專利名稱：特別用于配電系統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的通信；并且，更尤其地，涉及點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，通過該點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，信息可從在該配電網(wǎng)絡(luò)中的任意一個(gè)地點(diǎn)很容易發(fā)射到該網(wǎng)絡(luò)中任意的其它地點(diǎn)。
背景技術(shù)：
輸電線通信系統(tǒng)在本領(lǐng)域中是已知的。典型的系統(tǒng)使公用電站(utility)能夠在其輸電線上將消息發(fā)送到諸如子站點(diǎn)的中心地點(diǎn)，或從中心地點(diǎn)將消息發(fā)送到連接到那個(gè)場所的大多數(shù)(如果不是所有)的客戶。這些消息涉及諸如在該客戶場所的當(dāng)前用電狀況、發(fā)起請求以確定在服務(wù)區(qū)域之內(nèi)是否已發(fā)生停電，或者，在用電高峰期間命令降低或關(guān)閉提供給該用戶場所處的負(fù)載的供電量的事宜。從曾向其發(fā)送消息的各個(gè)地點(diǎn)接收的應(yīng)答使公用電站能夠確定其當(dāng)前的操作狀態(tài)，以及，確定為改變(或預(yù)期改變)其操作環(huán)境而重新配置該配電系統(tǒng)可能需要做出的改變。在近幾年，用電量顯著上升，使得，隨著時(shí)間推移，對公用電站提出的要求大大增力口，并且目前許多公用電站難以為他們的客戶維持足夠的服務(wù)水平。類似地，對由這些公用電站用來支持它們的運(yùn)作的當(dāng)前通信系統(tǒng)提出的要求，也大大提高到使這些系統(tǒng)要及時(shí)提供公用電站要以其需要操作的水平進(jìn)行操作所必需的信息已經(jīng)變得很困難的程度。例如， 在勉強(qiáng)連續(xù)的基礎(chǔ)上，公用電站所需要的信息量，已經(jīng)膨脹到使通信系統(tǒng)需要的信息吞吐量(數(shù)據(jù)傳輸率)正處于，或接近于通信系統(tǒng)容量的極限的程度。安裝、維護(hù)和升級這些通信系統(tǒng)是即耗時(shí)又昂貴的。一些系統(tǒng)需要例如遍及配電網(wǎng)絡(luò)以一定間隔設(shè)置路由器、中繼器或增強(qiáng)器(booster)，以確保維持足夠的信號水平，使得被發(fā)射出去的信息在接收端能夠恢復(fù)。此外，某些系統(tǒng)的操作產(chǎn)生了不期望的副作用，這些副作用可能會(huì)令公用電站的用戶煩惱。本發(fā)明涉及點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有通信系統(tǒng)的這些問題以及其它問題。

發(fā)明內(nèi)容
在本揭示內(nèi)容中描述了尤其是用于公用電站的配電網(wǎng)絡(luò)的一種點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)， 以將信息從網(wǎng)絡(luò)中的任意一個(gè)地點(diǎn)發(fā)送到該網(wǎng)絡(luò)中任意另一個(gè)地點(diǎn)。該通信系統(tǒng)使用遍及網(wǎng)絡(luò)放置的收發(fā)機(jī)來發(fā)送和接收消息。收發(fā)機(jī)的發(fā)送部分包括具有電容器和電感器的諧振發(fā)送器，該電容器和電感器的值使該發(fā)送器能夠生成預(yù)定頻率的減幅正弦波形。該波形的生成受到控制以提供經(jīng)調(diào)制的波形，該調(diào)制波形在存在公用電站生成的主波形的情況下經(jīng)過配電網(wǎng)絡(luò)傳播。在眾多的調(diào)制方法中，點(diǎn)到點(diǎn)通信設(shè)備中采用的是開關(guān)鍵控(On-Offkeying，00K)、相移鍵控(phase shift keying，PSK)，和正交幅度調(diào)制(QAM)。收發(fā)機(jī)的接收器部分在該網(wǎng)絡(luò)的一些，或者所有三個(gè)相位(Φ)上接收該減幅正弦波形。該接收器將所接收的信號合并，并對結(jié)果進(jìn)行處理以獲得所發(fā)射的消息。收發(fā)機(jī)可以是單個(gè)單元，或者單元的發(fā)送器和接收器部分可以是分開的多件設(shè)備。進(jìn)一步地，收發(fā)機(jī)的兩個(gè)部分可由系統(tǒng)使用者選擇性地停用。在此描述的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)展現(xiàn)出超越常規(guī)系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢。例如，收發(fā)機(jī)的諧振發(fā)送器部分利用電抗性而不是電阻性的負(fù)載；并且因此，熱耗散要求低。另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)。是本發(fā)明的系統(tǒng)需要安裝和操作的設(shè)備相對較小，并且消除了不必要的設(shè)備，明顯降低了安裝、維護(hù)和維修該通信系統(tǒng)的成本。此外，消除了由一些系統(tǒng)的操作導(dǎo)致的不想要的副作用。本發(fā)明的通信系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，獲得了比當(dāng)前系統(tǒng)更高的數(shù)據(jù)傳輸率，因?yàn)樗l(fā)射信號的每個(gè)符號包括了更多的比特。而且，在常規(guī)的通信系統(tǒng)中不實(shí)用的數(shù)字調(diào)制方案現(xiàn)在可很容易被采用。此外，提供更高數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰κ沟迷诔Ｒ?guī)系統(tǒng)中不可使用的安全協(xié)議也能夠很容易被采用，因此得以更好地保護(hù)傳輸。本系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是，由收發(fā)機(jī)產(chǎn)生的減幅正弦信號可通過在該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)出現(xiàn)的多個(gè)電平發(fā)射，均不需要額外的設(shè)備，并且沒有明顯的信號衰減。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，采用了碼分多址(CDMA)技術(shù)，以更好地改善數(shù)據(jù)傳輸。在下文中，其它的目的和特征將變得顯而易見或者將被指出。


本發(fā)明的目的，如在附圖中示出的說明性實(shí)施例中闡述的那樣來實(shí)現(xiàn)，這些附圖形成本說明書一部分。圖1是被結(jié)合到公用電站配電網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)的簡化示意圖；圖2是本通信系統(tǒng)的收發(fā)機(jī)的發(fā)送器部分的示意圖；圖3是收發(fā)機(jī)的接收器部分的框圖；圖4說明了使用開關(guān)鍵控(OOK)生成阻尼正弦波；圖5說明了使用相移鍵控(PSK)生成阻尼正弦波；圖6是對配電系統(tǒng)的簡化表示；圖7A至圖7C說明了諧振發(fā)送器的操作，用于生成阻尼正弦波，用于與由公用電站傳播的波形一起通過公用電站的配電網(wǎng)絡(luò)傳送，以便將信息從該配電系統(tǒng)中的一個(gè)地點(diǎn)傳送到另一個(gè)地點(diǎn)；以及圖8說明了使用幅度調(diào)制生成阻尼正弦波。在附圖中的若干視圖中，相應(yīng)附圖標(biāo)記指示相應(yīng)的部分。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述通過舉例說明了本發(fā)明，該描述并不構(gòu)成限制。本說明書清楚地使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，并且描述了本發(fā)明的若干個(gè)實(shí)施例、適配情況、 變化、備選方式以及應(yīng)用，包括目前被認(rèn)為是執(zhí)行本發(fā)明的最佳的模式。此外，可以理解本發(fā)明在其應(yīng)用方面并不被限制在以下說明中闡述的或附圖中描述的具體結(jié)構(gòu)或組件布置中。本發(fā)明能夠有其他實(shí)施例，并且能夠以不同的方式實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行。而且，應(yīng)該理解在此使用的措辭或者術(shù)語是為了描述的目的，并不應(yīng)被認(rèn)為是構(gòu)成了限制。參考附圖，在圖6中配電系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)被總體指示為10。該網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)電機(jī)G，從該發(fā)電機(jī)G，電力通過多個(gè)子站點(diǎn)S1-A并通過輸電線Ll-Ln被分配，其中輸電線Ll-Ln從每個(gè)子站點(diǎn)連接到住宅的、商用的和工廠的消費(fèi)者的用電設(shè)備F。覆蓋網(wǎng)絡(luò)10是本發(fā)明的點(diǎn)到點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)，在圖1中用20標(biāo)識其總體。