Inventos patentados en España.

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Inventos patentados en España en los últimos 80 años. Clasificación Internacional de Patentes CIP 2013.

SISTEMA DE DETECCION Y LOCALIZACION DE DESADAPTACIONES DE IMPEDANCIA.

Patente de Invención. Resumen:

La invención se refiere a un Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV

, que comprende una entrada de RF, un detector de energía, una etapa mezcladora para el traslado de la señal de interés a una frecuencia intermedia conocida, un filtro pasobanda, un conversor analógico-digital, un control automático de ganancia y un sistema programable de procesado digital de señales que utiliza como entrada señales presentes en la red de SMATV no inyectadas por el propio sistema.

Solicitante: SISTEMAS INTEGRADOS DE SERVICIOS DE TELECONTROL, S.L..

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: PEREZ GONZALEZ,FERNANDO, LEDO GAVIEIRO,JOSE LUIS, UCHA CUEVAS,MIGUEL ANGEL, CONDE BALADO,MIGUEL ANGEL, PAZ BUGALLO,BENITO MANUEL.

Fecha de Publicación de la Concesión: 16 de Mayo de 2012.

Clasificación Internacional de Patentes: H04H20/12, H04H20/63.

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SISTEMA DE DETECCION Y LOCALIZACION DE DESADAPTACIONES DE IMPEDANCIA.
Descripción:

Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancia.

La presente invención se refiere a un sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias, en particular en redes de SMATV.

Sector de la técnica

Esta invención se sitúa en el ámbito de la reflectometría en el dominio de la frecuencia, más concretamente en el relativo a la detección y localización de desadaptaciones de impedancias dentro de redes SMATV utilizando únicamente las señales transmitidas en dichas redes sin inyección de ninguna otra señal por parte del sistema de la presente invención.

Estado de la técnica

Las redes de distribución de servicios de TDT y satélite (SMATV) contienen, por su propio diseño, multitud de desadaptaciones de impedancias a lo largo del trayecto por el que transcurre la señal de radiofrecuencia desde la cabecera hasta la toma de usuario. Las ondas reflejadas aparecen, principalmente, en todas aquellas discontinuidades presentes en las redes SMATV, esto es, en las conexiones entre repartidores, derivadores, tomas y el cable coaxial, debido a la no idealidad de los dispositivos utilizados en la construcción de la red. Si bien éstas, son las causas de aparición de ecos de menor tiempo de detección ya que se hallan en los puntos clave de la red, pueden aparecer otro conjunto de desadaptaciones provocadas por cables rotos o no conectados, por el mal estado de cualquiera de los elementos de distribución, o incluso por la existencia de fallos en la instalación más complejos de identificar.

El efecto provocado por una desadaptación de impedancias en un punto concreto de una red SMATV consiste en la generación de una reflexión o eco de la señal en dicho punto con distinta amplitud y fase. Las reflexiones pueden afectar a la distribución de la señal en el resto la red de forma constructiva o destructiva debido a la mencionada variación de amplitud y fase en la señal reflejada. Por ello, una red que haya sido inadecuadamente manipulada puede provocar efectos indeseados. Como consecuencia de estas reflexiones, la señal puede verse enormemente afectada en su rendimiento, de modo que algunos de los servicios disponibles pueden no ser accesibles para algunos de los usuarios. Esto es cierto en el caso de señales de difusión digital terrestre, especialmente en el caso de satélite, donde la existencia de técnicas de protección contra errores debidos a la interferencia entre símbolos (ISI) es muy limitada. Otro caso crítico aparece cuando se desean enviar datos sobre el cable coaxial, de nuevo porque los fenómenos de propagación multitrayecto se traducen en interferencia entre símbolos. Aunque el propio diseño de estas redes suele mitigar las consecuencias de la existencia de los rebotes de la señal en el resto de red, en la etapa en la que se realiza la instalación de la red sigue siendo necesario, para la correcta recepción de señal en dichas redes, descubrir todas aquellas señales retardadas previstas y no previstas en la fase de diseño, provocadas por todos los motivos no controlados comentados anteriormente.

