ES2338110T3 - Sistema de comunicacion inalambrica y sistema de ascensor dotado del mismo. - Google Patents
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Abstract
Un sistema (2) de ascensor que comprende: un hueco (8) de ascensor; una cabina (6) de ascensor que puede moverse dentro del hueco (8) de ascensor; al menos una antena (12) de pasarela dispuesta en el techo del hueco (8) de ascensor para radiar señales RF de enlace descendente al interior y recibir señales RF de enlace ascendente desde el interior del hueco (8) de ascensor, respectivamente; caracterizado porque el sistema de ascensor comprende además: un repetidor (14) auxiliar montado sobre la cabina (6) de ascensor; una antena (16) donadora acoplada al repetidor (14) auxiliar y ubicada fuera de la cabina (6) de ascensor; y una antena (18) de cobertura acoplada al repetidor (14) auxiliar y ubicada dentro de la cabina (6) de ascensor; en el que el repetidor (14) auxiliar retransmite las señales RF de enlace ascendente y de enlace descendente entre el exterior y el interior de la cabina (6) de ascensor usando la antena (16) donadora y la antena (18) de cobertura.
Description
Sistema de comunicación inalámbrica y sistema de
ascensor dotado del mismo.
La presente invención se refiere en general a un
sistema de ascensor para proporcionar cobertura de radio en un
entorno cerrado. Más en particular, la presente invención se refiere
a un sistema de ascensor para proporcionar cobertura de radio en
una cabina de ascensor dentro de un hueco de ascensor.
La atenuación de las ondas de radiofrecuencia
(RF) es un fenómeno habitual dentro de un edificio. La atenuación
se debe a obstáculos tales como paredes, pilares, particiones, etc.
en el edificio que obstruyen la propagación de las ondas RF. Por
consiguiente, la calidad de la cobertura de señal RF dentro de un
edificio es mala en comparación con un área abierta. Los diseños de
sistemas para mejorar la cobertura de señal RF dentro de un
edificio tradicionalmente han sido un reto para los ingenieros de
diseño RF.
No es práctico diseñar estaciones transceptoras
base (BTS) exteriores que también puedan proporcionar cobertura de
señal RF interior o dentro de un edificio. Normalmente, la cobertura
de señal RF dentro de un edificio se ha proporcionado usando una
BTS interior. Esta BTS interior puede proporcionar cobertura de
señal de radio uniforme en diferentes partes en diferentes pisos de
un edificio. Otro medio de proporcionar cobertura de señal RF
dentro de un edificio es usando uno o más sistemas de antena
distribuida que incluyen cables coaxiales y cables de fibra óptica.
Aunque tanto la BTS interior como el sistema de antena distribuida
mejoran la cobertura de señal RF dentro de un edificio,
desgraciadamente no son adecuados ni económicos para proporcionar
una cobertura de señal RF bastante buena en entornos cerrados, tal
como dentro del hueco de un ascensor, cabinas de ascensor en los
huecos de ascensor, minas subterráneas, túneles, etc.
Una solución para ampliar la cobertura de señal
RF dentro de, por ejemplo, una cabina de ascensor es proporcionando
una antena distribuida en el desembarco del ascensor de cada uno de
los pisos de un edificio. Aunque una solución de este tipo funciona
hasta cierto punto para proporcionar cobertura de señal RF dentro de
una cabina de ascensor, la cobertura de señal RF no carece de
interrupciones, especialmente cuando la cabina de ascensor se mueve
entre pisos en el hueco de ascensor. Un diseño de este tipo también
impone la limitación de tener que montar una antena en cada uno de
los desembarcos del ascensor, lo que da como resultado un sistema de
coste relativamente alto.
Otra solución se da a conocer en la patente
estadounidense 5,603,080 en la que se tiende un cable coaxial de
pérdida a lo largo de la longitud de un túnel. Sin embargo, una
rotura del cable dejaría una sección del cable no operativa lo que
da como resultado un desvanecimiento radioeléctrico grave cerca de
esa sección. Si el cable coaxial de pérdida es largo, se requieren
amplificadores o repetidores a lo largo de la longitud del cable.
Estos amplificadores o repetidores dan como resultado un coste más
alto de la solución. El documento WO 03/032524 da a conocer un
sistema de propagación para extender en un recinto un área de
cobertura inalámbrica proporcionada por una estación base ubicada
fuera del recinto. El sistema de propagación incluye un relé de
propagación ubicado de manera proximal al recinto y al menos un
puerto de interfaz de estación móvil ubicado en el recinto. El relé
de propagación convierte señales de enlace descendente recibidas
desde la estación base en señales de enlace descendente intermedias
y transmite las señales de enlace descendente intermedias a los
puertos de interfaz de estación móvil. Los puertos de interfaz de
estación móvil convierten entonces las señales de enlace
descendente intermedias de vuelta a las señales de enlace
descendente originales, y las transmiten a estaciones móviles
dentro del recinto.
La invención va dirigida a un sistema de
ascensor según se define en la reivindicación 1. El sistema de
ascensor de la invención incluye un sistema de comunicación
inalámbrica según se describe a continuación.