點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)20使消息能夠從該配電系統(tǒng)內(nèi)的任意一個(gè)地點(diǎn)A傳輸?shù)皆撓到y(tǒng)內(nèi)的任意其它地點(diǎn)B。典型地，消息被從子站點(diǎn)S傳輸?shù)皆O(shè)備F中的一者或多者，而應(yīng)答消息被從各個(gè)設(shè)備分別地傳輸回到該子站點(diǎn)。但是，本發(fā)明的特征是消息能夠在通信系統(tǒng)20中從除子站點(diǎn)以外的地點(diǎn)傳輸?shù)饺我馄渌攸c(diǎn)(該其它地點(diǎn)可以是但不必須是子站點(diǎn))。如圖1所示，由公用電站產(chǎn)生或傳播的電壓波形We被施加到高壓變壓器Thv的主繞線組兩端。波形We典型地為3 Φ，240VAC, 60Hz波形，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解通信系統(tǒng) 30對其它公用電站生成的波形，例如120VAC，60Hz波形，以及由許多國家的公用電站生成的50Hz波形也同樣起作用。變壓器Thv次繞線組繼而被連接到變壓器T1-Tn的主繞線組。 總體用12標(biāo)識的收發(fā)機(jī)的發(fā)送器Xl被連接到位置A處的變壓器T1的次繞線組或低壓繞線組LV的兩端；同時(shí)收發(fā)機(jī)12的接收器部分Yl被耦合到輸電線，用于接收和處理通過通信系統(tǒng)20傳輸?shù)南ⅰＴ诘攸c(diǎn)B處，收發(fā)機(jī)13包括被連接到變壓器Tn的低壓繞線組兩端的發(fā)送器紐，和收發(fā)機(jī)13的接收器，該接收器被連接到輸電線，用于接收和處理通過該通信系統(tǒng)傳輸?shù)南?。參考圖2，發(fā)送器Xl包括由電感器L和電容器C構(gòu)成的電抗性負(fù)載13。電容器和電感器的值被選擇成使得收發(fā)機(jī)12在期望的頻率處諧振。電抗性負(fù)載13通過開關(guān)14連接到泄放電阻器Rd兩端。發(fā)送器Xl是諧振發(fā)送器，如圖4和圖5所示，其產(chǎn)生減幅正弦或振鈴波形(ringing waveform) Wk，其目前與傳播波形We—起通過配電系統(tǒng)傳輸，以經(jīng)由結(jié)果波形Wm將信息(即，命令或指令、查詢響應(yīng)、數(shù)據(jù)，等)從地點(diǎn)A傳送到地點(diǎn)B。為了這個(gè)目的，開關(guān)14以受控方式由數(shù)字控制器16操作。在操作中，控制器16控制發(fā)送器Xl的操作，使得該減幅正弦波形的特征代表了通過該配電網(wǎng)絡(luò)由該結(jié)果調(diào)制波形傳送的信息。參考圖7A至圖7C，控制器16以如下順序操作開關(guān)14 首先，如圖7A所示，控制器16通過開關(guān)14將發(fā)送器Xl的電抗性負(fù)載13連接到變壓器Tl的低壓(LV)側(cè)，同時(shí)泄放電阻器Rd與電抗性負(fù)載和變壓器隔離開。這產(chǎn)生了如在圖4和圖5中所示的減幅正弦波形WK。然后，如圖7B所示，控制器16操作開關(guān)14，將電抗性負(fù)載和泄放電阻器均與變壓器1\隔離開，并且使電抗性負(fù)載和泄放電阻器這二者彼此隔離。將電抗性負(fù)載和泄放電阻器與變壓器T1隔離開，導(dǎo)致電容器C保持其電荷為第一預(yù)定充電水平。如圖7C所示，控制器16現(xiàn)在操作開關(guān)14，將電抗性負(fù)載13與變壓器T1隔離開， 同時(shí)將泄放電阻器Rd放置到電抗性負(fù)載兩端，則現(xiàn)在提供了用于泄放電容器C的電荷的路徑。最后，控制器16操作開關(guān)14，再一次將電抗性負(fù)載和泄放電阻器與變壓器T1隔離開，并且將電抗性負(fù)載和泄放電阻器彼此隔離。同樣地，這是在圖7B中示出的電路配置。這種切換當(dāng)前具有使得電容器C將其電荷保持或維持在第二預(yù)定水平的效果。備選地，泄放電阻器Rd可以被省略。當(dāng)這樣做時(shí)，對于每一個(gè)信號的切換順序是圖 7A到圖7B，而不是先前描述的圖7A-圖7B-圖7C-圖7B的順序。但是，現(xiàn)在如圖4和圖5 所示的信號幅度在各個(gè)信號之間將不同。這是因?yàn)樵谙惹懊枋龅膶?shí)施例中，泄放電阻器Rd 通過重置振蕩器初始狀態(tài)起到調(diào)節(jié)信號幅度的作用?？刂破?6實(shí)現(xiàn)了不同的算法，通過這些算法，代表數(shù)據(jù)、指令等的編碼比特被從一個(gè)地點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)地點(diǎn)。