemplos de asignación de frecuencias para la interfaz radio de banda ancha y la interfaz radio de control, con respecto a un canal de tipo
IEEE 802. Hn que pudiera coincidir en la misma banda de frecuencia, según el procedimiento de la invención.
La figura 7 muestra el esquema del sistema de distribución de señales de audio y video de la figura 1, según una realización de la presente invención, donde la interfaz radio de banda ancha consiste en una señal DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz, y donde el canal de control se emplea para la transmisión de información sobre las señales seleccionadas desde el equipo cliente al nodo de acceso radio.
La figura 8 muestra la realización particular del nodo acceso radio propia de esta invención, donde la interfaz radio de banda ancha consiste en una señal DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz de la figura anteriro.
La figura 9 muestra la realización particular del equipo cliente propia de esta invención, donde la interfaz radio de banda ancha consiste en una señal DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz de la figura 7.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En primer lugar se describe el sistema de distribución de señales inalámbricas de banda ancha 100 de acuerdo con la solicitud P20082049, para posibilitar la comprensión de la invención.
La figura 1 ilustra un esquema de una posible realización del sistema de distribución de señales inalámbricas de banda ancha 1 de acuerdo con la solicitud 20082049 y que se particulariza en la presente invención para la transmisión en el interior de edificios de señales de audio y video por medio de una interfaz radio de tipo DVB-T en la banda de uso libre de 5470 a 5725 MHz, en un entorno de interferencias radio elevadas. El sistema 100 comprende los siguientes elementos:
Un nodo de acceso radio 101. En este nodo de acceso radio 101 residen las funciones de reencaminamiento entre las interfaces radio dentro de un edificio y de pasarela entre la red inalámbrica en el interior del edificio y una red de acceso 170 (generalmente una red fija, por ejemplo par de cobre o fibra óptica hasta el hogar) , además de las funciones de gestión de la red inalámbrica en el edificio.
El nodo de acceso radio 101 comprende un módulo de transmisión/recepción radio de banda ancha 103, que en la presente invención se particulariza para dar soporte a una interfaz radio de tipo DVB-T en la banda de uso libre de 5470 a 5725 MHz, y un módulo de transmisión/recepción radio de control 104.
El sistema 100 comprende también uno o varios equipos cliente 110. Cada equipo cliente 110 comprende un módulo de transmisión/recepción radio de banda ancha 113, que de nuevo en la presente invención se particulariza para dar soporte a una interfaz radio de tipo DVB-T en la banda de uso libre de 5470 a 5725 MHz, y un módulo de transmisión/recepción radio de control 114.
Los equipos cliente 110 están diseñados para proveer a un equipo final 120, que a modo de ejemplo podrá tratarse de un televisor, una interfaz de equipo final 130, que a modo de ejemplo podrá tratarse de una interfaz de tipo HDMI, con objeto de que este equipo final 120 pueda soportar la provisión de un determinado servicio, que en la presente invención se tratará de un servicio audiovisual de televisión.
Opcionalmente, en caso de ser necesario para asegurar la cobertura radio, el sistema 100 comprende también uno o varios equipos reencaminadores radio 180, que se emplean para extender la cobertura radio ofrecida por un nodo de acceso radio 101. Estos equipos reencaminadores radio 180 son capaces de captar las señales radio, regenerarlas y reemitirlas en la banda de frecuencia más adecuada. Para ello, cada equipo reencaminador radio 180 comprende un módulo de transmisión/recepción radio de banda ancha 183, que en la presente invención se particulariza para dar soporte a una interfaz radio de tipo DVB-T en la banda de uso libre de 5470 a 5725 MHz, y un módulo de transmisión/recepción radio de control 184. Los equipos reencaminadores radio 180 se describen más adelante.
El nodo de acceso radio 101 se comunica con los equipos cliente 110 y, opcionalmente, con el o los equipos reencaminadores radio 180, por medio de una o varias interfaces radio de banda ancha 140, que en la presente invención se particulariza para dar soporte a una interfaz radio de tipo DVB-T en la banda de uso libre de 5470 a 5725 MHz.
Estas interfaces radio de banda ancha 140 se emplean para la distribución de señales de audio y video y sus servicios asociados por el interior del edificio.
Por otra parte, el nodo de acceso radio 101 se comunica con la red del operador de telecomunicaciones 170 por medio de una interfaz de acceso 150, que puede estar soportada por medios cableados o inalámbricos, tales como cable de par trenzado, cable de fibra óptica o conexión radio. Este nodo de acceso radio 101 se coloca en el lugar del interior del edificio donde está disponible la terminación de la red de acceso de telecomunicaciones 170, por ejemplo el punto donde está disponible el par de cobre o la fibra óptica.
El sistema 100 cuenta con una interfaz radio especifica dedicada a la supervisión y configuración de todos los equipos del sistema, y que en la presente invención se particulariza para dar soporte a la selección de señales de audio y video desde los equipos cliente. Esta interfaz especifica se diseña de modo que tenga mayor cobertura radio y sea más resistente a interferencias y errores de transmisión que cualquiera del resto de las interfaces que se emplean en el sistema.
Esta interfaz radio especifica, llamada interfaz radio de control 160, permite implementar un canal de comunicaciones especifico independiente de la interfaz radio de banda ancha. Este canal de comunicaciones especifico es llamado canal de control y se emplea para el control, configuración y supervisión de todos los equipos instalados en el edificio, y en esta invención de forma preferente para permitir que pueda seleccionarse desde el equipo cliente los contenidos de audio y video que serán enviados por el nodo de acceso radio de forma inalámbrica, por medio de la interfaz radio de banda ancha, según será descrito con posterioridad.
Gracias a la existencia del canal de control y a que el nodo de acceso radio 101 está conectado a la interfaz de acceso 150, el operador de telecomunicaciones puede controlar y supervisar remotamente el funcionamiento de la red inalámbrica en las instalaciones del cliente, soportada por los equipos cliente o intermedios 110 y los equipos reencaminadores radio 180, independientemente del estado en que se encuentren las interfaces radio de banda ancha 140 empleadas para soportar los servicios.
El nodo de acceso radio 101 realiza las siguientes funciones: funciones de transmisión y recepción (Tx/Rx) asociadas a las interfaces radio de banda ancha 140, tales como funciones de detección y regeneración de las señales radio procedentes de la interfaz radio de banda ancha 140 y funciones de transmisión de señales a la interfaz radio de banda ancha 140, empleando en cada momento la banda de frecuencia y el estándar más adecuado; funciones de transmisión y recepción (Tx/Rx) asociadas a una interfaz radio de control 160, que se describe en detalle más adelante; funciones de encaminamiento de señales entre las diferentes interfaces radio de banda ancha 140 disponibles en el equipo; funciones de pasarela entre la interfaz de acceso 150 con la red del operador (red de acceso 170) y las diferentes interfaces radio de banda ancha 140 disponibles en el equipo; funciones de radio cognitiva, mediante la medida del grado de ocupación de diferentes bandas del espectro; funciones de configuración de los equipos que componen el sistema 100, soportadas por un canal de control que se describe más adelante; y funciones de identificación, mediante las cuales el nodo de acceso radio 101 informa al operador de telecomunicaciones, a través de la red de acceso 170, sobre sus características, equipos del sistema que están conectados a él, tecnologías radio y las bandas de frecuencia empleadas y el grado de ocupación del espectro.
La figura 2 ilustra una posible implementación del nodo de acceso radio 101 que comprende: un bloque de configuración 2011, encargado de configurar la funcionalidad del nodo de acceso radio 101, como por ejemplo su dirección IP, los equipos del sistema que se pueden conectar a él o los servicios que pueden ser ofrecidos; un bloque de identificación 2012, encargado de almacenar información que permite identificar a todos los equipos que componen el sistema; y un bloque de radio cognitiva 2013, encargado de analizar el espectro electromagnético y determinar su grado de ocupación, por medio de medidas de potencia radio detectada en cada banda.
A estos módulos se accede a través de una pasarela
2014 con la red acceso y encaminamiento 170. La figura 2 muestra también los módulos de transmisión/recepción radio de banda ancha 103 que dan acceso a una interfaz radio de banda ancha 140 y los módulos de transmisión/recepción radio de control 104 que dan acceso a una interfaz radio de control 160. El nodo de acceso radio puede estar basado en una unidad base (no representada) donde se realizan las funciones propias asociadas al equipo y varios módulos insertables radio, que se insertan en la unidad base e implementan las interfaces de radio necesarias para comunicar el nodo de acceso radio 101 con el resto de equipos que componen el sistema.