En el contexto de la invención se describe un
sistema de comunicación inalámbrica para proporcionar un enlace de
radiofrecuencia (RF) entre un entorno cerrado que está al menos
sustancialmente apantallado respecto a las señales RF, y el
exterior del entorno cerrado. El sistema de comunicación inalámbrica
incluye al menos una antena de pasarela dispuesta en un punto de
entrada del entorno cerrado para radiar señales RF de enlace
descendente al interior y recibir señales RF de enlace ascendente
desde el entorno cerrado, respectivamente. El punto de entrada del
entorno cerrado es un acceso bien definido al interior del entorno
cerrado en el que se coloca la antena de pasarela para radiar
señales RF de enlace descendente desde ésta al interior del entorno
cerrado. El punto de entrada no debe interpretarse como que
significa una entrada para el acceso de personas al entorno
cerrado. Si las señales RF de enlace descendente son débiles, las
señales RF de enlace descendente pueden amplificarse usando un
repetidor primario antes de su transmisión a través de la antena de
pasarela. El sistema de comunicación inalámbrica también incluye al
menos que un repetidor auxiliar esté estacionario dentro del
entorno cerrado, una antena donadora y una antena de cobertura,
ambas acopladas al repetidor auxiliar. El repetidor auxiliar
retransmite las señales RF de enlace descendente y de enlace
ascendente usando la antena donadora y la antena de cobertura para
ampliar la cobertura de señal RF dentro del entorno cerrado. Con un
sistema de comunicación inalámbrica de este tipo, puede
proporcionarse y ampliarse la cobertura de señal RF en un entorno
cerrado que incluye, aunque no se limita a, un hueco de ascensor, un
túnel, una mina u otros entornos cerrados en los que se produce
desvanecimiento de RF.
Según un ejemplo, en el que la cobertura de
señal RF va a proporcionarse en un transporte móvil que puede
moverse en el entorno cerrado, por ejemplo, una cabina de ascensor
dentro del hueco de ascensor de un sistema de ascensor según la
invención, o un vagón de tren que pasa por un túnel, el repetidor
auxiliar puede estar montado sobre el transporte móvil estando la
antena donadora ubicada fuera del transporte móvil y la antena de
cobertura ubicada dentro del transporte móvil para ampliar la
cobertura de señal RF al interior del transporte móvil. El
repetidor auxiliar puede estar dentro o fuera del transporte móvil.
La antena de cobertura puede ser solidaria con el repetidor
auxiliar, especialmente cuando el repetidor auxiliar está montado
dentro del transporte móvil para reducir el número de piezas.
Cuando se usa en el hueco de ascensor del sistema de ascensor de la
invención, la antena de pasarela puede, por ejemplo, montarse en el
techo del hueco de ascensor en una abertura de acceso en éste para
definir un punto de entrada para las señales RF en aquél. Cuando se
usa en un túnel o mina, la antena de pasarela puede, por ejemplo,
montarse en una entrada al túnel o mina para definir un punto de
entrada para las señales RF en aquél/aquella.
Independientemente de si el repetidor auxiliar
es estacionario, o está montado en un transporte móvil y por lo
tanto puede moverse con éste, el repetidor auxiliar puede incluir
preferiblemente un amplificador bidireccional con control de
realimentación para ajustar su ganancia para mantener una intensidad
de señal de salida de éste dentro de límites predeterminados. En el
caso en que el repetidor auxiliar es estacionario, el control de
realimentación es útil para mantener una intensidad de señal de
salida del amplificador bidireccional dentro de límites
predeterminados en condiciones de intensidad de señal variables de
la señal radiada por la antena de pasarela. En el caso en que el
repetidor auxiliar está montado en un transporte móvil, la ganancia
del amplificador bidireccional puede ajustarse, de manera
alternativa o adicional, basándose en una distancia entre el
transporte móvil y la antena de pasarela. Cuando la distancia es
pequeña, se reduce la ganancia y cuando la distancia es grande,
aumenta la ganancia en consecuencia. Para un transporte móvil, tal
como una cabina de ascensor, su ubicación dentro de un hueco de
ascensor puede usarse para determinar la distancia entre la cabina
de ascensor y la antena de pasarela.
Según otro ejemplo más, cuando el entorno
cerrado es demasiado amplio para que un único repetidor auxiliar
proporcione cobertura de señal RF adecuada en su interior, por
ejemplo, dentro de un túnel más largo que una longitud
predeterminada, el sistema de comunicación inalámbrica puede incluir
varios repetidores auxiliares dispuestos separados entre sí en una
cascada dentro del recinto cerrado. En otras palabras, los
repetidores auxiliares están dispuestos en forma de una o más
cadenas alejándose de la antena de pasarela. Un primer repetidor
auxiliar en una cadena, el más próximo a la antena de pasarela,
recibirá las señales RF transmitidas por la antena de pasarela. El
primer repetidor auxiliar amplifica y retransmite las señales RF. Un
segundo repetidor auxiliar posterior en la cadena de manera similar
recibiría, amplificaría y retransmitiría las señales RF
transmitidas por el primer repetidor auxiliar. De esta manera, las
señales RF se propagan mediante los varios repetidores auxiliares
para proporcionar cobertura de señal RF a un área mayor. Se hace
referencia a las señales RF como que han atravesado varios saltos,
siendo cada uno de éstos la distancia entre dos repetidores
auxiliares. Para evitar cualquier pérdida de propagación de señal
RF en la cadena de repetidores auxiliares, la cobertura de señal RF
de cada repetidor auxiliar puede ampliarse de modo que cuando falla
un repetidor auxiliar, los dos repetidores auxiliares
inmediatamente adyacentes a éste, todavía podrían proporcionar
cobertura de señal RF en el área cubierta previamente por el
repetidor que ha fallado.