在這一點(diǎn)上，控制器16利用了不同的信道編碼方案，這些編碼方案包括例如低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼。對于00K，并且如圖4所示，控制器實(shí)現(xiàn)一種算法，通過這種算法，操作開關(guān)14，使得對于加到變壓器Tl低壓側(cè)的波形We的每半周期發(fā)送一個(gè)比特。在操作中，在波形We的半周期期間生成諧振脈沖波形代表二進(jìn)制的1 ；而無諧振脈沖波形代表二進(jìn)制的0。隨附的結(jié)合到本文中作為參考的附錄A闡述了用于OOK調(diào)制的數(shù)學(xué)公式。如圖2所示，包含被從地點(diǎn)A傳輸?shù)降攸c(diǎn)B的消息的比特作為輸入被提供給控制器16。如果發(fā)送二進(jìn)制的1，則在圖4中示出的在時(shí)間、處開始并且在時(shí)間t2處終止的生成波形上施加諧振脈沖波形。為了這個(gè)目的，通過控制器16實(shí)施的算法包括鎖相環(huán)(PLL) 18， 其使諧振脈沖波形(即，二進(jìn)制符號)的時(shí)序與外加給變壓器Tl的LV繞線組的電壓同步。使用該算法適應(yīng)性地計(jì)算時(shí)間、和t2，并且這些計(jì)算的結(jié)果通過控制器16控制開關(guān)14的切換。也就是說，它們控制開關(guān)14從圖7B中所示的開關(guān)的保持位置到圖7A中所示的導(dǎo)電位置，然后再返回到保持位置的循環(huán)。為了這個(gè)目的，通過該算法向控制器16提供反饋信號，用于計(jì)算相應(yīng)的調(diào)制開始和完成時(shí)間。這種級別的操作控制進(jìn)一步具有使熱耗散最小化，以及減少或消除雜散電磁輻射(spurious electromagnetic emissions)的優(yōu)點(diǎn)。通過取自變壓器T1的LV繞線組兩端的電壓測量Vt以及取自電容器C兩端的電壓測量 Vc提供了反饋。這些電壓測量被施加到各自的模擬/數(shù)字開關(guān)22、M上，其數(shù)字輸出被供應(yīng)給控制器16。進(jìn)一步參考圖4，該算法還適應(yīng)性地計(jì)算時(shí)間t3和t4。這些時(shí)間確定何時(shí)控制器 16操作開關(guān)14，使得該開關(guān)從圖7B所示的保持位置切換到圖7C所示的該開關(guān)的使電容器 C放電的位置，然后返回圖7B的保持位置。除了提供00K，控制器16還執(zhí)行了關(guān)于PSK的算法，對于此類型的調(diào)制，開關(guān)14 由該算法操作，以便在調(diào)制的每個(gè)間隔期間用一個(gè)或更多個(gè)數(shù)據(jù)比特調(diào)制施加到變壓器Tl 的LV繞線組兩端的波形We。這產(chǎn)生了數(shù)據(jù)速率比OOK的更高的傳輸。正如在圖5中示出的，當(dāng)控制器16使用PSK時(shí)，對信號Vt和V。的頻譜分析被用于計(jì)算電抗性負(fù)載13被連接到變壓器T1的低電壓繞線組時(shí)的時(shí)間、，和當(dāng)其斷開連接時(shí)的時(shí)間t2。正如前面所描述的， 這是通過循環(huán)開關(guān)14完成的。這導(dǎo)致在諧振脈沖正弦中的離散相移。同樣地，附錄A闡述了用于PSK調(diào)制的數(shù)學(xué)公式。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器16實(shí)現(xiàn)了關(guān)于幅度調(diào)制(AM)的算法。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，還可以采用其它調(diào)制技術(shù)，而不背離本發(fā)明的范圍。無論所采用的調(diào)試技術(shù)如何， 本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，減幅正弦Wk的特征代表在配電系統(tǒng)中由結(jié)果調(diào)制波形傳送的信息。在本實(shí)施例中，參考圖8，通過改變所發(fā)射信號的持續(xù)時(shí)間并因此改變其能量可實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制。據(jù)此，在圖8中示出的信號“00”和“10”具有比其它信號“01”和“11”更大的幅度。信號“00”和“10”因此能夠諧振更長一段時(shí)間；而能量較低的信號“01”和“11”諧振較短的一段時(shí)間。如在PSK調(diào)制中那樣使用受控的通/斷開關(guān)來控制符號。