Método y aparato para reconstruir señales múltiples de alta frecuencia transmitidas en un único canal de radioenlace.

Método para reconstruir pares de señales de fuente (S1, S2; S1V, S1H; S2V, S2H) transmitidas en una modulación de alta frecuencia en un único canal de radioenlace, "de sección corta", que comprende una primera antena

(AT1) y una segunda antena (AT2) que transmiten respectivas señales útiles (TX1, TX2; TX1V, TH1H, TX2V, TX2H) moduladas por las señales de fuente (S1, S2; S1V, S1H, S2V, S2H) asociadas, recibiendo una primera antena (AR1) y una segunda antena (AR2), respectivamente, una primera señal (RX1) que es la suma de la primera señal útil (TX1; TX1V, TH1H) transmitida por la primera antena (AT1) de las dos antenas de transmisión (AT1, AT2) y al menos una componente interferente transmitida por la tra antena de transmisión (AT2), y una segunda señal (RX2) que es la suma de la segunda señal útil (TX2; TX2V, TX2H) transmitida por la segunda antena de transmisión (AT2) y al menos una componente interferente transmitida por la primera antena (AT1), un receptor/demodulador (D1, D2; D1, D2, D3, D4) para reconstruir cada señal de fuente (S1, S2; S1V, S1H, S2V, S2H) transmitida,

caracterizado porque comprende los siguientes pasos:

- desfasar 90º las señales (RX2; RX2V, RX2H) recibidas por una antena (AR2) de las dos antenas (AR1, AR2) con la generación de señales desfasadas (RX2-90; RX2V-90, RX2H-90) asociadas;

- añadir las señales desfasadas 90º (RX2-90; RX2V-90, RX2H-9.0) a la señal (RX1; RX1V, RX1H) correspondiente emitida por la otra antena (AR1) de las dos antenas de recepción (AR1, AR2) con la generación de una señal que comprende sólo las componentes (TX1; T1V, TX1H) derivadas de la primera antena de transmisión (AT1);

- realizar una sustracción entre la señal (RX1) recibida por la primera antena (AR1) y la señal desfasada 90º (RX290) para generar una señal que comprende sólo las componentes (TX2; TX2V, TX2H) derivadas de la segunda antena de transmisión (AT2);

- demodular (D1, D2) las señales separadas.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10171623.

Solicitante: SIAE MICROELETTRONICA S.P.A..

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: Via Buonarroti 21 20093 Cologno Monzese (MI) ITALIA.

Inventor/es: ROSSI, LEONARDO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION > Sistemas de radiotransmisión, es decir, utilizando... > H04B7/10 (utilizando un solo sistema de antenas caracterizado por sus propiedades de polarización o directivas, p. ej. diversidad de polarización, diversidad de dirección)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION > Sistemas de radiotransmisión, es decir, utilizando... > H04B7/08 (en la estación de recepción)

PDF original: ES-2477215_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Mïtodo y aparato para reconstruir seïales mïltiples de alta frecuencia transmitidas en un ïnico canal de radioenlace La presente invenciïn se refiere a un mïtodo y a un aparato para reconstruir seïales transmitidas en modulaciïn en un ïnico canal de radioenlace, de secciïn corta, que comprende mïltiples antenas y entrada/salida de mïltiples canales.

Se conoce en el sector tïcnico de las telecomunicaciones que existe la necesidad de tener sistemas con una capacidad cada vez mayor. En particular, estos tipos de sistemas se requieren cada vez mïs en un entorno urbano y a travïs de distancias cortas con el fin de proporcionar servicios de datos y conexiones de Internet inalïmbricas de alta velocidad.

Una tïcnica conocida para proporcionar estas conexiones usa la configuraciïn de antena que se muestra en el

diagrama de la figura 1 y que prevï dos antenas de transmisiïn AT1 y AT2 que transmiten una respectiva seïal TX1, TX2 usando ambas el mismo canal de radio, en la misma frecuencia portadora, normalmente con un valor de aproximadamente 10 GHz, o mïs, a dos antenas de recepciïn, AR1, AR2, que estïn situadas a una distancia tïpica de aproximadamente 10 km o menos.