Hoy en día, las soluciones disponibles en el ámbito de la detección de desadaptaciones de impedancias tratan de obtener la posición de estas perturbaciones a través de la inserción en la red SMATV de una señal conocida y la posterior captura de la señal provocada por el desacoplo de impedancias. Lógicamente, para la utilización de estos equipos se supone que se trabaja en redes SMATV donde no se está inyectando otra señal que no sea la del propio equipo. Existen varios escenarios en donde esto ocurre. La primera situación es aquella en la que la red todavía está en fase de instalación. En este caso no se está transmitiendo señal a ninguno de los posibles usuarios de la red por lo que no existe posibilidad alguna de interferir con las necesidades del plantel de usuarios. En el segundo caso, se trata de una red plenamente operativa, pero en la que para identificar las reflexiones es necesario proceder a la desconexión de la señal de cabecera, con objeto de no interferir al proceso de medida. Por supuesto, esta es una circunstancia indeseable, ya que obliga a cesar la prestación del servicio a los distintos usuarios conectados a la red SMATV. Actualmente no existe ninguna técnica que permita obtener la procedencia de las desadaptaciones de impedancias de la red sin privar a los usuarios de la red del conjunto de servicios del que está disfrutando. Por tanto, cada vez que se desee iniciar la búsqueda de la posición de desacoples o ecos dentro de una red SMATV será preciso detener la difusión de señal a través de la red, interrumpiendo la recepción de contenidos en cada una de las tomas del entorno de distribución, con el consiguiente perjuicio para la comunidad de beneficiarios de los distintos servicios ofertados.

Como se ha introducido previamente, el enfoque actual más difundido aplicado a la determinación de la presencia de desajustes en la adaptación de impedancias se basa, principalmente, en la inserción en la red a caracterizar de una señal conocida y la posterior captura de las reflexiones originadas en los desacoples de la red (reflectometría). En función del tipo de domino en el que se trabaje, temporal o frecuencial, existen dos posibles formas de enfrentarse al problema planteado. La reflectometría en el dominio del tiempo (TDR) consiste en la transmisión de un pulso al dispositivo que se desea evaluar (DUT, Device Under Test) y la captura de la señal reflejada en dicho dispositivo. Esta técnica suele ser utilizada para estudiar los parámetros de líneas de transmisión con pérdidas como, por ejemplo, en la patente americana US006437578B1 titulada "Cable loss correction of distance to fault and time domain reflectometer measurements". Las tasas de muestreo utilizadas en la captura de la señal en el ámbito de la reflectometría en el dominio del tiempo suponen el uso de relojes de muestreo demasiado altos, que incrementan considerablemente la complejidad de las herramientas de detección. Debido a las limitaciones del sistema TDR para comprobar la existencia de fallos en función de la frecuencia en el sistema que está siendo analizado, surge otra iniciativa totalmente distinta. La otra vertiente existente en la reflectometría es la que trabaja en el dominio de la frecuencia (FDR). Se trata de una estrategia utilizada muy habitualmente en los equipos de medida debido a la necesidad de una tasa de muestreo menor (por tanto menor complejidad) y el aumento de prestaciones de la medida al observar las variación espectral de los parámetros obtenidos. Esta técnica realiza un barrido espectral, habitualmente con un tono o conjunto de tonos, obteniendo los efectos de las desadaptaciones de impedancias con respecto a la frecuencia debido a la reflexión de estas sinusoides. Ejemplos de uso de esta técnica son las patentes americanas US006868357B2 de título "Frequency domain reflectometry system for testing wires and cables utilizing in-situ connectors, passive conectivity, cable fray detection, and live wire testing" y US006691051B2 de título "Transient distance to fault measurement". Dentro de lo que conocido como reflectometría en el dominio de la frecuencia existen diversas variantes. Así, existen la Phase Detection FDR (PDFDR) que mide la diferencia de fase entre ondas, la Standing Wave Reflectometry (SWR) que calcula la magnitud de la onda estacionaria producida por la superposición de las ondas incidente y reflejada, la Frequency-Modulated continuous wave (FMCW) que utiliza un conjunto de sinusoides cuya frecuencia es se ve incrementada linealmente y la Mixed-Signal Reflectometry (MSR) expuesta en la patente americana US007215126B2 "Apparatus and method for testing a signal path from an injection point" y en "Mixed-Signal Reflectometer for Location of faults on Aging wiring" Peijung Tsai et al, IEEE Sensors Journal, vol. 5, Nº 6 de diciembre de 2005, técnica que utiliza la suma de dos ondas sinusoidales, una incidente y otra reflejada, y analiza la componente continua extraída fruto de obtener el cuadrado de dicha operación. Además de las herramientas descritas, existen otras opciones para la detección de las reflexiones de la señal que comprenden el uso conjunto de la reflectometría en tiempo y en frecuencia. Esta tercera vía se denomina Time-Frequency Domain Reflectometry (TFDR) siendo la patente europea EP 1 477 820 A2 de título "Wire fault detection" o la publicación IEEE Transactions on instrumentation and measurement, vol 54, Nº 6, December 2005 titulada "Application of time-frequency domain reflectometry for detection an localization of an fault on a coaxial cable" de Shin Yong-June y Edwar J. Powers, ejemplos de su uso.

