CN102985834A - 网络拓扑 - Google Patents

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CN102985834A
CN102985834A CN2011800339335A CN201180033933A CN102985834A CN 102985834 A CN102985834 A CN 102985834A CN 2011800339335 A CN2011800339335 A CN 2011800339335A CN 201180033933 A CN201180033933 A CN 201180033933A CN 102985834 A CN102985834 A CN 102985834A
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安德里亚斯·斯楚瓦格尔
迪特马尔·思琦尔
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Abstract

提供了一种网络分析器装置，所述网络分析器装置包括控制单元，所述控制单元被配置成基于响应于供应给所述电压配电网的探测信号从所述电压配电网接收的测量信号的评估和/或关于由连接到所述电压配电网的电器生成并且由所述网络分析器经由不同的接收路径接收的噪声信号分量的相位或运行时间信息，来确定与电压配电网中的阻抗失配相关的网络拓扑信息。所述网络分析器装置输出与所述电压配电网(200)中的阻抗失配相关的网络信息，其中，输出的网络信息包含关于所述阻抗失配的总数目、阻抗失配之间的布线长度以及阻抗失配特性的信息。

Description

网络拓扑
技术领域
本发明实施例涉及一种用于分析VDN(电压配电网)的配置和拓扑的网络分析器装置。其它实施例涉及网络分析器系统和操作网络分析器系统的方法。
背景技术
如公寓、住宅或工厂的市电网之类的电压配电网连接了多个电力消费者(电气和电子产品)。通常，用户无法通晓哪个电器在哪儿被连接到市电网、电器如何被指派给保险丝和相位以及电气配线在墙里的运行径迹。
发明内容
本发明旨在提供一种网络分析器装置、网络分析器系统以及操作网络分析器系统的方法，其允许用户了解电压配电网如何被配置以及这样的电压配电网的电气布线在哪里运行。
此目的通过独立权利要求的主题来实现。进一步的实施例分别在从属权利要求中规定。
本发明的细节在与附图结合的实施例的以下描述中将变得明显，其中，除非它们彼此排除，否则各种实施例的特征可以被结合。
附图说明
图1示出了涉及公寓的VDN的、根据本发明实施例的具有网络分析器装置的网络分析器系统的示意框图。
图2示出了根据另一个实施例的由网络分析器系统输出的图1的VDN的拓扑的估计的图形表示的示意框图。
图3是根据另一个实施例通过使用操作网络分析器系统的方法将图2中VDN拓扑的估计与楼层平面图信息结合的图形表示。
图4A是示出了用于图示出由本发明进一步的实施例使用的效果的、CD(光盘)播放机在操作期间供应给VDN的噪声信号的频谱的频率图。
图4B是示出了用于图示出由本发明进一步的实施例使用的效果的、在已被接通之后卤素灯供应给市电网的信号的时间图。
图5是根据本发明又一实施例的操作网络分析器系统的方法的简化流程图。
具体实施方式
本发明的实施例涉及电压配电网。图1示出了涉及LVDN(低压配电网)的实施例，例如一个或多个居住单元、公寓、办公室、工厂、商店、或其组合的市电网。其它实施例可以涉及中压和高压配电网。
图1示出了其布线包括多条电线(电力电缆)的LVDN 200，其中，每条电线可以包括不同相的一条、两条、三条或更多条相线(L)、中性线(N)以及保护地线(PE)。保险丝柜202可以将LVDN 200与另一个VDN(例如将电力分配给多个LVDN的更高阶的电压配电网)接口连接。电器221-226的连接电缆可以被插到壁装电源插座210中以将电器221-226连接到LVDN 200上。诸如灯229之类的其它电器可以经由其它连接器系统219连接到LVDN 200。电线将壁装电源插座210和其它连接器系统219例如与保险丝柜202、与接线盒以及与墙壁开关连接。
网络分析器系统包括例如经由插到壁装电源插座210之一中的连接电缆连接到LVDN 200的至少一个网络分析器装置110。根据另一个实施例，网络分析器装置110被集成在保险丝柜202中，或者集成在连接到LVDN 200的电器221-226的任何一个中。根据进一步的实施例，网络分析器装置110被直接插到壁装电源插座210中。
