操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法、電力線(xiàn)通信設(shè)備、電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供一種電力線(xiàn)通信系統(tǒng)，其包括檢測(cè)單元，被配置為檢測(cè)非常高的頻段中的侵入信號(hào)；以及開(kāi)槽單元，被配置為在電力線(xiàn)通信設(shè)備與另一個(gè)電力線(xiàn)通信設(shè)備通信期間對(duì)頻段開(kāi)槽。同時(shí)提供了用于操作電力線(xiàn)通信設(shè)備和電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法、電力線(xiàn)通信設(shè)備、電力線(xiàn)通信系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于操作PLC系統(tǒng)的方法。其它實(shí)施例涉及PLC調(diào)制解調(diào)器設(shè)備和PLC系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]也被稱(chēng)作電源通信、電力線(xiàn)傳輸(PLT)、寬帶電力線(xiàn)(BPL)、功率帶或電力線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)(PLN)的電力線(xiàn)通信(PLC)是描述一種使用配電線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的同時(shí)分布的方法的術(shù)語(yǔ)。載波通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)50Hz或60Hz交流電(AC)上疊加模擬線(xiàn)號(hào)來(lái)傳送聲音和數(shù)據(jù)。對(duì)于室內(nèi)應(yīng)用，PLC設(shè)備可使用家用電力配線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)。
[0003]電力線(xiàn)通信(PLC)可干擾固定無(wú)線(xiàn)電廣播或其他外部傳輸。當(dāng)今，PLC調(diào)制解調(diào)器或PLC設(shè)備具有固定的開(kāi)槽濾波器用于業(yè)余無(wú)線(xiàn)電頻段。固定開(kāi)槽的濾波器可以以高抑制和非常陡的斜率執(zhí)行。
[0004]動(dòng)態(tài)或智能開(kāi)槽的概念使得PLC調(diào)制解調(diào)器能夠檢測(cè)到固定無(wú)線(xiàn)電廣播電臺(tái)在3MHz到30Mhz之間的短波頻率范圍中的侵入信號(hào)?？顴TSI TS105578 ；Power lineTelecommunications: “Coexistence between PLT modems and short wave radiobroadcasting services” ; ETSI2008描述自適應(yīng)頻率開(kāi)槽(notch,陷波)技術(shù)，其在一方面對(duì)數(shù)據(jù)吞吐量和QoS (服務(wù)質(zhì)量)要求的影響是最小的，另一方面抵制PLT (電力線(xiàn)電信)和短波無(wú)線(xiàn)電廣播之間的干擾。
[0005]通信和電力線(xiàn)配線(xiàn)充當(dāng)雙向天線(xiàn)，其中，通常地，傳輸功能或天線(xiàn)增益對(duì)于信號(hào)輻射和信號(hào)接收是相同的。適用于接收廣播信號(hào)并在相同頻段發(fā)射信號(hào)的通信和電力線(xiàn)配線(xiàn)可干擾在無(wú)線(xiàn)電接收器處接收廣播信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]需要改善現(xiàn)有技術(shù)的PLT通信系統(tǒng)以減小對(duì)在其他頻率范圍內(nèi)發(fā)射的信號(hào)的影響。
[0007]上述目的分別由根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求12和權(quán)利要求13的PLC調(diào)制解調(diào)器設(shè)備和PLC來(lái)解決。
[0008]結(jié)合附圖和以下的實(shí)施例描述，本發(fā)明的細(xì)節(jié)將會(huì)更加明顯。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是示出了有線(xiàn)通信系統(tǒng)的示意框圖。