Las seïales transmitidas TX1 y TX2 se generan por dos unidades funcionales modulares/de transmisor MT1, MT2 convencionales que tienen en su entrada respectivas seïales de banda base originales S1 y S2.

Con referencia a los puntos focales de cada antena, los dos pares de antenas de transmisiïn/recepciïn deben estar dispuestos de tal manera que: 25

- la distancia entre la primera antena de transmisiïn AT1 y la primera antena de recepciïn AR1 y entre la segunda antena de transmisiïn AT2 y la segunda antena de recepciïn AR2 es igual a “1” y;

- la distancia entre AT1 y AR2 y entre AT2 y AR1 es igual a 1+λ/4, siendo λ la longitud de onda de la portadora.

Si, por ejemplo, se supone una frecuencia de transmisiïn del radioenlace de 18, 5 GHz, λ/4 es aproximadamente 4 mm, y, si la distancia 1 entre los dos pares de antenas AT1, AR1 y AT2, AR2 es de 10 km, la distancia relativa “d” entre las dos antenas de transmisiïn AT1, AT2 y antenas de recepciïn AR1, AR2 debe ser igual a aproximadamente 9 m.

Con esta configuraciïn del radioenlace surge una interferencia relativa de manera que cada una de las antenas de recepciïn AR1, AR2 recibirï seïales RX1, RX2, conteniendo cada una respectivamente las seïales TX1 y TX2 transmitidas por cada antena AT1, AT2, con la misma intensidad y con un desfase relativo que es constante a lo largo del tiempo, puesto que la secciïn es “corta”.

Tambiïn se conocen tïcnicas que permiten la demodulaciïn y separaciïn, durante la recepciïn, de las seïales transmitidas usando estos mïtodos y, por tanto, recibidas con la seïal interferente superpuesta sobre la seïal ïtil; sin embargo, dichas tïcnicas requieren un diseïo de circuito pesado y complejo que es particularmente costoso. Otros ejemplos de la tïcnica anterior se dan a conocer en el documento GB 1 439 302.

Por tanto, el problema tïcnico que se plantea es desarrollar un mïtodo y un aparato asociado que puedan permitir de una manera particularmente sencilla y de bajo coste la separaciïn y demodulaciïn de las seïales recibidas por dos antenas de recepciïn de radioenlaces de secciïn corta que transmiten en un ïnico canal y seïales moduladas a alta frecuencia, permitiendo duplicar la capacidad de transmisiïn por medio del uso simultïneo de dos transmisores 50 copolares que actïan sobre dos antenas diferentes.

Estos resultados se consiguen segïn la presente invenciïn mediante un mïtodo segïn los rasgos caracterïsticos de la reivindicaciïn 1 y mediante un aparato segïn los rasgos caracterïsticos de la reivindicaciïn 9.

Pueden obtenerse detalles adicionales a partir de la siguiente descripciïn de un ejemplo no limitativo de realizaciïn del mïtodo y el aparato de la presente invenciïn proporcionada con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

la figura 1 muestra: el diagrama de la configuraciïn de radioenlace a la que se aplica el mïtodo segïn la invenciïn;

la figura 2 muestra: el diagrama de circuito de una primera realizaciïn de un aparato segïn la presente invenciïn para separar y demodular un par de seïales cada una transmitida por una respectiva antena;

la figura 3 muestra: el diagrama de una segunda realizaciïn de un aparato segïn la presente invenciïn para separar y demodular dos pares de seïales transmitidas en pares por una respectiva antena con doble polarizaciïn; 65 la figura 4 muestra: el diagrama de una tercera realizaciïn de un aparato segïn la presente invenciïn con eliminaciïn de la interferencia realizada en banda base usando tecnologïa digital;

la figura 5 muestra: el diagrama de una cuarta realizaciïn de un aparato segïn la presente invenciïn que opera en seïales de banda base.

