CN102237895B - 用于电力线载波通信的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种电力线载波通信方法，用于包括两个终端和位于所述两个终端之间的至少一对载波机的系统，所述方法包括以下步骤：步骤A：用一连接线连接所述一对载波机各自的模拟接口；步骤B：将所述一对载波机设置成阻止导频信号的产生，以允许导频信号和传送信号在所述两个终端之间不受干扰的传播；步骤C：将所述一对载波机的滤波器设置成所述滤波器的通频带包括导频信号的频率，使得来自所述两个终端中的一个的导频信号和传送信号能够直接地通过所述一对载波机到达所述两个终端中的另一个。以及一种相关的电力线载波通信系统。本发明降低了现有电力线载波通信的成本，并减小了信号传递过程中的时间延迟。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电力线载波(PLC)通信的方法，特别是一种用于绕过传输路径上障碍的方法。此外，本发明还涉及一种电力线载波通信系统。
背景技术
电力线载波通信系统主要由沿电力线设置的载波机(例如西门子的PowerLink 50/100载波机)构成。所述载波机用于通过电力线来传递传送信号，所述传送信号例如为语音、数据、远程控制以及远程保护信号。如果需要，至少一个一体的或分立的保护信号装置(例如西门子的SWT3000保护信号装置)可连接在一个载波机和待保护设备之间，以确保远程保护信号的传输。在特定的位置，例如变电站，所述电力线被中断，从而在传输路径上造成障碍。要使用传输路径，必须得绕过障碍。
图1的框图示意性地展示了一常规电力线载波通信系统1。电力线载波通信系统1能够绕过传输路径上的障碍。电力线载波通信系统1包括两个终端11和14，以及至少一对中继器12和13。两个终端11和14和至少一对中继器12和13中的每一个都由一个载波机5和至少一个与载波机5成一体的或与载波机5分立的保护信号装置6。载波机5包括一个用于生成导频信号和发送传送信号的传送器模块、一个用于接收信号的接收器模块，以及用于连接其它设备的接口。
位于终端11和14之间的一对中继器12和13分别通过一电力线4(例如高压线)连接到终端11和14，并用一常规连接线7通过载波机5或保护信号装置6上的接口相互连接。在保护信号装置6与载波机5成一体的情况下，可用一音频分频线(VFx crossover cable)来分别连接载波机5上的音频接口(VFx音频接口)。此时，终端11和14的保护信号装置6仍然用于确保保护信号的传送，而中继器12和13的保护信号装置6的作用仅在于对发送信号进行编码和解码。
要发送传送信号，例如从终端11到终端14，终端11的传送器模块先产生导频信号，并将该模拟的导频信号和模拟的发送信号混合在一起通过一高压线4发送到中继器12。在中继器12的接收器模块接收到所述模拟信号后，接收器模块的低通滤波器滤出所述导频信号，这样就对混合的导频信号和发送信号进行了分离。随后，中继器12的保护信号装置6将传送信号编码成数字信号，并通过一连接线7发送到中继器13。此后，中继器13的保护信号装置6再将数字信号解码成模拟的传送信号，且中继器13的传送器模块产生新的导频信号，并将新的导频信号和传送信号混合在一起通过一高压线4传递到终端14。终端14的接收器模块接收传送信号，并将导频信号滤出。信号也可以与上述相同的方式从终端14传递到终端11。
常规的电力线载波通信系统具有以下缺点：首先，中继器12和13都必须同时包括载波机5和保护信号装置6；其次，保护信号装置6进行的编码和解码会导致了传送信号的时间延迟。
发明内容
本发明的目的是克服常规电力线载波通信系统的前述缺陷。
为实现发明目的，本发明提出了一种电力线载波通信方法。该方法用于包括两个终端和位于所述两个终端之间的至少一对载波机的系统，并包括以下步骤：
步骤A：用一连接线连接所述一对载波机各自的模拟接口；
步骤B：将所述一对载波机设置成阻止导频信号的产生，以允许导频信号和传送信号在所述两个终端之间不受干扰的传播；
步骤C：将所述一对载波机的滤波器设置成所述滤波器的通频带包括导频信号的频率，使得来自所述两个终端中的一个的导频信号和传送信号能够直接地通过所述一对载波机到达所述两个终端中的另一个。
