WO2009022040A1 - Procedimiento para aumentar las prestaciones de un sistema de comunicaciones sobre un medio formado por múltiples conductores - Google Patents

Procedimiento para aumentar las prestaciones de un sistema de comunicaciones sobre un medio formado por múltiples conductores Download PDF

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José María VIDAL ROS
José Vicente BLASCO CLARET
José Luis GONZÁLEZ MORENO
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    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A) or DMT

Definitions

  • the present invention refers to a method for increasing the performance of a communications system on a medium formed by multiple conductors.
  • any communication system we try to take full advantage of the characteristics of the communication medium to achieve maximum transmission capacity, reliability, coverage, etc.
  • the communications medium is formed by multiple conductors, it is possible to use said conductors to achieve one or more of these objectives.
  • the method described in the present invention is used in a medium formed by multiple conductors both to improve the performance of the communication, and to increase the reuse of frequencies used, or to improve the repetition, among other applications.
  • Injection modes are divided into common mode, differential modes and pseudo-differential modes.
  • the common mode is that which causes current flow through the reference plane.
  • the differential modes consist of the injection by one conductor and the return taking by another, while the pseudo-differential modes consist of the injection of voltage or current between one or more conductors and the return by one or more conductors different from those used. for the injection, the number of conductors used in this case being more than two.
  • Yamada, Kawasaki, Mrai, Matsuyam and Suzuli (IEEE 1-4244-1090-8 / 07) describe how to characterize the electrical network of the cables of a cargo ship, where the wiring is two-wire with a ground screen.
  • the same signal is injected in a common and differential way (dual mode transmission), and is received differentially, which takes advantage of the conversion of signals by coupling (crosstalk) to achieve a lower attenuation with respect to the use of only the differential transmission. That is, from a multi-wire system, this publication seeks to have a single communications channel.
  • the present invention uses orthogonal injection modes in N cables seeking to achieve up to N independent communication channels, taking advantage of said orthogonality to increase the performance of a communication system avoiding crosstalk instead of enhancing it, which is not anticipated or evident for a average expert in the field from this publication.
  • the publication “Vectored Transmission for Digital Subscriber Line Systems” (George Ginis, John M. Cioffi, IEEE Journal On Selected Areas in Communications, VoI. 20, No. 5, June) can also be found in the state of the art prior to this patent. 2002) in which the way of increasing the transmission speed in a mallet of twisted pairs is described, where the injection in said twisted pairs is done differentially, coordinating transmissions and using multiple input and output (MIMO) techniques to Cancel the crosstalk.
  • MIMO multiple input and output
  • the invention consists of a method for increasing the performance of a communication system on a medium formed by multiple conductors and a reference plane, where the number of conductors it will be in general N.
  • Said procedure is characterized in that communication signals are injected in up to N modes, a mode being the injection of voltage or current over a selective combination between conductors, reference plane or both; so that these modes are orthogonal to each other.
  • up to N modes can be used, there is a mode that causes current flow through the reference plane. This mode is the so-called common mode. In specific cases, for example when you want to minimize radiation, you can avoid using the injection that causes the transmission in common mode, by what only differential, pseudo-differential modes and their combinations will be used.
  • the procedure is suitable for any medium with multiple conductors, one of those means being the power grid.
  • An application of the procedure is that the transmitting equipment simultaneously injects in up to N modes between the differentials, pseudo-differentials and common mode in the communication process, so that the transmission capacity in the communications system is multiplied without using processed extra digital
  • the transmitting equipment simultaneously injects signal over the same bandwidth or frequency range to achieve the multiplication of the transmission capacity.
  • Another possible application of the method of the invention is to increase the attenuation between communication networks and improve the coexistence of said networks in the same medium.
  • each of the coexisting communication networks in the same physical medium will use a different set of injection modes, among the possible N, such that the sets of injection modes selected by the different communication networks are disjoint.
  • repeaters are frequency repeaters, that is, they communicate with a group of nodes using a frequency band and repeat the signal for another group of nodes using another different frequency band.
  • These types of repeaters often use coexistence filters to cancel out the interference between the different frequency bands used to repeat. Applying the process of the invention can be done that said repeaters use injection modes other than among the possible N; so that the specifications of the filters needed to reduce the interference between the different frequency bands used by the repeater are relaxed, or even the need for such filters is eliminated.
  • Another case of interference when using frequency repeaters occurs when the equipment that forms the communications system reuses the same frequencies on remote links.
  • interference will occur between equipment that uses the same frequencies, unless the equipment is so far apart (in terms of attenuation) that the signals sent by one of the equipment cannot be distinguished from the noise ground captured by the other equipment.
  • the method of the invention can be used to improve this case, for which the equipment that forms the communication system will reuse the same frequencies without causing interference with each other, by using different injection modes in the communication equipment of the remote links ; so that greater flexibility is allowed in the reuse of frequency ranges in the planning of communications networks.
  • the procedure can also be used to improve the reliability of the communication, for which multiple versions of the communications signal will be transmitted in the injection modes used to subsequently combine them in reception.
  • MIMO digital input and multiple output
  • One of the applicable MIMO techniques is space-time coding.
  • the procedure is applied together with space-time coding techniques consisting of distributing the communications signal between the injection modes used; so that diversity and coding gain are exploited at the same time.
  • transmission techniques are applied through the channel eigenmode transmission (transmission) and reception, to allow the receiver to decode the received signals through each of the injection modes used .
  • a third possibility is that the procedure includes digital processing techniques, which allow the cancellation of interference or coupling (crosstalk) between the injection modes used to be received; so that the signal-to-noise ratio (SNR) detected in each of said injection modes increases, and thereby the performance of communications.
  • digital processing techniques which allow the cancellation of interference or coupling (crosstalk) between the injection modes used to be received; so that the signal-to-noise ratio (SNR) detected in each of said injection modes increases, and thereby the performance of communications.
  • Another application of the procedure is to obtain bidirectional communications.
  • the communication system consists of two teams
  • these teams communicate bidirectionally at the same time (full-duplex communication) for which a first team uses a set of injection modes among the N possible to transmit to the second equipment and another set of different injection modes to receive the signals from the second equipment, while the second equipment uses the first set to receive and the second to transmit, where said sets are disjoint.
  • the procedure is characterized in that one device simultaneously transmits to other devices using a set of injection modes for transmission to each of the receiving equipment, where said sets are disjoint.
  • a device simultaneously receives from other equipment using a set of injection modes for reception from each of the transmitting equipment, where said sets are disjoint.
  • the transmissions made by different injection modes suffer in different ways the characteristics of the channel: attenuation, interference, noise floor, etc.
  • Some examples of the communication characteristics that allow to select the injection modes are: the noise present in the injection mode, the interference present in the injection mode, the stability of the channel in the injection mode, the radiation caused by the injection mode, channel attenuation in injection mode or a combination of the above.
  • the communication system uses OFDM modulation and orthogonal multi-injection
  • different digital processing techniques, different injection modes or a combination of digital processing techniques and injection modes can be used, in groups formed by one or several carriers of OFDM modulation.
  • Figure 1. Shows the propagation modes by the transmission medium formed by two parallel conductors, using orthogonal injection modes.
  • Figure 2. Shows the propagation modes by the transmission medium formed by three parallel conductors, using orthogonal injection modes.
  • Figure 3 Represents the acceptable orthogonal injection modes in a medium consisting of twelve parallel conductors.
  • Figure 4. Shows a general scheme, transmitter-transmission medium-receiver, where N orthogonal injection modes are used simultaneously on a point-to-point link.
  • Figure 5. Represents a typical case of interference between two networks that share the same physical medium where they must coexist.
  • Figure 6. Shows a scheme of interferences between links in a network with frequency division and the spectral position of the signals and the transfer functions of the coexistence filters necessary to avoid interference.
  • Figure 7. Shows a generic scheme of full-duplex communication between two teams.
  • Figure 8. Represents a full-duplex communication scheme on medium-voltage overhead power line with three phases, in which the orthogonal mutation injection procedure is used.
  • FIG. 9 Shows the general scheme, transmitter-transmission medium-receiver, in which MIMO processing is used in transmission and reception.
  • Figure 10. Shows the general scheme, transmitter-transmission medium-receiver, in which the same signal is orthogonally injected into the multiconductor medium and as many signals are received as those injected, propagated by different modes
  • Figure 11. Represents the particularization of the generic scheme of the previous figure when space-time coding techniques are used.
  • Figure 12. represents the particularization of the generic scheme of Figure 10 when transmission techniques are used through the channel autovectors.
  • Figure 13 Represents the particularization of the generic scheme of Figure 10 when trying to minimize the coupling between the multi-injection channels.
  • FIG. 14 Shows the general scheme, transmitter-transmission medium-receiver, in which the receiver selects which injection is more suitable for communication from the received signal.