重要的是， 幅度調(diào)制和PSK可被合并以實(shí)施正交幅度調(diào)制(QAM)，并因此便于實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。通過改變接通和關(guān)斷的時(shí)間生成了較大的符號星座圖。除這些技術(shù)之外，本發(fā)明的方法還利用了與00K、PSK或QAM相結(jié)合的碼分多址 (CDMA)，以便進(jìn)一步通過實(shí)現(xiàn)多個(gè)發(fā)送器接入通信信道來改進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸。收發(fā)機(jī)12的接收器Yl為例如多輸入數(shù)字接收器，如圖1和圖3所示，接收器使用各自的耦接器26或27連接到一個(gè)或更多個(gè)相位的中壓MV或低壓LV電線。耦接器沈例如是電流變壓器，而耦接器27是電壓變壓器。重要的是，相干地收集在配電網(wǎng)絡(luò)的所有相位上的信號，并對它們進(jìn)行合并和處理，改善了使用系統(tǒng)20傳輸和接收的信息的保真度。對接收器Y的每一個(gè)輸入被首先供應(yīng)給A/D轉(zhuǎn)換器觀。在圖3中，這些被示出為并聯(lián)連接。重要的是，在通信系統(tǒng)20不需要使用信號增強(qiáng)器或在常規(guī)通信系統(tǒng)中典型地使用的其它輔助設(shè)備以使發(fā)射信號能夠被檢測出來的情況下，接收器Y就能夠檢測和調(diào)制所接收的傳輸。這顯著地簡化了通信處理，提供了低成本系統(tǒng)，這是因?yàn)樵谡麄€(gè)公用電站配電網(wǎng)絡(luò)中需要更少的組件來完成通信，并且還由于減少了在操作通信系統(tǒng)20中涉及的設(shè)備維護(hù)和維修量而降低了成本。來自轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出作為輸入被提供給接收器的信號處理器30，該接收器包括PLL32，其同步所接收的信號與所傳輸?shù)臅r(shí)鐘信號。在這一方面，在地點(diǎn)A處的收發(fā)機(jī) 12發(fā)射的每第Z個(gè)符號包括一個(gè)導(dǎo)頻符號(pilotsymbol)，該導(dǎo)頻符號是在地點(diǎn)B處的接收器辦“知道”會(huì)有的。由接收器辦使用的算法現(xiàn)在使用這些發(fā)射的導(dǎo)頻符號執(zhí)行對所接收的傳輸?shù)淖赃m應(yīng)均衡。處理器30然后進(jìn)一步執(zhí)行該算法以對OOK和PSK傳輸進(jìn)行解調(diào)，以及，例如，對LDPC編碼通信進(jìn)行解碼。該解碼消息被接收器作為輸出提供給用電設(shè)備 F上的電表或其它裝置，電表或其它裝置對通過系統(tǒng)20傳輸?shù)男畔⒆鞒鲰憫?yīng)。在此描述的是一種在公用電站的配電網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，通過該通信系統(tǒng)，信息從該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任意地點(diǎn)被傳輸?shù)皆摼W(wǎng)絡(luò)中的另一任意地點(diǎn)。由該通信系統(tǒng)使用的諧振發(fā)送器提供了比常規(guī)通信系統(tǒng)更強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸能力(吞吐量)。該點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)還提供了更高的信號透明度，排除了與常規(guī)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的RFI和光閃問題，并且在這樣做的同時(shí)并不需要諸如增強(qiáng)器、轉(zhuǎn)發(fā)器，以及類似的輔助設(shè)備，因此為公用電站提供了迅速、 高質(zhì)量的通信能力。綜上所述，可以看出已經(jīng)達(dá)到了本揭示內(nèi)容的若干個(gè)目的和優(yōu)點(diǎn)，并且還獲得了其它的有益效果。附錄 A使用諧振發(fā)送器的數(shù)字通信1.諧振切換的負(fù)載發(fā)送器考慮由電壓源us(t)供電的RLC電路，在其中，電流和電容器電荷初始為零。如果該電壓源在時(shí)間0處被啟動(dòng)，則在頻域中，描述電流的等式為Vrs(S) - RI(s) - sLI{s) - ^Hs) = 0.(1)解出電流為
權(quán)利要求