Segïn la estructura de radioenlace mostrada en la figura 1, los dos pares de antenas de transmisiïn AT1, AT2 y antenas de recepciïn AR1, AR2 estïn dispuestos de tal manera que:

- la distancia entre la primera antena de transmisiïn AT1 y la primera antena de recepciïn AR1 y entre la segunda 10 antena de transmisiïn AT2 y la segunda antena de recepciïn AR2 es igual a “1” y;

- la distancia entre AT1 y AR2 y entre AT2 y AR1 es igual a 1+λ/4, siendo λ la longitud de onda de la portadora;

- siendo la distancia entre AT1 y AT2 y entre AR1 y AR2 igual a “d”;

esta configuraciïn, segïn el significado de la presente invenciïn y para los fines de la misma, tambiïn se denominarï a continuaciïn del tipo “secciïn corta”, es decir una secciïn en la que los fenïmenos de propagaciïn no logran producir variaciones en la geometrïa predefinida.

La figura 2 muestra un primer ejemplo de realizaciïn del aparato segïn la presente invenciïn para la extracciïn del par de seïales transmitidas usando las seïales RX1 y RX2 emitidas por la antena de recepciïn AR1 y AR2 asociada; estando cada una de estas seïales compuesta por la suma de las dos seïales TX1 y TX2 de banda base moduladas por una respectiva seïal de fuente S1, S2 transmitida por la respectiva antena AT1, AT2.

En mayor detalle, considerando la configuraciïn geomïtrica fija de las antenas, la seïal RX1, recibida por AR1 es una seïal que es la suma de la seïal ïtil TX1 transmitida por AT1 y la componente interferente TX2 transmitida por AT2, retardada λ/4, concretamente 90ï, teniendo preferiblemente TX1 y TX2 la misma potencia, y la seïal RX2 recibida por AT2 es una seïal que es la suma de la seïal ïtil TX2 transmitida por AT2 y la componente interferente TX1 retardada 90ï. Puesto que las potencias de las seïales TX1, TX2 transmitidas por AT1, AT2 son las mismas, la potencia de las seïales RX1, RX2 recibidas y la potencia de su respectiva componente interferente TX2, TX1 tambiïn son las mismas.

Durante la recepciïn, una de las dos antenas de recepciïn, AR2 en el ejemplo mostrado, tiene su salida conectada a la entrada de una etapa de desfasador 100 que comprende un circuito de desfasador, ϕ90, que, al recibir en su entrada la seïal RX2, genera en su salida una seïal RX2-90 con potencia inalterada (igual que RX1, RX2) , pero desfasada 90ï con respecto a la seïal RX2 recibida por la antena.

La seïal RX1 emitida por AR1 y la seïal RX2-90 emitida por el desfasador ϕ90 se envïan a la entrada de una etapa de separador 200 que comprende un circuito de sumador SM que realiza la adiciïn de las dos seïales, generando en su salida una seïal, TX1k, que contiene sïlo la suma de sïlo las componentes ïtiles... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Mïtodo para reconstruir pares de seïales de fuente (S1, S2; S1V, S1H; S2V, S2H) transmitidas en una modulaciïn de alta frecuencia en un ïnico canal de radioenlace, “de secciïn corta”, que comprende una 5 primera antena (AT1) y una segunda antena (AT2) que transmiten respectivas seïales ïtiles (TX1, TX2; TX1V, TH1H, TX2V, TX2H) moduladas por las seïales de fuente (S1, S2; S1V, S1H, S2V, S2H) asociadas, recibiendo una primera antena (AR1) y una segunda antena (AR2) , respectivamente, una primera seïal (RX1) que es la suma de la primera seïal ïtil (TX1; TX1V, TH1H) transmitida por la primera antena (AT1) de las dos antenas de transmisiïn (AT1, AT2) y al menos una componente interferente transmitida por la otra antena de transmisiïn (AT2) , y una segunda seïal (RX2) que es la suma de la segunda seïal ïtil (TX2; TX2V, TX2H) transmitida por la segunda antena de transmisiïn (AT2) y al menos una componente interferente transmitida por la primera antena (AT1) , un receptor/demodulador (D1, D2; D1, D2, D3, D4) para reconstruir cada seïal de fuente (S1, S2; S1V, S1H, S2V, S2H) transmitida,

caracterizado porque comprende los siguientes pasos:

- desfasar 90ï las seïales (RX2; RX2V, RX2H) recibidas por una antena (AR2) de las dos antenas (AR1, AR2) con la generaciïn de seïales desfasadas (RX2-90; RX2V-90, RX2H-90) asociadas;

- aïadir las seïales desfasadas 90ï (RX2-90; RX2V-90, RX2H-9.0) a la seïal (RX1; RX1V, RX1H) correspondiente emitida por la otra antena (AR1) de las dos antenas de recepciïn (AR1, AR2) con la generaciïn de una seïal que comprende sïlo las componentes (TX1; T1V, TX1H) derivadas de la primera antena de transmisiïn (AT1) ;

- realizar una sustracciïn entre la seïal (RX1) recibida por la primera antena (AR1) y la seïal desfasada 90ï (RX290) para generar una seïal que comprende sïlo las componentes (TX2; TX2V, TX2H) derivadas de la segunda antena de transmisiïn (AT2) ;

- demodular (D1, D2) las seïales separadas. 30

2. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado porque las seïales de fuente son dos pares (S1V, S1H; S2V, S2H) transmitidos cada uno por una respectiva antena de transmisiïn (AT1, AT2) con doble polarizaciïn (V, H) .

3. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 2, caracterizado porque comprende los siguientes pasos:

- desfasar 90ï ambas seïales (RX2V, RX2H) recibidas por una antena (AR2) de las dos antenas (AR1, AR2) con la generaciïn de respectivas seïales desfasadas (RX2V-90, RX2H-90) ;

- separar las seïales ïtiles e interferentes transmitidas por cada ïnica antena de transmisiïn por medio de:

- aïadir la primera seïal polarizada vertical (RX1V) recibida por la primera antena (AR1) y la seïal

desfasada 90ï (RX2V-90) con la generaciïn de una primera seïal de suma (TX1kV) ; 45

- realizar una sustracciïn entre las mismas seïales copolares verticales (RX1V) emitida por la primera antena (AR1) y (RX2V-90) emitida por el desfasador (ϕ190) con la generaciïn de una primera seïal de diferencia (TX2kV) ;

- aïadir la primera seïal polarizada horizontal (RX1H) recibida por la primera antena (AR1) y la seïal copolar desfasada 90ï (RX2H-90) con la generaciïn de una segunda seïal de suma (TX1kV) ;

- realizar una sustracciïn entre las mismas seïales copolares horizontales (RX1H) recibidas por la

primera antena (AR1) y la seïal (RX2H-90) emitida por el segundo desfasador (ϕ290) con la generaciïn 55 de una segunda seïal de diferencia (TX2kH) ;

- suprimir (300) las componentes interferentes de cada seïal de suma/diferencia.

4. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 3, caracterizado porque dicha supresiïn (300) de las componentes 60 interferentes comprende los siguientes pasos:

- atenuar cada seïal de suma/diferencia (TX1kV, TX1kH, TX2kV, TX2kH) con la generaciïn de cuatro seïales (TX1Va, TX1Ha, TX2Va, TX2Ha) que tienen la misma amplitud y fase que la respectiva componente interferente presente en dichas seïales de suma;

- realizar una sustracciïn de cada una de dichas seïales atenuadas (TX1Va, TX1Ha, TX2Va, TX2Ha) de

la respectiva seïal de suma/diferencia (TX1kH, TX1kV, TX2kH, TX2kV) ;

- demodular.

5. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado porque dicha etapa (100, 200) para separar las seïales ïtiles opera en radiofrecuencia.

6. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado porque dicha etapa (100, 200) para separar las seïales ïtiles opera en banda base. 10

7. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 3, caracterizado porque dicha etapa (300) para suprimir las componentes interferentes de cada seïal de suma/diferencia se realiza en radiofrecuencia.

8. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado porque dicha etapa (300) para suprimir las componentes 15 interferentes de cada seïal de suma/diferencia se realiza en banda base.