  • Figure 15. Presents an example of grouping of carriers of an OFDM modulation for the orthogonal multi-injection procedure. DESCRIPTION OF VARIOUS EXAMPLES OF REALIZATION OF THE
  • the problem that the process of the invention wants to solve, from a theoretical point of view, is how to use the property that the transmission medium is formed by multiple conductors to maximize the performance of a communications system using said means of communication. transmission.
  • the multiconductor medium Before presenting various examples of realization of communication systems using the method of the invention, the multiconductor medium will be analyzed theoretically, which allows to justify the validity of the process of the invention. From a point of view Theoretically, it is possible to describe mathematically a multiconductor medium with N parallel conductors referred to a reference plane that carry signals between a source and a load using the theory of MTL (multi-conductor transmission line). The dominant mode of propagation of these signals is the transverse electromagnetic mode (TEM or Transverse ElectroMagnetic Mode), where both the electric and magnetic fields propagate orthogonally in the plane perpendicular to the axis of the conductors.
  • TEM Transverse ElectroMagnetic Mode
  • These structures can propagate signals from continuous (zero frequency) to frequencies of wavelength comparable to the cross-sectional dimension of the conductor.
  • the MTL theory for parallel conductors can be used for modeling more reliably the more TEM modes are dominant. At the time that the frequency rises, modes of a higher order than the TEM will begin to be contributory and, therefore, the approximations made by the MTL theory will no longer be valid.
  • the TEM mode is dominant, in reality the medium is not homogeneous and its spatial geometry or intrinsic characteristics are not maintained, which makes us talk about quasi-TEM modes, whose propagation and isolation characteristics between injections worsens. In any case, the MTL theory is used to describe the basis on which the process of the invention is sustained.
  • the signals that are injected into the different conductors of the medium generate an electromagnetic field that produces signal coupling between conductors, generating the so-called coupling or crosstalk.
  • One of the main purposes of the MTL theory is to predict such crosstalk.
  • the MTL theory in the simplest case of two conductors, is reduced to having two modes of spatial propagation of the signal, the common mode and the differential mode.
  • the differential mode used to transport the energy of the data signals that are transmitted in real applications (for example, communications through the power grid).
  • the common mode is injected into both conductors and the return is done by the reference plane or ground, while the differential mode consists of injecting by one conductor and taking the return by the other.
  • the common mode has greater losses and the added inconvenience of radiating more than the differential mode, which makes its use more limited at the level of compliance with emission regulation standards. Even trying to avoid the common mode, any differential signal that propagates through a channel will have a conversion factor to common mode, due to asymmetries and unbalances of the channel.
  • the system that relates the currents by the conductors to the currents of each mode is orthogonal, that is, it is an independent linear system and also the current vectors of each mode are orthogonal.
  • the range of matrix A is equal to N; while being the orthogonal modes the product of matrix A transposed by A is a diagonal matrix.
  • Figure 1 shows an example of the propagation modes that exist on the specific case of the electricity grid when injecting in common mode (1) and in differential mode (2), when the network is formed by only two conductors (3 ) and the reference plane or ground circuit (4).
  • the common mode current Ic is distributed by the multiple conductors and returns through the reference plane, while the differential current is injected by one conductor and returns by the other.
  • the propagation modes will be the same as with two conductors, plus a mode we will call a pseudo-differential mode, where the current flows through two of the conductors and returns through the third.
  • the pseudo-differential mode like the differential, has optimal characteristics for signal propagation, at have low attenuation in the channel, and as can be demonstrated mathematically it is orthogonal to the other two.
  • Figure 2 shows the orthogonal injection modes for the case of the electrical network formed by three conductors (3) together with the reference plane (4).
  • the injection can be performed in a pseudo-differential manner (5).
  • This system is linear independent (since the range of A is equal to twelve), and the product of the transposition (A t ) of A by the matrix A is diagonal, so that the injections chosen are orthogonal.
  • the invention method allows, among other applications, to maintain a sufficient useful signal level to take advantage of the possibility of having the bandwidth of the medium multiplied by a factor of up to NI (without using the mode common), without increasing the frequency spectrum used, that is, injecting different signals by taking advantage of the same bandwidth in the channel and improving by NI the number of signals between a transmitter and a receiver or between a transmitter and several receivers.
  • An immediate application of the method of the invention is a communication system in which the transmitter simultaneously injects up to N different modes than possible (differential, pseudo-differential and common mode) to multiply the transmission capacity of the system with the advantage of Do not need any extra digital processing without expanding the frequency range.
  • FIG. 4 An example of simultaneous orthogonal multi-transmission in a point-to-point link such as the one just described can be found in Figure 4, where there is a transmitting node (11) and a receiving node (12) that communicate by means of transmission (10) formed by N conductors over a bandwidth limited by the frequencies fi and f 2 .
  • the crosstalk or coupling is also represented in this figure by dashed lines (30).
  • the output of the transmitter modulator / demodulator (6) consists of N different signals that are converted digitally to analog (DACi to DAC N ). Each signal is amplified in analogue form (AFE module) (7) (If a S N ) and injected (TXi to TX N ) orthogonally in the middle
  • the signal on the transmitter medium is a signal formed by N signals on the same bandwidth (9).
  • the opposite process is done, taking the signals with the coupler
  • RXi to RX N amplifying them with an AFE module (7).
  • the signals are then passed to the digital domain (ADCi to ADC N ), and finally introduced into the modulator / demodulator (6) to retrieve the transmitted information.
  • Another embodiment of the process of the invention improves the coexistence of networks that share the same transmission medium.
  • Every communication system has a maximum operating range, in terms of maximum distance attainable due to attenuation of the medium, interference from nodes of other networks and noise present in the medium, among other degradations. Beyond this range, communication between nodes cannot be performed.
  • the element that limits the operating range of a node is the presence of another node's signal that belongs to another communications network that shares the medium, the signal will experience a degradation of its performance due to this interference.
  • Said nodes must coexist in the same medium, and it would be desirable for such coexistence to be carried out with the least possible loss of benefits.
  • the use of the method of the invention allows two nodes within the communication range to operate independently without subtracting benefits for interference between them.
  • Figure 5 shows two networks, each of which has to cover a zone, Network 1 (13) covers Zone 1 (14), while Network 2 (15) covers the area. Zone 2 (16).
  • Both networks share the physical environment (10) and, in general, will have an area of action larger than the area they should cover. This is a determining factor when it comes to interference between networks. The greater the power transmitted by a network, the greater its coverage or range of action and the more likely it is to interfere with other networks. In this case an interference zone (17) appears where the signals of both networks are mixed. The fact of reducing the transmitted power by the network it would improve coexistence with other networks but, in most cases, it would worsen the benefits in its own coverage area, which in reality is not a feasible solution. In this case, if we use orthogonal injection modes between the different networks that must coexist, we will be able to increase the attenuation between the nodes that belong to each network, so that the interference between them is reduced without the need to reduce the transmitted power.
  • the method of the invention can also be applied to increase the performance of the systems.
  • a communications network consisting of multi-conductors
  • repeaters use time division (TDD) or frequency (FDD) techniques.
  • TDD time division
  • FDD frequency division
  • the main problem of the FDD is that many times the reuse of frequency bands is necessary, which implies having links that use the same frequencies on the same medium, which makes it possible for the equipment of these links to interfere .
  • the multi-injection described in the invention can be used to increase the attenuation between these remote links and thereby decrease the possible interference.
  • Using orthogonal injection modes between remote links reduces interference between them and with this the performance of the links individually and of the network in general is improved.
  • Another application of the method of the invention is the ability to achieve full-duplex communication between devices, that is to transmit and receive information simultaneously between the devices, using orthogonal multi-injection.
  • An example can be a medium voltage line of the power grid with broadband communication equipment, as can be seen in Figure 8. If the network is three-phase, a multi-injection can be done on three conductors where a mode is injected differential (2) and a pseudo-differential mode (5), thereby achieving a full-duplex channel using the same frequency band on the same communication channel between the devices (23).
  • the method of the invention can be applied together with MIMO (multiple-input, multiple-output) techniques to improve the performance of the communications system using said techniques.
  • MIMO multiple-input, multiple-output
  • a means of multi-wire communication is equivalent to MIMO schemes
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment in which the system uses MIMO digital processing and the process of the invention. This example follows the general scheme of the communications system presented in previous figures and it includes a digital processing module with multiple input signals (ai ... to N ) and multiple output signals (29).
  • the coupling or interference between the injected signals (30) that can be exploited or reduced using MIMO digital processing has been marked in the figure.
  • diversity techniques in the field of telecommunications refer to an improvement in the reliability of a signal that travels through a medium, using two or more communication channels with different characteristics. These techniques exploit the different characteristics of the N communication channels to increase the robustness of the receiver, avoid chain bit errors and combat signal fading.
  • the method consists of transmitting multiple signal versions that are combined in the receiver to improve the reliability of the communication. Error correction techniques can be incorporated in the different signals transmitted in different parts of each message of each channel.