Según otro ejemplo adicional, cuando hay
transportes en movimiento en el entorno cerrado que requieren varios
repetidores auxiliares, los repetidores auxiliares pueden incluir
un primer grupo y un segundo grupo de repetidores auxiliares. El
primer grupo de repetidores auxiliares está montado en transportes
móviles respectivos de un tren de transportes móviles que pueden
moverse en el entorno cerrado, y el segundo grupo de repetidores
auxiliares está dispuesto en el entorno cerrado para estar
estacionario fuera de los transportes móviles. La antena donadora,
acoplada a al menos uno de un repetidor auxiliar de entrada o un
repetidor de salida de los repetidores auxiliares en el primer
grupo, está dispuesta fuera del transporte móvil. Las antenas
donadoras acopladas a los otros repetidores auxiliares en el primer
grupo y las antenas de cobertura acopladas a los repetidores
auxiliares en el primer grupo están dispuestas dentro del
transporte móvil respectivo. Una implementación de este tipo es
adecuada, por ejemplo, para proporcionar cobertura de señal RF tanto
dentro como fuera de los vagones de tren que pasan a través de un
túnel. Los repetidores auxiliares en un sistema de comunicación
inalámbrica de múltiples repetidores auxiliares pueden incluir,
cada uno, un amplificador bidireccional con control de
realimentación para ajustar su ganancia para mantener una intensidad
de señal de salida de éste dentro de límites predeterminados en
condiciones de señal RF variables.
Para cualquiera de los ejemplos descritos
anteriormente, el sistema de comunicación inalámbrica puede incluir
más de una antena de pasarela dispuesta en puntos de entrada
respectivos del entorno cerrado para proporcionar un sistema
redundante. En el caso de que falle una antena de pasarela, las
transmisiones de otra antena de pasarela todavía estarían
disponibles en el entorno cerrado.
Según otro ejemplo adicional más, el sistema de
comunicación inalámbrica puede incluir además una interfaz primera
y segunda, y un primer y segundo combinador/descombinador acoplado a
la primera y segunda interfaz, respectivamente, para proporcionar
cobertura de señal RF de una frecuencia diferente de la de las
señales RF de enlace ascendente y de enlace descendente. Esta
cobertura de señal RF de una frecuencia diferente puede, por
ejemplo, usarse para proporcionar un enlace de comunicación
inalámbrica entre una estación de control, y un sistema de
señalización y accionamiento que, a su vez, pueden utilizarse para
controlar y/o monitorizar ciertos parámetros del entorno cerrado
y/o un transporte en movimiento dentro de un entorno cerrado de este
tipo. Tales parámetros pueden incluir, aunque no se limitan a,
niveles de gas, presión y temperatura.
\newpage
La primera interfaz está acoplada a la estación
de control para convertir datos de control de enlace descendente en
señales RF de control de enlace descendente correspondientes y para
convertir señales RF de señalización de enlace ascendente,
procedentes del sistema de señalización y accionamiento, en datos de
señalización de enlace ascendente correspondientes. El primer
combinador/descombinador combina las señales RF de enlace
descendente con las señales RF de control de enlace descendente
para la transmisión por la antena de pasarela, y separa las señales
RF de enlace ascendente de las señales RF de señalización de enlace
ascendente recibidas por la antena de pasarela. La segunda interfaz
está acoplada al sistema de señalización y accionamiento para
convertir las señales RF de control de enlace descendente en
señales de controlador o control y para convertir las señales de
señalización, por ejemplo, las señales procedentes de los sensores,
en señales RF de señalización de enlace ascendente. El segundo
combinador/descombinador combina las señales RF de enlace ascendente
con las señales RF de señalización de enlace ascendente para la
transmisión por la antena donadora del repetidor auxiliar, y separa
las señales RF de enlace descendente de las señales RF de control de
enlace descendente recibidas por la antena donadora del repetidor
auxiliar. De esta manera, puede usarse un único sistema de
comunicación inalámbrica para proporcionar cobertura de señal RF
para, por ejemplo, dos sistemas distintos.
El sistema de señalización y accionamiento puede
disponerse en uno o más transportes móviles en un entorno cerrado.
El sistema de señalización y accionamiento puede incluir un
controlador para controlar el transporte móvil basándose en las
señales de controlador, y un sensor para producir las señales de
señalización basándose en el estado del transporte móvil. Tal
estación de control, y sistema de señalización y accionamiento
puede, por ejemplo, usarse en el sistema de ascensor descrito
anteriormente para monitorizar y controlar las funciones de la
cabina de ascensor. Un sistema de este tipo también puede usarse,
por ejemplo, para monitorizar y controlar vagonetas de carbón sin
conductor en minas. En el sistema de ascensor, el sensor puede
adaptarse para proporcionar información acerca de la ubicación de
la cabina de ascensor dentro del entorno cerrado. Este sensor puede
conectarse al repetidor auxiliar para que la información pueda
usarse de ese modo para controlar la ganancia del amplificador
bidireccional del repetidor auxiliar, y también a la primera
interfaz para que la información pueda usarse por la estación de
control para controlar la ubicación de la cabina de ascensor en el
hueco de ascensor. En el sistema de ascensor, el sistema de
señalización y accionamiento puede incluir además un generador de
señal que puede operarse por un usuario de la cabina de ascensor,
por ejemplo, para generar señales cuando se accionan los botones de
piso o emergencia dentro de la cabina de ascensor.
El sistema de señalización y accionamiento
también puede disponerse para estar estacionario en un entorno
cerrado, tal como en una mina, para la monitorización y el control a
distancia de parámetros tales como, los niveles de gas, presión y
temperatura en la mina.