El punto común de todas las tecnologías descritas hasta ahora es la aplicación de una señal generada internamente para realizar las medidas y, en ocasiones, la utilización de otros dispositivos para poder llevar a cabo correctamente las medidas propuestas. La inserción de la señal en la red y la captura de la reflexión debe de realizarse en el mismo punto físico, con la complejidad hardware que ello implica ya que es necesaria la utilización de un dispositivo que permita separar la señal reflejada de la transmitida. Esta forma de actuar no es arbitraria debido a que, si la generación de la señal se realiza en algún otro punto de la red distinto del punto de captura de la reflexión, sería conveniente no sólo dotar a los distintos elementos presentes en la detección, transmisor y receptor, de mecanismos de sincronización, sino que, además, sería indispensable el análisis de la red hasta el más último detalle para poder predecir, a partir de ambas señales, la efecto y posición de las componentes retardadas de la señal principal. El hecho de insertar una señal conocida en la red y capturar la reflexión en el mismo punto, incide directamente en el diseño hardware del aparato en cuestión aumentando considerablemente la complejidad del mismo. Por otra parte, la localización del origen de las ondas reflejadas, supone el muestreo de la señal capturada a una velocidad lo suficientemente alta como para diferenciar ecos muy cercanos. De esta manera, cuanto mayor precisión espacial se desee obtener, mayor velocidad de muestreo será necesaria. Además, otra de las deficiencias que acarrean los actuales dispositivos de detección de desadaptaciones es que si, tal como se ha visto, resulta necesario por parte del dispositivo insertar una señal conocida en la red, es conveniente llevar a cabo la suspensión temporal de los servicios a distribuir sobre dicha red, lo que supone un indudable perjuicio para el usuario. Finalmente, si el personal técnico encargado de las medidas desea limitar la búsqueda de retardos a un rango concreto de la red SMATV también es necesaria la desconexión física de alguno de los elementos constitutivos de la red limitando los servicios recibidos por el usuario de dichas redes.

Descripción

El objeto de la presente invención es un sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV, así como un método para la cuantificación de la longitud de los cables coaxiales presentes en dichas redes. Esto se consigue aprovechando la forma espectral de los canales trasmitidos en una red SMATV para obtener información sobre las desadaptaciones de impedancias presentes en dicha red mediante un sistema de procesado de señales como el definido en las reivindicaciones.

La presente invención tiene una pluralidad de ventajas.