  • a system is shown in which the method of the invention is used together with the transmission of multiple versions.
  • Figure 10 shows this example, in which the symbol to be transmitted (27) is digitally processed (6) is passed to the analog domain and conveniently amplified (7) and finally coupled (8) by introducing the same signal with each one of the orthogonal injection modes. In reception, the opposite procedure is performed, taking the signal of each orthogonal injection, amplifying it and finally making a combination (28) of the obtained signals.
  • This combination consists of multiplying each signal by a weight (dependent, in this example of embodiment, on the signal to noise ratio perceived in the channel formed by the orthogonal injection) and adding the results to try to obtain the symbol sent.
  • the replica of the transmitted signal and its combination in reception allows to increase the reliability of the communication even in scenarios very degraded by noise or interference.
  • the multi-injection method is applicable to spatial diversity, where the signal is transmitted by different paths of the same medium.
  • Diversity combination techniques can be used before signal processing, selecting the most powerful signal that reaches the receiver, changing the channel when the signal does not have a minimum of performance; or adding all the receptions in a coherent way, using MRC (maximal-ratio combining) where weights are applied to the received signals according to the signal-to-noise ratio (SNR) of each one, before adding the receptions.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • a specific embodiment of the MIMO processing will consist of transmission techniques through the channel's autovectors that linearly combine the signals to be transmitted in each of the injection modes (through products and sums of the signals obtained from digital processing) and the signals received in each of the injection modes.
  • Figure 12 shows this embodiment, where N symbols (31) are introduced in the digital processing (6) and the outputs are linearly combined by multipliers (41) and adders (42) with weights (generally different for the transmitter (43) and (44) and for the receiver (45) and (46)) whose value is calculated depending on the specific transmission medium of the application. At reception the processing is identical to the one carried out in transmission.
  • MIMO processing can also be used to reduce and even eliminate coupling between channels (30).
  • the scheme shown in the example of Figure 13 can be used where the receiver includes a crosstalk canceller (34) that reduces the interference of the other injection modes on each of the injection modes due to the coupling.
  • Another embodiment of the invention consists in applying the method of the invention in a communication system in such a way that the same signal is transmitted by the N conductors using the orthogonal injection modes, and in reception only the injection modes are used. that present better characteristics for communication.
  • those injection modes that have lower noise, higher SNR, lower interference, etc. are selected as suitable.
  • This selection is made through a module (35) in reception that analyzes the chosen characteristic of the signals that arrive through the different injection modes and with it selects which coupler (8) will be activated in reception.
  • This module can also send a control signal to the transmitter (11) so that only orthogonal multi-injection is performed on the channels selected by the selector block (35), which communicates to the coupler (8) of the transmitter (11).
  • a pseudo-differential injection mode is used in a first group (24), and no extra signal processing is used.
  • the second group (25) it is injected simultaneously in differential and pseudo-differential mode and no extra signal processing is also used, the isolation provided by the injection between the orthogonal modes being sufficient to separate the signals in reception.
  • the carriers of the third group are not consecutive in frequency.
  • a pseudo-differential injection mode is used in a first group (24), and no extra signal processing is used.
  • the second group (25) it is injected simultaneously in differential and pseudo-differential mode and no extra signal processing is also used, the isolation provided by the injection between the orthogonal modes being sufficient to separate the signals in reception.
  • (26) is injected simultaneously in differential and pseudo-differential mode, and MIMO techniques are applied.
  • the assignment of the different carriers to each of the groups (24), (25) or (26) is based on the characteristics of the channel in the frequency of each carrier or based on other criteria depending on the application.

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Abstract

Procedimiento para aumentar las prestaciones de un sistema de comunicaciones sobre un medio formado por múltiples conductores que incrementa las prestaciones de un sistema de comunicaciones mediante la creación de múltiples canales de comunicación con un alto grado de aislamiento entre ellos sobre un mismo medio físico formado por múltiples conductores. El procedimiento puede ser extendido para ser usado en diversas aplicaciones, como la reutilización de frecuencias sobre un mismo canal, el aumento de la capacidad de los enlaces punto a punto en una red, la mejora de prestaciones y la fiabilidad al utilizarse con procesado digital de señales en transmisión o en recepción, entre otras.

Description

PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES
CONDUCTORES OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un procedimiento para aumentar las prestaciones de un sistema de comunicaciones sobre un medio formado por múltiples conductores . En cualquier sistema de comunicaciones se intenta aprovechar al máximo las características del medio de comunicación para conseguir la máxima capacidad de transmisión, fiabilidad, cobertura, etc. En el caso de que el medio de comunicaciones esté formado por múltiples conductores es posible utilizar dichos conductores para alcanzar uno o varios de estos objetivos.
El procedimiento descrito en la presente invención se utiliza en un medio formado por múltiples conductores tanto para mejorar las prestaciones de la comunicación, como para incrementar la reutilización de frecuencias utilizadas, o mejorar la repetición, entre otras aplicaciones .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de comunicaciones necesitan un medio de transmisión de las señales que muchas veces está formado por múltiples conductores. La presencia de estos múltiples conductores puede ser aprovechada para mejorar diversas prestaciones del sistema de comunicaciones, tales como la capacidad de transmisión o la inmunidad al ruido, entre otras. Aunque este problema ha sido planteado y se han encontrado algunas soluciones más o menos válidas en el pasado, la presente invención presenta una nueva solución que aprovecha la multiplicidad de conductores de forma óptima para aumentar las prestaciones de la transmisión en el medio. A continuación se describen los conceptos convencionales que se emplean en la presente invención. Se entiende "modo" como la inyección de tensión o corriente sobre una combinación selectiva de conductores, plano de referencia o ambos. Asimismo, se define la "multiinyección ortogonal" como una inyección de múltiples modos ortogonales entre sí. Los modos de inyección se dividen en modo común, modos diferenciales y modos pseudo- diferenciales . El modo común es aquél que provoca circulación de corrientes por el plano de referencia. Los modos diferenciales consisten en la inyección por un conductor y la toma del retorno por otro, mientras que los modos pseudo-diferenciales consisten en la inyección de tensión o corriente entre uno o más conductores y el retorno por uno o más conductores diferentes a los utilizados para la inyección, siendo el número de conductores utilizados en este caso más de dos.
En el estado del arte existen algunas patentes con conceptos relacionados, pero que no afectan ni a la novedad ni a la altura inventiva de la presente invención. Por ejemplo cabe citar la patente "Space time coded data transmission via inductive effect between adjacent power lines" (GB238372A) que describe la utilización de múltiples caminos para la señal de comunicaciones sobre la red eléctrica y en la aplicación de procesado digital para identificar en cada nodo los mejores periodos de tiempo y bandas de frecuencia para comunicarse. Además, en este documento, se trata el canal como un sistema de múltiples entradas y múltiples salidas donde la señal se acopla entre los distintos conductores para llegar por varios caminos a los nodos. Este documento no resta novedad ni altura inventiva a la presente invención, puesto que no se realizan múltiples inyecciones ortogonales sobre un medio multiconductor, sino un método distinto para realizar las comunicaciones que busca aprovechar el acoplamiento entre conductores en lugar de eliminarlo.
Por otro lado las publicaciones "A novel approach to the modeling of the indoor power line channel Part I: Circuit analysis and companion model" (IEEE Trans . Power Del., vol . 20, no. 2, pp. 655-663, Apr. 2005) y "A novel approach to the modeling of the indoor power line channel Part II: Transfer function and channel properties" (IEEE Trans. Power Del., vol. 20, no. 3, JuI. 2005) analizan el canal formado por la red eléctrica como medio de transmisión dentro de las casas, asimilándolo a la teoría de líneas de transmisión en multiconductores (MTL) , con el fin de conseguir un modelo realista para dicho canal. Esto no interfiere con la novedad ni altura inventiva de la presente invención puesto que la invención se basa en el aumento de prestaciones de un sistema de comunicaciones mediante la multiinyección ortogonal de señales, independientemente del modelo utilizado para el canal.
Otra publicación del estado del arte tiene como título "High-Frequeny characteristics of overhead multiconductor power lines for broadband communication"
(IEEE Jour. Communications, Vol. 24, no. 7, JuI. 2006) , y presenta otro modelo avanzado para el canal formado por la red eléctrica como medio de transmisión en líneas aéreas de media tensión. Por las mismas razones que las indicadas anteriormente, este documento no interfiere con la novedad ni altura inventiva puesto que el procedimiento de la presente invención puede aplicarse independientemente del modelado que se realice sobre el canal de comunicaciones.