Volviendo a la figura 1, cada equipo cliente 110 puede incorporar algunas o todas las funcionalidades del equipo final 120 que lleva conectado, integrando a ambos en un solo equipo. Un ejemplo no limitativo de esta integración puede ser un televisor (equipo final 120) que integre todas las funciones propias del equipo cliente que se describen en este documento.
Los equipos cliente 110 se comunican con el nodo de acceso radio 101 por medio de una o varias interfaces radio de banda ancha 140, y que en la presente invención se particulariza para el caso de una interfaz radio de tipo
DVB-T en la banda de uso libre de 5470 a 5725 MHz.
El equipo cliente 110 realiza las siguientes funciones :
- Funciones de transmisión y recepción (Tx/Rx) asociadas a las interfaces radio de banda ancha 140, tales como:
funciones de detección y regeneración de las señales radio procedentes de la interfaz radio de banda ancha y su entrega una vez procesadas al equipo final 120 a través de la interfaz de equipo final 130;
funciones de transmisión a la interfaz radio de banda ancha de las señales procedentes del equipo final 130 y recibidas a través de la interfaz de equipo final 130, empleando para ello la banda de frecuencia más adecuada en función del grado de ocupación del espectro radio y del ancho de banda necesario.
- Funciones de transmisión y recepción (Tx/Rx) asociadas a una interfaz radio de control 160;
Funciones de comunicación con el equipo final 120 a través de la interfaz de equipo final 130;
Eventualmente, el equipo cliente 110 puede realizar funciones especificas de un equipo final 120. A modo de ejemplo, el equipo cliente 110 puede englobar funciones de descodificación de señales de televisión digital, de tipo DVB-T o DVB-IP, entregando las señales ya descodificadas al televisor (equipo final 120) a través de la interfaz de equipo final 130; opcionalmente, el equipo cliente 110 puede incluso realizar todas las funciones especificas de un equipo final, integrando a ambos en un solo equipe- Funciones de radio cognitiva, mediante la medida del grado de ocupación de diferentes bandas del espectro;
- Funciones de configuración del equipo, soportadas por un canal de control que se detalla más adelante;
- Funciones de identificación, mediante las cuales el equipo cliente informa al nodo de acceso radio 101 o al equipo reencaminador radio 180 sobre sus características, equipos finales 120 que están conectados a él, tecnologías radio y bandas de frecuencia empleadas, y grado de ocupación del espectro.
La figura 3 ilustra una implementación del equipo cliente 110 que comprende: un bloque de configuración 3101, encargado de configurar la funcionalidad del equipo cliente 110, como por ejemplo su dirección IP, los equipos del sistema que se pueden conectar a él o los servicios que pueden ser ofrecidos; un bloque de identificación 3102, encargado de almacenar información que permite al equipo identificarse a si mismo y a los equipos finales 120 que se conectan a él; y un bloque de radio cognitiva 3103, encargado de analizar el espectro electromagnético y determinar su grado de ocupación, por medio de medidas de potencia radio detectada en cada banda. A estos módulos se accede a través de un módulo 3104 que tiene la función proveer una interfaz 130 con el equipo final 120 y, opcionalmente, funciones de equipo final. La figura 3 muestra también los módulos de transmisión/recepción radio de banda ancha 113 que dan acceso a una interfaz radio de banda ancha 140 y los módulos de transmisión/recepción radio de control 114 que dan acceso a una interfaz radio de control 160. El equipo cliente puede estar basado en una unidad base (no representada) donde se realizan las funciones propias asociadas al equipo y varios módulos insertables radio, que se insertan en la unidad base e implementan las interfaces de radio necesarias (interfaces radio de banda ancha 140 e interfaces radio de control 160) para comunicar el equipo cliente con el nodo de acceso radio 101 o con un equipo reencaminador radio 180.
El equipo cliente también puede estar basado en una unidad base, que comprende varios módulos insertables radio
(módulo de transmisión/recepción radio de banda ancha 113 que da acceso a una interfaz radio de banda ancha 140 y módulo de transmisión/recepción radio de control 114 que da acceso a una interfaz radio de control 160) asi como el resto de módulos descritos.
El equipo reencaminador radio 180, que se emplea para extender la cobertura radio ofrecida por un nodo de acceso radio 101, presenta una configuración equivalente a la del equipo cliente particularizada igualmente para el caso de una interfaz radio de tipo DVB-T en la banda de uso libre de 5470 a 5725 MHz, procedentes del nodo de acceso radio 101 y/o de otros equipos reencaminadores radio 180. El equipo reencaminador radio 180 toma las señales recibidas de las interfaces radio de banda ancha 140, las reacondiciona y reemite, empleando la banda de frecuencia más adecuado, dependiendo del grado de uso e interferencia del espectro radioeléctrico .
El equipo reencaminador radio 180 realiza las siguientes funciones:
- Funciones de recepción y transmisión (Tx/Rx) asociadas a las interfaces radio de banda ancha 140;
- funciones de detección y regeneración de las señales radio procedentes de la interfaz radio de banda ancha 140;
- funciones de retransmisión a la interfaz radio de banda ancha 140 de las señales radio procedentes de las interfaz radio de banda ancha detectadas, una vez regeneradas, empleando para ello la banda de frecuencia y la tecnología radio más adecuada en función del grado de ocupación del espectro radio y del ancho de banda necesario.
- Funciones de transmisión y recepción (Tx/Rx) asociadas a las interfaces radio de control 160.
- Funciones de encaminamiento, de modo que una señal radio recibida por una interfaz radio de banda ancha 140 puede ser retransmitida de nuevo a otra interfaz radio de banda ancha 140 empleando una nueva banda de frecuencia.
Funciones de radio cognitiva, mediante la medida del grado de ocupación de diferentes bandas del espectro.
- Funciones de configuración del equipo, soportadas por un canal de control que se detalla más adelante.
Funciones de identificación, mediante las cuales el equipo reencaminador radio 180 informa al nodo de acceso radio 101 sobre sus características, equipos del sistema que están conectados a él, tecnologías radio y bandas de frecuencia empleadas y grado de ocupación del espectro.
El equipo reencaminador radio 180 se comunica con el punto o nodo de acceso radio 101 y con los equipos cliente o intermedios 110 por medio de una o varias interfaces radio de banda ancha, que en la presente invención se particulariza para el caso de una interfaz radio de tipo DVB-T en la banda de uso libre de 5470 a 5725 MHz.
Como se ha descrito, tanto el nodo de acceso radio 101, como los equipos cliente 110 o los equipos reencaminadores radio 180 puedan incorporar módulos insertables, preferentemente de pequeño tamaño, que implementan interfaces radio, de forma que son fácilmente actualizables de forma modular.
Además, tanto nodo de acceso radio 101, como los equipos cliente 110 o los equipos reencaminadores radio 180 pueden actualizarse mediante actualizaciones del software residente en cualquiera de los módulos que lo componen, de modo que puedan trabajar con nuevas versiones de un interfaz de comunicaciones radio o con nuevos estándares.
Es decir, los equipos implementan la radio actualizable mediante software (del inglés Software Defined Radio, SDR) . Además, este concepto de radio actualizable mediante software se amplia de forma distribuida, donde cada uno de los módulos insertables o las unidades base tienen la capacidad de actualizar sus funcionalidades mediante cambios en su software que permiten dar soporte a nuevos estándares o variaciones de los mismos.
Hasta aqui se ha descrito el sistema de distribución de señales inalámbricas de banda ancha 100 de acuerdo con la solicitud 20082049.
En la presente invención, la interfaz radio de banda ancha implementada por todos los elementos que componen el sistema consiste en una señal de tipo de DVB-T modificada, a partir del estándar ETSI EN 300 744, de modo que la zona del espectro empleada para su transmisión via radio es la banda uso libre de 5 GHz, y concretamente la zona del espectro que van de 5,470 GHz a 5,725 GHz, en vez del espectro de VHF-UHF descrito en la norma ETSI EN 300 744 en su apartado "4.8.3 Centre frequency of RF signal (for 8 MHz UHF channels)" (frecuencia central de la señal de radiofrecuencia para canales UHF de 8 MHz) .