En un ejemplo de sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV, que comprende una entrada de RF, un detector de energía, una etapa mezcladora para el traslado de la señal de interés a una frecuencia intermedia conocida, un filtro pasobanda, un conversor analógico-digital, un control automático de ganancia y un sistema programable de procesado digital de señales, está caracterizado porque utiliza como entrada señales presentes en la red SMATV no inyectadas por el propio sistema. Esto presenta la ventaja de no tener que introducir una señal en la red SMATV, lo que supone una menor complejidad y abaratamiento del equipo.

Otro de ejemplo de sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias según la invención está caracterizado porque utiliza como entrada señales presentes en la red SMATV dentro del rango de frecuencias utilizado para difusión en la propia red. Esto presenta la ventaja de poder utilizar aquellas señales transmitidas en esta banda caracterizadas por la ausencia de multitrayecto en la señal, eliminando así la posible presencia de falsos positivos.

Un ejemplo de sistema según la invención está caracterizado porque permite variar la resolución espacial de detección, el ancho de banda utilizado y el rango espacial de detección. Esto presenta la ventaja de aumentar la precisión de la medida y detectar desadaptaciones de impedancias muy próximas y, por otra parte, acotar la longitud del camino recorrido por las reflexiones a un valor determinado.

Otro ejemplo de sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV está caracterizado porque permite la medida de la longitud de un determinado cable coaxial dentro de una red SMATV. Esto presenta la ventaja de poder obtener la topología de la red a través la medida en diversos puntos de dicha red.

Un ejemplo de sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias según la invención está caracterizado por que permite la medida de la distancia al fallo en los cables coaxiales de las redes SMATV. Esto presenta la ventaja de poder validar el correcto funcionamiento de los cables coaxiales en redes SMATV cuya topología es conocida.

Otro ejemplo de sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias según la invención está caracterizado porque permite la comparación de los resultados obtenidos en distintas medidas realizadas en diversos puntos de la red SMATV. Esto presenta la ventaja de poder diferenciar la procedencia de las distintas desadaptaciones de impedancias en caso de ambigüedad.

Un ejemplo de sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la invención está caracterizado porque permite utilizar como entrada la diferencia de los espectros correspondientes a distintas medidas en distintos puntos de la red SMATV. Esto presenta la ventaja de eliminar los efectos de los falsos positivos derivados de una posible periodicidad en la forma del espectro de la señal utilizada en la detección maximizando los efectos de las desadaptaciones.

A continuación se ilustrarán las ventajas y características de la invención mediante la siguiente descripción, en la que se hace referencia a las figuras adjuntas.

La figura 1 muestra un diagrama de bloques detallando el proceso de detección y localización de desadaptaciones de impedancias. En el punto 101 se obtiene el espectro de la señal usada para detectar la presencia de desadaptaciones y localizar su posición. El espectro obtenido contiene información sobre la presencia de desadaptaciones de impedancias en la red, tal y como se presenta en la siguiente ecuación:

En la anterior ecuación, Xrec(ω) se corresponde con la Transformada de Fourier de la señal recibida en un punto concreto de una red SMATV donde existen K desadaptaciones de impedancias, X(ω) es la Transformada de Fourier de la señal entregada a la red de distribución SMATV sin verse modificada por el efecto de las desadaptaciones (100(ω) es su Transformada de Hilbert), ρR k y ρI k son la parte real e imaginaria respectivamente de cada uno de las K coeficientes de reflexión asociados a las distintas desadaptaciones de impedancia presentes en la red SMATV y τk el retardo de cada una de las replicas generadas por dichas desadaptaciones con respecto a la señal directa X(ω).