Por otro lado, la publicación "Characteristics of powerline channels in cargo ships" de Tsuzuki, Yoshida,
Yamada, Kawasaki , Mrai, Matsuyam y Suzuli (IEEE 1-4244- 1090-8/07) describe la forma de caracterizar la red eléctrica de los cables de un barco de carga, donde el cableado es de dos hilos con pantalla a tierra. Para ello se inyecta una misma señal en forma común y diferencial (dual mode transmission) , y se recibe de forma diferencial, con lo que se aprovecha la conversión de señales por acoplamiento (crosstalk) para conseguir una menor atenuación respecto a la utilización de sólo la transmisión diferencial. Esto es, a partir de un sistema de varios hilos, en esta publicación se busca tener un único canal de comunicaciones. La presente invención utiliza modos de inyección ortogonales en N cables buscando conseguir hasta N canales de comunicaciones independientes, aprovechando dicha ortogonalidad para aumentar las prestaciones de un sistema de comunicaciones evitando el crosstalk en lugar de potenciarlo, lo que no está anticipado ni resulta evidente para un experto medio en la materia a partir de esta publicación. En el estado del arte previo a la presente patente también puede encontrarse la publicación "Vectored Transmission for Digital Subscriber Line Systems" (George Ginis, John M. Cioffi, IEEE Journal On Selected Áreas in Communications, VoI. 20, No. 5, June 2002) en la que se describe la forma de incrementar la velocidad de transmisión en un mazo de pares trenzados, donde la inyección en dichos pares trenzados se hace de forma diferencial, coordinando las transmisiones y usando técnicas de entradas y salidas múltiples (MIMO) para cancelar el crosstalk. Tal y como ocurre con otros documentos del estado del arte, esto no anticipa la presente invención cuyo procedimiento se basa en inyecciones ortogonales sobre N conductores para conseguir aumentar las prestaciones de un sistema de comunicaciones. Una patente del fondo tecnológico relacionada con la problemática a resolver es la denominada "Phantom Use in DSL systems" con número de publicación US 2006/0268966. Esta patente utiliza un modo común que se superpone a las señales que se envían en un mazo de pares trenzados (denominado phantom mode) donde la inyección en dichos pares trenzados se hace de forma diferencial . Con ello se genera un nuevo camino para la comunicación utilizando la radiación producida por este modo. Nuestra patente utiliza multiinyecciones ortogonales para la creación de nuevos canales, por lo que no interfiere con esta patente.
Finalmente, también se puede relacionar con el estado del arte la constribución "Submission to Working Group TlEl.4" (GDSL, Gigabit DSL, J. Cioffi et al, TlEl .4/2003-487Rl) . En esta contribución se utilizan inyecciones diferenciales sobre pares trenzados utilizando un conductor escogido como referencia para la señal de retorno. Como en anteriores ocasiones, este documento no resta novedad ni altura inventiva, puesto que el procedimiento planteado en esta patente se basa en la multiinyección ortogonal sobre N conductores, y no en inyecciones diferenciales, para conseguir aumentar las prestaciones del sistema de comunicaciones.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Para lograr los objetivos y evitar los inconvenientes indicados en anteriores apartados, la invención consiste en un procedimiento para aumentar las prestaciones de un sistema de comunicaciones sobre un medio formado por múltiples conductores y un plano de referencia, donde el número de conductores será en general N. Dicho procedimiento se caracteriza porque se inyectan señales de comunicación en hasta N modos, siendo un modo la inyección de tensión o corriente sobre una combinación selectiva entre conductores, plano de referencia o ambos; de forma que dichos modos sean ortogonales entre sí . Aunque se pueden utilizar hasta los N modos, existe un modo que provoca circulación de corrientes por el plano de referencia. Este modo es el denominado modo común. En casos concretos, por ejemplo cuando se desean reducir al mínimo las radiaciones, se puede evitar la utilización de la inyección que provoca la transmisión en modo común, por lo que 'sólo se utilizarán modos diferenciales, pseudo- diferenciales y sus combinaciones.
En general, el procedimiento es adecuado para cualquier medio con múltiples conductores, siendo uno de esos medios la red eléctrica.
Una aplicación del procedimiento consiste en que el equipo transmisor inyecta simultáneamente en hasta N modos de entre los diferenciales, pseudo-diferenciales y modo común en el proceso de comunicación, de forma que se multiplica la capacidad de transmisión en el sistema de comunicaciones sin utilizar procesado digital extra.
En un caso particular, el equipo transmisor inyecta señal simultáneamente sobre el mismo ancho de banda o rango de frecuencias para conseguir la multiplicación de la capacidad de transmisión.
Otra aplicación posible del procedimiento de la invención es incrementar la atenuación entre redes de comunicaciones y mejorar la coexistencia de dichas redes en un mismo medio. Para ello cada una de las redes de comunicación coexistentes en un mismo medio físico utilizará un conjunto diferente de modos de inyección, de entre los N posibles, tal que los conjuntos de modos de inyección seleccionados por las distintas redes de comunicación sean disjuntos. En múltiples sistemas de comunicaciones es necesario utilizar repetidores para que la señal de un equipo pueda llegar a otros equipos alejados (en cuanto a atenuación) . Usualmente dichos repetidores son repetidores en frecuencia, esto es, se comunican con un grupo de nodos usando una banda de frecuencias y repiten la señal para otro grupo de nodos utilizando otra banda de frecuencias diferente. Este tipo de repetidores suelen utilizar filtros de coexistencia para anular la interferencia entre las distintas bandas de frecuencias utilizadas para repetir. Aplicando el procedimiento de la invención se puede hacer que dichos repetidores utilicen modos de inyección distintos de entre los N posibles; de forma que se relajen las especificaciones de los filtros necesarios para reducir la interferencia entre las distintas bandas de frecuencias utilizadas por el repetidor, o incluso se elimine la necesidad de dichos filtros.
Otro caso de interferencia al utilizar repetidores en frecuencia se produce cuando los equipos que forman el sistema de comunicaciones reutilizan las mismas frecuencias en enlaces remotos. En este caso se producirá interferencia entre equipos que usen las mismas frecuencias, a menos que los equipos estén tan alejados (en términos de atenuación) que las señales enviadas por uno de los equipos no puedan distinguirse del suelo de ruido captado por el otro equipo. El procedimiento de la invención puede utilizarse para mejorar este caso, para lo que los equipos que forman el sistema de comunicaciones reutilizarán las mismas frecuencias sin producir interferencia entre sí, mediante la utilización de diferentes modos de inyección en los equipos de comunicación de los enlaces remotos; de forma que se permite una mayor flexibilidad en la reutilización de rangos de frecuencia en la planificación de redes de comunicaciones .
El procedimiento también puede utilizarse para mejorar la fiabilidad de la comunicación, para lo que se transmitirán múltiples versiones de la señal de comunicaciones en los modos de inyección utilizados para posteriormente combinarlos en recepción.
El uso de múltiples modos de inyección en transmisión y en recepción, permite que se apliquen técnicas de procesado digital de entrada y salida múltiple (MIMO) de las señales de comunicaciones, en los modos de inyección utilizados de entre los N posibles. Gracias a ello, es posible mejorar las prestaciones de la comunicación. Una de las técnicas MIMO aplicables es la codificación espacio-temporal . En este caso el procedimiento se aplica junto con técnicas de codificación espacio-temporal consistentes en distribuir la señal de comunicaciones entre los modos de inyección utilizados; de forma que se explota al mismo tiempo la diversidad y la ganancia de codificación.
Otra posibilidad es que junto al procedimiento de invención se apliquen técnicas de transmisión a través de los autovectores del canal (eigenmode transmission) en transmisión y en recepción, para permitir al receptor decodificar las señales recibidas a través de cada uno de los modos de inyección utilizados.
Una tercera posibilidad es que el procedimiento incluya técnicas de procesado digital, que permitan en recepción la cancelación de la interferencia o acoplamiento (crosstalk) entre los modos de inyección utilizados; de forma que aumenta la relación señal a ruido (SNR) detectada en cada uno de dichos modos de inyección, y con ello las prestaciones de las comunicaciones.
Otra aplicación del procedimiento es conseguir comunicaciones bidireccionales . En caso de que el sistema de comunicaciones esté formado por dos equipos, estos equipos se comunican bidireccionalmente al mismo tiempo (full-duplex communication) para lo que un primer equipo utiliza un conjunto de modos de inyección de entre los N posibles para transmitir al segundo equipo y otro conjunto de modos de inyección diferentes para recibir las señales del segundo equipo, mientras que el segundo equipo utiliza el primer conjunto para recibir y el segundo para transmitir, donde dichos conjuntos son disjuntos.
En caso de que el sistema esté formado por múltiples equipos, el procedimiento se caracteriza porque un equipo transmite simultáneamente a otros equipos utilizando un conjunto de modos de inyección para la transmisión a cada uno de los equipos receptores, donde dichos conjuntos son disjuntos.
Asimismo otra posible aplicación del procedimiento es que un equipo reciba simultáneamente de otros equipos utilizando un conjunto de modos de inyección para la recepción desde cada uno de los equipos transmisores, donde dichos conjuntos son disjuntos.