根据进一步的实施例，网络分析器装置110是通过对叠加到市电网的50Hz或60Hz交流电的载波进行调制来使用市电网用于数据通信的通信装置，例如PLC(电力线通信)、PLT(电力线电信)、BPL(宽带电力线)或电力线网络(PLN)装置。
网络分析器装置110包括控制单元112，其适于基于对响应于供应给LVDN 200的探测信号而从LVDN 200接收的测量信号的评估来确定有关于LVDN 200中的阻抗不连续性(阻抗失配)的存在、特性以及位置的网络拓扑信息。阻抗不连续性反射到达信号的一部分。LVDN 200中典型的阻抗不连续性是例如接线盒、支线、拔出的壁装电源插座、插到壁装电源插座中的拔出的扩展电源插座、开关(例如墙壁开关)、电流条(currentbar)，以及连接至LVDN 200的电器221-226和灯229的接口。
信号生成器114可以提供探测信号。网络分析器装置110可以将控制单元112和信号生成器114集成在共同的壳体中。例如，控制单元112和信号生成器114可以被形成在相同的半导体管芯上。根据另一个实施例，信号生成器114是在控制单元112以外的其它壳体中的单独设备。根据进一步的实施例，信号生成器112包括与网络分析器装置110中的控制单元112集成的单元和另外的外部单元两者。
信号生成器114可以是或者可以包含脉冲生成器。根据另一个实施例，信号生成器114可以是或者可以包含产生1MHz间隔的窄带信号的梳状波生成器。根据进一步的实施例，信号生成器114另外地或可替代地可以在调制到载波上的模拟或数字数据流中提供训练序列(trainingsequences)。
测量单元116接收LVDN 200响应于探测信号输出的测量信号。例如，测量信号包含在LVDN 200中的各种阻抗不连续处生成的反射的探测信号。网络分析器装置110可以将控制单元112和测量单元116或测量单元116的子单元集成在共同外壳中。例如，控制单元112和测量单元116或测量单元116的子单元可以被形成在相同的半导体管芯上。根据另一个实施例，测量单元116是独立的设备或者包括控制单元112之外的另一个外壳中的子单元。根据进一步的实施例，测量单元116包括与网络分析器装置110中的控制单元112集成的单元和另外的外部单元两者，另外的外部单元可以或可以不被集成在相同类型的另外的网络分析器装置110中。
测量单元116可以是或者可以包含测量接收机，所述测量接收机允许时间事件的注册和/或信号形式的评估。根据其它实施例，测量单元能够使用AV(平均电压)检测器进行10kHz带宽的电压测量。根据进一步的实施例，测量单元116此外或可替代地能够检测被调制到载波上的模拟或数字数据流中包括的数据信号或训练符号。
信号生成器114被连接到的壁装电源插座210、保险丝或另外的连接系统219在基于从该信号生成器114供应的探测信号而执行的测量上下文中被称为近侧。其中测量单元116可被安装用于评估LVDN 200对该探测信号的响应的任何其它的壁装电源插座210、另外的连接系统219或保险丝被称为远侧。
测量适配器118可以将信号生成器114和测量单元116与LVDN 200连接，并且可以将探测信号从信号生成器112传输到LVDN 200以及从LVDN 200传输到测量单元116。测量适配器118可以是一部分单元(one-part unit)，该一部分单元用于与在探测信号被供应给LVDN 200的近侧处分接出的测量信号相关的测量。其它实施例涉及两部分或多部分测量适配器118，其允许在近侧处供应探测信号并且在LVDN 200的远侧处分接测量信号。在测量单元116或测量单元116的子单元被提供在远侧处的情况下，它包括用于例如经由LVDN 200将与测量相关的数据传送到网络分析器装置110的通信端口。
根据实施例，测量适配器118由将信号生成器114的信号输出与LVDN 200的电布线相连接的线构成。根据其它实施例，测量适配器118可以是不可配置适配器，其允许确定反射相关参数组中的至少一个，该参数组包括LCL(纵向转换损耗)、LTL(纵向传输损耗)、LCTL(纵向转换传输损耗)、TTL(横向传输损耗)、TCTL(横向转换传输损耗)、Zasy(非对称阻抗)、Zsym(对称阻抗)、kasy(非对称馈给耦合系数)，以及ksym(对称馈给耦合系数)。
根据其它实施例，测量适配器118是可配置的，允许确定上面引用的反射相关参数中的更多或全部。例如，控制单元112可以被配置成控制测量适配器的配置。测量适配器118可以包括用于匹配信号生成器114、测量单元118和LVDN 200之间的连接的线圈、变压器、电容器、终端电阻器以及测量电阻器。例如，测量适配器118可以是允许通过引用被结合于此的ETSI TR 102 175 V1.1.1中所描述的一个或多个测量设置的任何一个适配器。例如，测量适配器118是由近侧处的Macfarlane(麦克法轮)适配器构成的一部分单元，或者是由近侧处的一个Macfarlane适配器和远侧之一处的至少一个其它Macfarlane适配器构成的多部分单元。