El ancho de banda máximo de la señal empleada se halla limitado al rango correspondiente a la banda de difusión de señales dentro de una red SMATV siendo posible utilizar un ancho de banda menor. El ancho de banda utilizado está directamente ligado a la resolución temporal empleada en la detección de las reflexiones por la ecuación Tc = 1/B, donde Tc es el período de muestreo temporal y B el ancho de banda de la señal utilizada. Así, la resolución espacial de la presente invención y la resolución temporal obtenida poseen una relación de proporcionalidad derivada de la siguiente ecuación D = vp•Tc, donde D es la resolución espacial y vp la velocidad de propagación característica del cable coaxial. Una vez obtenido el espectro de la señal, se obtiene el módulo de dicho espectro en el bloque 102. Tras haber obtenido el módulo del espectro seleccionado se aplica una reducción del ruido presente en el espectro en el bloque 103. La señal resultante es objeto de transformaciones espectrales dentro del bloque 104, donde se aplica la elevación del módulo de la señal a un factor n en el bloque 1041, siendo el valor de n = 2 un ejemplo no limitativo de factor a escoger. Así, a la salida de este bloque se obtiene:

donde

En esta última ecuación, si se desarrolla el cuadrado del módulo se obtiene la siguiente igualdad

donde Ak y Bk son constantes que engloban la influencia de cada coeficiente de desadaptación de impedancias existentes en la red SMATV sobre cada retardo τk generado por una desadaptación concreta. De esta manera, se observa que el efecto de las desadaptaciones sobre el espectro de la señal transmitida a lo largo de la red SMATV se traduce en la multiplicación de éste por la suma de un conjunto de señales derivadas de sinusoides.

Así, una vez obtenida la señal a la salida del bloque 1041, la señal sirve de entrada para el bloque 1042 donde se aplica una transformación del espectro que permita separar mejor la señal transmitida a través de la red SMATV de los efectos de la red. Un ejemplo no limitativo de transformación espectral es la aplicación de una función logarítmica, el logaritmo en base 10, que permite separar mejor el efecto de las desadaptaciones sobre la señal transmitida. Aplicando esta transformación sobre las ecuaciones anteriores, se obtiene la siguiente igualdad

cumpliéndose que

Si se tiene en cuenta la aproximación de Taylor de la función logaritmo neperiano

y la relación de este último con el logaritmo en base 10

el resultado de aplicar el logaritmo sobre la señal |Xrec(ω)|2 implica la conversión del producto de |X(ω)|2 y |H(ω)|2 en una suma, al tiempo que esta última función continúa estando formada por una combinación de señales derivadas de sinusoides.

Tras haber aplicado estas transformaciones se calcula la Transformada de Fourier Inversa (IFT) de N puntos (bloque 105). El número N limita el rango de distancias detectables a N•D/2 ya que, por aplicar la IFT a una señal real se obtiene una señal compleja simétrica, en donde se puede descartar la mitad de los puntos.

Al resultado de este bloque se le aplica un procesado de la respuesta temporal 106 consistente en obtener el módulo 1061 de la señal compleja resultante y la posterior elevación a una potencia conocida 1062. El resultado se traduce en un conjunto de máximos cuya posición temporal se corresponde con cada uno de los retardos τk asociado a cada desadaptación de impedancias de la red SMATV.

Una vez que se ha obtenido el resultado de los bloques anteriores realiza una normalización 107 que permite la comparación entre distintas medidas realizadas a lo largo de la red SMATV.

La señal resultante será similar a la representada en la figura 4 donde, debido a la periodicidad del espectro de entrada, apreciable en la figura 8, pueden aparecer falsos positivos que fácilmente se pueden confundir la detección de desadaptaciones de impedancias reales. Estos falsos positivos son fácilmente detectables mediante el cálculo de la periodicidad del espectro de entrada, y se pueden obviar comparando los espectros capturados en distintos puntos de la red SMATV y aplicando la diferencia como entrada al sistema según la invención, obteniendo unos resultados como los mostrados en la figura 5.

El proceso de detección y localización de las desadaptaciones de impedancias finaliza con la detección de los máximos presentes en la señal 108 y la obtención de la posición especial ligada al retardo temporal de los distintos máximos de la señal.

Descripción de las figuras

Figura 1. Detección de desadaptaciones de impedancias.

101 Obtención del espectro. 102 Bloque de obtención del módulo del espectro. 103 Reducción de ruido. 104 Transformación del espectro. 105 Transformada de Fourier Inversa de N puntos. 106 Procesado de la respuesta temporal. 107 Normalización. 108 Detección de máximos.