Esta zona del espectro de 5,470 GHz a 5,725 GHz, de acuerdo con el Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias, es de uso libre y dedicada al acceso inalámbrico a redes de comunicaciones electrónicas, asi como para redes de área local de altas prestaciones en la banda de 5 GHz, empleo compatible con la presente invención .
Asimismo, el Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias especifica los siguientes niveles de potencia que pueden ser emitidos por canal en las siguientes bandas de frecuencia:
5150 a 5250 MHz, potencia máxima 200 mW, densidad espectral de potencia máxima 10 mW/MHz . 5250 a 5350 MHz, potencia máxima 200 mW con control de potencia y densidad máxima 10 mW/MHz, y 100 mW si no se aplica control de potencia.
5470 a 5725 MHz, potencia máxima 1000 mW con control de potencia, 500 mW si no se emplea control de potencia.
En el momento de la redacción de la presente propuesta, el principal estándar radio que hace uso de las mencionadas bandas es el IEEE 802.11, también conocido como WiFi (Wireless Fidelity) , en sus variantes IEEE 802.11a y IEEE 802. Hn, si bien por capacidad de envió de información en la actualidad únicamente se comercializa en su variante Hn, estando la variante Ha obsoleta. Para el envió de señales de audio y video, el estándar WiFi Hn adolece de las siguientes desventajas con respecto a la presente invención.
En primer lugar, el estándar IEEE 802.Hn emplea un ancho de banda minimo de 20 MHz para el envió de cualquier tipo de señal, mientras que el estándar DVB-T ocupa por canal radio un máximo de 8 MHz.
La capacidad de transmisión de datos de la señal DVB-T depende de las características del canal radio. En entornos con pérdidas de propagación elevadas y ecos con un retardo de propagación elevado, propios de radiodifusión en exteriores, es necesario emplear modulaciones simples como QPSK y tiempos de guarda elevados, de modo que para anchos de banda ocupados de 8 MHz la tasa que se podrá alcanzar será del orden de 5 Mbit/sg, mientras que en entornos favorables se puede alcanzar una velocidad de hasta 31 Mbit/sg.
En un entorno de interiores como el que es objeto de la presente invención, los ecos con un retardo de propagación elevado no se dan, de modo que se pueden emplear los tiempos de guarda mínimos especificados por el sistema, lo que permite una tasa de transmisión más elevada. En cuanto a las pérdidas de propagación, estas dependen de la distancia entre el transmisor y el receptor dentro del hogar. El parámetro que determinará la modulación que se podrá emplear es la relación señal a ruido en recepción, dependiente de la potencia de transmisión y las pérdidas. A modo de ejemplo, y sin descartar el empleo de anchos de banda de 6 y 7 MHz para la señal DVB-T, en un domicilio tipico las pérdidas de propagación permiten el empleo de una modulación al menos de tipo 16 QAM, permitiéndose asi velocidades de hasta 21 Mbit/s, de acuerdo con lo descrito en el Anexo A, Tabla A.l, del estándar ETSI EN 300 744. En estas condiciones tipicas, el estándar DVB-T podrá soportar dos canales de audio y video de alta definición con codificación MPEG-2 y flujo por canal de 10 Mbit/sg.
En estas condiciones, la densidad espectral de potencia emitida si se emplea la interfaz DVB-T modificada objeto de esta invención estará en los siguientes márgenes, en el caso de que sea necesario mandar dos canales de video de alta definición en un ancho de banda de 8 MHz:
En la banda entre 5150 y 5350, se podrá emitir un máximo de 80 mW (a causa de la limitación de un máximo de 10 mW/MHz), siendo evidentemente la densidad espectral de potencia 10 mW/MHz .
En la banda entre 5470 a 5725 MHz, con potencias emitidas entre 1000 mW y 500 mW, la densidad espectral de potencia emitida estará entre 125 y 62,5 mW/MHz .
Estos valores son los mismos para el caso de que sea necesario mandar dos canales de alta definición o cuatro canales. En el primer caso se emitirá una sola portadora DVB-T con un ancho de banda de 8 MHz, y en el segundo caso dos portadoras DVB-T, de modo que aunque se dobla el ancho de banda ocupado también se dobla la potencia emitida.
Para realizar la comparación con el estándar IEEE 802. Hn se toma la situación más favorable al IEEE 802. Hn, aquella en la que un solo canal de 20 MHz de ancho de banda es capaz de soportar cuatro canales HDTV (High Definition TV), con una tasa de transmisión agregada de 40 Mbit/sg. En estas condiciones, la densidad espectral de potencia emitida estará en el siguiente margen:
En la banda entre 5150 y 5350, se podrá emitir un máximo de 200 mW (a causa de la limitación de un máximo de 10 mW/MHz), siendo la densidad espectral de potencia 10 mW/MHz .
En la banda de 5470 a 5725 MHz, con potencias emitidas entre 1000 mW y 500 mW, la densidad espectral de potencia emitida estará entre 50 y 25 mW/MHz .
A partir de este análisis de densidad espectral de potencia emitida, se llega a la conclusión de que es favorable el empleo de la interfaz DVB-T modificada para trabajar en la banda de entre 5470 y 5725 MHz, pues la densidad espectral de potencia emitida por el DVB-T modificado seria un 150 % superior a la emitida por IEEE 802. Hn.
El análisis anterior se puede extender asimismo para el caso de emplear anchos de banda de 6 y 7 MHz, contemplados en la norma ETSI EN 300 744, lo que puede permitir densidades espectrales superiores al caso de emplear un ancho de banda de 8 MHz, a costa de cierta reducción en la capacidad de transmisión de datos.
La mayor densidad espectral de potencia de la señal
DVB-T supone que en caso de que coexistieran señales DVB-T modificada y WiFi Hn, en igualdad de condiciones
(transmisor DVB-T y transmisor WiFi Hn en el mismo lugar) la señal DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz estarla en el receptor al menos 4 dB por encima de la WiFi Hn, dando lugar a una mejor relación señal a ruido en recepción gracias a esta mayor densidad espectral de potencia.
En segundo lugar, el estándar IEEE 802.Hn cuenta con capacidades de análisis del espectro radio, de modo que selecciona automáticamente un canal radio diferente en caso de detectar una interferencia elevada. De este modo, el estándar IEEE 802. Hn empleará un canal radio diferente al empleado por la interfaz DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz, pues la interfaz DVB-T en general tendrá siempre una potencia superior al IEEE 802. Hn, de modo que este último se verá obligado a seleccionar otro canal para evitar su interferencia, tal y como se establece en el estándar IEEE 802.Hn.
Con objeto de facilitar la posibilidad de que el estándar IEEE 802. Hn seleccione una zona del espectro diferente a la ocupada por la señal DVB-T modificada de acuerdo con la presente invención, la señal DVB-T modificada ocupa una zona del espectro tal que hace coincidir sus subportadoras de datos con las subportadoras de piloto de la señal IEEE 802.Hn, tal como se describe a continuación.
La señal IEEE 802.Hn consiste en un múltiplex de tipo OFDM (Orthogonal Frequency División Multiplexing, o multiplexación por división en frecuencia ortogonal), que consiste en 48 subportadoras de datos, 4 subportadoras de piloto, 6 subportadoras no ocupadas en la zona inferior de frecuencia, 6 subportadoras no ocupadas en la zona superior de frecuencia, y una subportadora central no ocupada para facilitar la detección homodina de la señal. La subportadora central se numera como 0 (figuras 4 a 6) , estando las subportadoras numeradas desde -32 (frecuencia inferior) a 32 (frecuencia superior) . Según este esquema, las subportadoras de piloto están numeradas como -21, -I1 1 y 21, y las subportadoras no ocupadas son -32 a -27, 0, y 27 a 32, estando todas las subportadoras separadas una frecuencia de 312,5 KHz.
En el caso de la señal DVB-T existen 6 posibles configuraciones de subportadoras OFDM, dependiendo de si se usa un ancho de banda de 8, 7 o 6 MHz, y de si se emplea el llamado modo 8K (6816 subportadoras) o 2K (1704 subportadoras) . A modo de ejemplo, y sin excluir el empleo de cualquiera de las otras combinaciones, se describe el caso de una señal DVB-T de tipo 8K con un ancho de banda de 8 MHz.