1.在配電系統(tǒng)中，一種用于將消息從該配電系統(tǒng)中的任意地點(diǎn)傳輸?shù)皆撆潆娤到y(tǒng)中的任意其它地點(diǎn)的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，包括發(fā)送器，其在所述的任意地點(diǎn)對通過該配電系統(tǒng)傳播以在整個(gè)系統(tǒng)中供應(yīng)電力的波形進(jìn)行調(diào)制，該發(fā)送器是生成減幅正弦波形的諧振發(fā)送器，該減幅正弦波形與所傳播的波形一起被傳輸通過所述配電系統(tǒng)；控制器，其控制所述發(fā)送器的操作以生成減幅正弦波形，該減幅正弦波形的特征代表在所述配電系統(tǒng)中傳送的信息；以及在所述的任意其它位置的接收器，用于接收并解調(diào)所述減幅正弦波形，以從中提取出被傳送的信息。
2.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，其中，所述諧振發(fā)送器包括電抗性負(fù)載，該電抗性負(fù)載包括電感器-電容器(LC)電路，其產(chǎn)生所述減幅正弦波形。
3.如權(quán)利要求2所述的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，其中，所述諧振發(fā)送器包括泄放電阻器，其選擇性地連接到所述LC電路中，以從所述電容器泄放電荷和在所述被傳播的波形的調(diào)制間隔之間重置所述電路。
4.如權(quán)利要求3所述的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，進(jìn)一步包括開關(guān)，所述控制器通過該開關(guān)控制所述泄放電阻器到所述LC電路的連接。
5.如權(quán)利要求3所述的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，其中，在所述的任意地點(diǎn)處放置有變壓器，并且所述諧振發(fā)送器被放置在該變壓器的低壓側(cè)，并且，所述控制器選擇性地操作所述開關(guān)以產(chǎn)生所述諧振發(fā)送器的導(dǎo)電模式，在該導(dǎo)電模式中，所述負(fù)載被連接到所述變壓器的低壓側(cè)，并且生成所述減幅正弦波，同時(shí)所述泄放電阻器與所述負(fù)載和所述變壓器二者隔離開。
6.如權(quán)利要求5所述的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，其中，所述控制器進(jìn)一步將所述負(fù)載與所述變壓器隔離開，同時(shí)將所述泄放電阻器連接到所述負(fù)載，用于泄放所述電容器上的電荷。
7.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，其中，所述接收器包括在所述任意其它地點(diǎn)被耦合到所述配電系統(tǒng)的輸電線上的電流變壓器，用于接收所述減幅正弦波形。
8.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，其中，所述接收器包括被耦合地放置在所述任意其它位置的電壓變壓器，用于接收所述減幅正弦波形。
9.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，其中，所述發(fā)送器在所述配電系統(tǒng)的多于一個(gè)相位上發(fā)送所述減幅正弦波形，并且所述接收器在所述減幅正弦波形被發(fā)送的每一個(gè)相位上接收所述減幅正弦波形。
10.如權(quán)利要求9所述的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，其中，所述接收器將在每一個(gè)所述相位上接收的所述減幅正弦波形合并，并對結(jié)果進(jìn)行處理，以提取出所傳送的信息。
11.如權(quán)利要求10所述的點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，其中，對于在其上接收到所述減幅正弦波形的每一個(gè)相位，所述接收器包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于處理所述波形。
12.一種在配電系統(tǒng)中的點(diǎn)到點(diǎn)通信的方法，包括將減幅正弦波形加到通過所述配電系統(tǒng)傳播以在整個(gè)所述系統(tǒng)中供應(yīng)電力的波形上；控制所述減幅正弦波形的生成，以產(chǎn)生其特征代表在所述配電系統(tǒng)上傳送的信息的減幅正弦波形；以及，在所述配電系統(tǒng)中與產(chǎn)生所述減幅正弦波形的位置不同的位置處，接收并解調(diào)所述減幅正弦波形，以從中提取出被傳送的信息。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，將所述減幅正弦波形加到所述傳播波形上，包括操作諧振發(fā)送器，以產(chǎn)生其特征代表在所述配電系統(tǒng)上傳送的信息的減幅正弦波形。