Figura 2. Detalle del bloque de transformación del espectro.

1041 Bloque de elevación al cuadrado. 1042 Bloque de transformación de espectro.

Figura 3. Detalle del bloque de procesado de la respuesta temporal.

1061 Bloque de obtención del módulo del espectro. 1062 Bloque de elevación al cuadrado.

Figura 4. Componentes inherentes a la forma de la señal de entrada.

Figura 5. Detección de la posición de las desadaptaciones de impedancia.

Figura 6. Red SMATV donde se realizan las medidas sobre las señales de TV satélite u otra señal conocida.

201 Antena de señal satélite. 202 Mezclador. 203 Derivadores. 204 Red de distribución. 205 Tomas de usuario. 206 Localizador de desadaptaciones de impedancias. 207 Cable coaxial.

Figura 7. Ejemplo de aplicación práctica de la presente invención.

301 Conector de entrada de la señal. 302 Detector de energía. 303 Mezclador. 304 Filtro pasobanda. 305 Oscilador local para pasar la señal a frecuencia intermedia. 306 Control Automático de Ganancia (AGC). 307 Conversor analógico-digital (A/D). 308 Microprocesador de control del sistema. 309 Interfaz con el usuario. 310 Terminal de visionado. 311 FPGA.

Figura 8. Conjunto de canales satélite en la banda FI.

Figura 9. Ejemplo de aplicación práctica de la presente invención.

401 Antena de señal satélite. 402 Mezclador. 403 Porción de la Red de distribución de topología desconocida. 404 Derivador. 405 Cable coaxial de longitud desconocida. 406 Localizador de desadaptaciones de impedancias. 407 Red de distribución.

Figura 10. Ejemplo de aplicación práctica de la presente invención.

501 Antena de señal satélite. 502 Mezclador. 503 Porción de la Red de distribución de topología desconocida. 504 Derivador. 505 Cable coaxial con problema de desadaptación. 506 Localizador de desadaptaciones de impedancias. 507 Red de distribución.

Descripción de una realización de preferencia

A continuación se describe una preferencia de realización de la invención sin limitación alguna en cuanto a la aplicación ni al método de implementación de la misma, con el objeto de ilustrar las propiedades y ventajas de la presente invención en una de sus múltiples aplicaciones posibles.

Un ejemplo no limitativo de la realización de preferencia, presentada a modo de ejemplo, de la invención se describe con referencias a las figuras adjuntas

La Figura 1 muestra un diagrama de bloques detallando el proceso de detección y localización de desadaptaciones de impedancias. El bloque 101 obtiene el espectro de la señal de entrada. Posteriormente el bloque 102 calcula el módulo del espectro. El bloque 103 realiza una reducción de ruido en el espectro de la señal. Posteriormente el bloque 104 realiza una serie de transformaciones espectrales sobre la señal. El bloque 105 realiza la transformada inversa de Fourier de N puntos. El bloque 106 realiza un procesado temporal de la señal obtenida a la salida del bloque 105 y posteriormente el bloque 107 realiza una normalización en la magnitud. Finalmente el bloque 108 analiza los máximos de la señal resultante.

La Figura 2 detalla el bloque de procesado espectral 104. El bloque 1041 realiza la elevación de la señal a una potencia n mientras que el bloque 1042 aplica una transformación matemática al espectro que permita separar mejor la señal recibida de los efectos del canal de comunicaciones.

La Figura 3 detalla el bloque de procesado temporal de la señal 106. El bloque 1061 obtiene el módulo de la señal a la salida del bloque 105 y posteriormente el bloque 1062 lo eleva a una potencia conocida.

La Figura 4 muestra el resultado de la señal procesada en donde se pueden apreciar los picos producidos por las desadaptaciones y productos de intermodulación debido a los cálculos realizados.