Usualmente, las transmisiones realizadas por distintos modos de inyección sufren de distinta forma las características del canal: atenuación, interferencia, suelo de ruido, etc. En un caso concreto, es posible utilizar únicamente los modos de inyección que presentan mejores características para la comunicación, de forma que se consigue aumentar la robustez y prestaciones del sistema de comunicaciones.
Existen múltiples formas de seleccionar qué modos de inyección son los adecuados. Algunos ejemplos de las características de la comunicación que permiten seleccionar los modos de inyección son: el ruido presente en el modo de inyección, la interferencia presente en el modo de inyección, la estabilidad del canal en el modo de inyección, la radiación provocada por el modo de inyección, la atenuación del canal en el modo de inyección o una combinación de las anteriores . En el caso de que el sistema de comunicaciones utilice modulación OFDM y multiinyección ortogonal, pueden utilizarse técnicas de procesado digital diferentes, modos de inyección diferentes o una combinación de técnicas de procesado digital y modos de inyección, en grupos formados por una o varias portadoras de la modulación OFDM.
A continuación, para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1.- Muestra los modos de propagación por el medio de transmisión formado por dos conductores paralelos, utilizando modos de inyección ortogonales. Figura 2. - Muestra los modos de propagación por el medio de transmisión formado por tres conductores paralelos, utilizando modos de inyección ortogonales.
Figura 3. - Representa los modos de inyección ortogonales admisibles en un medio formado por doce conductores paralelos.
Figura 4.- Muestra un esquema general, transmisor- medio de transmisión-receptor, donde se utilizan N modos de inyección ortogonales de forma simultánea en un enlace punto a punto. Figura 5.- Representa un caso típico de interferencia entre dos redes que comparten el mismo medio físico donde deben coexistir.
Figura 6. - Muestra un esquema de interferencias entre enlaces en una red con división en frecuencia y la posición espectral de las señales y las funciones de transferencia de los filtros de coexistencia necesarios para evitar las interferencias.
Figura 7. - Muestra un esquema genérico de comunicación full -dúplex entre dos equipos. Figura 8.- Representa un esquema de comunicación full -dúplex sobre línea eléctrica aérea de media tensión con tres fases, en las que se utiliza el procedimiento de muítiinyección ortogonal.
Figura 9.- Muestra el esquema general, transmisor- medio de transmisión-receptor, en el que se utiliza procesado MIMO en transmisión y recepción.
Figura 10.- Muestra el esquema general, transmisor- medio de transmisión-receptor, en el que la misma señal se inyecta de forma ortogonal en el medio multiconductor y se reciben tantas señales como las inyectadas, propagadas por modos distintos.
Figura 11.- Representa la particularización del esquema genérico de la figura anterior cuando se utilizan técnicas de codificación espacio-temporal. Figura 12.- Representa la particularización del esquema genérico de la figura 10 cuando se utilizan técnicas de transmisión a través de los autovectores del canal .
Figura 13.- Representa la particularización del esquema genérico de la figura 10 cuando se intenta minimizar el acoplamiento entre los canales de multiinyección.
Figura 14.- Muestra el esquema general, transmisor- medio de transmisión-receptor, en el que el receptor selecciona qué inyección es más adecuada para la comunicación a partir de la señal recibida.
Figura 15.- Presenta un ejemplo de agrupación de portadoras de una modulación OFDM para el procedimiento de multiinyección ortogonal. DESCRIPCIÓN DE VARIOS EJEMPLOS DE REALIZACIÓN DE LA
INVENCIÓN
Seguidamente se realiza la descripción de varios ejemplos de realización de la invención, haciendo referencia a la numeración adoptada en las figuras. El problema que el procedimiento de la invención quiere resolver, desde un punto de vista teórico, consiste en cómo utilizar la propiedad de que el medio de transmisión esté formado por múltiples conductores para conseguir maximizar las prestaciones de un sistema de comunicaciones que utiliza dicho medio de transmisión.
Antes de presentar diversos ejemplos de realización de sistemas de comunicación utilizando el procedimiento de la invención, se analizará de forma teórica el medio multiconductor, lo que permite justificar la validez del procedimiento de la invención. Desde un punto de vista teórico es posible describir matemáticamente un medio multiconductor con N conductores paralelos referidos a un plano de referencia que conducen señales entre una fuente y una carga mediante la teoría de MTL (multi-conductor transmission line) . El modo dominante de propagación de estas señales es el modo electromagnético transversal (TEM ó Transverse ElectroMagnetic Mode) , donde tanto el campo eléctrico como el magnético se propagan ortogonalmente en el plano perpendicular al eje de los conductores. Estas estructuras pueden propagar señales desde continua (frecuencia cero) hasta frecuencias de longitud de onda comparable a la dimensión de la sección transversal del conductor. La teoría MTL para conductores paralelos puede ser utilizada para el modelado de forma más fiable cuanto más sean dominantes los modos TEM. En el momento que se sube en frecuencia, empezarán a ser contributivos modos de mayor orden que el TEM y, por lo tanto, las aproximaciones realizadas por la teoría MTL dejarán de tener validez. Aún siendo dominante el modo TEM, en la realidad el medio no es homogéneo y no se mantiene la geometría espacial o las características intrínsecas del mismo, lo cual hace que hablemos de modos quasi-TEM, cuyas características de propagación y aislamiento entre inyecciones empeora. En cualquier caso, se usa la teoría MTL para describir la base en la que se sostiene el procedimiento de la invención.
Las señales que se inyectan en los diferentes conductores del medio, generan un campo electromagnético que produce acoplamiento de señal entre conductores, generándose el denominado acoplamiento o crosstalk. Uno de los principales fines de la teoría MTL es predecir dicho crosstalk.
La teoría MTL en el caso más simple de dos conductores, se reduce a tener dos modos de propagación espacial de la señal, el modo común y el modo diferencial. Normalmente es el modo diferencial el utilizado para transportar la energía de las señales de datos que se transmiten en aplicaciones reales (por ejemplo, las comunicaciones a través de la red eléctrica) . El modo común se inyecta en ambos conductores y el retorno se hace por el plano de referencia o tierra, mientras que el modo diferencial consiste en inyectar por un conductor y tomar el retorno por el otro. El modo común tiene pérdidas mayores y el inconveniente añadido de radiar más que el modo diferencial, lo cual hace que su uso esté más limitado a nivel de cumplimiento de estándares de regulación de emisiones. Aún tratando de evitar el modo común, toda señal diferencial que se propague por un canal, tendrá un factor de conversión a modo común, debido a asimetrías y desbalanceos del canal .
Cuando los modos de inyección utilizados son ortogonales, según la teoría MTL, no existirá interferencia entre ellos. Esto puede comprobarse matemáticamente planteando un sistema de ecuaciones de las corrientes por cada conductor o las tensiones en los mismos. Para N conductores y un plano de referencia habrá N modos de inyección ortogonales. Particularizando para las corrientes y considerando las corrientes en los N conductores se llega al siguiente sistema:
Figure imgf000015_0002
donde A
Figure imgf000015_0001
y Donde /, (i=l..N) es la corriente que pasa por el conductor i, Ic es la corriente de modo común, Idi (i=l..k) son las corrientes de modo diferencial, Ip(ü (i=l..s) son corrientes de modo pseudo-diferencial y aij (i=l..N, j=l..N) es el factor de contribución de la corriente de cada modo a la corriente por el conductor i. No es posible utilizar cualquier combinación para generar un modo diferencial o pseudo-diferencial adecuado; únicamente serán válidos aquellos que demuestren ortogonalidad frente al resto de modos utilizados (de acuerdo al sistema de ecuaciones arriba planteado) .
Según la teoría MTL el sistema que relaciona las corrientes por los conductores con las corrientes de cada modo es ortogonal, es decir, es un sistema lineal independiente y además los vectores de corriente de cada modo son ortogonales. Por ser un sistema independiente, el rango de la matriz A es igual a N; mientras que al ser los modos ortogonales el producto de la matriz A transpuesta por A es una matriz diagonal. En la figura 1 puede observarse un ejemplo de los modos de propagación que existen sobre el caso concreto de la red eléctrica al inyectar en modo común (1) y en modo diferencial (2), cuando la red está formada por sólo dos conductores (3) y el plano de referencia o circuito de tierra (4) . La corriente en modo común Ic se distribuye por los múltiples conductores y retorna por el plano de referencia, mientras que la corriente diferencial se inyecta por un conductor y retorna por el otro.
Cuando el medio de transmisión está compuesto de tres conductores los modos de propagación serán los mismos que con dos conductores, más un modo que denominaremos modo pseudo-diferencial, donde la corriente circula por dos de los conductores y retorna por el tercero. El modo pseudo- diferencial, al igual que el diferencial, presenta unas características óptimas para la propagación de señal, al tener baja atenuación en el canal, y como puede demostrarse matemáticamente es ortogonal a los otros dos.
La figura 2 muestra los modos de inyección ortogonales para el caso de la red eléctrica formada por tres conductores (3) junto con el plano de referencia (4) . En este caso, además del modo común (1) y el diferencial (2), puede realizarse la inyección de forma pseudo- diferencial (5) .