La invención se entenderá mejor con referencia a
los dibujos, en los que:
la figura 1 es un diagrama esquemático de un
sistema de ascensor de la invención que tiene un sistema de
comunicación inalámbrica;
la figura 2 es un diagrama de bloques de un
repetidor primario del sistema de comunicación inalámbrica mostrado
en la figura 1;
la figura 3 es un diagrama de bloques de un
repetidor auxiliar del sistema de comunicación inalámbrica mostrado
en la figura 1;
la figura 4 es un gráfico de la secuencia de
mensajes que ilustra el intercambio de mensajes entre una estación
de control y un sistema de señalización y accionamiento del sistema
de ascensor de la figura 1;
la figura 5 es un dibujo esquemático de un
sistema de comunicación inalámbrica, mostrado usándose en un túnel
a través del que pasan vagones de tren;
la figura 6 es un dibujo esquemático que muestra
el sistema de comunicación inalámbrica mostrado en la figura 5
usándose con fines de operaciones y mantenimiento;
la figura 7 es un dibujo esquemático del sistema
de comunicación inalámbrica mostrado en la figura 5 con una antena
de pasarela adicional;
la figura 8 es un dibujo esquemático de un
sistema de comunicación inalámbrica, en el que se han montado varios
repetidores auxiliares dentro de vagones de tren; y
la figura 9 es un dibujo esquemático del sistema
de comunicación inalámbrica mostrado en la figura 8 con una antena
de pasarela adicional.
En lo sucesivo en el presente documento, se
describirá una realización de un sistema de ascensor de la invención
en el contexto de un sistema de comunicación inalámbrica que se usa
en un hueco de ascensor y una cabina de ascensor que puede moverse
en el hueco de ascensor. El sistema es para ampliar la cobertura de
señal de radiofrecuencia (RF), o la cobertura radioeléctrica para
corto alcance, fuera del hueco de ascensor al interior del hueco de
ascensor y la cabina de ascensor. El sistema de comunicación
inalámbrica descrito en el contexto de la invención también puede
usarse en otros entornos cerrados, tal como dentro de un túnel, una
mina, etc., que también están al menos sustancialmente apantallados
respecto a señales RF exteriores.
La figura 1 es un dibujo esquemático de un
sistema 2 de elevación o de ascensor según la invención que incluye
un sistema 4 de comunicación inalámbrica para proporcionar cobertura
de señal de radiofrecuencia (RF) en una cabina 6 de ascensor que
puede moverse dentro de un hueco 8 de ascensor. El sistema 4 de
comunicación inalámbrica incluye un repetidor 10 primario y una
antena 12 de pasarela acoplada al repetidor 10 primario. El sistema
4 de comunicación inalámbrica incluye además un repetidor 14
auxiliar, una antena 16 donadora y una antena 18 de cobertura,
ambas acopladas al repetidor 14 auxiliar. Las figuras 2 y 3 son
diagramas de bloques del repetidor 10 primario y el repetidor 14
auxiliar, respectivamente.
El repetidor 10 primario puede estar montado
dentro o fuera del hueco 8 de ascensor. El repetidor 10 primario
recibe señales RF de enlace descendente procedentes de cualquier
fuente adecuada fuera del hueco 8 de ascensor, tal como una BTS (no
mostrada), un amplificador (no mostrado), o un combinador 20 (figura
2), a través de un cable coaxial (no mostrado) conectado entre
éstos. La antena 12 de pasarela está ubicada en un punto de entrada
del hueco 8 de ascensor, por ejemplo, el techo del hueco 8 de
ascensor. La antena 12 de pasarela también puede ubicarse en otras
ubicaciones en el hueco 8 de ascensor siempre que pueda dirigir o
enfocar la radiación de señales RF de enlace descendente al
interior del hueco 8 de ascensor.
A diferencia del cable de pérdida de la técnica
anterior tendido a lo largo de la longitud del hueco 8 de ascensor,
esta antena 12 de pasarela está localizada o ubicada en un único
punto dentro del hueco 8 de ascensor. La antena 12 de pasarela es
una antena direccional, tal como aunque no se limita a, una antena
de panel o yagi. La antena 16 donadora generalmente es una antena
direccional y la antena 18 de cobertura generalmente es una antena
omnidireccional. El repetidor 14 auxiliar está montado sobre la
cubierta de la cabina 6 de ascensor, estando la antena 16 donadora
y la antena 18 de cobertura ubicadas fuera y dentro de la cabina 6
de ascensor, respectivamente. La antena 16 donadora está dispuesta
de modo que está en la línea de visión con la antena 12 de
pasarela. De manera alternativa, el repetidor 14 auxiliar puede
estar montado en el techo de la cabina 6 de ascensor. En tal caso,
la antena 18 de cobertura puede ser solidaria con el repetidor 14
auxiliar.
El repetidor 10 primario se describe a
continuación en referencia a la figura 2. El repetidor 10 primario
incluye un primer amplificador 22 bidireccional, un primer
combinador/descombinador 24 y una primera interfaz 26. El primer
amplificador 22 bidireccional amplifica tanto las señales RF de
enlace descendente de comunicación móvil, procedentes del exterior
del hueco 8 de ascensor, como las señales RF de enlace ascendente de
comunicación móvil, procedentes del interior del hueco 8 de
ascensor. La primera interfaz 26 está acoplada a una estación 28 de
control para convertir datos de control de enlace descendente
procedentes de la estación 28 de control en señales RF de control
de enlace descendente correspondientes y para convertir señales RF
de señalización de enlace ascendente en datos de señalización de
enlace ascendente correspondientes para la estación 28 de control.
Una interfaz de este tipo con la estación 28 de control permite
monitorizar y controlar a distancia la operación de la cabina 6 de
ascensor usando un enlace RF común proporcionado por el repetidor 10
primario. El primer combinador/descombinador 24, acoplado a la
primera interfaz 26, combina las señales RF de enlace descendente
con las señales RF de control de enlace descendente para la
transmisión por la antena 12 de pasarela, y separa las señales RF
de enlace ascendente de las señales RF de señalización de enlace
ascendente recibidas por la antena 12 de pasarela. Debe observarse
que las señales RF de enlace ascendente y de enlace descendente
para la comunicación móvil pueden ser señales procedentes de uno o
más sistemas de comunicación móvil. Si las señales RF de enlace
ascendente y de enlace descendente proceden de más de un sistema de
comunicación móvil, el combinador 20 combina las señales RF antes
de alimentarse al repetidor 10 primario. Los sistemas de
comunicación móvil pueden ser, por ejemplo, un sistema GSM900,
DCS1800 y UMTS.