En este caso, la señal DVB-T de tipo 8K con un ancho de banda de 8 MHz cuenta con 6816 subportadoras OFDM, cada una de ellas separadas por una frecuencia de (1/896 μ sg) Hz. En este múltiplex las subportadoras se numeran de 0 (frecuencia más baja, figuras 4 a 6) a 6816 (frecuencia más alta) . En todos los símbolos OFDM que componen una trama DVB-T las subportadoras 0 y 6816 son siempre de tipo piloto, mientras que las subportadoras Kp, con Kp = 0 + 3.n donde 0 < n < 2272, son de tipo piloto en uno de cada cuatro símbolos de la trama DVB-T.
Con objeto de que la señal DVB-T fuerce a la señal IEEE 802.11 a ocupar otra zona del espectro radio, lo que constituye una de las novedades de la presente invención, se selecciona la frecuencia del múltiplex OFDM DVB-T de modo que subportadoras de datos DVB-T se sitúen exactamente en la misma frecuencia que dos de las subportadoras de piloto IEEE 802. Hn, siendo esto posible gracias al hecho de que las subportadoras piloto de IEEE 802. Hn están separadas un número entero de subportadoras DVB-T tipo 8K y ancho de banda 8 MHz, concretamente separadas 3920 x (1/896 μ sg) Hz. El hecho de que las subportadoras piloto de IEEE 802. Hn estén separadas según un número entero de subportadoras DVB-T no ha sido desarrollado de forma intencionada por ninguno de los dos estándares (IEEE 802.11 y DVB-T) , y es fundamental para superponer con eficiencia subportadoras de datos DVB-T sobre subportadoras piloto de IEEE 802.Hn.
Si bien el ejemplo anterior se ha desarrollado para el modo 8K en un ancho de banda de 8 MHz, este puede extenderse a otros casos. Por ejemplo, en caso de emplearse el modo 2K con un ancho de banda de 8 MHz, la separación entre subportadoras piloto de IEEE 802.Hn es exactamente la existente entre 980 subportadoras DVB-T tipo 2K en un ancho de banda de 8 MHz . Esta relación exacta entre la separación de subportadoras piloto de IEEE 802. Hn y subportadoras de DVB-T se da también en el caso de que la señal DVB-T emplee un ancho de banda de 7 MHz. Cuando el ancho de banda es de 7 MHz y se emplea el modo 8K, la separación entre subportadoras piloto de IEEE 802. Hn es exactamente la existente entre 4480 subportadoras DVB-T tipo 8K en un ancho de banda de 7 MHz. Cuando el ancho de banda es de 7 MHz y se emplea el modo 2K, la separación entre subportadoras piloto de IEEE 802. Hn es exactamente la existente entre 1120 subportadoras DVB-T tipo 8K en un ancho de banda de 7 MHz .
Esta superposición de subportadoras de datos DVB-T con subportadoras piloto de IEEE 802. Hn tiene por objeto dificultar la recepción de las subportadoras de piloto en el receptor IEEE 802.Hn, y dado que las subportadoras de piloto son las más importantes para la correcta decodificación de la señal, forzar asi la selección de una zona del espectro diferente por parte de la interfaz 802.Hn.
La selección de la posición en frecuencia concreta del múltiplex OFDM DVB-T es posible de múltiples formas, y a modo de ejemplo se describe una de ellas en la figura 4, para el caso de emplearse el modo 8K en un ancho de banda de 8 MHz. Se selecciona la frecuencia de la primera subportadora DVB-T, portadora numerada como 0 en DVB-T y de tipo piloto, a una frecuencia de separación FS (figura 4) de 398.437,5 Hz por encima de la portadora numerada como - 32 en IEEE 802.Hn. En estas condiciones, la subportadora de datos DVB-T numerada como 2723 coincide en frecuencia con la subportadora piloto de IEEE 802.Hn numerada como - 21, ambas situadas 3.437.500 Hz por encima de dicha subportadora -32 de IEEE 802.Hn, y la subportadora de datos DVB-T numerada como 6643 coincide en frecuencia con la subportadora piloto de IEEE 802.Hn numerada como -7, ambas situadas 7.812.500 Hz por encima de dicha subportadora -32 de IEEE 802. Hn. Como se puede comprobar, en estas condiciones una subportadora de datos DVB-T siempre coincidirá con una subportadora piloto IEEE 802. Hn, dificultando la recepción de esta última.
La presente invención también tiene en cuenta las limitaciones impuestas por la tolerancia en frecuencia de las señales IEEE 802. Hn y la tolerancia en frecuencia de la señal DVB-T modificada transmitida. El caso más desfavorable es aquél donde la señal IEEE 802. Hn se transmite en la zona alta del espectro, alrededor de 5725 MHz, y que la tolerancia en frecuencia de la señal IEEE 802.Hn sea tan pobre que las subportadoras de piloto IEEE 802.Hn se transmitan en la frecuencia donde deberían emitirse las suportadoras de datos. Como la separación entre subportadoras en IEEE 802.Hn es de 312,5 KHz, el transmisor DVB-T deberá ser capaz de ajustar su frecuencia de transmisión con una precisión de 0,1 x (312,5 103 / 5725 106) para que las subportadoras de datos de DVB-T estén separadas de las subportadoras de piloto IEEE 802.Hn un máximo de 31,25 KHz, donde se encuentra concentrada la mayor parte de la energia de la subportadora piloto IEEE 802.Hn. La precisión de 0,1 x (312,5 103 / 5725 106) tiene por valor 5,4 ppm (partes por millón), lo que está dentro de las posibilidades de los cristales comerciales de bajo coste.
Por otra parte, la situación de posible coincidencia de subportadoras de datos IEEE 802.11, con subportadoras de piloto de la señal DVB-T, que dificultaran la recepción de esta última señal, es favorable a la señal DVB-T.
Según el ejemplo de selección de frecuencia descrito en el párrafo anterior, la subportadora DVB-T numerada como 0, que es siempre de tipo piloto, está a una frecuencia de 398.437,5 Hz por encima de la portadora numerada como -32 en IEEE 802.Hn, frecuencia situada entre las subportadoras -31 y -30 de 802.Hn, subportadoras que además no se usan nunca para permitir la disponibilidad de una banda de frecuencia de guarda entre señales IEEE 802. Hn, y de este modo la subportadora piloto 0 de DVB-T estará siempre libre de interferencias procedente de 802. Hn.
Continuando con el análisis, la otra subportadora permanentemente dedicada a piloto en DVB-T, la 6816, está a una frecuencia de 8.005.580,36 Hz por encima de la portadora numerada como -32 en IEEE 802. Hn, frecuencia situada entre las subportadoras -7 (7.812.500 Hz por encima de la -32) y -6 (8.125.000 Hz por encima de la -32)de 802. Hn, y de este modo la subportadora piloto 6816 de DVB- T estará siempre libre de interferencias procedente de 802.Hn al no coincidir con sus subportadoras -7 y -6.
Por último queda analizar en este ejemplo de ajuste de la frecuencia de la señal DVB-T modificada la posible interferencia sobre los pilotos que se mandan en las subportadoras Kp de la señal DVB-T. En este caso, las subportadoras de datos IEEE 802.11 numeradas como -26, -23, -20, -17, -14 - 11 y -8 coinciden con las subportadoras DVB-T numeradas como 1323, 2163, 3003, 3843, 4683, 5523 y 6363, si bien como en DVB-T solo uno de cada cuatro símbolos en estas subportadoras es de tipo piloto, solo se produce una interferencia en el 25% de las ocasiones. Por otra parte, una señal DVB-T de tipo 8K con ancho de banda de 8 MHz dedica 2271 de sus subportadoras para que sean usadas como piloto en uno de cada cuatro símbolos OFDM
(aparte de las subportadoras 0 y 6816, que siempre son pilotos) , de modo que las subportadoras de datos de la señal IEEE 802.Hn solo coincidirán con una subportadora de tipo piloto DVB-T en un 0,077 % (100 x 0,25 x 7/2271) de las ocasiones.
La novedad de la presente invención reside en que gracias a estas dos características diferenciales del estándar DVB-T modificado para la banda de 5470 a 5725 MHz con respecto el estándar IEEE 802.Hn, en primer lugar una mejor relación señal a ruido en recepción gracias a una mayor densidad espectral de potencia, y en segundo lugar la reducción de interferencia sobre la interfaz DVB-T debida a que el estándar IEEE 802. Hn se ve obligado a seleccionar un canal de radiofrecuencia diferente, el empleo del estándar DVB-T modificado para trabajar en la banda de 5470 a 5725 MHz permite el envió de señales de audio y video en entornos de interiores con una fiabilidad, medida como resistencia a interferencias, superior a la de métodos ya existentes, y en concreto superior al IEEE 802. Hn.