网络分析器装置110可以将控制单元112和一部分测量适配器118，或者将控制单元112和多部分测量适配器118的一个单个部分集成在单个共同外壳中。根据另一个实施例，测量适配器118是在控制单元112之外的其它外壳中的单独设备。根据进一步的实施例，一部分测量适配器118或多部分测量适配器118的一个部分包括与网络分析器装置110中的控制单元112集成的子单元和另外的外部单元两者。
根据实施例，控制单元112对测量信号进行评估以标识在阻抗失配处生成的反射信号，并且确定指派给这些阻抗失配中的个体阻抗失配的反射特性。反射特性可以是从包括以下项的组中选出的一个或多个：传播延迟，脉冲响应，以及分别指派给阻抗失配中的个体阻抗失配的反射相关参数。
根据实施例，控制单元112可以分析响应于供应给近侧的探侧信号而接收的测量信号以标识个体反射的数目，其中，个体反射的数目指示了LVDN 200中反射源的数目。反射源的数目给出了LVDN 200中的接合点、支线、开关以及插入和拔出的电源插座的总数目。测量信号可以在近侧处和/或一个或多个远侧处被分接。针对这种类型的测量，测量适配器118可不包括除了用于直接地将一个或两个信号生成器输出连接到相应的壁装电源插座210或其它连接系统219的一条或两条电线的电线之外的其它部件。
根据涉及传播延迟的评估的实施例，控制单元112可以针对每个所标识的个体反射源来分析与另一个反射信号的到达时间相关的或者与探测信号的传输时间相关的相应反射信号的到达时间。在此实施例中，测量适配器118可不包括除了电线之外的其它部件。其中，L是近侧与反射源之间的电线的分布电感，而C是电线之间的分布电容，可以获得关于LVDN200内的布线长度的信息。
例如，根据在近侧处供应探测信号与在近侧处接收相应的反射信号之间的时间t1，能够使用等式(1)获得反射源与近侧之间的布线长度s1：
( 1 ) - - - s = t 2 · LC
根据另一个示例，根据在近侧处或远侧处接收来自第一反射源的第一反射信号与来自第二反射源的第二反射信号之间的时间t2，可以获得关于第一反射源与第二反射源之间的布线长度的信息。
此外，与探测信号的信号电平相关的每个个体反射信号的衰减可以被测量，并且衰减测量的结果可以与传播延迟测量的结果结合以估计个体反射源之间的布线长度和布线特性。
另外，TDR(时域反射测量法)和TDT(时域发射测量法)可以被用来进一步加强对布线长度和布线特性的估计，其中，探测信号可以是具有预定义波形形状和大小的脉冲信号，反射波形或发射波形的持续时间和形状被观测以确定LVDN 200中阻抗变化的性质。
根据涉及如反射系数之类的反射相关参数的评估的实施例，测量适配器118可以基于ETSI TR 102 175 V1.1.1中所描述的设置中的任何一种设置，并且信号生成器114可以是梳状波生成器。测量适配器118可以被配置成馈给和接收火线L、中性线N以及保护地PE之间的每个组合上的信号。反射相关参数可以是如LCL、LTL、LCTL、TTL或TCTL之类的反射系数，或者是如Zasy、Zsym、kasy或ksym之类的阻抗值或耦合值。测量适配器118可以被配置为使得那些设置中的每种设置都可被应用于每种馈给可能性和接收可能性。此外，可以使用例如指派给馈给和/或接收连接器处的EIB(欧洲安装总线)的其它电线。
根据另一个实施例的网络分析系统进一步包括一个或多个参考信号源单元132，其在网络分析器装置110之外的其它位置处被至少临时地连接到LVND 200。例如，参考信号源单元132可以是安装在保险丝柜中、插入在一个或多个未使用的壁装电源插座210中或插入到壁装电源插座210中的未使用扩展电源插座中、或者安装在壁装电源插座210与电器221-226之间的分立装置。根据其它实施例，参考信号源单元132可以被集成到电器221-226中的一些或全部电器中。例如，网络分析器装置110包括具有参考信号源单元132的功能的子单元，并且网络分析器装置110的类型的其它网络分析器装置可以被用作为参考信号源单元132。
每个参考信号源单元132生成已知的参考信号，例如嵌入在在被叠加到LVDN 200中的交流电流频率的载波上进行调制的数据流中的脉冲、扫频和/或训练符号，并且将它们馈给到LVDN 200。网络分析器装置100能够从不同的位置，例如从一个或多个壁装电源插座210接收供应给LVDN200的参考信号。控制单元112可以被进一步配置成基于所接收的参考信号与所发送的已知参考信号之间的比较来确定LVDN 200的另外的特性，以便在获得网络拓扑信息的过程中，例如在估计LVDN 200的拓扑和LVDN 200内的阻抗失配之间的布线长度的过程中，考虑这些另外的信息。