El repetidor 14 auxiliar, que es en gran medida
similar al repetidor 10 primario, se describe a continuación en
referencia a la figura 3. El repetidor 14 auxiliar incluye un
segundo amplificador 30 bidireccional, un segundo
combinador/descombinador 32 y una segunda interfaz 34. El segundo
amplificador 30 bidireccional amplifica tanto las señales RF de
enlace descendente, procedentes del exterior de la cabina 6 de
ascensor como las señales RF de enlace ascendente, procedentes del
interior de la cabina 6 de ascensor. La segunda interfaz 34 está
acoplada a un sistema 36 de señalización y accionamiento para
convertir las señales RF de control de enlace descendente en
señales de controlador para el sistema 36 de señalización y
accionamiento y para convertir las señales de señalización
procedentes del sistema 36 de señalización y accionamiento en las
señales RF de señalización de enlace ascendente. El segundo
combinador/descombinador 32, acoplado a la segunda interfaz 34,
combina las señales RF de enlace ascendente con las señales RF de
señalización de enlace ascendente para la transmisión por la antena
16 donadora, y separa las señales RF de enlace descendente de las
señales RF de control de enlace descendente recibidas por la antena
16 donadora.
El sistema 36 de señalización y accionamiento
está dispuesto en la cabina 6 de ascensor e incluye al menos un
controlador (no mostrado) para controlar la cabina 6 de ascensor
basándose en las señales de controlador, y al menos un sensor (no
mostrado) que produce las señales de señalización basándose en los
estados de la cabina 6 de ascensor. Uno de los sensores puede
adaptarse para proporcionar información acerca de la ubicación de
la cabina 6 de ascensor dentro del hueco 8 de ascensor para que
pueda determinarse la distancia de la cabina 6 de ascensor desde la
antena 12 de pasarela. Este sensor puede conectarse al repetidor 14
auxiliar para que la información pueda usarse de ese modo para
controlar la ganancia del amplificador 30 bidireccional del
repetidor 14 auxiliar, y a la primera interfaz 26 para que la
información pueda usarse por la estación 28 de control para
controlar la ubicación de la cabina 6 de ascensor en el hueco 8 de
ascensor. Este sistema 36 de señalización y accionamiento puede
incluir además un generador de señal (no mostrado) que puede
operarse por un usuario de la cabina 6 de ascensor. Algunos
ejemplos de un generador de señal de este tipo incluyen, sin
limitarse a, los que generan señales cuando se accionan los botones
de piso y emergencia dentro de la cabina 6 de ascensor.
El sistema 4 de comunicación inalámbrica permite
a una estación 40 móvil (figura 1), tal como un teléfono móvil, un
asistente digital personal (PDA), un ordenador de bolsillo o
cualquier dispositivo con acceso inalámbrico, tener acceso a su
sistema de comunicación móvil respectivo fuera del hueco 8 de
ascensor cuando la estación 40 móvil está dentro de la cabina 6 de
ascensor. Con el sistema 4 de comunicación inalámbrica, la estación
40 móvil puede recibir señales RF de enlace descendente desde el
exterior del hueco 8 de ascensor que se amplifican mediante el
repetidor 10 primario, se transmiten a través de la antena 12 de
pasarela al interior del hueco 8 de ascensor y se retransmiten
mediante el repetidor 14 auxiliar al interior de la cabina 6 de
ascensor. En la dirección de enlace ascendente, las señales RF de
enlace ascendente procedentes de la estación 40 móvil se reciben
por la antena 18 de cobertura, se amplifican mediante el repetidor
14 auxiliar y se transmiten fuera de la cabina 6 de ascensor al
interior del hueco 8 de ascensor a través de la antena 16 donadora.
Las señales RF de enlace ascendente en el hueco 8 de ascensor se
reciben por la antena 12 de pasarela y se canalizan o retransmiten
al exterior del hueco 8 de ascensor. De esta manera, la estación 40
móvil puede establecer un enlace de comunicación inalámbrica con un
sistema de comunicación móvil para seguir pudiendo conectarse con
el mundo exterior.
Además de proporcionar acceso de comunicación
inalámbrica para estaciones 40 móviles en la cabina 6 de ascensor,
el sistema 4 de comunicación inalámbrica también permite monitorizar
y controlar a distancia los estados y funciones de la cabina 6 de
ascensor respectivamente desde la estación 28 de control. La
estación 28 de control puede establecer un enlace de comunicación
inalámbrica con el sistema 36 de señalización y accionamiento para
el intercambio de datos entre éstos. Algunos de los datos
intercambiados entre la estación 28 de control y el sistema 36 de
señalización y accionamiento se describirán brevemente.
Los componentes 30, 32, 34 del repetidor 14
auxiliar se describen en detalle a continuación. El amplificador 30
bidireccional incluye un amplificador 40 de potencia de enlace
descendente y un amplificador 42 de potencia de enlace ascendente.
La entrada del amplificador 30 de potencia de enlace descendente se
conecta a la antena 16 donadora a través de un primer filtro 44
transceptor. La salida del amplificador 42 de potencia de enlace
ascendente se conecta a la antena 16 donadora a través del primer
filtro 44 transceptor. La salida del amplificador 40 de potencia de
enlace descendente se conecta a un filtro 46 de control del segundo
combinador/descombinador 32. El filtro 46 de control es un filtro
de paso de banda que filtra las señales RF de control de enlace
descendente a partir de las señales recibidas en la antena 16
donadora. El filtro 46 de control se conecta a un segundo filtro 48
transceptor para canalizar las señales RF de enlace descendente a
éste. El filtro 46 de control también se conecta a un primer
mezclador 50 de la segunda interfaz 34 para canalizar las señales RF
de control de enlace descendente a éste. El segundo filtro 48
transceptor se acopla a la antena 18 de cobertura. El segundo
filtro 48 transceptor también se conecta a un combinador 52 del
segundo combinador/descombinador 32 para canalizar las señales RF
de enlace ascendente recibidas por la antena 18 de cobertura a éste.