依据本发明方法的一个方面，所述方法还包括：
步骤D：将所述一对载波机的滤波器设置成抑制相邻信道的信号。
依据本发明方法的另一个方面，所述方法还包括：
步骤E：将所述一对载波机的滤波器设置成使传递延迟尽可能的小。
依据本发明方法的再一个方面，所述方法还包括：
步骤F：自动调整所述一对载波机上的信号水平，使得信号传输到所述两个终端(11、14)时能够还原成期望的水平。
依据本发明方法的又一个方面，所述方法在步骤A至F中的任一步骤之后还包括：
步骤G：在所述两个终端之间或者所述两个终端中的一个和所述一对载波机中在信号传输方向上的前一个载波机之间使用服务电话。
为实现发明目的，本发明提出了一种电力线载波通信系统。该系统包括两个终端和位于所述两个终端之间的至少一对载波机，其中所述一对载波机分别通过一电力线连接到所述两个终端，并用一连接线通过各自的模拟接口相互连接。所述一对载波机设置成阻止导频信号的产生，以允许导频信号和传送信号在所述两个终端之间不受干扰的传播。所述一对载波机的滤波器设置成所述滤波器的通频带包括导频信号的频率，使得来自所述终端中的一个的导频信号和传送信号能够直接地通过所述一对载波机到达所述终端中的另一个。
依据本发明系统的一个方面，所述电力线载波通信系统包括超过一对的载波机，其中与所述终端相邻的载波机分别通过一电力线连接到所述终端。分别来自相邻的两对载波机的两个相邻的载波机通过一电力线连接，每一对所述载波机通过一连接线连接。
依据本发明系统的另一个方面，所述一对载波机的滤波器设置成抑制相邻信道的信号。
依据本发明系统的再一个方面，所述一对载波机的滤波器设置成使传递延迟尽可能的小。
依据本发明系统的又一个方面，自动调整所述一对载波机上的信号水平，使得信号传输到所述两个终端(11、14)时能够还原成期望的水平。
本发明具有以下优点：首先，在中继器中省去了保护信号装置，从而使得通信系统复杂性降低，并极大地降低了电力线载波通信系统的成本；其次，消除了因编码和解码引起的时间延迟。
附图说明
参考以下附图本发明的特征和优点将更加清楚，其中相同的符号表示相同的部件或装置：
图1展示了现有技术的一种常规电力线载波通信系统；
图2展示了依据本发明第一种实施方式的电力线载波通信系统；
图3展示了依据本发明第二种实施方式的电力线载波通信系统。
具体实施方式
图2的框图示意性地展示了依据本发明的第一种实施方式的一种电力线载波通信系统2。与图1的常规电力线载波通信系统1相比，电力线载波通信系统2仅用载波机5作为中继器21和22，因而中继器21和22不具有保护信号装置6。终端11和14与常规电力线载波通信系统1中的相同，且分别与待保护设备连接。中继器21和22用一连接线8(例如音频分频线)通过载波机5上的模拟接口，例如外围交换用户接口(FXS)、外围交换局接口(FXO)以及耳口接口(E&M interface)等音频接口连接。这一连接方式与现有技术中载波机具有一体的保护信号装置时的连接方式是相同的。
要在电力线载波通信系统2中进行通信，就必须对中继器21和22的载波机5进行调整。导频信号的频率须被包括在载波机5的低通滤波器的通频带内。载波机5通常默认传送器模块产生导频信号。由于中继器中产生的导频信号会干扰来自终端11或14的导频信号和传送信号，所以中继器21和22中载波机5产生导频信号的功能需同时被关闭。
要将传送信号从终端11发送到终端14，终端11的传送器模块先产生导频信号，并发送传送信号。导频信号和传送信号混合在一起形成高频混合信号，并通过一高压线4到达中继器21。中继器21的接收器模块接收所述混合信号，并将高频混合信号转换为低频混合信号。随后，中继器21的传送器模块将低频混合信号通过一连接线8发送到中继器22。中继器22的接收器模块接收包含导频信号和传送信号的所述低频混合信号，并将低频信号转换为高频信号，再通过一高压线4发送到终端14。这样就消除了由分离导频信号和传送信号引起的时间延迟，且终端14接收到的传送信号可以根据终端11产生的导频信号进行还原。与每一中继器产生新的导频信号的情况相比，这实现了更准确的信号还原。同时，由于中继器21和22中载波机的低通滤波器被设置成允许导频信号和传送信号“直接”地通过，所以也消除了因编码和解码引起的时间延迟。更具体地说，这里所谓的“直接”是指中继器不进行编码和解码。电力线载波通信系统2中的信号均为模拟信号。信号也可以与上述相同的方式从终端14传输到终端11。上述实施方式消除了由分离导频信号和传送信号以及编码和解码引起的时间延迟，且无需在中继器中设置保护信号装置6。