La Figura 5 muestra el resultado final en donde se han eliminado los falsos positivos basándose en la realización de medidas en distintos puntos de la red.

La Figura 6 detalla un ejemplo de una red SMATV que está compuesta por la antena receptora (bloque 201), un mezclador que baja la señal de satélite a una frecuencia intermedia conocida (bloque 202), una serie de derivadores de señal (bloque 203), la red cableada de distribución (bloque 204), las diferentes tomas de los distintos usuarios de la red (bloque 205), el equipo de medida para la localización de posibles desadaptaciones de impedancias (bloque 206) y el cable coaxial (bloque 207).

La Figura 7 presenta un ejemplo de realización de la presente invención detallando el conector de entrada de señal al equipo (bloque 301), un detector de energía (bloque 302), un mezclador que mueve la señal de entrada a una determinada frecuencia intermedia (bloque 303), un filtro pasobanda para filtrar la banda de frecuencias de interés (bloque 304), el oscilador local (bloque 305) que sirve para alimentar al mezclador, un control automático de ganancia (bloque 306) para combatir las variaciones de potencia de la señal de entrada, un conversor analógico-digital (bloque 307) que realiza la digitalización de la señal de interés, un microprocesador encargado de las tareas de control del sistema (bloque 308), una interfaz con el usuario (bloque 309), un terminal de visionado para el usuario (bloque 310) y por último, una FPGA encargada de realizar las tareas de procesado de señal expuestas en la presente invención (bloque 311).

La Figura 8 muestra el conjunto de canales de satélite que sirven de entrada al sistema.

Tanto la Figura 9 como la Figura 10 muestran un ejemplo de aplicación práctica de la presente invención con la diferencia que la Figura 9 muestra el uso de la presente invención para la medida de la longitud de cables y la Figura 10 muestra el uso de la presente invención para la detección de la distancia al fallo. Ambas figuras se componen de una antena receptora (bloques 401 y 501), un mezclador para situar la señal de satélite un una frecuencia intermedia conocida (bloques 402 y 502), la porción de red de distribución de topología desconocida (bloques 403 y 503), una serie de derivadores de señal (bloques 404 y 504), el cable coaxial (bloques 405 y 505), el aparato detallado en la presente invención para el cálculo de la longitud del canal y el cálculo de las desadaptaciones de impedancia (bloques 406 y 506) y por último la red de distribución de la señal (bloques 407 y 507).

La figura 6 muestra de forma simplificada el recorrido que sigue la señal en una red SMATV hasta que llega al sistema de detección y localización de desadaptaciones.

La figura 7 muestra un esquema del sistema de detección y localización de desadaptaciones de la realización de preferencia, presentado a modo de ejemplo, según la invención.

La figura 8 muestra el espectro, a modo de ejemplo, utilizado en la detección y localización de desadaptaciones de impedancias.

La figura 9 muestra, a modo de ejemplo, el uso de la presente invención para la medida de la longitud de cables según la invención.

La figura 10 muestra el uso de la presente invención para la detección de la distancia al fallo según la invención.

En la figura 6 se representa el esquema simplificado de una red SMATV en la que realizar las labores de detección y localización de desadaptaciones. El bloque 201 se corresponde con una antena receptora de señal satélite que coloca la señal recibida en la banda FI, entre 950 y 2150 MHz. La señal que proviene del bloque 201 se mezcla con la señal de televisión terrestre y se transmite a la red de distribución 204. Las desadaptaciones presentes en los derivadores 203 y tomas 205 se suma a la señal de entrada a la red 204, se trasmiten por el cable coaxial 207 hasta el sistema de detección y localización de desadaptaciones 206.