[0010]圖2是根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施例的用于操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0011]圖3示出了在電力線(xiàn)通信期間用于對(duì)頻率開(kāi)槽(notch，陷波)的槽的示例性頻率圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012]在下文中描述了本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)注意在下文中描述的實(shí)施例可通過(guò)任意方式組合，即對(duì)于一些描述的實(shí)施例不能與其他實(shí)施例結(jié)合并沒(méi)有限制，這一點(diǎn)是相當(dāng)重要的。
[0013]在圖1中示出了電力線(xiàn)通信系統(tǒng)100的示意框圖。電力線(xiàn)通信系統(tǒng)100包括經(jīng)由電力線(xiàn)通信信道106連接的第一電力線(xiàn)通信設(shè)備102和第二電力線(xiàn)通信設(shè)備104。為實(shí)現(xiàn)通信的目的，第一電力線(xiàn)通信設(shè)備102包括由第一控制器122控制的第一發(fā)射器/接收器112。第二電力線(xiàn)通信設(shè)備104包括由第二控制器124控制的發(fā)射器/接收器114。
[0014]第一控制器122包括檢測(cè)單元132和開(kāi)槽單元142。第二控制器124包括第二檢測(cè)單元134和第二開(kāi)槽單元144。
[0015]第一檢測(cè)單元132和第二檢測(cè)單元134被配置為檢測(cè)電力線(xiàn)通信系統(tǒng)100中在非常高的頻段中的侵入信號(hào)的頻率。非常高的頻段(VHF)是在30MHz到300MHz之間的頻率范圍內(nèi)并且通常用于TV廣播(比如，在VHF頻段I (47MHz-68MHz)和VHF頻段III(174MHz-230MHz))、調(diào)頻無(wú)線(xiàn)廣播(FM)(87.5MHz到108MHz之間的VHF頻段II)、空中無(wú)線(xiàn)電、海上無(wú)線(xiàn)電或業(yè)余無(wú)線(xiàn)電。
[0016]通過(guò)測(cè)量經(jīng)由電力線(xiàn)通信信道106或經(jīng)由外部天線(xiàn)(未示出)接收的噪聲信號(hào)可檢測(cè)侵入信號(hào)的頻率。在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“噪聲信號(hào)”還包含“混合信號(hào)”，該混合信號(hào)包括噪聲、無(wú)線(xiàn)廣播的侵入信號(hào)或干擾信號(hào)和有效載荷信號(hào)的混合。術(shù)語(yǔ)“噪聲信號(hào)”用于強(qiáng)調(diào)至少一個(gè)干擾信號(hào)(即，廣播站或一些白噪聲)存在于“噪聲信號(hào)”中并且其干擾或會(huì)干擾有效載荷信號(hào)的接收。
[0017]在PLC系統(tǒng)中，信號(hào)通常是OFDM (正交頻分多路復(fù)用調(diào)制)調(diào)制的，即多個(gè)子載波用于發(fā)射有效載荷信號(hào)。OFDM為多載波調(diào)制方案，其使用大量的緊密間隔的正交子載波。每個(gè)子載波由傳統(tǒng)調(diào)制方案(諸如正交幅度調(diào)制)以低符號(hào)率進(jìn)行調(diào)制，并維持與傳統(tǒng)的單載波調(diào)制方案在相同的帶寬中類(lèi)似的數(shù)據(jù)傳輸速率。實(shí)際上，OFDM信號(hào)是使用快速傅里葉變換(FFT)算法產(chǎn)生的。OFDM與單載波方案相比的主要優(yōu)勢(shì)是處理惡劣的信道條件的能力-比如，長(zhǎng)銅線(xiàn)高頻衰減、由多路徑傳輸導(dǎo)致的窄帶干擾和頻率選擇性衰落，而不使用復(fù)雜的均衡濾波器。
[0018]第一開(kāi)槽單元142和第二開(kāi)槽單元144適于對(duì)通過(guò)第一檢測(cè)單元132或第二檢測(cè)單元134檢測(cè)到侵入信號(hào)的所檢測(cè)的頻率進(jìn)行開(kāi)槽，其中，術(shù)語(yǔ)“頻率”在本申請(qǐng)的上下文中也可被理解為“頻率范圍”或“頻段”。開(kāi)槽的頻率或開(kāi)槽的頻率范圍或頻段在下文中也可被稱(chēng)作“槽”。
[0019]第一開(kāi)槽單元142和第二開(kāi)槽單元144控制第一發(fā)射器/接收器112和第二發(fā)射器/接收器114從而避免使用子載波，其對(duì)檢測(cè)到侵入信號(hào)的頻率有影響。