A partir de estos valores es posible realizar una extrapolación de los modos de inyección para N conductores paralelos con plano de referencia aplicando la teoría MTL, donde habrá N posibles inyecciones de señales ortogonales. En la siguiente tabla puede encontrarse el número de modos de inyección de señales ortogonales agrupados por tipo (común, diferencial y pseudo-diferencial) en función del número de conductores :
Figure imgf000017_0001
Para comprobar con un ejemplo las inyecciones ortogonales, supongamos un medio con doce conductores (3), como el presentado en la figura 3. En dicha figura se incluyen doce modos de inyección que deseamos saber si son ortogonales. Se comprobará la ortogonalidad de la matriz de corrientes planteando el siguiente sistema de ecuaciones: ( Ic ) Vn 1 0 0 0 0 0 1/2 0 0 1/4 1/8 ( L idι 1/12 - 1 0 0 0 0 0 1/ 2 0 0 1/4 1 /8
Id2 1/12 0 1 0 0 0 0 -1/2 0 0 1/4 1 /8
I» 1/12 0 - 1 0 0 0 0 -1/2 0 0 1/4 1/8 ι di
Id, 1/12 0 0 1 0 0 0 0 1/2 0 -1/4 1/8 ι di
Ids 1/12 0 0 -1 0 0 0 0 1/2 0 -1/4 1 /8 L dí ' id6 1/12 0 0 0 1 0 0 0 -1/2 0 -1/4 1 /8
Im 1/12 0 0 0 - 1 0 0 0 -1/2 0 -1/4 1/8 v>
Im 1/12 0 0 0 0 1 0 0 0 1/ 2 0 -1/4 Im
Im 1/12 0 0 0 0 -1 0 0 0 1/2 0 -1/4 Im im 1/12 0 0 0 0 0 1 0 0 -1/2 0 -1/4 ' pd* j/12 0 0 0 0 0 -1 0 0 -1/2 0 -1/4
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Este sistema es lineal independiente (puesto que el rango de A es igual a doce) , y el producto de la traspuesta (At) de A por la matriz A es diagonal, con lo que las inyecciones elegidas son ortogonales.
Figure imgf000018_0002
En aplicaciones prácticas muchas veces es conveniente evitar la utilización de la inyección en modo común por motivos de interferencia electromagnética, por lo que es preferible utilizar, como máximo, un total de N-I modos de inyección. Por otro lado, tanto el crosstalk entre modos como los desbalanceos del medio de transmisión hacen que el nivel de modo común aumente a medida que las distintas señales se propagan por el medio, aumentando la radiación y con ella las pérdidas de señal diferencial y pseudo-diferencial . A pesar de la degradación de la señal, el procedimiento de invención permite, entre otras aplicaciones, mantener un nivel de señal útil suficiente para aprovechar la posibilidad de tener el ancho de banda del medio multiplicado por un factor de hasta N-I (sin utilizar el modo común) , sin haber aumentado el espectro de frecuencias utilizado, es decir, inyectando diferentes señales aprovechando el mismo ancho de banda en el canal y mejorando por N-I el número de señales entre un emisor y un receptor o entre un emisor y varios receptores.
A continuación se explican diversos ejemplos de realizaciones de sistemas de comunicaciones en los que el procedimiento de invención se utiliza para aumentar las prestaciones de dichas comunicaciones.
Una aplicación inmediata del procedimiento de la invención es un sistema de comunicación en el que el transmisor inyecta simultáneamente hasta N modos diferentes de los posibles (diferenciales, pseudo-diferenciales y el modo común) para multiplicar la capacidad de transmisión del sistema con la ventaja de no necesitar ningún procesado digital extra y sin expandir el rango de frecuencias.
Un ejemplo de multi-transmisión ortogonal simultánea en un enlace punto a punto como el que se acaba de describir puede encontrarse en la figura 4, donde hay un nodo transmisor (11) y un nodo receptor (12) que se comunican por un medio de transmisión (10) formado por N conductores sobre un ancho de banda limitado por las frecuencias fi y f2. El crosstalk o acoplamiento también se representa en esta figura mediante líneas discontinuas (30) . La salida del modulador/demodulador (6) del transmisor consiste en N señales distintas que se convierten de forma digital a analógica (DACi a DACN) . Cada señal se amplifica de forma analógica (módulo AFE) (7) (Si a SN) y se inyectan (TXi a TXN) de forma ortogonal en el medio
(10) a través del acoplador (8) . Por tanto, la señal sobre el medio de transmisor es una señal formada por N señales sobre el mismo ancho de banda (9) . En recepción se hace el proceso contrario, tomando las señales con el acoplador
(8) , que estarán afectadas por las características del canal de comunicaciones (S'i a S'N), obteniendo N señales
(RXi a RXN) , amplificándolas con un módulo AFE (7) . Después las señales se pasan al dominio digital (ADCi a ADCN) , y finalmente se introducen en el modulador/demodulador (6) para recuperar la información transmitida.
El uso del procedimiento de la invención en este ejemplo de realización permite tener el ancho de banda de comunicación multiplicado por el número de inyecciones sin utilizar otras bandas de frecuencias distintas a las ya utilizadas para una única inyección.
Otro ejemplo de realización del procedimiento de la invención mejora la coexistencia de redes que comparten un mismo medio de transmisión. Todo sistema de comunicaciones tiene un rango máximo de funcionamiento, en cuanto a distancia máxima alcanzable debido a la atenuación del medio, interferencia de nodos de otras redes y ruido presente en el medio, entre otras degradaciones. Más allá de este rango, la comunicación entre nodos no se puede realizar. Cuando el elemento que limita el rango de funcionamiento de un nodo es la presencia de señal de otro nodo que pertenece a otra red de comunicaciones que comparte el medio, la señal experimentará una degradación de sus prestaciones debido a esta interferencia. Dichos nodos deben coexistir en el mismo medio, y sería deseable que dicha coexistencia se realizase con la menor pérdida posible de prestaciones.
Además, en ciertos sistemas de comunicaciones, es deseable que dos nodos situados dentro del rango de comunicación no se puedan comunicar entre ellos por distintos motivos. En estos casos la coexistencia presenta aún más dificultades, puesto que la interferencia de señales es tan grande que hace posible la comunicación entre ambos nodos. En estos casos, es posible aplicar técnicas de intercambio de mensajes para compartir tiempo, frecuencia u otras magnitudes que permitan la transmisión de ambos nodos sin interferencia.
En este marco, la utilización del procedimiento de la invención permite a dos nodos dentro del rango de comunicación operar de manera independiente sin restarse prestaciones por interferencia entre ellos.
Hay diferentes técnicas que permiten a las redes coexistir, desde multiplexación en tiempo, en frecuencia, a diversas técnicas de codificación o encriptación. Por otro lado, cuanto menor es la potencia interférente de una red en otra con la que comparte el medio, más sencillo es coexistir y en cualquier caso, el perjuicio que se tendrá en las prestaciones de ambas redes será menor.
Aplicando el procedimiento sobre los sistemas de comunicaciones coexistentes se logrará que la atenuación entre redes presentes en un mismo medio sea mayor, siempre que cada una de ellas use un modo de inyección distinto, aun utilizando la misma banda de frecuencias.
En la figura 5 se muestran dos redes, cada una de las cuales tiene que dar cobertura a una zona, la Red 1 (13) da cobertura a la Zona 1 (14) , mientras que la Red 2 (15) da cobertura a la Zona 2 (16) . Ambas redes comparten el medio físico (10) y, por lo general, tendrán una zona de acción mayor que la zona que deben cubrir. Este es un factor determinante a la hora de interferencia entre redes. Cuanto mayor sea la potencia transmitida por una red, mayor será su cobertura o radio de acción y más posibilidades tiene de interferir a otras redes. En este caso aparece una zona de interferencia (17) donde se mezclan las señales de ambas redes. El hecho de disminuir la potencia transmitida por la red mejoraría la coexistencia con otras redes pero, en la mayoría de los casos, empeoraría las prestaciones en su propia zona de cobertura, con lo que en realidad no es una solución factible. En este caso, si usamos modos de inyección ortogonales entre las diferentes redes que deben coexistir, lograremos aumentar la atenuación entre los nodos que pertenecen a cada red, de forma que se disminuye la interferencia entre ellos sin necesidad de disminuir la potencia transmitida.