En el caso de que la interfaz radio de banda ancha necesite una mayor capacidad de transmisión de información, podrá emplear tantas señales DVB-T de tipo DVB-T 8K o 2K, con anchos de banda de 8, 7 y 6 MHz, como sean necesarias.
Estas señales DVB-T podrán emplear cualquier frecuencia entre 5470 y 5725 MHz, empleando los mismos principios de selección de frecuencia (coincidencia de subportadoras de datos DVB-T con subportadoras de pilotos IEEE 802.Hn) expuestos anteriormente.
El procedimiento de la invención presenta la novedad de incorporar las siguientes fases:
- Recibir en el nodo de acceso radio múltiples señales de audio y video según el estándar difusión de video Digital, DVB, en cualquiera de sus variantes seleccionadas entre Difusión de Video Digital Terrestre, DVB-T, Difusión de Video Digital Satélite, DVB-S, Difusión de Video Digital Protocolo Internet, DVB-IP, Difusión de Video Digital Cable, DVB-Co, y Difusión de Video Digital Portátil, DVB-H, - Recibir en el nodo de acceso radio múltiples señales de audio y video según el formato Moving Picture Expert Group, MPEG, en cualquiera de sus variantes
- Procesar en el nodo de acceso radio dichas señales recibidas de audio y video y generar una nueva señal de tipo DVB-T modificada en la banda comprendida entre 5470- 5725 MHz, para que la densidad espectral de potencia de la señal de tipo DVB-T modificada sea al menos 4 dB superior a la señal del estándar IEEE 802. Hn, que emplea la misma banda de frecuencia 5470-5725 MHz Aplicar la funcionalidad de exploración del espectro radio del estándar IEEE 802. Hn, que selecciona un canal radio diferente al empleado por la interfaz radio de banda ancha DVB-T en 5470-5725 MHz debido a la mayor densidad espectral de potencia de este último, para que la interfaz radio de banda ancha vea reducido su nivel de interferencia en el mismo canal radio.
Como se ha descrito anteriormente, el sistema 100 implementa una interfaz radio especifica llamada interfaz radio de control 160 que da soporte a un canal de control empleado para las labores de gestión de todo el sistema 100, y en la presente invención de forma preferente para soportar un canal de retorno que permita desde el equipo cliente seleccionar las señales de audio y video que serán enviados por la interfaz radio de banda ancha desde el nodo de acceso radio. La interfaz radio de control 160 se diseña de forma que se maximice la cobertura y la resistencia frente a errores y problemas de propagación. Esto se consigue mediante una baja tasa neta de transmisión de datos, empleándose técnicas de codificación para aumentar la redundancia de la señal y con ello la resistencia a errores. Además, implementa técnicas de gestión del espectro, empleando en cada momento el canal radio con menos ocupación radioeléctrica y menos interferido. También implementa técnicas de retransmisión de señales, incluyendo del tipo HARQ (Hybrid Automatic Repeat-Request) , para el caso de que los errores en recepción sean irrecuperables a pesar del empleo de técnicas de codificación. Además, implementa técnicas de entrelazo de información en el tiempo, para poder soportar la recuperación de información en caso de ráfagas de señales con errores.
En el resto de sus funcionalidades, la interfaz radio de control y el canal de control al que da soporte se implementa del modo descrito en la solicitud de patente P200802049. La presente invención introduce además una novedad en la implementación de la interfaz radio de control con respecto a lo descrito en la solicitud de patente P200802049, en cuanto a la frecuencia de uso que se emplea.
Si bien no se excluye el empleo de otras bandas de frecuencia, la presente invención incluye la posibilidad de emplear la banda que va de 5470 a 5725 MHz, empleada también por la interfaz radio de banda ancha.
Según una posible realización de esta invención, que se muestra en la figura 4, la interfaz radio de control se emite en cualquiera de las frecuencias correspondientes a las subportadoras 0 de IEEE 802. Hn, concretamente en las frecuencias de acuerdo con la relación
Frecuencia = 5000 + (5 x nch) (MHz)
Donde nch es el número de canal radio IEEE 802. Hn, y que en la banda de 5470 a 5725 MHz está entre 96 y 140, con saltos de 4 (por ejemplo, 96, 100, 104, 108, etc) .
El motivo de seleccionar la frecuencia de las subportadoras 0 para emitir la interfaz radio de control 160 es doble. En primer lugar, la subportadora 0 de un múltiplex OFDM de 802. Hn, está siempre sin emplear, de modo que la interfaz radio de control no sufrirá interferencias procedentes de IEEE 802. Hn. En segundo lugar, al ocupar la interfaz radio de control la frecuencia de la subportadora 0 de IEEE 802.11, que el estándar IEEE 802.Hn deja sin emplear para facilitar la demodulación homodina de la señal IEEE 802.Hn en los receptores, se dificulta asi la recepción correcta de la señal IEEE 802.Hn y se facilita asi que IEEE 802.Hn seleccione un canal radio diferente al empleado por la interfaz DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz. Para facilitar que IEEE 802.Hn emplee un canal radio diferente al empleado por la interfaz radio de banda ancha, la interfaz radio de banda ancha y la interfaz radio de control, ambas en la banda de 5470 a 5725 MHz, trabajan coordinadas de la siguiente forma . De acuerdo con la figura 4, cuando la interfaz radio de banda ancha 140, consistente en una señal DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz, se solapa con un canal IEEE 802. Hn (canales nch de IEEE 802. Hn entre 96 y 140), la interfaz radio de control se sitúa en la frecuencia de la subportadora 0 del mismo canal. De esta forma se refuerzan los efectos de las subportadoras de datos de DVB-T que se solapan con los pilotos de las subportadoras -21 y -7 de IEEE 802. Hn, con los efectos de la interfaz radio de control que se solapa con la subportadora 0 de IEEE 802. Hn, facilitando asi que la interfaz radio IEEE 802.Hn seleccione un canal radio diferente.
Según otra posible realización de esta invención, que se muestra en la figura 5, la interfaz radio de control 160 se emite en cualquiera de las frecuencias correspondientes a las subportadoras 21, de tipo piloto de IEEE 802.Hn, concretamente en las frecuencias de acuerdo con la relación Frecuencia = 5000 + (5 x nch) + (21 x 0,3125) (MHz)
Donde nch es el número de canal radio IEEE 802.Hn, y que en la banda de 5470 a 5725 MHz está entre 96 y 140, con saltos de 4 (por ejemplo, 96, 100, 104, 108, etc) .
El motivo de seleccionar la frecuencia de las subportadoras 21 para emitir la interfaz radio de control es doble. En primer lugar, la subportadora 21 de un múltiplex OFDM de 802.Hn se emplea siempre como piloto, de modo que la interfaz radio de control se solapará siempre sobre ella y dificultará la recepción de la señal IEEE 802.Hn, facilitando asi que IEEE 802.Hn seleccione un canal radio diferente. En segundo lugar, la separación en frecuencia entre la interfaz radio de control y la subportadora superior de DVB-T, la 6816 en la figura 5, se puede ajustar para que sea superior a 7.607.142,9 Hz, de modo que no se produzcan productos de intermodulación entre subportadoras DVB-T y la interfaz radio de control que se superpongan a la señal DVB-T, lo que facilita la implementación fisica de la interfaz radio de banda ancha y Ia interfaz radio de control, al precisarse dispositivos radio menos lineales. De nuevo, para facilitar que IEEE 802. Hn emplee un canal radio diferente al empleado por la interfaz radio de banda ancha, la interfaz radio de banda ancha y la interfaz radio de control, ambas en la banda de 5470 a 5725 MHz, trabajan coordinadas de la siguiente forma .
De acuerdo con la figura 5, cuando la interfaz radio de banda ancha, consistente en una señal DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz, se solapa con un canal IEEE 802. Hn (canales nch de IEEE 802. Hn entre 96 y 140), la interfaz radio de control se sitúa en la frecuencia de la subportadora 21 del mismo canal. De esta forma se refuerzan los efectos de las subportadoras de datos de DVB-T que se solapan con los pilotos de las subportadoras -21 y -7 de IEEE 802. Hn, con los efectos de la interfaz radio de control que se solapa con la subportadora 21 de tipo piloto de IEEE 802.Hn, facilitando asi que la interfaz radio IEEE 802.Hn seleccione un canal radio diferente.