El combinador 52 también se conecta a un segundo mezclador 54 de la
segunda interfaz 34 para recibir las señales RF de señalización de
enlace ascendente de éste. El combinador 52 combina las señales RF
de enlace ascendente y las señales RF de señalización de enlace
ascendente y alimenta las señales combinadas a la entrada del
amplificador 42 de potencia de enlace ascendente.
El repetidor 14 auxiliar también incluye un
circuito 56 de control automático de potencia que recibe las señales
de salida de los amplificadores 40, 42 de potencia y la información
procedente del sensor relativa a la posición de la cabina 6 de
ascensor dentro del hueco 8 de ascensor. El circuito 56 de control
automático de potencia procesa las señales y la información de
posición para generar señales de control de realimentación
respectivas para controlar la ganancia de los amplificadores 40, 42
de potencia de enlace descendente y de enlace ascendente para
mantener una intensidad de señal de salida de éstos dentro de
límites predeterminados.
El primer mezclador 50, además de recibir las
señales RF de control de enlace descendente, recibe una señal
portadora procedente de un oscilador 58 de voltaje controlado (VCO).
El primer mezclador 50 mezcla las señales RF de control de enlace
descendente y la señal portadora para producir señales de banda base
de control de enlace descendente que se envían a un módem 60 de la
segunda interfaz 34. El módem 60 demodula las señales de banda base
de control de enlace descendente a las señales de controlador para
el subsistema 36 de señalización y accionamiento.
El módem 60 también modula las señales de
señalización a las señales de banda base de señalización de enlace
ascendente. El segundo mezclador 54 recibe las señales de banda base
de señalización de enlace ascendente y la señal portadora
procedente del VCO 58 para generar las señales RF de señalización de
enlace ascendente. El módem 60 también puede añadir cabeceras a las
señales de señalización para la protección frente a errores de las
señales de señalización. De manera similar, el módem 60 puede
eliminar cabeceras similares de las señales de controlador antes de
presentar las señales de controlador al sistema 36 de señalización y
accionamiento.
La operación del amplificador 30 bidireccional y
del segundo combinador/descombinador 32 se describe brevemente a
continuación. Las señales RF, que incluyen señales RF de control de
enlace descendente y señales RF de enlace descendente combinadas,
procedentes de la antena 16 donadora se canalizan por el primer
filtro 44 transceptor al amplificador 40 de potencia de enlace
descendente para de ese modo amplificarse. La señal amplificada se
filtra posteriormente mediante el filtro 46 de control para separar
las señales RF de control de enlace descendente de las señales RF
de enlace descendente. Las señales RF de enlace descendente se
canalizan a través del segundo filtro 48 transceptor a la antena 18
de cobertura para transmitirse a través de la antena 18 de
cobertura. Las señales RF de enlace ascendente, procedentes de la
antena 18 de cobertura se canalizan mediante el segundo filtro 48
transceptor al combinador 52 para de ese modo combinarse con las
señales RF de señalización de enlace ascendente. Las señales
combinadas se amplifican mediante el amplificador 42 de potencia de
enlace ascendente y se canalizan, a través del primer filtro 44
transceptor, a la antena 16 donadora para la transmisión a través
de la antena 16 donadora. Los componentes 22, 24, 26 del repetidor
10 primario son similares a, y funcionan de manera similar a, los
del repetidor 14 auxiliar y por lo tanto no se describirán de nuevo.
Basta con observar que en el repetidor 10 primario, las señales RF
de enlace descendente y las señales RF de control de enlace
descendente se combinan mediante el combinador 52 del primer
combinador/descombinador 24 para la transmisión a través de la
antena 12 de pasarela, mientras que las señales RF de enlace
ascendente y las señales RF de señalización de enlace ascendente
procedentes de la antena 12 de pasarela se separan mediante un
filtro 46 de control del primer combinador/descombinador 24.
El intercambio de datos entre la estación 28 de
control y el sistema 36 de señalización y accionamiento se describe
a continuación en referencia a un gráfico de secuencia de mensajes
en la figura 4. El intercambio de datos se origina o bien en la
estación 28 de control o bien se origina en el sistema 36 de
accionamiento y señalización. La estación 28 de control puede
iniciar intercambio de datos, por ejemplo, para realizar una
operación de solicitud de estados de los sensores en el sistema 2 de
ascensor, o para realizar una operación de control de una función
particular del sistema 2 de ascensor. Cuando se solicitan los
estados de los sensores, la estación 28 de control envía un mensaje
iniciar_a distancia (datos de control de enlace descendente) al
sistema 36 de señalización y accionamiento a través de un enlace de
comunicación inalámbrica como se describió anteriormente. Este
mensaje iniciar_a distancia puede procesarse por el repetidor 10
primario, más específicamente el módem 60 de éste, por ejemplo,
para añadir una cabecera como se describió anteriormente. El mensaje
procesado se envía entonces al sistema 36 de señalización y
accionamiento como un mensaje solic_iniciar_a distancia (señales de
controlador). El sistema 36 de controlador/sensor recibe el mensaje
iniciar_a distancia o solic_iniciar_a distancia, lo procesa
obteniendo los estados de los sensores y responde enviando los
estados a la estación 28 de control a través de un mensaje
habilitado_a distancia (señales de señalización). La información
acerca de la ubicación de la cabina 6 de ascensor dentro del hueco
8 de ascensor puede enviarse a la estación 28 de control usando una
operación de este tipo.