Por otro lado, en sistemas de comunicaciones con repetición de señal, el procedimiento de la invención también puede aplicarse para aumentar las prestaciones de los sistemas. En una red de comunicaciones formada por multi-conductores, es posible que la cobertura necesaria no se alcance y sea necesario el uso de repetidores que permitan aumentar la zona de cobertura de la red. Normalmente, los repetidores usan técnicas de división en el tiempo (TDD) o en la frecuencia (FDD) . En el caso de técnicas TDD, con la multiinyección utilizada se consigue aumentar el ancho de banda del canal sin aumentar las frecuencias utilizadas, esto implica que la disminución de prestaciones que supone el TDD en una red se minimice si tenemos en cuenta las prestaciones del conjunto de la red. En el caso de división en frecuencia (FDD) se plantean dos posibilidades. Por un lado, el problema principal del FDD es que muchas veces es necesaria la reutilización de bandas de frecuencia, lo cual implica tener sobre el mismo medio enlaces que utilizan las mismas frecuencias, con lo cual es posible que los equipos de estos enlaces se interfieran. La multiinyección descrita en la invención se puede utilizar para aumentar la atenuación entre estos enlaces remotos y con ello disminuir la posible interferencia. Utilizando modos de inyección ortogonales entre los enlaces remotos se disminuye la interferencia entre los mismos y con ello se mejora las prestaciones de los enlaces individualmente y de la red en general .
Por otro lado, cuando se utilizan técnicas FDD, para evitar la interferencia en enlaces adyacentes que utilizan bandas de frecuencias distintas, se aplican filtros de coexistencia que evitan esta interferencia. El uso de técnicas de multiinyección como las descritas en la invención pueden ayudar a relajar las especificaciones de estos filtros e incluso a eliminar su necesidad, siempre que se utilicen modos de inyección distintos entre los enlaces adyacentes, dado que estás inyecciones tienen una atenuación mayor entre ellas que si se utilizan en los dos enlaces el mismo modo de inyección.
Este ejemplo de realización puede observarse en la figura 6, donde hay equipos que utilizan la banda A (18) y otros que utilizan la banda B (19) . Esto produce interferencia entre enlaces adyacentes (21) , que puede solucionarse utilizando los filtros de coexistencia (20) ; e interferencia entre enlaces remotos (22) . En la misma figura aparece una representación espectral (36) donde la banda A (37) ocupa el espectro de fl a f2 , mientras que la banda B (38) ocupa el espectro de f3 a f4. Asimismo se representan las funciones de transferencia de los filtros de coexistencia (20) , en este caso el filtro (39) para tomar sólo la banda A (37) rechaza las frecuencias superiores a f3 mientras que el filtro (40) para tomar sólo la banda B (38) rechaza las frecuencias inferiores a f2.
La utilización del procedimiento permite relajar las características de estos filtros de coexistencia en enlaces adyacentes e incluso la eliminación de los mismos bajo determinadas condiciones.
Con ello también se permite que los equipos que forman el sistema de comunicaciones y que reutilizan las mismas frecuencias, minimicen la interferencia entre sí mediante la utilización de modos de inyección ortogonales diferentes en cada uno de los enlaces. De esta forma se pueden aumentar las prestaciones globales de los sistemas de comunicación y facilitar la planificación de la red.
Otra aplicación del procedimiento de la invención es la capacidad de conseguir comunicación full -dúplex entre equipos, esto es transmitir y recibir información simultáneamente entre los equipos, utilizando la multiinyección ortogonal.
Cuando se tienen dos canales de comunicación en un mismo medio, es posible implementar una comunicación full- duplex entre dos equipos, siempre y cuando la interferencia entre canales permita mantener las prestaciones. Esto se puede observar en la figura 7 donde dos equipos (23) transmiten y reciben al mismo tiempo sobre un medio de transmisión (10) .
En el caso de generar dos caminos de comunicación entre un transmisor y un receptor se tendrá esta posibilidad. Este es el caso de aplicar el procedimiento de la invención sobre tres conductores, donde se pueden utilizar el modo diferencial y el modo pseudo-diferencial , uno para transmitir/recibir en una dirección y el otro para transmitir/recibir en la otra dirección.
Un ejemplo puede ser una línea de media tensión de la red eléctrica con equipos de comunicación de banda ancha, como puede verse en la figura 8. Si la red es de tres fases, se puede hacer una multiinyección sobre tres conductores donde se inyecten un modo diferencial (2) y un modo pseudo-diferencial (5) , con lo que se consigue tener un canal full -dúplex utilizando la misma banda de frecuencias sobre el mismo canal de comunicaciones entre los equipos (23) .
El procedimiento de la invención puede aplicarse junto con técnicas MIMO (multiple-input , multiple-output) para mejorar las prestaciones del sistema de comunicaciones que utilicen dichas técnicas. De hecho, un medio de comunicación con varios hilos equivale a los esquemas MIMO
(multiple-input , multiple-output ) (NxN) . Es posible conseguir una mayor efectividad y rendimiento aplicando técnicas de diversidad, codificación espacio-temporal, de autoconformación de haz (eigen-beamforming) , u otras técnicas similares junto con el procedimiento de la invención. El uso de multiinyección ortogonal permite obtener matrices de canal mejor condicionadas con lo que la aplicación de técnicas MIMO será más eficiente. La figura 9 muestra un ejemplo de realización en el que el sistema utiliza procesado digital MIMO y el procedimiento de la invención. Este ejemplo sigue el esquema general del sistema de comunicaciones presentado en anteriores figuras y en él se incluye un módulo de procesado digital de múltiples señales de entrada (ai...aN) y múltiples señales de salida (29) . En este caso se ha marcado en la figura el acoplamiento o interferencia entre las señales inyectadas (30) que puede aprovecharse o reducirse utilizando el procesamiento digital MIMO. Por un lado, las técnicas de diversidad en el ámbito de las telecomunicaciones, se refieren a una mejora de la fiabilidad de una señal que viaja por un medio, utilizando dos o más canales de comunicación con diferentes características. Estas técnicas explotan las diferentes características de los N canales de comunicación para incrementar la robustez del receptor, evitar errores de bits en cadena y combatir el desvanecimiento de señal. El método consiste en transmitir múltiples versiones de señal que son combinadas en el receptor para mejorar la fiabilidad de la comunicación. Se pueden incorporar técnicas de corrección de errores en las diferentes señales transmitidas en diferentes partes de cada mensaje de cada canal. En el ejemplo de realización de la figura 10 se muestra un sistema en que se utiliza el procedimiento de invención junto con la transmisión de múltiples versiones de una misma señal de comunicaciones en los modos de inyección utilizados y se combina el resultado en recepción. De esta forma es posible mejorar la fiabilidad de la comunicación. En la figura 10 se muestra este ejemplo, en el que el símbolo a transmitir (27) se procesa digitalmente (6) se pasa al dominio analógico y se amplifica convenientemente (7) y finalmente se acopla (8) introduciendo la misma señal con cada uno de los modos de inyección ortogonales. En recepción se realiza el procedimiento opuesto, tomando la señal de cada inyección ortogonal, amplificándola y finalmente haciendo una combinación (28) de las señales obtenidas. Esta combinación consiste en multiplicar cada señal por un peso (dependiente, en este ejemplo de realización, de la relación señal a ruido percibida en el canal formado por la inyección ortogonal) y sumar los resultados para intentar obtener el símbolo enviado. La replica de la señal transmitida y su combinación en recepción permite aumentar la fiabilidad de la comunicación incluso en escenarios muy degradados por ruidos o interferencias.
Por otro lado, el método de multiinyección es aplicable a la diversidad espacial, donde la señal se transmite por diferentes caminos del mismo medio. Se pueden utilizar técnicas de combinación por diversidad (diversity combining) antes del procesado de señal, seleccionando la señal más potente que llega al receptor, cambiando el canal cuando la señal no tiene un mínimo de prestaciones; o sumando todas las recepciones de forma coherente, utilizando MRC (maximal-ratio combining) donde se aplican unos pesos a las señales recibidas en función de la relación señal a ruido (SNR) de cada una, antes de sumar las recepciones. Las técnicas anteriormente expuestas se pueden extender dando lugar a técnicas de codificación espacio-temporal (space-time coding) . Mediante esta codificación, la información y la redundancia se distribuye uniformemente entre los N caminos de comunicación para explotar al mismo tiempo la diversidad y la ganancia de codificación de determinados códigos. Un ejemplo concreto puede observarse en la figura 11, donde el módulo de procesado digital (29) de múltiples señales de entrada
(ai...aN) y múltiples señales de salida (DACi...DACN) de la figura 9 se ha sustituido en transmisión por un codificador espacio temporal (32) al que llegan los símbolos a transmitir (31) . En recepción, el procesado digital se sustituye por un módulo de demodulación y decodificación espacio temporal (33) que consigue obtener los símbolos (31) digitales enviados desde el transmisor.