9. Aparato para demodular pares de seïales de fuente (S1, S2; S1V, S1H, S2V, S2H) transmitidas en ïnico canal de alta frecuencia, de radioenlace, “de secciïn corta”, que comprende una primera antena (AT1) y una segunda antena (AT2) que transmiten respectivas seïales ïtiles (TX1, TX2; TX1V, TH1H, TX2V, TX2H)

moduladas por las seïales de fuente (S1, S2; S1V, S1H, S2V, S2H) asociadas, una primera antena de recepciïn (AR1) y una segunda antena de recepciïn (AR2) que emiten respectivamente una primera seïal (RX1) que es la suma de la primera seïal ïtil (TX1; TX1V, TH1H) transmitida por la primera antena (AT1) de las dos antenas de transmisiïn y al menos una componente interferente transmitida por la otra antena de transmisiïn (AT2) , y una segunda seïal (RX2) que es la suma de la segunda seïal ïtil (TX2; TX2V,

TX2H) transmitida por la segunda antena de transmisiïn (AT2) y al menos una componente interferente transmitida por la primera antena (AT1) , un receptor/demodulador (D1, D2; D1, D2, D3, D4) para reconstruir cada seïal de fuente (S1, S2; S1V, S1H, S2V, S2H) transmitida,

caracterizado porque comprende 30

- una etapa de desfasador (100) que comprende al menos un circuito de desfasador (ϕ90) capaz de recibir en su entrada las seïales recibidas (RX2) por una antena (AR2) de las dos antenas de recepciïn y generar una seïal (RX290) correspondiente que estï desfasada 90ï y tiene la misma amplitud;

- una etapa de separador (200) capaz de generar en su salida seïales (TX1k, TX2k) que contienen cada una sïlo las componentes (TX1, TX2) transmitidas respectivamente por cada ïnica antena de transmisiïn (AT1, AT2) ; comprendiendo dicha etapa (200) :

al menos un circuito de sumador (SM1) capaz de recibir en su entrada la seïal (RX1) emitida por la primera antena (AR1) y la seïal (RX290) emitida por el desfasador (ϕ90) y realizar la suma de las dos seïales que generan en su salida una seïal, (TX1k) , que comprende sïlo las seïales transmitidas por sïlo la primera antena (AT1) ;

al menos un circuito de sustractor (ST) capaz de recibir en su entrada las mismas seïales (RX1) emitida 45 por la primera antena (AR1) y la seïal (RX290) emitida por el desfasador (ϕ90) y determinar la diferencia entre las dos seïales, generando en su salida una seïal (TX2k) que incluye sïlo las seïales transmitidas por sïlo la segunda antena (AT2) .

10. Aparato segïn la reivindicaciïn 9, caracterizado porque las seïales de fuente son dos pares (S1V, S1H;

S2V, S2H) transmitidos cada uno por una respectiva antena de transmisiïn (AT1, AT2) con doble polarizaciïn (V, H) .

11. Aparato segïn la reivindicaciïn 10, caracterizado porque dicho bloque de desfasador (100) comprende un par de circuitos de desfasador (ϕ190, ϕ290) pudiendo recibir cada uno en su entrada una respectiva seïal

(RX2V, RX2H) recibida por una antena (AR2) de las dos antenas de recepciïn (AR1, AR2) y generar una respectiva seïal (RX290V, RX290H) correspondiente que estï desfasada 90ï y tiene la misma amplitud,

y porque 60 - dicha etapa de separador (200) puede recibir en su entrada el par de seïales (RX1V, RX1H) emitidas por la primera antena de recepciïn (AR1) y el par de seïales desfasadas (RX290V, RX290H) emitidas por el respectivo desfasador (ϕ190, ϕ290) y generar en su salida dos pares de seïales (TX1kV, TX1kH; TX2kV, TX2kH) que contienen cada una sïlo las componentes transmitidas por una antena sïlo de las dos antenas de transmisiïn (AT1, AT2) , comprendiendo dicha etapa (200)

un primer sumador (SM1) que, al recibir en su entrada la primera seïal (RX1V) con polarizaciïn vertical