每个参考信号源132可以传送同一组参考信号。根据另一个实施例，每个参考信号源传送个性化的参考信号，使得接收参考信号的每个装置能够将每个接收的参考信号指派给个体参考信号源单元132。每个参考信号源单元132可以在可由相应参考信号源单元132访问的电线的每种可能的组合之间施加差分参考信号。
基于如从参考信号源单元132传送的原始参考信号与如在网络分析器装置110处接收的经衰减的接收信号之间的比较，可以确定电线的电阻R和分布电感L以及电线之间的分布电容C。此外，可以对所接收信号的定时进行分析以获得关于相应的参考信号源单元132与网络分析器装置110之间的电线长度的信息。此信息可以被与可在没有参考信号的情况下获得的信息相结合，以增强对LVDN 200的拓扑的估计和对阻抗失配之间的布线长度的估计。
在网络分析器装置110是通信装置或者包括这样的通信装置的特性功能中的一些的实施例中，参考信号可以对应于如在这样的通信技术中用于同步和信道估计的的训练符号。
根据这样的实施例，网络分析器装置110可以包括适用于MIMO(多输入，多输出)系统的发射机单元和/或接收机单元，该MIMO系统利用一个、两个或更多个发射端口和/或至少一个，例如两个、三个或四个接收端口。对于这样的系统，LVDN 200是连接至少一个发射机单元和至少一个接收机单元的传输信道。
该传输信道形成多线连接，其中，多个(m个)发射信号tx定义了发射向量tm，并且多个(n个)接收信号ry定义了接收向量rn。例如，发射机单元可以使用火线或相线(L，P)、中性线(N)以及保护地(PE)来供应两个差分发射信号tx，其中，差分发射信号tx被调制在叠加了市电电压的AC频率的载波上。根据实施例，接收机单元接收火线与中性线之间、中性线与保护地之间以及火线与保护地之间的三个差分接收信号。根据另一个实施例，接收机单元可以接收三个差分接收信号和作为第四个接收信号的由来自布线的漏电流产生的共模信号。
在LVDN 200中，发射信号tx例如通过电线之间耦合的电容彼此干扰。通过评估在相应的远侧处接收的训练符号，可以确定壁装电源插座210或LVDN 200的其它可接入点之间的传递函数(在时域或频域中)。利用LVDN 200的拓扑的知识，所有阻抗失配之间的传递函数可以被确定。关于传递函数的知识可被用在以下一些实施例中，以标识哪种类型的装置被连接到被使用的壁装电源插座210或其它连接系统219。
根据进一步的实施例，网络分析器装置110还能够接收经由壁装电源插座210或其它连接系统219供应给LVDN 200的另外的信号，并且能够携带签名，通过该签名可以标识出连接到相应的壁装电源插座210或另外的连接系统219的电器的类型。然后，控制单元112可以被进一步配置成基于所接收的另外的信号来标识相应电器221-226或灯229的类型，并且可以在确定网络拓扑信息的过程中包括关于所标识的类型的信息。
例如，电器221-226或它们中的一些可以被分别指派给标识码单元134，其中，每个标识码单元134应请求经由LVDN 200发送标识码。标识码单元134可以是附着到相应的电器221-226的电源软线的贴签，或者可以被集成在电器221-226中或它的电源插头中。根据实施例，标识码单元134是经由50/60Hz线周期的电磁场被供电的无源装置。电源线标识码可包括关于对应的电器221-226对于LDN 200所表示的负荷和/或关于对应的电器221-226的电力消耗的信息。标识码对应于时域信号签名。
根据另一个实施例，网络分析器装置能够接收辅助或干扰信号，所述辅助或干扰信号在待机时段、切换时段或操作时段期间在电器处被生成并且经由壁装电源插座210或另外的连接系统219被供应给LVDN 200。为此目的，控制单元112被配置成基于辅助或干扰信号中的签名来标识连接到LVDN 200的电器221-226和灯229，并且被配置成在对网络配置进行估计的过程中考虑关于所标识的电器221-226和灯229的所获得信息。
例如通过应用波束形成技术，可能能够基于与由连接到电压配电网的电器所生成的并且由网络分析器经由不同的接收路径所接收的噪声信号分量有关的相位或运行时间信息，来确定与电压配电网中的阻抗失配相关的网络拓扑信息。
图4A示出了CD(光盘)播放机的噪声谱，其可以包括具有在频谱域或倒谱域中的特定于CD播放机的特性的签名。