图3的框图示意性地展示了依据本发明的第二种实施方式的电力线载波通信系统3。与图2中的电力线载波通信系统2相比，电力线载波通信系统3使用了两对中继器21、22、23和24来绕过传输路径上的障碍。一对中继器21和22和一对中继器23和24中的每一对均以与第一种实施方式相同的方式连接，且在传输过程中具有与第一种实施方式中的中继器21和22相同的功能。值得注意的是，分别属于相邻两对中继器的两个相邻中继器22和23通过一高压线4相互连接，而中继器21和24分别通过一高压线4连接到终端11和14。本领域技术人员将理解，本发明的电力线载波通信系统可以使用两对以上的中继器来绕过更多的障碍。
依据本发明的第三种实施方式的电力线载波通信系统，在第一、二种实施方式的系统中，载波机的低通滤波器还被设置成抑制相邻信道的信号。
依据本发明的第四种实施方式的电力线载波通信系统，在第一、二、三种实施方式的系统中，载波机的低通滤波器还被设置成使传递延迟尽可能的小。
依据本发明的第四种实施方式的电力线载波通信系统，在第一、二、三、四种实施方式的系统中，自动调整所述一对载波机(5)上的信号水平，使得信号传输到所述两个终端(11、14)时能够还原成期望的水平。
一种用于电力线载波通信方法。该方法可用于前述的电力线载波通信系统，或用于包括两个终端11和14和位于两个终端11和14之间的至少一对载波机5的电力线载波通信系统。
依据本发明方法的第一种实施方式，该方法包括以下步骤：
步骤A：用一连接线8连接一对载波机5各自的模拟接口；
步骤B：将一对载波机5的滤波器设置成阻止导频信号的产生，以允许导频信号和传送信号在终端11和14之间不受干扰的传播；
步骤C：将一对载波机5的滤波器设置成所述滤波器的通频带包括导频信号的频率，使得来自终端11或14的导频信号和传送信号能够直接地通过一对载波机5到达终端14或11；
以上和此后的低通滤波器可由本领域技术人员通过更改低通滤波器的以下参数来设置，即通带截止频率(Fpass)、阻带截止频率(Fstop)、通带衰减(Apass)和阻带衰减(Astop)。
依据本发明方法的第二种实施方式，第一种实施方式的方法还包括：
步骤D：将一对载波机5的滤波器设置成抑制相邻信道的信号，这通过使阻带截止频率接近导频信号频率来实现。
依据本发明方法的第三种实施方式，第一、二种实施方式的方法还包括：
步骤E：将一对载波机5的滤波器设置成使传递延迟尽可能的小，这通过使通带截止频率尽可能远离导频信号频率来实现。
在进行步骤D和步骤E时，优选步骤D优先于步骤E。尽管过渡带宽越窄滤波器的表现越好，但是带宽变窄将导致时间延迟增加。
依据本发明方法的第四种实施方式，第一、二、三种实施方式的方法还包括：
步骤F：自动调整所述一对载波机(5)上的信号水平，使得信号传输到所述两个终端(11、14)时能够还原成期望的水平。因为信号传输方向上的后一中继器(例如，当信号从终端11向终端14传输时的后一中继器22和/或24)中的载波机5不能检测输入信号的水平，所以前一中继器(例如，当信号从终端11向终端14传输时的前一中继器21和/或23)的输出信号水平必须等于后一中继器的输入信号水平。
通过软件自动调整信号水平，其中终端11和/或14的信号输入和输出水平是按照人们期望达到的水平来设置的，而终端11和14以及中继器21、22、23和24之间的不同传输段的信号水平，则根据该传输段的实际信道使用情况而定，以使信号传输到终端时能够还原成期望的水平。
以上步骤A至F没有先后顺序。
依据本发明方法的第五种实施方式，第一、二、三、四种实施方式的方法还包括：
步骤G：在所述两个终端之间或者所述两个终端中的一个和所述一对载波机中在信号传输方向上的前一个载波机之间使用服务电话。这通过设置载波机中在信号传输方向上的前一个载波机使其不再向前传递信号来实现。