(V) recibida por la primera antena (AR1) y la seïal copolar desfasada (RX290V) emitida por el primer desfasador (ϕ190) , realiza la adiciïn de las mismas, generando en su salida una seïal TX1kV, que contiene la suma de sïlo las componentes (TX1V, TX1Hi) de las seïales (TX1V, TX1H) transmitidas por

la primera antena de transmisiïn (AT1) ;

un primer sustractor (ST1) que, al recibir en su entrada la misma primera seïal (RX1V) con polarizaciïn vertical (V) recibida por la primera antena de recepciïn (AR1) y la seïal desfasada (RX290V) emitida por el primer desfasador (ϕ190) determina la diferencia del mismo, generando en su salida una seïal

TX2kV, que contiene la suma de sïlo las componentes de sïlo las seïales (TX2V, TX2H) transmitidas por la segunda antena (AT2) ;

un segundo sumador (SM2) que, al recibir en su entrada la primera seïal (RX1H) con polarizaciïn horizontal (H) recibida por la primera antena (AR1) y la seïal (RX290H) emitida por el segundo desfasador (ϕ290) , realiza la adiciïn de las mismas, generando en su salida una seïal (TX1kH) que contiene, aïadidas conjuntamente, sïlo las componentes (TX2H, TX2Vi) derivadas de las seïales (TX2H, TX2V) transmitidas sïlo por la segunda antena de transmisiïn (AT2) ;

un segundo sustractor (ST2) que, al recibir en su entrada la misma primera seïal (RX1H) con polarizaciïn horizontal recibida por la primera antena (AR1) y la seïal (RX290H) emitida por el segundo desfasador (ϕ290) determina la diferencia del mismo, generando en su salida una seïal (TX2kH) que contiene, aïadidas conjuntamente, sïlo las componentes (TX2H, TX2Vi) derivadas de las seïales (TX2H, TX2V) transmitidas por sïlo la segunda antena (AT2) , y porque comprende un bloque de supresor (300) que puede recibir en su entrada las componentes de las seïales generadas por el

circuito de separador (200) y suprime de las mismas las respectivas componentes de polarizaciïn cruzada interferentes (TX1kHi, TX1kVi, TX2kHi, TX2kVi) y que estï dispuesto aguas abajo del circuito de separador (200) .

12. Aparato segïn la reivindicaciïn 11, caracterizado porque dicho bloque de supresor (300) comprende un circuito de atenuador (A1, A2, A3, A4) para cada una de las seïales (TX1kV) emitida por el primer sumador (SM1) , (TX2kV) emitida por el primer sustractor (ST1) , (TX1kH) emitida por el segundo sumador (SM2) , (TX2kH) emitida por el segundo sustractor (ST2) , controlïndose dichos atenuadores (A1, A2, A3, A4) por un dispositivo (AG) para controlar de manera adaptativa la atenuaciïn.

13. Aparato segïn la reivindicaciïn 11, caracterizado porque dichos bloque de desfasador (100) , bloque de separador (200) y bloque de supresor (300) estïn dispuestos aguas abajo de los receptores/demoduladores (D1, D2, D3, D4) .

14. Aparato segïn la reivindicaciïn 9, caracterizado porque dichos bloque de desfasador (100) y bloque de 40 separador (200) estïn dispuestos aguas arriba de los demoduladores (D1, D2) .

15. Aparato segïn la reivindicaciïn 11, caracterizado porque dicho bloque de supresor (300) estï aguas arriba de los receptores/demoduladores (D1, D2, D3, D4) .

16. Aparato segïn la reivindicaciïn 11, caracterizado porque dicho bloque de supresor estï aguas abajo de los receptores/demoduladores (D1, D2; D1, D2, D3, D4) .

17. Aparato segïn la reivindicaciïn 9, caracterizado porque la etapa de desfasador (100) y la etapa de separador (200) son digitales. 50

18. Aparato segïn la reivindicaciïn 16 ï 17, caracterizado porque la etapa de supresor (300) es digital.