[0020]在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法的對(duì)應(yīng)流程圖，其中，在第一步驟S200中，檢測(cè)在非常高的頻段中的侵入信號(hào)的頻率，并在步驟S202中，在電力線(xiàn)通信期間對(duì)包括侵入信號(hào)的頻率的頻率范圍進(jìn)行開(kāi)槽。
[0021]如果信號(hào)高于本底噪聲(相對(duì)閾值水平)至少5.6dB用于保護(hù)4-QAM DRM傳輸(QAM:正交幅值調(diào)制，DRM:數(shù)字無(wú)線(xiàn)電廣播)，則侵入信號(hào)應(yīng)被識(shí)別為可接受的無(wú)線(xiàn)廣播服務(wù)。
[0022]這種噪聲比的信號(hào)被用于在農(nóng)村渠道中使用4-QAM的無(wú)差錯(cuò)DRM+接收。[0023]如果可接受無(wú)線(xiàn)廣播服務(wù)高于本底噪聲(相對(duì)閾值水平)至少13.1dB用于保護(hù)16-QAM DRM傳輸，則也能夠識(shí)別侵入信號(hào)。
[0024]本底噪聲可以以低于或高于無(wú)線(xiàn)電頻段的相鄰頻率測(cè)量。要監(jiān)測(cè)的相鄰頻率塊可以與無(wú)線(xiàn)電頻帶分配自身一樣寬。相鄰的頻率塊應(yīng)該全部由PLC調(diào)制解調(diào)器設(shè)備監(jiān)測(cè)，而無(wú)任何間隙。本底噪聲可以是排除所有電力線(xiàn)通信信號(hào)的電力線(xiàn)通信信道106上的相鄰頻率塊中所有測(cè)量的電能值的中值。
[0025]如果滿(mǎn)足相對(duì)閾值水平標(biāo)準(zhǔn)，被識(shí)別為可接受的廣播信號(hào)的侵入信號(hào)的絕對(duì)閾值水平應(yīng)當(dāng)為-71dBm，其中，絕對(duì)閾值水平由頻譜分析儀使用平均值檢測(cè)器和120kHz分辨率帶寬來(lái)測(cè)量。
[0026]- 7IdBm的絕對(duì)閾值水平Pdeteet m mains可由以下推出:
[0027]最小電場(chǎng)強(qiáng)度E=49.7dB μ V/m (例如，4-QAM，VHF頻段I在47MHz到68MHz之間的可移動(dòng)入門(mén)接收情況)以及80%的反射系數(shù)ReFa8(W=121dB(l.! V/m) - dBm，絕對(duì)閾值Pdeteet mmains由以下得出:
[0028]Pdetect_on_mains=E _ ReFago%=50dB μ V/m - 121 dB μ v/m - dBm= - 71 dBm (I)
[0029]接收系數(shù)描述空中無(wú)線(xiàn)廣播電臺(tái)的電場(chǎng)強(qiáng)度和在出口測(cè)量的接收電力之間的關(guān)系。80%的反射系數(shù)ReFa8cw覆蓋80%的情況，而80%的置信水平可以由測(cè)量的累積統(tǒng)計(jì)概率推出 ReFa8cw=I 21 dB ( μ V/m) - dBm,如 A 所示。要在 http: / / duepublic0.un1-duisburg;essen.de/servlets/DocumentServlet?id=22425 發(fā)現(xiàn) 的 Schwager:“Powerline Communications: Significant Technologies to become Ready forIntegration"
[0030]進(jìn)一步考慮到120kHz=50.7dB (Hz)，120KHz/9kHz=13.3=11.2dB,則絕對(duì)閾值為-71dBm- lldB+95dBm=13dB高于根據(jù)ETSI TS102578的高頻(HF)段中的閾值，其中，給定絕對(duì)閾值為_(kāi)95bBm，其由頻譜分析儀使用平均值檢測(cè)器和9kHz分辨率帶寬測(cè)量。應(yīng)注意，在HF段中絕對(duì)閾值認(rèn)為HF廣播傳輸衰落高于如在ITU-R Rec.P.842-2規(guī)定的平均接收水平+5dB (HF無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的可靠性計(jì)算和兼容性)。
[0031]能夠測(cè)量本底噪聲和插座的火線(xiàn)與零線(xiàn)間的信號(hào)，其中，電力線(xiàn)通信設(shè)備連接至插座。
[0032]在可接受無(wú)線(xiàn)電廣播服務(wù)實(shí)際存在之后，應(yīng)該檢測(cè)無(wú)線(xiàn)電廣播信號(hào)并通過(guò)電力線(xiàn)通信設(shè)備在不多于15s的時(shí)間內(nèi)開(kāi)始對(duì)應(yīng)的開(kāi)槽。開(kāi)槽應(yīng)在無(wú)線(xiàn)電廣播存在的所有時(shí)間內(nèi)持續(xù)保持執(zhí)行。在無(wú)線(xiàn)電廣播服務(wù)被識(shí)別為不是可接受的之后，開(kāi)槽應(yīng)該仍持續(xù)至少180s的時(shí)間。非常高的頻段的頻率范圍可在47MHz至68MHz之間選擇。