En la figura 7 se representa el esquema del sistema de detección y localización de desadaptaciones. La señal entra en el sistema a través de 301. El bloque 302 es un detector de energía que sirve para informar al módulo 308 de que hay señal presente en la entrada. El módulo 308 constituye el núcleo del sistema y su misión consiste en ordenar los pasos a seguir por los demás bloques que forman parte del sistema global dependiendo de las instrucciones del usuario, indicadas a través de la interfaz 309, y del detector de energía 302. La señal de radiofrecuencia se pasa a una frecuencia intermedia conocida a través del oscilador 305 y el mezclador 303. El filtro pasobanda 304 tiene como misión limitar el ancho de banda utilizado en la conformación del espectro, eliminando así la señal correspondiente a las frecuencias adyacentes para quedarse sólo en la banda de interés que es digitalizada con el conversor analógico-digital 307.

En este ejemplo de aplicación de la invención, previamente se ajusta el nivel de ganancia de la señal con un control de ganancia 306 para así cubrir todo el rango dinámico del conversor analógico-digital y de esta manera reducir los errores de cuantificación. Tras la digitalización, la señal se entrega al sistema 311 donde se capturan las muestras necesarias para obtener el espectro del rango de frecuencias con el que se está trabajando. Una vez capturadas las muestras se obtiene su respuesta en frecuencia y ésta es enviada al sistema 308 utilizando cualquier interfaz de comunicación adecuada. En este ejemplo, y sin que sirva de limitación, el sistema 311 es una FPGA (Field Programable Gate Array).

El sistema 308 es el encargado de realizar los cálculos necesarios para la localización de las desadaptaciones de impedancia. El bloque 308 también se encargará de ajustar el la frecuencia para la captura de la señal y así conformar el espectro de la banda de satélite, siendo un ejemplo del espectro resultante el que se puede ver en la figura 8. El usuario de la presente invención podrá comunicarse con el bloque 308 mediante el sistema de interfaz de usuario 309.

La figura 9 muestra, una situación en la que la presente invención 405 es utilizada, sin carácter limitativo en cuanto al método de implementación ni al ámbito de aplicación de la presente invención, para medir la longitud L desconocida de un cable 406 situado dentro de una red SMATV 407, en la cual existe una determinada porción de la red SMATV 403 cuya topología no es conocida. El cable 406, al igual que el sistema de detección y localización de desadaptaciones 406 de la presente invención, se halla conectado a un derivador 404.

La figura 10 muestra, a modo de ejemplo, el detalle de la utilización de la presente invención 506 para obtener la distancia al fallo Lf desconocida dentro de un cable 505 de longitud Le situado dentro de una red SMATV 507, en la cual existe una determinada porción de la red SMATV 503 cuya topología no es conocida. El cable 505, al igual que el sistema de detección y localización de desadaptaciones 506 de la presente invención, se halla conectado a un derivador 504.

En esta preferencia de implementación, que no tiene carácter limitativo en cuanto al método de implementación ni al ámbito de aplicación de la presente invención, se describe un sistema para la detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV.




Reivindicaciones:

1. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV, que comprende una entrada de RF, un detector de energía, una etapa mezcladora para el traslado de la señal de interés a una frecuencia intermedia conocida, un filtro pasobanda, un conversor analógico-digital, un control automático de ganancia y un sistema programable de procesado digital de señales caracterizado porque utiliza como entrada señales presentes en la red SMATV no inyectadas por el propio sistema.

2. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según reivindicación 1 caracterizado porque utiliza como entrada señales presentes en la red SMATV dentro del rango de frecuencias utilizado para difusión de señales en la red.

3. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según reivindicación 2 caracterizado porque permite variar la resolución espacial de detección, el ancho de banda utilizado y el rango espacial de detección.

4. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la reivindicación 2 caracterizado porque permite la medida de la longitud de un determinado cable coaxial dentro de una red SMATV.

5. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la reivindicación 2 caracterizado por que permite la medida de la distancia al fallo en los cables coaxiales de las redes SMATV.

6. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la reivindicación 2 caracterizado porque permite la comparación de los resultados obtenidos en distintas medidas realizadas en diversos puntos de la red SMATV.

7. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la reivindicación 2 caracterizado porque permite utilizar como entrada la diferencia de los espectros correspondientes a distintas medidas en distintos puntos de la red SMATV.


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