Por otra parte, existen técnicas MIMO para maximizar la velocidad que pueden beneficiarse del aislamiento extra producido por las inyecciones ortogonales. Mediante la combinación de la inyección y el procesado digital, se puede conseguir resultados en situaciones reales cercanos a los resultados ideales. Si la respuesta de los N canales es conocida en el transmisor, se pueden utilizar técnicas de transmisión a través de los autovectores del canal (eigenmode transmission) junto con el procedimiento de la invención para conseguirlo. Estas técnicas aplican una transformación en transmisión y recepción que permite al receptor decodificar las señales recibidas de forma óptima. Si, por el contrario, el procesado se deja únicamente al receptor, se pueden usar técnicas de cancelación de la interferencia (crosstalk) entre los N canales para aumentar la relación señal a ruido
(SNR) en cada uno de ellos. Es decir, se puede conseguir aumentar el aislamiento proporcionado por las inyecciones ortogonales por medio de procesado digital. Una realización concreta el procesado MIMO consistirá en técnicas de transmisión a través de los autovectores del canal que combinen linealmente las señales a transmitir en cada uno de los modos de inyección (mediante productos y sumas de las señales obtenidas del procesado digital) y las señales recibidas en cada uno de los modos de inyección. En la figura 12 puede observarse este ejemplo de realización, donde se introducen N símbolos (31) en el procesado digital (6) y las salidas se combinan linealmente mediante multiplicadores (41) y sumadores (42) con unos pesos (en general diferentes para el transmisor (43) y (44) y para el receptor (45) y (46) ) cuyo valor se calcula dependiendo del medio de transmisión concreto de la aplicación. En recepción el procesado es idéntico al realizado en transmisión.
Por otro lado, el procesado MIMO también puede utilizarse para reducir e incluso eliminar el acoplamiento entre canales (30) . Para ello se puede utilizar el esquema que aparece en el ejemplo de la figura 13 donde el receptor incluye un cancelador de crosstalk (34) que reduce la interferencia de los otros modos de inyección sobre cada uno de los modos de inyección debido al acoplamiento.
Otro ejemplo de realización de la invención consiste en aplicar el procedimiento de la invención en un sistema de comunicaciones de tal forma que se transmite la misma señal por los N conductores utilizando los modos de inyección ortogonales, y en recepción se aprovechan únicamente los modos de inyección que presentan mejores características para la comunicación. En un ejemplo de realización concreto, que puede observarse en la figura 14, se seleccionan como adecuados aquellos modos de inyección que presentan menor ruido, mayor SNR, menor interferencia, etc. Esta selección se realiza mediante un módulo (35) en recepción que analiza la característica elegida de las señales que llegan por los diferentes modos de inyección y con ella selecciona qué acoplador (8) va a activarse en recepción. Este módulo también puede enviar una señal de control al transmisor (11) de forma que sólo se realice la multiinyección ortogonal en los canales seleccionados por el bloque selector (35) , lo cual comunica al acoplador (8) del transmisor (11) .
Finalmente, otro ejemplo de aplicación es la inclusión del procedimiento de invención en sistemas de comunicaciones que utilizan modulación OFDM. En este caso se pueden utilizar técnicas de procesado digital o modos de inyección diferentes dependiendo de los grupos de portadoras que se decidan realizar. En una realización concreta como la mostrada la figura 15, las portadoras de la modulación OFDM se han repartido en tres grupos. Se puede observar asimismo que las portadoras del primer grupo
(24) no son consecutivas en frecuencia. En este ejemplo concreto de realización se utiliza un modo de inyección pseudo-diferencial en un primer grupo (24) , y no se utiliza ningún procesado de señal extra. En el segundo grupo (25) se inyecta simultáneamente en modo diferencial y pseudo- diferencial y tampoco se utiliza ningún procesado de señal extra, siendo el aislamiento proporcionado por la inyección entre los modos ortogonales suficiente para separar las señales en recepción. En las portadoras del tercer grupo
(26) se inyecta simultáneamente en modo diferencial y pseudo-diferencial, y se aplican técnicas MIMO. La asignación de las diferentes portadoras a cada uno de los grupos (24) , (25) ó (26) se realiza en base a las características del canal en la frecuencia de cada portadora o en base a otros criterios dependientes de la aplicación.

Claims

REIVINDICACIONES
1. PROCEDIMIENTO PARA AXJMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, donde dicho medio de transmisión está formado por N conductores y un plano de referencia, caracterizado porque comprende inyectar señales de comunicación en hasta N modos, siendo un modo la inyección selectiva de tensión o corriente sobre una combinación selectiva entre conductores, plano de referencia y combinación de ambos; de forma que dichos modos sean ortogonales entre sí.
2. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende realizar la inyección únicamente en modos seleccionados entre modos diferenciales, pseudo-diferenciales y combinación de los mismos.
3. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN
SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 1, caracterizado porque el medio de transmisión es la red eléctrica.
4. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 1, caracterizado porque el equipo transmisor inyecta simultáneamente en hasta N modos de los diferenciales, pseudo-diferenciales y modo común en el proceso de comunicación, para multiplicar la capacidad de. transmisión en el sistema de comunicaciones sin utilizar procesado digital extra.
5. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 4, caracterizado porque el equipo transmisor inyecta simultáneamente sobre el mismo ancho de banda o rango de frecuencias.
6. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 1, caracterizado porque cada una de las redes de comunicación coexistentes en un mismo medio físico utiliza un conjunto diferente de modos de inyección, de entre los N posibles, tal que los conjuntos de modos de inyección seleccionados por las distintas redes de comunicación son disjuntos; para incrementar la atenuación entre redes y mejorar la coexistencia de redes en un mismo medio.
7. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 1 donde el sistema de comunicaciones utiliza repetidores en frecuencia que utilizan filtros para anular interferencias entre las distintas bandas, caracterizado porque dichos repetidores utilizan modos de inyección distintos de entre los N posibles; para relajar las especificaciones de los filtros o eliminar su uso y para reducir la interferencia entre las señales transmitidas por los distintos repetidores.
8. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 1, caracterizado porque los equipos que forman el sistema de comunicaciones reutilizan las mismas frecuencias sin producir interferencia entre sí mediante la utilización de diferentes modos de inyección; para obtener mayor flexibilidad en la reutilización de rangos de frecuencia en la planificación de redes de comunicaciones .
9. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 5, caracterizado porque se transmiten múltiples versiones de la señal de comunicaciones en los modos de inyección utilizados que se combinan en recepción; para mejorar la fiabilidad de la comunicación.
10. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 5, caracterizado porque se aplica procesado digital de entrada y salida múltiple (MIMO) de las señales de comunicaciones en los modos de inyección utilizados, de entre los N posibles; para mejorar las prestaciones de la comunicación.
11. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 10, caracterizado porque se aplican técnicas de codificación espacio-temporal consistentes en distribuir la señal de comunicaciones entre los modos de inyección utilizados; para explotar al mismo tiempo la diversidad y la ganancia de codificación.
12. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 10, caracterizado porque se aplican técnicas de transmisión a través de los autovectores del canal
(eigenmode transmission) en transmisión y recepción para permitir al receptor decodificar las señales recibidas a través de cada uno de los modos de inyección utilizados.
13. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 10, caracterizado porque se aplican en recepción técnicas de cancelación de la interferencia (o crosstalk) entre los modos de inyección utilizados; para aumentar la relación señal a ruido (SNR) detectada en cada uno de dichos modos de inyección.
14. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 1, donde el sistema de comunicaciones está formado por dos equipos, caracterizado porque los equipos se comunican bidireccionalmente al mismo tiempo (full- duplex communication) para lo que un primer equipo utiliza un conjunto de modos de inyección de entre los N posibles para transmitir al segundo equipo y otro conjunto de modos de inyección diferentes para recibir las señales del segundo equipo, mientras que el segundo equipo utiliza el primer conjunto para recibir y el segundo para transmitir, donde dichos conjuntos son disjuntos.
15. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 1, donde el sistema de comunicaciones está formado por múltiples equipos, caracterizado porque un equipo transmite simultáneamente a otros equipos utilizando un conjunto de modos de inyección para la transmisión a cada uno de los equipos receptores, donde dichos conjuntos son disjuntos.
16. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 1, donde el sistema de comunicaciones está formado por múltiples equipos, caracterizado porque un equipo recibe simultáneamente de otros equipos utilizando un conjunto de modos de inyección para la recepción desde cada uno de los equipos transmisores, donde dichos conjuntos son disjuntos.
17. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 1, caracterizado porque únicamente se utilizan los modos de inyección que presentan mejores características para la comunicación; para aumentar la robustez y prestaciones del sistema de comunicaciones.
18. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 17, caracterizado porque las características de la comunicación que permiten seleccionar los modos de inyección están seleccionadas entre el ruido presente en el modo de inyección, la interferencia presente en el modo de inyección, la estabilidad del canal en el modo de inyección, radiación provocada por el modo de inyección, atenuación del canal en el modo de inyección y una combinación de los mismos.
19. PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES SOBRE UN MEDIO FORMADO POR MÚLTIPLES CONDUCTORES, según reivindicación 1 donde se utiliza modulación OFDM, caracterizado porque se utilizan selectivamente técnicas de procesado digital diferentes, modos de inyección diferentes y una combinación de las anteriores, en grupos formados por una o varias portadoras de la modulación OFDM.
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