图4B示出了在卤素灯被接通之后、具有相对于时间绘制的在网络分析器装置110处接收的电压信号的图。该电压信号具有表示接通脉冲的第一波峰，后面是由起动器单元生成的并且持续若干毫秒的第一噪声信号。然后，第二波峰指示了灯单元的开关，并且跟随着由灯单元生成的第二噪声信号，其随着灯单元的升温而接着衰减。此信号的存在指示了连接到LVDN 200的卤素灯的存在。在接通时段期间由卤素灯生成的并且供应给LVDN 200的干扰信号表示时域信号签名。
根据其它实施例，可以基于典型的反射相关参数来标识电器。
这些实施例中的每一个还可以使用先前确定的传递函数用于辅助识别。例如，如果安装在第一个壁装电源插座210处的网络分析器装置110将基于例如它的S11参数来标识连接到第二个壁装电源插座210的电器221-226，则网络分析器装置110可以考虑先前确定的传递函数，其在第一个和第二个壁装电源插座之间是有效的并且其将电器的S11参数变换为网络分析器装置110的位置。在变换的效果被从在网络分析器装置110的位置处测得的信号或参数中消除(减去)之后，电器可以被标识。
控制单元112可以被进一步配置成输出网络拓扑信息。网络拓扑信息包含关于阻抗失配的数量和特性的信息，以及与网络拓扑及阻抗失配之间的布线长度和相邻布线之间的耦合长度相关的信息。例如，控制单元112将网络拓扑信息输出到另一个设备或软件以用于依靠LVDN 200的拓扑的知识进行的电源或设施管理。
根据进一步的实施例，网络分析器系统进一步包括数据处理设备120，该数据处理设备120接收由网络分析装置110输出的网络拓扑信息，并且输出LVDN 200的图形表示，例如包括与布线距离相关的位置性信息的示意图(schematic map)。
例如，网络拓扑信息可以经由网络分析单元110的有线或无线接口作为数字数据流被输出。根据实施例，网络拓扑信息可以经由LVDN 200或另一个接口被传送到数据处理设备120。数据流可以包含不同处理阶段的网络拓扑信息。例如，数据流可以包含原始数据，所述原始数据简单地将关于探测信号的信息与关于与探测信号相关的测量信号的信息相结合。根据其它的实施例，控制单元112可以处理该原始数据以获得网络相关信息。例如，可以根据布线电路(其中每个布线电路被指派给保险丝柜202中的一个单个保险丝)或者根据阻抗不连续性来对该数据进行分组。连接到LVDN 200的多个网络分析器装置110可以被连接到数据处理设备120，并且可以将网络拓扑信息的它们的那部分传送到数据处理设备120。
数据处理设备120运行计算机程序，其被执行时使数据处理设备120至少执行对网络拓扑信息进行分析和/或将网络拓扑信息显示在显示器122上的方法的一部分。计算机程序可以包括以下方法步骤：用于利用网络分析器装置110在协议中接收网络拓扑信息；用于对网络拓扑信息进行编辑以生成图形网络拓扑信息；以及用于将经编辑的数据传送至显示器122。
图2涉及数据处理设备120可以如何编辑由图1的网络分析器装置110收集的关于低压配电网的网络拓扑信息以便将它们呈现在显示器上的示例。网络拓扑信息包含关于网络拓扑的信息，包括关于独立开关电路251-255的总数目、每开关电路251-255的接合点215和支线216、壁装电源插座210和另外的连接系统219的数目的信息，并且可以进一步包含关于何种种类的电器被连接到插入的壁装电源插座210或其它连接系统219的信息。此外，网络拓扑信息可以包含对每个开关电路251-255中的阻抗不连续性之间，例如壁装电源插座、接线盒、墙壁开关、保险丝柜以及插入的电器之间的布线长度的估计。
通过示例的方式，每个开关电路251-255可以被指派给保险丝柜中的一条保险丝或保险丝组。每个开关电路251-255至少包括火线L和中性线N。每个开关电路251-255可以进一步包括保护地线PE和/或一条、两条或更多条附加的火线L。
在所描绘的示例中，每个开关电路251-255具有以第一端连接到保险丝柜202中的保险丝或保险丝组的电气布线。第一个开关电路251包括一条火线、中性线、保护地线以及接近电气布线的第二端的三个阻抗不连续性，其中，网络分析器装置110或数据处理设备120中的软件程序将它们解释为壁装电源插座210，它们中的一个被拔出并且它们中的两个为电气装置227、228供应电流。网络拓扑信息可以进一步包括对于保险丝柜202与壁装电源插座210之间的布线长度的估计，和关于通过估计的布线长度A2与第二个开关电路252的电容性耦合并且通过估计的布线长度A1与另外的开关电路253-255的电容性耦合的信息。
类似地，网络拓扑信息将对于第二个开关电路252的布线长度的估计可视化，该第二个开关电路252将三相电流供应给电气装置222，该电气装置222可以基于相对于三条火线的其对称行为而被标识为三相感应机器222。