Según otra posible realización de esta invención, que se muestra en la figura 6, la interfaz radio de control se emite en cualquiera de las frecuencias correspondientes a las subportadoras 27 a 32, concretamente en las frecuencias de acuerdo con la relación
Frecuencia = 5000 + (5 x nch) + ( (27 a 32) x 0,3125) (MHz)
Donde nch es el número de canal radio IEEE 802.Hn, y que en la banda de 5470 a 5725 MHz está entre 96 y 140, con saltos de 4 (por ejemplo, 96, 100, 104, 108, etc) .
El motivo de seleccionar la frecuencia de las subportadoras 27 a 32 para emitir la interfaz radio de control es doble. En primer lugar, las subportadoras 27 a 32 de un múltiplex OFDM de 802.Hn están siempre sin emplear, de modo que la interfaz radio de control no recibirá interferencias de IEEE 802.Hn. En segundo lugar, la separación en frecuencia entre la interfaz radio de control y la subportadora superior de DVB-T, la 6816 en la figura 6, se puede ajustar para que sea superior a 7.607.142,9 Hz, de modo que no se produzcan productos de intermodulación entre subportadoras DVB-T y la interfaz radio de control que se superpongan a la señal DVB-T, lo que facilita la implementación fisica de la interfaz radio de banda ancha y la interfaz radio de control, al precisarse dispositivos radio menos lineales.
Además, todos los equipos del sistema 100 implementan la radio cognitiva, de forma que se analiza el estado en que se encuentra el espectro radio y se selecciona en cada momento la banda de frecuencia más adecuada para la interfaz radio de banda ancha y la interfaz radio de control .
De forma ilustrativa, aunque sin restringirse a otras realizaciones, la función de radio cognitiva puede consistir en un análisis espectral del espectro radio
(conocida como Spectrum Sensing Cognitive Radio) y la medida de la potencia radio detectada en cada banda de frecuencia del espectro no licenciado, lo que permite seleccionar para su uso las bandas del espectro menos congestionadas. En una posible realización, la implementación se basa, sin excluir otras formas de realización alternativas, en uno o varios amplificadores de bajo ruido que detectan las señales radio, que son convertidas a frecuencia intermedia mediante mezcladores y un oscilador local sintonizable, de modo que sintonizando la frecuencia del oscilador local es posible seleccionar diferentes secciones del espectro de radiofrecuencia detectado por los amplificadores de bajo ruido.
Posteriormente las señales en frecuencia intermedia son filtradas mediante filtros paso banda de canal. Una vez filtradas las señales en frecuencia intermedia, se detecta su potencia mediante técnicas convencionales.
Otra realización posible de la Radio Cognitiva, concreta de la presente invención y que aprovecha el hecho de que las subportadoras de piloto de IEEE 802. Hn pueden estar separadas entre si un número exacto de subportadoras de DVB-T, es la siguiente.
Todos los elementos que componen el sistema 100 soportan la interfaz radio de banda ancha, de modo que todos ellos cuentan con módulos de transmisión/recepción radio de banda ancha 103,183, 113. De acuerdo con la presente invención, estos módulos deben ser capaces de transmitir y recibir una señal de tipo DVB-T en modo 8K o 2K, con ancho de banda de 8, 7 y 6 MHz, en la banda de frecuencia de 5470 a 5725 MHz. Como se ha descrito anteriormente, la señal DVB-T en modo 8K o 2K, con ancho de banda de 8 o 7 MHz, cuenta con subportadoras que pueden coincidir de forma exacta con la posición de dos subportadoras piloto de IEEE 802. Hn. Según la presente invención, una posible realización de la Radio Cognitiva se basa en el empleo de los módulos de transmisión/recepción radio de banda ancha, que cuando se deseara se emplearían para rastrear la presencia de señales de tipo IEEE 802. Hn en la banda de 5470 a 5725 MHz. Para ello, los módulos de transmisión/recepción radio de banda ancha 103,183, 113, se configuran cuando se desea para que no soporten la interfaz radio de banda ancha, de modo que se configuran en modo 8K o 2K con ancho de banda de 8 o 7 MHz y únicamente como receptores. La frecuencia exacta a la que se sintonizan en recepción los módulos de transmisión/recepción radio de banda ancha 103,183, 113, es tal que algunas de las subportadoras DVB-T que estos módulos están preparados para detectar coinciden de forma exacta con dos de las subportadoras piloto (subportadoras -21, -I1 1 y 21) que podría emplear una interfaz radio IEEE 802. Hn que pudiera estar ocupando la misma zona espectral. En caso de que una señal IEEE 802. Hn ocupara la misma zona espectral, el módulo de transmisión/recepción radio de banda ancha podría decodificar dos pilotos IEEE 802.Hn y determinar que el canal radio está ocupado por una señal IEEE 802.Hn. Las ventajas de esta implementación de la Radio Cognitiva son dos. En primer lugar, la detección de subportadoras piloto es siempre más fiable que una simple detección de potencia radio en una zona del espectro, pues las señales piloto son conocidas y se emiten de forma determinista con objeto de facilitar su detección. En segundo lugar, para implementar la Radio Cognitiva no es necesario dispositivos adicionales en los equipos que componen el sistema 100, pudiéndose aprovechar para ello los módulos de transmisión/recepción radio de banda ancha que necesariamente deben integrarse en todos los equipos del sistema 100.
La figura 7 muestra un esquema general de la invención, particularizado para una interfaz de de banda ancha 140 de tipo DVB-T modificada para su funcionamiento en la banda de 5470 a 5725 MHz. Esta interfaz en la presente invención es de carácter unidireccional, partiendo del nodo de acceso radio 101, siendo recibida en caso necesario por un reencaminador radio 180 (no representado en la figura7), y recibida en un equipo cliente 110. Esta interfaz radio de banda ancha se emplea para transportar señales de audio y video recibidas por el nodo de acceso radio 101 a través de la interfaz de acceso 150, señales que se reciben de acuerdo con una multitud de formatos, por ejemplo y sin excluir otros posibles formatos, de tipo DVB- T, DVB-IP, DVB-S, DVB-H, DVB-C, MPEG sobre TS-ASI, TS-SSI, TS, TS-SPI, PS.
Tal como se puede apreciar en la figura 7, el equipo cliente 110 incorpora una interfaz adicional con respecto a lo descrito en solicitud de patente P200802049 interfaz llamada interfaz de control de usuario 102. Esta interfaz se emplea para que el usuario pueda seleccionar desde el equipo cliente 110, que estará conectado al equipo final 120, que en general será un televisor, las señales de audio y video que desea que sean entregadas a su equipo final.
Esto es necesario porque el nodo de acceso radio podrá recibir múltiples señales de audio y vídeo a través de la interfaz de acceso, pero solo emitirá a través de la interfaz radio de banda ancha 140 aquellos contenidos seleccionados por el usuario con objeto de emplear solo el espectro radio estrictamente necesario. De este modo, una vez que el usuario selecciona las señales que desea que sean entregadas a su equipo final, esta selección es transmitida desde el equipo cliente al nodo de acceso radio por medio de la interfaz radio de control 160.
En cuanto a la realización particular del nodo de acceso radio 101, que parte de lo descrito en la en la figura 2, y que se muestra en la figura 8, se aprecia como un conjunto de señales de audio y vídeo son recibidas por la interfaz de acceso 150. Estas señales pueden ser de varios tipos y sin ánimo de ser exhaustivos y sin excluir otros formatos, se pueden describir los siguientes ejemplos :
Señales de tipo DVB-T, DVB-IP, DVB-S, DVB-H, DVB-C. Estas señales deberán ser decodificadas en un decodificador 103a para extraer las señales de tipo MPEG que contienen y entregarlas a un bloque codificador DVB-T 103b por medio de una o varias interfaces 103e de tipo TS-ASI, TS-SSI, TS, TS-SPI, PS.
Señales en banda base de tipo MPEG contenidas en flujos TS-ASI, TS-SSI, TS, TS-SPI, PS.
A partir de las señales MPEG sobre TS-ASI, TS-SSI, TS, TS-SPI, PS, ya sean procedentes del bloque demodulador 103a o directamente procedentes de la interfaz de acceso 150, el bloque codificador DVB-T 103b del nodo de acceso radio 101 genera una señal DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz.