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，控制所述減幅正弦波形的生成包括所述發(fā)送器的開關(guān)鍵控(OOK)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，控制所述減幅正弦波形的生成包括所述發(fā)送器的相移鍵控(PSK)。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，控制所述減幅正弦波形的生成包括使用所述發(fā)送器對所述傳播波形進(jìn)行正交幅度調(diào)制(QAM)。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述諧振發(fā)送器包括電抗性負(fù)載，并且該諧振發(fā)送器被連接到變壓器的低壓側(cè)，該變壓器跨接到輸電線，所述傳播波形通過該輸電線在整個(gè)所述配電系統(tǒng)中傳輸，并且，將所述減幅正弦波形加到所述傳播波形上包括將所述電抗性負(fù)載連接到所述變壓器的低壓側(cè)，同時(shí)泄放電阻器與所述電抗性負(fù)載和所述變壓器隔離，使得減幅正弦波形生成，并且被加到所述傳播波形上；將所述電抗性負(fù)載和所述泄放電阻器與所述變壓器隔離，使得所述電抗性負(fù)載的電容器將電荷保持在第一預(yù)定水平；將所述電抗性負(fù)載與所述變壓器隔離，并且將所述泄放電阻器切換到所述電抗性負(fù)載，用于從所述電容器泄放電荷；并且，再次將所述電抗性負(fù)載和所述泄放電阻器二者與所述變壓器隔離，以便所述電容器將電荷保持在第二預(yù)定水平。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括在所述配電系統(tǒng)的多于一個(gè)相位上發(fā)送所述減幅正弦波形，并且在發(fā)送所述減幅正弦波形的每一個(gè)相位上接收所述減幅正弦波形。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，接收所述減幅正弦波形包括在所述任意其它地點(diǎn)將電流變壓器耦合到所述配電系統(tǒng)的輸電線上。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，接收所述減幅正弦波形包括在所述任意其它地點(diǎn)將電壓變壓器連接到輸電線上。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，解調(diào)所述減幅正弦波形包括對在每一個(gè)所述相位上接收的減幅正弦波形進(jìn)行合并，并且對結(jié)果進(jìn)行處理，以提取出所傳送的信息。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括對在每一個(gè)相位上接收的減幅正弦波形執(zhí)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換，并且合并所述轉(zhuǎn)換的結(jié)果。
23.一種在配電系統(tǒng)中進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)通信的方法，包括通過所述配電系統(tǒng)傳播波形，以在整個(gè)該系統(tǒng)中供應(yīng)電力；將減幅正弦波形加到所述被傳播波形上，該減幅正弦波形的特征定義了在整個(gè)所述配電系統(tǒng)中傳送的信息；并且在所述配電系統(tǒng)中與所述減幅正弦波形被加到所述傳播波形上的地點(diǎn)不同的地點(diǎn)處接收并解調(diào)所述結(jié)果波形，從而提取出被傳送的信息。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，調(diào)制所述波形包括使用諧振發(fā)送器將振鈴波形加到所述傳播波形上。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，其中，所述諧振發(fā)送器包括電抗性負(fù)載，該電抗性負(fù)載包括電感器-電容器(LC)電路和泄放電阻器，并且所述方法進(jìn)一步包括選擇性地將所述泄放電阻器切換到所述LC電路上，以泄放所述電容器上的電荷。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括將所述電抗性負(fù)載連接到變壓器的一側(cè)，同時(shí)將所述泄放電阻器與所述電抗性負(fù)載和所述變壓器二者隔離，以便使減幅正弦波形被生成，并被加到所述傳播的波形上；將所述電抗性負(fù)載和所述泄放電阻器二者與所述變壓器隔離，使得所述電容器將電荷保持在第一預(yù)定水平；將所述電抗性負(fù)載與所述變壓器隔離，并將所述泄放電阻器切換到所述電抗性負(fù)載， 以便從所述電容器泄放電荷；以及再次將所述電抗性負(fù)載和所述泄放電阻器二者與所述變壓器隔離，以便使所述電容器將電荷保持在第二預(yù)定水平。