第三个开关电路253包括一条火线、中性线、保护地线以及接近电气布线的第二端的三个阻抗不连续性，其中，网络分析器装置110或数据处理设备120中的软件程序将它们解释为壁装电源插座210，它们中的两个被拔出并且它们中的一个将电流供应给电气装置224。网络拓扑信息可以进一步将电气装置224标识为烤箱，并且可以进一步包含对于保险丝柜202与壁装电源插座210之间的布线长度的估计，和关于通过估计的布线长度A6与第五个开关电路255的电容性耦合并且通过估计的布线长度A1或A5与另外的开关电路251、252、254的电容性耦合的信息。
第四个开关电路254包括一条火线、中性线、保护地线以及被解释为壁装电源插座210的一个单个阻抗不连续性，该壁装电源插座与保险丝柜202之间具有估计的布线长度A5。
第五个开关电路255包括一起通向电气布线的第二端处的壁装电源插座210的三条火线、中性线以及保护地线。从接线盒215，带有一条火线、中性线以及保护地线的支线216通向电气布线的第三端处的两个壁装电源插座210。在接线盒215与第二端之间，已经检测到四个阻抗不连续性，其中，网络分析器装置110或数据处理设备120中的软件程序将它们解释为电气装置223、221、225、226被连接到的被插入的壁装电源插座210。网络拓扑信息可以进一步将电气装置223标识为冰箱，将电器221标识为电灶，将电气装置225标识为洗碗机，以及将电气装置226标识为洗衣机。网络拓扑信息可以进一步包含对与其它开关电路251-254的电容性耦合距离的估计，和壁装电源插座210之间的电气布线的区间的所估计布线长度。
根据其它实施例，网络拓扑信息被与关于阻抗不连续性中的至少一些相对于彼此的空间位置的信息相链接。此信息可以手动输入或者可以使用定位器装置来输入，定位器装置适于使用如GPS(全球定位系统)之类的定位系统来确定它们的位置来手动或自动输入，其中，定位器装置可以被临时或者永久定位于挨着感兴趣的阻抗不连续性，例如它们可以被插入到壁装电源插座210的一些中。
通过输入空间位置信息获得的信息可以被用来进一步地加强网络拓扑的估计并且用来获得市电安装的改进表示，例如三维图片。输入空间信息可以进一步包括输入另外的位置特性。例如，在一些国家，应用了电气布线的安装规则并且相应的规则可以被考虑用于估计电气布线的位置。
例如，根据DIN 18015 T3，墙里的电气布线必须进行水平或者垂直安装。水平的布线应该被安装在离天花板或地板30cm±15cm的距离处。垂直的布线应该具有离门拐角和门框约15cm±10cm的距离。应该避免弯曲。墙壁开关应该被设置在约105cm的高度处。除了上行干线路之外，不允许布线穿过天花板。
根据另一个示例，可以检查所获得的网络拓扑信息是否可遵照相关的规则。此外，所获得的网络拓扑信息可以与楼层平面图相链接，以基于布线的安装和墙、地板以及天花板的存在有关系的事实来进一步加强对该网络的估计。
根据进一步的实施例，数据处理设备120接收关于其中安装了电压配电网的建筑的一部分的楼层平面图的信息，并且输出地图，该地图将楼层平面图的图形表示与LVDN 200的拓扑的估计的图形表示相结合以生成LVDN 200的增强图形表示。在图3中给出了图2的LVDN的这样的增强图形表示的示例，其中，所估计的布线长度用楼层平面图中的位置性距离来转写。
网络拓扑信息提供了安装电网的详细图表，其为如下决定提供了基础：安装电网如何能够被补充或者优化、或在不击中电线的情况下在墙壁中的哪里能钻孔、或安装电网是否遵照相关规则。
网络分析装置的另一个应用是针对依赖安装电网的拓扑的知识的这样的应用，例如设施或电源管理软件或市电通信系统，提供自我配置能力。
图5是操作网络分析系统的方法的流程图。探测信号被供应给电压配电网(502)。响应于探测信号生成的来自电压配电网的测量信号被评估(504)。基于对探测信号和测量信号的评估，与电压配电网中的阻抗失配相关的网络拓扑信息被确定(506)并且输出(508)，其中，所输出的网络拓扑信息包含关于网络拓扑的信息，包括阻抗失配的总数目、阻抗失配之间的布线长度以及阻抗失配的特性。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种网络分析器装置，包括：
控制单元，被配置成可连接到电压配电网的至少一条相线、中性线以及保护地，并且被配置成基于以下内容来确定与所述电压配电网中的阻抗失配相关的网络拓扑信息：
对经由所述至少一条相线、所述中性线以及所述保护地、响应于供应给所述电压配电网的探测信号而从所述电压配电网接收的测量信号的评估和/或
与由连接到所述电压配电网的电器生成并且由所述网络分析器经由不同的接收路径接收的噪声信号分量有关的相位或运行时间信息，所述不同的接收路径是从所述至少一条相线、所述中性线以及所述保护地的不同组合形成的。