尽管以上展示了本发明的实施方式，但是所述实施方式不旨在展示本发明的所有可能的形式。此外，本说明书中的内容是描述性的，而非限制性的。本领域技术人员可对本说明书的内容作出各种变化和修改，而不偏离本发明的主旨和权利要求的范围。
Claims (10)
1.一种电力线载波通信方法，用于包括两个终端（11、14）和位于所述两个终端（11、14）之间用作中继的至少一对载波机（5）的系统，其中所述终端（11、14）包括一载波机（5）和用于处理保护信号的保护装置（6），所述两个终端分别通过一电力线连接到用作中继的载波机（5），其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤A：用一连接线（8）连接所述用作中继的一对载波机（5）各自的模拟接口；
步骤B：将所述用作中继的一对载波机（5）设置成阻止导频信号的产生，以允许导频信号和传送信号在所述两个终端（11、14）之间不受干扰的传播；
步骤C：将所述用作中继的一对载波机（5）的滤波器设置成所述滤波器的通频带包括导频信号的频率，使得来自所述两个终端（11、14）中的一个的导频信号和传送信号能够直接地通过所述用作中继的一对载波机（5）到达所述两个终端（11、14）中的另一个。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤D：将所述用作中继的一对载波机（5）的滤波器设置成抑制相邻信道的信号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤E：将所述用作中继的一对载波机（5）的滤波器设置成使传递延迟尽可能的小。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤F：自动调整所述用作中继的一对载波机（5）上的信号水平，使得信号传输到所述两个终端（11、14）时能够还原成期望的水平。
5.如权利要求1至4中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤A至F中的任一步骤之后还包括：
步骤G：在所述两个终端之间或者所述两个终端中的一个和所述用作中继的一对载波机中在信号传输方向上的前一个载波机之间使用服务电话。
6.一种电力线载波通信系统，其包括两个终端（11、14）和位于所述两个终端（11、14）之间的用作中继的至少一对载波机（5），其中所述终端（11、14）包括一载波机（5），其中所述用作中继的一对载波机（5）分别通过一电力线（4）连接到所述两个终端（11、14），并用一连接线（8）通过各自的模拟接口相互连接，其特征在于：
所述用作中继的一对载波机（5）设置成阻止导频信号的产生，以允许导频信号和传送信号在所述两个终端（11、14）之间不受干扰的传播；
所述用作中继的一对载波机（5）的滤波器设置成所述滤波器的通频带包括导频信号的频率，使得来自所述终端（11、14）中的一个的导频信号和传送信号能够直接地通过所述用作中继的一对载波机（5）到达所述终端中的另一个（14、11）。
7.如权利要求6所述的电力线载波通信系统，其特征在于：
所述电力线载波通信系统包括超过一对的用作中继的载波机（5），其中与所述终端（11、14）相邻的载波机（5）分别通过一电力线（4）连接到所述终端（11、14），分别来自相邻的两对载波机（5）的两个相邻的载波机（5）通过一电力线（4）连接，每一对所述载波机（5）通过一连接线（8）连接。
8.如权利要求6所述的电力线载波通信系统，其特征在于：
所述用作中继的一对载波机（5）的滤波器设置成抑制相邻信道的信号。
9.如权利要求6所述的电力线载波通信系统，其特征在于：
所述用作中继的一对载波机（5）的滤波器设置成使传递延迟尽可能的小。
10.如权利要求6所述的电力线载波通信系统，其特征在于：
自动调整所述用作中继的一对载波机（5）上的信号水平，使得信号传输到所述两个终端（11、14）时能够还原成期望的水平。
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