27.如權(quán)利要求沈所述的方法，其中，加上所述減幅正弦波形包括對所述諧振發(fā)送器的開關(guān)鍵控(OOK)。
28.如權(quán)利要求沈所述的方法，其中，加上所述減幅正弦波形包括對所述諧振發(fā)送器的相移鍵控(PSK)。
29.如權(quán)利要求沈所述的方法，其中，控制所述減幅正弦波形的生成包括使用所述諧振發(fā)送器對所述傳播波形進(jìn)行正交幅度調(diào)制(QAM)。
30.如權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括在所述配電系統(tǒng)的多于一個(gè)的相位上發(fā)送所述減幅正弦波形，并且在發(fā)送所述減幅正弦波形的每一個(gè)相位上接收所述減幅正弦波形。
31.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，接收所述減幅正弦波形包括在所述任意其它地點(diǎn)將電流變壓器耦合到所述配電系統(tǒng)的輸電線上。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，接收所述減幅正弦波形包括在所述任意其它地點(diǎn)將電壓變壓器連接到輸電線上。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，解調(diào)所述減幅正弦波形包括對在每一個(gè)所述相位上接收的減幅正弦波形進(jìn)行合并，并且對結(jié)果進(jìn)行處理，以提取出所傳送的信息。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，進(jìn)一步包括對在每一個(gè)相位上接收的減幅正弦波形執(zhí)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換，并且將所述轉(zhuǎn)換的結(jié)果合并。
35.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括采用碼分多址(CDMA)和開關(guān)鍵控，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)發(fā)送器接入通信信道。
36.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括采用碼分多址(CDMA)和相移鍵控，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)發(fā)送器接入通信信道。
37.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括采用碼分多址(CDMA)和正交幅度調(diào)制，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)發(fā)送器接入通信信道。
全文摘要
一種點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)(20)，用于將消息從配電系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)(10)內(nèi)的任意地點(diǎn)(A)傳輸?shù)皆摼W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任意其它地點(diǎn)(B)。在該一個(gè)地點(diǎn)的收發(fā)機(jī)(12)包括發(fā)送器(X)，其將波形(WR)加到通過該網(wǎng)絡(luò)傳播以在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中供應(yīng)電力的波形(WG)上。該發(fā)送器是諧振發(fā)送器，其包括電抗性負(fù)載(13)，該電抗性負(fù)載被選擇性地連接到配電網(wǎng)絡(luò)和與配電網(wǎng)絡(luò)斷開?？刂破?16)控制該發(fā)送器的操作，以將電抗性負(fù)載連接到該網(wǎng)絡(luò)或者與其斷開連接，以便在所傳播的波形上加上其特征代表了在配電系統(tǒng)上傳送的信息的減幅正弦波形。在另一個(gè)地點(diǎn)的接收器(Yn)接收并解調(diào)該減幅正弦波形，以從其中提取出由其傳送的信息。
文檔編號H04L27/02GK102484502SQ200980160612
公開日2012年5月30日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者D.W.里肯 申請人:阿克拉拉輸電線系統(tǒng)股份有限公司