2.如权利要求1所述的网络分析器装置，其中，所述相位或运行时间信息通过应用波束形成技术来确定。
3.如权利要求1所述的网络分析器装置，进一步包括：
信号生成器，用于提供所述探测信号；以及
测量单元，用于接收所述测量信号。
4.如权利要求3所述的网络分析器装置，进一步包括：
测量适配器，被配置成将所述信号生成器和所述测量单元与所述电压配电网连接，并且将所述探测信号供应给所述电压配电网。
5.如权利要求1至4中任一项所述的网络分析器装置，其中
所述控制单元被配置成输出所述网络拓扑信息，并且
所述网络拓扑信息包含对网络拓扑的估计，包括所述阻抗失配的总数目、特性以及位置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的网络分析器装置，其中
所述控制单元适用于检测在所述阻抗失配处生成的反射信号，并且适用于确定指派给所述阻抗失配中的个体阻抗失配的反射相关参数。
7.如权利要求6所述的网络分析器装置，其中
所述反射相关参数是从包括如下项的组中选择的一个或多个：传播延迟、脉冲响应波形、反射系数、阻抗值以及分别指派给所述阻抗失配中的个体阻抗失配的耦合因数。
8.如权利要求7所述的网络分析器装置，其中
所述反射系数、阻抗值以及耦合因数是从包括以下项的组中选择的一个或多个：LCL(纵向转换损耗)、LTL(纵向传输损耗)、LCTL(纵向转换传输损耗)、TTL(横向传输损耗)、TCTL(横向转换传输损耗)、Zasy(不对称阻抗)、Zsym(对称阻抗)、kasy(不对称馈给耦合因数)、ksym(对称馈给耦合因数)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的网络分析器装置，其中
所述网络分析器装置还能够在一个或多个电源插座处接收供应给所述电压配电网的参考信号；以及
所述控制单元被进一步配置成基于所接收的参考信号来确定另外的网络特性，并且在确定所述网络拓扑信息的过程中考虑所述另外的网络特性。
10.如权利要求9所述的网络分析器装置，其中
所述控制单元能够在被叠加到在所述电压配电网中分配的电压上的载波上进行调制的数据流中发送训练符号和/或评估接收到的训练符号；
所述训练符号被用作所述参考信号；以及
所述控制单元能够基于接收到的训练符号来确定所述电压配电网中所述阻抗失配之间的区段的传递函数，并且在确定所述网络拓扑信息的过程中考虑所述传递函数。
11.如权利要求1至10中任一项所述的网络分析器装置，其中
所述网络分析器装置进一步适用于接收通过电器在一个或多个电源插座处供应给所述电压配电网的另外的信号；以及
所述控制单元被进一步配置成基于所述另外的信号的信号特性来标识连接到所述电压配电网的电器，并且在确定所述网络拓扑信息的过程中考虑关于所标识的电器的信息。
12.一种网络分析系统，包括：
如前述权利要求的一项所述的网络分析器装置；和
数据处理设备，被配置成接收由所述网络分析器装置输出的所述网络拓扑信息并且输出所述电压配电网的示意图。
13.如权利要求12所述的网络分析系统，其中
所述数据处理设备被进一步配置成接收关于所述电压配电网的电源插座的位置信息并且输出所述电压配电网的示意图，其中，所述示意图包括位置性信息。
14.如权利要求12或13中任一项所述的网络分析系统，进一步包括
参考信号源单元，被配置成生成所述参考信号。
15.一种操作网络分析系统的方法，包括
基于对电压配电网的至少一条相线、中性线以及保护地的不同组合之间的探测信号和测量信号的评估和/或
基于与由连接到电压配电网的电器生成并且由网络分析器经由不同的接收路径接收的噪声信号分量有关的相位或运行时间信息，
确定与所述电压配电网中的阻抗失配相关的网络拓扑信息，所述不同的接收路径是从所述至少一条相线、所述中性线以及所述保护地的不同组合形成的；以及
输出所述网络拓扑信息，其中，所输出的网络拓扑信息包含关于所述阻抗失配的数目、特性以及位置的信息。
16.一种当在数据处理设备上运行时执行以下方法的计算机程序：
基于对电压配电网的至少一条相线、中性线以及保护地的不同组合之间的、响应于供应给电压配电网的探测信号而从所述电压配电网接收的测量信号的评估和/或
基于与由连接到所述电压配电网的电器生成并且由网络分析器经由不同的接收路径接收的噪声信号分量有关的相位或运行时间信息，
确定与所述电压配电网中的阻抗失配相关的网络拓扑信息，所述不同的接收路径是从所述至少一条相线、所述中性线以及所述保护地的不同组合形成的；以及
输出所述网络拓扑信息，其中，所输出的网络拓扑信息包含关于所述阻抗失配的数目、特性以及位置的信息。

Claims (16)

1.一种网络分析器装置，包括：