El proceso, aparentemente contradictorio, de demodular una señal DVB-T para posteriormente volver a modularla en DVB-T tiene dos motivos que lo justifican.
En primer lugar, una señal DVB-T puede contener un número muy elevado de contenidos de audio y vídeo y ocupar un espectro de radiofrecuencia muy elevado, que no podrían ser soportados por la interfaz radio de banda ancha de tipo DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz. Durante el proceso de demodulación se extraen solo los contenidos de audio y video que deben ser transmitidos por la interfaz radio de banda ancha, de acuerdo con la selección realizada por el usuario a través de la interfaz de control de usuario 102, y transmitida desde el equipo cliente 110 al nodo de acceso radio 101. De esta forma es posible transmitir solo un subconjunto de las señales de audio y video recibidas por la interfaz de acceso, soportable por la interfaz radio de banda ancha.
En segundo lugar, la emisión de una señal DVB-T en la banda de 5 GHz no puede realizarse por medio de una simple conversión en frecuencia de una señal DVB-T estándar en la banda VHF/UHF a la banda de 5 GHz, por medio de un oscilador local 103c y un mezclador 703d. Esto se debe a que la modulación COFDM (Coded Orthogonal Fequency División Multiplexing, o Multiplexación por División en la Frecuencia Ortogonal Codificada) empleada en DVB-T exige que las frecuencias de las subportadoras que la componen sean siempre un múltiplo entero del inverso del periodo de simbolo COFDM, y esta condición no se cumplirá al realizar la conversión en frecuencia con un oscilador local 103c que no esté sincronizado con el reloj con el que se generó la señal DVB-T en VHF/UHF original. La demodulación de la señal DVB-T permite obtener las señales de audio y video originales en banda base, y a partir de las misma generar una nueva señal DVB-T en la banda de 5 GHz empleando ahora si un oscilador local 103c que se emplea para generar la trama de símbolos OFDM y las subportadoras en la banda de 5470 a 5725 MHz, y asegurando asi la relación entre las frecuencias de las subportadoras y el inverso del periodo de simbolo COFDM.
En cuanto a la realización particular del equipo cliente 110, se muestra en la figura 9 en la que la interfaz radio de banda anchal40 pasa a un bloque sintonizador 113a, que se encarga de entregarla a un demodulador de DVB-T 113b una señal COFDM en banda base o en frecuencia intermedia. El demodulador DVB-T 113b demodula la señal que recibe y entrega a su salida una o varias señales de audio y video en formato MPEG, soportadas mediante tramas de tipo TS-ASI, TS-SSI, TS, TS-SPI, PS.
Estas últimas tramas pueden ser entregadas directamente al equipo final 120 a través de la interfaz de equipo final 130, o bien ser convertidas previamente a otro formato antes de ser entregadas al equipo final 120. Este formato puede ser, a modo de ejemplo y sin limitar la posibilidad de emplear otro tipo, HDMI, DVB-T en bandas VHF/UHF, audio y video analógico en banda base, señal de Euroconector, etc.
En la figura 9 se muestra como el equipo cliente 110 cuenta con una interfaz de control de usuario 160, que permite a un usuario comunicarse con el equipo cliente 110. Esta comunicación tiene por objeto seleccionar las señales de audio y video que será entregadas por el equipo cliente 110 al equipo final 120, de modo que la selección realizada por el usuario se traslada desde el equipo cliente 110 al nodo de acceso radio 101 por medio de la interfaz radio de control 160.
De forma más especifica, el proceso que permite la selección de señales de audio y video desde el equipo cliente es el siguiente:
En una primera fase, el nodo de acceso radio realiza una exploración de todas las señales de audio y video que recibe a través de la interfaz de acceso. A modo de ejemplo, y sin excluir otras posibles realizaciones, el nodo de acceso radio sintoniza todos los canales radio de una señal DVB-T, o DVB-S, o toma un TS-ASI, y extrae los TS
(Transport Stream MPEG, o Flujo de Transporte MPEG) existentes. Para cada uno de estos TS obtiene la PSI (Program Specific Information, o Información Especifica de Programa) que permite demultiplexar cada unos de los programas que son transportados por el TS, entendiendo por programa una asociación fija de señales de video y audio MPEG.
Una vez realizada esta exploración, el nodo de acceso radio 101 registra todos los programas que ha detectado, y envia la lista completa de los mismos al equipo cliente 110 a través de la interfaz radio de control 160, donde esta información también es registrada.
Seguidamente, el usuario se conecta al equipo cliente 110 por medio de la interfaz de control de usuario 160, y solicita información sobre los programas disponibles. Esta información podrá ser presentada al usuario a través de la interfaz de control de usuario y ser visualizada en el dispositivo que se conecte a esta interfaz de control de usuario 102, o ser presentada al usuario a través de la interfaz de equipo final para ser visualizada en el equipo final, que a modo de ejemplo puede ser un televisor.
Una vez presentada la información sobre los programas disponibles, el usuario podrá seleccionarlos uno a uno, actuando a través de la interfaz de control de usuario 102, para su identificación audiovisual y eventual asociación a una palabra clave. A modo de ejemplo, al seleccionar un determinado programa el usuario podrá comprobar que se corresponde con una determinada emisora de televisión comercial, y asignarle un nombre o número, o podrá comprobar que se trata de la señal procedente de un reproductor local de audio y video conectado a su nodo de acceso radio, y asignarle de nuevo un nombre o número.
Una vez realizada esta asociación, el usuario podrá en cualquier momento seleccionar el contenido de audio o video, o programa, que desea visualizar en su equipo final, seleccionando a partir de una lista de palabras clave que le será presentada en el equipo final 120 o en el dispositivo que se conecte a la interfaz de control de usuario 102. Una vez que el usuario selecciona la palabra cable de la lista que se le presenta, la información sobre la selección es transmitida desde el equipo cliente al nodo de acceso radio, pasando en caso de que fuera necesario a través de un equipo reencaminador, por medio de la interfaz radio de control.
Cuando el nodo de acceso radio recibe esta información sobre el programa seleccionado por el usuario, pasa a incluir el programa entre los programas que son multiplexados y codificados en el bloque codificador DVB-T 103b representado en la figura 7 para ser posteriormente transmitido por la interfaz radio de banda ancha 140, de tipo DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz. La información sobre la posición del programa seleccionado en el múltiplex que se manda en la señal DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz se comunica al equipo cliente 110 a través de la interfaz radio de control 160, a modo de ejemplo por medio de campos de tipo PSI.
La interfaz radio de banda ancha 140, consistente en la señal DVB-T en la banda de 5470 a 5725 MHz, es recibida por el equipo cliente 110, pasando en caso de que sea necesario por un equipo reencaminador, y es sintonizada por el bloque sintonizador 113a que se muestra en la figura 9.
El bloque sintonizador entrega una señal COFDM, en banda base o en frecuencia intermedia, al descodificador DVB-T 113b que se muestra en la figura 9. Este bloque descodificador DVB-T extrae, empleando para ello la información de tipo PSI enviada desde el nodo de acceso radio 101 al equipo cliente por medio de la interfaz radio de control 160, el programa especifico que ha solicitado el usuario y que es entregado a través de la interfaz de equipo final 130 al equipo final 120.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- PROCEDIMIENTO DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑALES DE AUDIO
Y VÍDEO INALÁMBRICAS EN INTERIORES, que realiza la recepción de señales de banda ancha en un nodo de acceso radio (101), en un modo seleccionado entremodo local y a través de una red de acceso de telecomunicaciones (170) a la que está conectado mediante una interfaz de acceso
(150), donde dicho nodo de acceso radio (101) comprende un módulo de transmisión/recepción de señales de banda ancha (103) configurado para transmitir y recibir señales inalámbricas de banda ancha a través de una interfaz radio de banda ancha (140), hacia al menos un equipo cliente (110) que comprende un módulo de transmisión/recepción de señales de banda ancha (113) configurado para transmitir y recibir señales inalámbricas de banda ancha hacia/procedentes de dicho nodo de acceso radio (101) a través de dicha interfaz radio de banda ancha (140); se caracteriza porque comprende:
Recibir en el nodo de acceso radio (101) múltiples señales de audio y video según el estándar Difusión de Video Digital, DVB, en cualquiera de sus variantes seleccionadas entre Difusión de Video Digital Terrestre, DVB-T, Difusión de Video Digital Satélite, DVB-S, Difusión de Video Digital Protocolo Internet, DVB-IP, Difusión de Video Digital Cable, DVB-Co, y Difusión de Video Digital Portátil, DVB-H,
Recibir en el nodo de acceso radio (101) múltiples señales de audio y video según el formato Moving Picture Expert Group, MPEG, en cualquiera de sus variantes
- Procesar en el nodo de acceso radio (101) dichas señales recibidas de audio y video y generar una nueva señal de tipo DVB-T modificada en la banda comprendida entre 5470- 5725 MHz, para que la densidad espectral de potencia de la señal de tipo DVB-T modificada sea al menos 4 dB superior a la señal del estándar IEEE 802. Hn, que emplea la misma banda de frecuencia 5470-5725 MHz
Aplicar la funcionalidad de exploración del espectro radio del estándar IEEE 802. Hn, que selecciona un canal radio diferente al empleado por la interfaz radio de banda ancha DVB-T en 5470-5725 MHz debido a la mayor densidad espectral de potencia de este último, para que la interfaz radio de banda ancha (140) vea reducido su nivel de interferencia en el mismo canal radio.