Para controlar una función del sistema 2 de
ascensor, tal como escalonar la cabina 6 de ascensor un número
especificado de escalones, la estación 28 de control envía un
mensaje iniciar_control (datos de control de enlace descendente) al
sistema 36 de señalización y accionamiento. El repetidor 10 primario
añade una cabecera al mensaje iniciar_control y lo envía al sistema
36 de señalización y accionamiento como un mensaje
solic_iniciar_control (señales de controlador). El sistema 36 de
controlador/sensor recibe el mensaje solic_iniciar_control y lo
procesa controlando el controlador especificado en el mensaje según
uno o más parámetros especificados en el mensaje. A continuación,
el sistema 36 de controlador/sensor responde a la orden dejando que
la estación 28 de control conozca si la operación de control se
ejecuta con éxito a través de un mensaje habilitado_control
(señales de señalización).
El sistema 36 de controlador/sensor también
puede proporcionar una prestación de intercomunicación. Esta
prestación de intercomunicación permite al usuario de la cabina 6
de ascensor comunicarse con la estación 28 de control accionando el
generador de señal. Una característica de este tipo es especialmente
útil en situaciones en las que el sistema 2 de ascensor tiene un
funcionamiento incorrecto, por ejemplo, en situaciones en las que
la cabina de ascensor se bloquea o la puerta de la cabina de
ascensor no se abre. Cuando se comunica con la estación 28 de
control usando esta prestación de intercomunicación, el sistema 36
de señalización y accionamiento envía un mensaje solic_emergencia
(señales de señalización) a la estación 28 de control. El sistema 28
de control acusa recibo de este mensaje solic_emergencia enviando
un mensaje llamadaemergencia_conectada (datos de control de enlace
descendente) al sistema 36 de señalización y accionamiento. Con este
par de mensajes, puede establecerse una llamada de
intercomunicación. Una llamada de emergencia también puede ser una
llamada telefónica a un número de teléfono predeterminado, un
mensaje de texto corto enviado a través de un servicio de
mensajería corta (SMS) a un número de móvil predeterminado,
radiomensajería o alertas de correo electrónico. El sistema 36 de
señalización y accionamiento también puede incluir una prestación de
detección automática de fallos que usa este par de mensajes para
informar de una condición de fallo a la estación 28 de control. La
corrección de los fallos puede llevarse a cabo entonces a distancia
desde la estación 28 de control, por ejemplo, usando las
operaciones de control descritas anteriormente.
De manera ventajosa, el sistema 4 de
comunicación inalámbrica del sistema 2 de ascensor según la
realización descrita anteriormente de la invención amplía la
cobertura de la señal RF hasta el interior de una cabina de
ascensor, que antes de la invención, era sustancialmente impermeable
a las señales RF. Con un sistema de este tipo, una estación móvil
en la cabina de ascensor tiene acceso a su sistema de comunicación
móvil. Una llamada que implica una estación móvil que se estableció
previamente fuera de la cabina de ascensor también puede
transferirse sin interrupciones a otra estación transceptora base
(BTS) cuyas señales RF sean accesibles en la cabina de ascensor,
cuando la estación móvil se mueve al interior de la cabina de
ascensor. Además de permitir comunicación móvil a través de un
enlace RF, el sistema de comunicación inalámbrica también permite
usar el mismo enlace RF para operaciones a distancia y el
mantenimiento del sistema de ascensor. Dicho de otro modo, el
sistema de comunicación inalámbrica proporciona un único punto de
acceso RF para dos sistemas distintos. Un sistema de comunicación
inalámbrica de este tipo por tanto tiene un coste inferior en
comparación con dos sistemas de comunicación inalámbrica
independientes para dar soporte a los dos sistemas distintos.
Aunque el sistema de comunicación inalámbrica se
describe implementado en un sistema de ascensor de la invención,
también puede implementarse en otros entornos cerrados. Por ejemplo,
el sistema de comunicación inalámbrica puede usarse para ampliar la
cobertura de señal RF dentro de un túnel 70 a través del que pasan
transportes móviles, tales como vagones 72 de tren, como se muestra
en la figura 5. En tal caso, la antena 12 de pasarela puede
montarse en la entrada del túnel 70 de modo que la radiación de
señales RF de la antena 12 de pasarela se dirija hacia el interior
del túnel 70. Para una aplicación de este tipo, especialmente si el
túnel es largo, pueden disponerse varios repetidores 14 auxiliares
separados entre sí en cascada dentro del túnel 70. De esta manera,
pueden recibirse y retransmitirse señales RF que han experimentado
un desvanecimiento mediante los repetidores 14 auxiliares. Dicho de
otro modo, las señales RF se potencian mediante los repetidores 14
auxiliares a lo largo de la longitud del túnel 70 para cubrir el
túnel 70. La cobertura de señal RF puede así distribuirse de manera
sustancialmente uniforme dentro del túnel 70. Los repetidores 14
auxiliares pueden recibir transmisiones RF desde estaciones 40
móviles en el túnel 70 o en vagones 72 de tren que pasan a través
del túnel 70. Como en el sistema de ascensor de la invención, los
repetidores 14 auxiliares también pueden usarse para transmitir
datos de control a y recibir datos de señalización desde sistemas 74
de operaciones y mantenimiento (OAM) en el túnel 70 como se muestra
en la figura 6. Los sistemas 74 OAM también pueden usarse en una
mina, por ejemplo, para monitorizar y controlar a distancia los
niveles de gas, presión y temperatura en la mina. Estos sistemas 74
OAM también pueden usarse para controlar a distancia transportes
móviles, tales como vagonetas de carbón sin conductor, en la mina,
usando una estación de control que está fuera de la mina.