控制单元，被配置成基于以下内容来确定与电压配电网中的阻抗失配相关的网络拓扑信息：
对响应于供应给所述电压配电网的探测信号而从所述电压配电网接收的测量信号的评估和/或
与由连接到所述电压配电网的电器生成并且由所述网络分析器经由不同的接收路径接收的噪声信号分量有关的相位或运行时间信息。
2.如权利要求1所述的网络分析器装置，其中，所述相位或运行时间信息通过应用波束形成技术来确定。
3.如权利要求1所述的网络分析器装置，进一步包括：
信号生成器，用于提供所述探测信号；以及
测量单元，用于接收所述测量信号。
4.如权利要求3所述的网络分析器装置，进一步包括：
测量适配器，被配置成将所述信号生成器和所述测量单元与所述电压配电网连接，并且将所述探测信号供应给所述电压配电网。
5.如权利要求1至4中任一项所述的网络分析器装置，其中
所述控制单元被配置成输出所述网络拓扑信息，并且
所述网络拓扑信息包含对网络拓扑的估计，包括所述阻抗失配的总数目、特性以及位置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的网络分析器装置，其中
所述控制单元适用于检测在所述阻抗失配处生成的反射信号，并且适用于确定指派给所述阻抗失配中的个体阻抗失配的反射相关参数。
7.如权利要求6所述的网络分析器装置，其中
所述反射相关参数是从包括如下项的组中选择的一个或多个：传播延迟、脉冲响应波形、反射系数、阻抗值以及分别指派给所述阻抗失配中的个体阻抗失配的耦合因数。
8.如权利要求7所述的网络分析器装置，其中
所述反射系数、阻抗值以及耦合因数是从包括以下项的组中选择的一个或多个：LCL(纵向转换损耗)、LTL(纵向传输损耗)、LCTL(纵向转换传输损耗)、TTL(横向传输损耗)、TCTL(横向转换传输损耗)、Zasy(不对称阻抗)、Zsym(对称阻抗)、kasy(不对称馈给耦合因数)、ksym(对称馈给耦合因数)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的网络分析器装置，其中
所述网络分析器装置还能够在一个或多个电源插座处接收供应给所述电压配电网的参考信号；以及
所述控制单元被进一步配置成基于所接收的参考信号来确定另外的网络特性，并且在确定所述网络拓扑信息的过程中考虑所述另外的网络特性。
10.如权利要求9所述的网络分析器装置，其中
所述控制单元能够在被叠加到在所述电压配电网中分配的电压上的载波上进行调制的数据流中发送训练符号和/或评估接收到的训练符号；
所述训练符号被用作所述参考信号；以及
所述控制单元能够基于接收到的训练符号来确定所述电压配电网中所述阻抗失配之间的区段的传递函数，并且在确定所述网络拓扑信息的过程中考虑所述传递函数。
11.如权利要求1至10中任一项所述的网络分析器装置，其中
所述网络分析器装置进一步适用于接收通过电器在一个或多个电源插座处供应给所述电压配电网的另外的信号；以及
所述控制单元被进一步配置成基于所述另外的信号的信号特性来标识连接到所述电压配电网的电器，并且在确定所述网络拓扑信息的过程中考虑关于所标识的电器的信息。
12.一种网络分析系统，包括：
如前述权利要求的一项所述的网络分析器装置；和
数据处理设备，被配置成接收由所述网络分析器装置输出的所述网络拓扑信息并且输出所述电压配电网的示意图。
13.如权利要求12所述的网络分析系统，其中
所述数据处理设备被进一步配置成接收关于所述电压配电网的电源插座的位置信息并且输出所述电压配电网的示意图，其中，所述示意图包括位置性信息。
14.如权利要求12或13中任一项所述的网络分析系统，进一步包括
参考信号源单元，被配置成生成所述参考信号。
15.一种操作网络分析系统的方法，包括
基于对探测信号和测量信号的评估和/或
基于与由连接到电压配电网的电器生成并且由网络分析器经由不同的接收路径接收的噪声信号分量有关的相位或运行时间信息，
确定与所述电压配电网中的阻抗失配相关的网络拓扑信息；以及
输出所述网络拓扑信息，其中，所输出的网络拓扑信息包含关于所述阻抗失配的数目、特性以及位置的信息。
16.一种当在数据处理设备上运行时执行以下方法的计算机程序：
基于对响应于供应给电压配电网的探测信号而从所述电压配电网接收的测量信号的评估和/或
基于与由连接到所述电压配电网的电器生成并且由网络分析器经由不同的接收路径接收的噪声信号分量有关的相位或运行时间信息，
确定与所述电压配电网中的阻抗失配相关的网络拓扑信息；以及
输出所述网络拓扑信息，其中，所输出的网络拓扑信息包含关于所述阻抗失配的数目、特性以及位置的信息。
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