2.- PROCEDIMIENTO DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑALES DE AUDIO
Y VÍDEO INALÁMBRICAS EN INTERIORES, según reivindicación 1, caracterizado porque la generación de la nueva señal de tipo DVB-T modificada en el nodo de acceso radio (101) en la banda de frecuencia entre 5470 y 5725 MHz, se realiza de manera que siempre se solapen algunas de las subportadoras de datos de la señal DVB-T modificada con las subportadoras piloto de la señal IEEE 802. Hn, para dificultar la recepción de subportadoras piloto por parte de los receptores radio que empleen el estándar IEEE 802. Hn y facilitar asi que dichos receptores radio IEEE 802.Hn seleccionen un canal radio diferente al empleado por la interfaz radio de banda ancha de tipo DVB-T en la banda de frecuencia entre 5470 y 5725 MHz, según establece dicho estándar IEEE 802.Hn.
3.- PROCEDIMIENTO DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑALES DE AUDIO
Y VÍDEO INALÁMBRICAS EN INTERIORES, según reivindicación 2, caracterizado porque el solapamiento de las subportadoras de datos de la señal IEEE 802.Hn con las subportadoras piloto de la señal DVB-T modificada, se produce en menos del 0.077% de las ocasiones, para facilitar que las señales del estándar IEEE 802.Hn interfieran en menor medida con la interfaz radio de banda ancha.
4.- PROCEDIMIENTO DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑALES DE AUDIO
Y VÍDEO INALÁMBRICAS EN INTERIORES, según reivindicaciones 1 o 2, que comprende el envió de señales de control a través de un canal de control configurado para intercambiar señales de control entre dicho nodo de acceso radio (101) y dicho al menos equipo cliente (110) sobre una interfaz radio de control (160), para lo que el nodo de acceso radio (101) y el al menos equipo cliente (110) comprenden un módulo de transmisión/recepción de señales de control
(104,114) configurados para establecer dicho canal de control para transmitir y recibir señales inalámbricas sobre dicha interfaz radio de control (160); se caracteriza porque comprende:
- explorar las múltiples señales de audio y video recibidas en el nodo de acceso radio (101) a través de la interfaz de acceso (150) ,
registrar los diferentes programas, de las múltiples señales de audio y video en el nodo de acceso radio (101), entendiéndose por programa una asociación fija de señales de audio y video;
enviar al equipo cliente (110) una lista de los diferentes programas registrados, a través del canal de la interfaz radio de control (160), y registrar dicha lista en el equipo cliente (110),
- seleccionar a través de un interfaz de control de usuario (102), conectado al equipo cliente (110), uno de los programas registrados,
- enviar la selección realizada, a través de la interfaz radio de control (160), al nodo de acceso radio (101),
- enviar desde el nodo de acceso radio (101), el contenido del programa registrado junto con otros programas al equipo cliente (110), a través de la interfaz de banda ancha (140), y enviar la posición del programa seleccionado al equipo cliente (110), a través de la interfaz radio de control (160),
- recibir el programa registrado junto con otros programas en el equipo cliente (110), y recibir la posición del programa seleccionado en el equipo cliente (110), para extraer el programa seleccionado a partir de la posición del programa seleccionado recibida,
- reproducir la señal de audio y video seleccionada en un equipo final (120), conectado al equipo cliente (110), a través de un interfaz de equipo final (130),.
5.- PROCEDIMIENTO DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑALES DE AUDIO
Y VÍDEO INALÁMBRICAS EN INTERIORES, según reivindicación 4, caracterizado porque la interfaz radio de control (160), también emplea la banda 5470-5725 MHz, de manera que la interfaz radio de banda ancha (140), puede ocupar el mismo canal radio que la interfaz radio de control (160), para lo que la interfaz radio de control (160), y la interfaz radio de banda ancha (140) , utilizan una frecuencia coordinada, en la que la interfaz radio de control (160), se selecciona entre las siguientes frecuencias:
- se hace coincidir la frecuencia de la interfaz radio de control (160), con la subportadora 0 del estándar IEEE 802. Hn, donde convencionalmente el estándar IEEE 802. Hn no emite señal radio para facilitar la detección homodina en los receptores IEEE 802. Hn, y asi evitar interferencias sobre la interfaz radio de control (160), y facilitar el cambio de canal radio de IEEE 802. Hn,
- se hace coincidir la frecuencia de la interfaz radio de control (160), con la subportadora 21 piloto del estándar IEEE 802.Hn, para dificultar la detección de la subportadora piloto 21 y facilitar el cambio de canal de IEEE 802.Hn,
- se hace coincidir la frecuencia de la interfaz radio de control (160), con las subportadoras 27 a 32 del estándar IEEE 802.Hn, que convencionalmente no se emplean, para evitar interferencias sobre la interfaz radio de control (160) .
6.- PROCEDIMIENTO DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑALES DE AUDIO
Y VÍDEO INALÁMBRICAS EN INTERIORES, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el envió de señales de banda ancha y de señales de control entre el nodo de acceso radio (101) y el equipo cliente (110) se realiza a través de al menos un equipo reencaminador (180) que está configurado para recibir señales de radio frecuencia a través de un interfaz radio de banda ancha (140) y de un interfaz radio de control (160), ambos en la banda 5470- 5725 MHz, para regenerar dichas señales de banda ancha y de radio control y retransmitirlas entre el nodo de acceso radio (101) y el equipo cliente (110) y viceversa.
7.- PROCEDIMIENTO DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑALES DE AUDIO
Y VÍDEO INALÁMBRICAS EN INTERIORES, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un equipo seleccionado entre el nodo de acceso radio (101), el equipo cliente
(110), el reencaminador (180) y combinación de los mismos, realizan funciones de radio cognitiva analizando el grado de ocupación del espectro en la banda de 5470 a 5725 MHz y seleccionan la zona del espectro menos interferida en bloques de 8 MHz, de modo que el receptor radio que soporta la interfaz radio de banda ancha (140) se sintoniza en frecuencia haciendo coincidir al menos dos de sus subportadoras de recepción de manera exacta con dos subportadoras piloto del estándar IEEE 802. Hn, para detectar la presencia de dichas subportadoras piloto y determinar que un determinado canal radio está ocupado por una señal del estándar IEEE 802. Hn.
8.- PROCEDIMIENTO DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑALES DE AUDIO
Y VÍDEO INALÁMBRICAS EN INTERIORES, según reivindicaciones 1 o 3, caracterizado porque comprende la recepción de señales estándar DVB en el nodo de acceso radio (101) mediante un decodificador (103a) tras el que se realiza la codificación DVB-T para obtener la señal DVB-T modificada en la banda 5470-5725 MHz, en tanto que las señales en banda base MPEG que se reciben en el nodo de acceso radio
(101) se aplican directamente a un codificador DVB (103b) para obtener la señal DVB-T modificada en la banda 5470- 5725 MHz.
9.- PROCEDIMIENTO DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑALES DE AUDIO
Y VÍDEO INALÁMBRICAS EN INTERIORES, según reivindicaciones 1 o 3, caracterizado porque comprende la recepción de señales de banda ancha DVB-T modificadas en el equipo cliente (110) mediante un sintonizador (110a), tras el que se realiza una descodificación DVB-T (110b) para su envió al equipo final (120) a través de la interfaz de equipo final (130) .
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