Con cualquiera de los ejemplos descritos
anteriormente, una segunda antena 12 de pasarela puede colocarse en
otro punto de entrada, tal como una segunda entrada, del túnel 70,
para servir como reserva para la primera antena 12 de pasarela en
caso de que la primera antena de pasarela falle. Tal disposición
redundante se muestra en la figura 7. Como alternativa, la segunda
antena 12 de pasarela puede usarse para radiar señales RF de un
sistema de comunicación móvil diferente del de la primera antena 12
de pasarela hacia el interior del túnel. De esta manera, la
cobertura de señal RF de dos o más sistemas de comunicación móvil se
hace disponible dentro del túnel 70.
En un ejemplo de varios repetidores auxiliares
con transportes móviles, los repetidores 14 auxiliares pueden
colocarse en los transportes móviles, tal como los vagones 72 de
tren, como se muestra en la figura 8, para proporcionar señales RF
más intensas en los vagones 72 de tren. Una antena 16 donadora,
acoplada a un repetidor 14 auxiliar de entrada, está dispuesta
fuera de un vagón 72 de tren de entrada. Las antenas 16 donadoras,
acopladas a los otros repetidores 14 auxiliares y las antenas 18 de
cobertura acopladas a los repetidores 14 auxiliares están
dispuestas dentro de los vagones 72 de tren respectivos. El
repetidor 14 auxiliar de entrada funciona como un repetidor
primario o de pasarela y la antena 16 de cobertura acoplada a éste
funciona como una antena de pasarela. Otro repetidor 14 auxiliar de
salida, que también funciona como un repetidor primario, puede
estar montado de manera similar sobre un vagón 72 de tren de salida
como se muestra en la figura 9 para proporcionar un sistema
redundante o para proporcionar una cobertura de una señal RF
diferente, como se describió anteriormente. Otros repetidores 14
auxiliares también pueden disponerse en el túnel 70 fuera de los
vagones 72 de tren de modo que pueda disponerse de señales RF
intensas tanto dentro como fuera de los vagones de tren.
Claims (5)
1. Un sistema (2) de ascensor que comprende:
- un hueco (8) de ascensor;
- una cabina (6) de ascensor que puede moverse dentro del hueco (8) de ascensor;
- al menos una antena (12) de pasarela dispuesta en el techo del hueco (8) de ascensor para radiar señales RF de enlace descendente al interior y recibir señales RF de enlace ascendente desde el interior del hueco (8) de ascensor, respectivamente;
caracterizado porque el sistema de
ascensor comprende además:
- un repetidor (14) auxiliar montado sobre la cabina (6) de ascensor;
- una antena (16) donadora acoplada al repetidor (14) auxiliar y ubicada fuera de la cabina (6) de ascensor; y
- una antena (18) de cobertura acoplada al repetidor (14) auxiliar y ubicada dentro de la cabina (6) de ascensor; en el que el repetidor (14) auxiliar retransmite las señales RF de enlace ascendente y de enlace descendente entre el exterior y el interior de la cabina (6) de ascensor usando la antena (16) donadora y la antena (18) de cobertura.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un sistema (2) de ascensor según la
reivindicación 1, que comprende además:
- una primera interfaz (26) que está acoplada a una estación (28) de control para convertir datos de control de enlace descendente en señales RF de control de enlace descendente correspondientes y para convertir señales RF de señalización de enlace ascendente en datos de señalización de enlace ascendente correspondientes;
- un primer combinador/descombinador (24) que está acoplado a la primera interfaz (26) para combinar las señales RF de enlace descendente con las señales RF de control de enlace descendente para la transmisión por la antena (12) de pasarela, y para separar las señales RF de enlace ascendente de las señales RF de señalización de enlace ascendente recibidas por la antena (12) de pasarela;
- una segunda interfaz (34) que está acoplada a un sistema (36) de señalización y accionamiento para convertir las señales RF de control de enlace descendente en señales de controlador y para convertir las señales de señalización en señales RF de señalización de enlace ascendente; y
- un segundo combinador/descombinador (32) que está acoplado a la segunda interfaz (34) para combinar las señales RF de enlace ascendente con las señales RF de señalización de enlace ascendente para la transmisión por la antena (16) donadora del repetidor (14) auxiliar, y para separar las señales RF de enlace descendente de las señales RF de control de enlace descendente recibidas por la antena (16) donadora del repetidor (14) auxiliar.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Un sistema (2) de ascensor según la
reivindicación 2, en el que el sistema (36) de señalización y
accionamiento está dispuesto en la cabina (6) de ascensor y
comprende un controlador para controlar la cabina (6) de ascensor
basándose en las señales de controlador, y un sensor para producir
las señales de señalización basándose en el estado de la cabina (6)
de ascensor.
4. Un sistema (2) de ascensor según la
reivindicación 3, en el que el sistema (36) de señalización y
accionamiento comprende además un generador de señal que puede
operarse por un usuario de la cabina (6) de ascensor.
5. Un sistema (2) de ascensor según la
reivindicación 4, en el que el sensor está adaptado para
proporcionar información acerca de la ubicación de la cabina (6) de
ascensor dentro del hueco (8) de ascensor, estando el sensor
conectado al repetidor (14) auxiliar de modo que la información
pueda usarse de ese modo para controlar la ganancia de un
amplificador (30) del repetidor (14) auxiliar, y a la primera
interfaz (26) de modo que la información pueda usarse por la
estación (28) de control para controlar la ubicación de la cabina
(6) de ascensor en el hueco (8) de ascensor.
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