[0033]在圖3中示出槽的形狀。頻率間隔的對(duì)應(yīng)值a，b和c以及從槽的較低水平開(kāi)始的距離在表1中示出。
[0034]表1:定義槽從而避免相鄰載波干擾
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種用于操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法，包括: 檢測(cè)在非常高的頻段中的到所述電力線(xiàn)通信系統(tǒng)中的侵入信號(hào)的頻率； 在電力線(xiàn)通信期間對(duì)所述侵入信號(hào)的所述頻率開(kāi)槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法， 其中，當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度高于_71dBm的絕對(duì)閾值水平時(shí)檢測(cè)到侵入信號(hào)，其中，所述絕對(duì)閾值水平通過(guò)使用平均值檢測(cè)器和120kHz的分辨率帶寬而由頻譜分析儀測(cè)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法， 其中，當(dāng)信號(hào)的相對(duì)水平高于本底噪聲5.6dB時(shí)檢測(cè)到侵入信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法， 其中，當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度的相對(duì)水平高于本底噪聲13.1dB時(shí)檢測(cè)到侵入信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的用于操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法， 其中，所述非常高的頻段的頻率范圍為47MHz至68MHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的用于操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法， 其中，在通信期間被開(kāi)槽的頻率范圍的最小寬度為96kHz。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的用于操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法，其中，在通信期間被開(kāi)槽的頻率范圍的寬度為IOOkHz的整數(shù)倍加上最小寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法，其中，所述被開(kāi)槽的頻率范圍的中心與無(wú)線(xiàn)電廣播載波對(duì)齊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的用于操作電力線(xiàn)通信系統(tǒng)的方法，其中，使用3kHz的分辨率帶寬和平均值檢測(cè)器在電力線(xiàn)通信設(shè)備處根據(jù)差模信號(hào)所測(cè)量的所述被開(kāi)槽的頻率范圍中的發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度的較低水平小于-99dBm。
10.一種電力線(xiàn)通信設(shè)備，包括: 檢測(cè)單元，被配置為檢測(cè)在非常高的頻段中的侵入信號(hào)的頻率；以及 開(kāi)槽單元，被配置為在電力線(xiàn)通信設(shè)備與另一個(gè)電力線(xiàn)通信設(shè)備通信期間對(duì)由所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述頻率開(kāi)槽。
11.一種電力線(xiàn)通信設(shè)備，至少包括: 根據(jù)權(quán)利要求10所述的第一電力線(xiàn)通信調(diào)制解調(diào)器設(shè)備和根據(jù)權(quán)利要求10所述的第二電力線(xiàn)通信設(shè)備。其中，所述第一電力線(xiàn)通信設(shè)備和所述第二電力線(xiàn)通信設(shè)備適于經(jīng)由電力線(xiàn)通信信道彼此通信。
【文檔編號(hào)】H04B3/54GK103460614SQ201280016060
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月26日
【發(fā)明者】安德烈亞斯·施瓦格爾 申請(qǐng)人:索尼公司