CN102624425A - 电力线通信装置及其噪声检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力线通信装置及其噪声检测方法。一种电力线通信装置和噪声检测方法，其能够在不扩展其中使用的A/D转换器的动态范围的情况下检测周期地产生的噪声。根据本发明实施例的电力线通信装置包括：功率检测单元，其检测用于经由电力线发送和接收数据的通信时隙中的功率；信道(传输线)估计单元，其根据通信时隙中未被分配用于发送和接收数据的未使用时隙的平均功率与未使用时隙的瞬时功率之间的不同来估计传输信道的状况；以及周期性确定单元，其根据所估计的传输信道的状况和电力线中的交流循环来检测周期地产生的噪声。

Description

电力线通信装置及其噪声检测方法
相关申请交叉引用
通过全文引用将于2011年1月27日提交的日本专利申请No.2011-15301的、包括说明书、附图以及摘要的公开内容合并于此。
技术领域
本发明涉及电力线通信装置以及噪声检测方法，且更具体涉及能够检测周期性噪声的电力线通信装置以及能够检测周期性噪声的噪声检测方法。
背景技术
近年来，采用电力线的电力线通信已经广泛用作内部通信。电力线通信是通过充满噪声的介质进行的通信系统。例如，许多电器都耦接至电力线。因此，电器产生的噪声也耦接至电力线，且这些产生的噪声彼此重叠，结果噪声总量变得很大。在从电器产生的噪声中包括与电力线中的交流电(以下称为AC循环)同步的脉冲噪声以及由于阻抗变化而产生的噪声。因此，为了改善电力线通信的通信质量，需要避免受脉冲噪声和阻抗变化影响来进行电力线通信。
参考图13说明同步脉冲噪声。在图13中，在纵轴代表同步噪声的振幅的绝对值而横轴代表时间的同时，示出了在电力线中产生的同步噪声信号的示例的振幅变化。此外，AC循环被示于示出噪声信号的振幅变化的上述曲线图之下。如该图中所示，在电力线中产生的噪声信号的振幅与AC循环的振幅的峰值同步地急剧变得很大。以这种方式与AC循环同步产生的噪声被称为同步脉冲噪声。接下来，将参考图14说明同步阻抗变化。在图14中，在纵轴代表电力线信号的振幅的绝对值而横轴代表时间的同时，示出了电力线信号的振幅变化。此外，AC循环被示于示出电力线信号的振幅变化的上述曲线图之下。如该图中所示，电力线信号的电压值与AC循环的振幅峰值同步地急剧变化(减小)。这种现象的发生归因于电力线上负载(阻抗)的变化(减小)。
电力线中产生的脉冲噪声产生以下情形：大的脉冲噪声输入进模数(A/D)转换器，且同时，输入进A/D转换器的脉冲噪声超过A/D转换器的输入动态范围。在这种情形下，时域信号难于进行精确地A/D转换，且通过A/D转换获得的数字信号在其之后进行D/A转换时通常表现为矩形波。因此，在对待发送的信号进行FFT处理之后，会出现整个频带上的SNR劣化的现象。但是，这种现象的发生归因于A/D转换器的操作，且不会直接地指示电力线的实际质量。
为了避免受脉冲噪声等的影响，根据日本未审专利申请公开No.2007-258897的电力线载波通信装置公开了一种技术，其中在MAC层中检测周期性噪声，且在电力线的通信质量低劣时的时隙中，不将电力线用于通信，因此改善了通信质量。参考图15将解释根据日本未审专利申请公开No.2007-258897的电力线载波通信装置的具体构造的示例。在电力线载波通信装置中，AFE(模拟前端)102接收经由电力线101发送的信号。AFE 102将接收的信号发送到A/D(模数转换单元)103。A/D 103将接收的信号转换成数字信号并将该数字信号发送到物理层100中的信号水平测量单元105和载波频率同步单元106。信号水平测量单元105监测数字信号的信号强度并将该强度反馈给AFE 102。借助于使用该强度，调节输入进A/D 103的信号的振幅。
载波频率同步单元106从数字信号中抽取同步信号，并将该同步信号发送给FFT 107。FFT 107将时域中的接收的数字信号转换成频域中的数字信号。根据由信道估计单元108估计的每个传输信道失真，在信道估计单元108中均衡每个子载波信号。在子载波解调器110中解调均衡的信号之后，在纠错解码单元111中对该信号进行纠错处理，且将纠错的信号发送到MAC层120。
在发送数据的情况下，在纠错编码单元112中对MAC层120输出的信号进行编码处理，以便可对信号进行纠错。随后，将从纠错编码单元112输出的信号发送到IFFT，在其中对信号进行IFFT处理。对其进行了IFFT处理的信号通过D/A 104被转换成模拟信号，且将该模拟信号发送到AFE 102。
MAC层120包括质量控制单元121、周期性噪声确定单元122、训练单元123以及调度单元124。质量控制单元121借助于使用在物理层100等中监测的关于信号强度的信息来监测传输信道的变化。在从质量控制单元121接收训练指令时，训练单元123进行预定义的训练，并将训练结果通知给调度单元。
周期性噪声确定单元122根据在物理层100中获得的信号强度、信道失真的估计结果等来定量地捕获在每一特定时段的传输信道的状况，并确定周期性噪声。调度单元124分配用于通信的适当时隙，以便免受由周期性噪声确定单元122检测的周期性噪声的影响，从而形成帧。
此外，在根据日本未审专利申请公开No.2008-010948的电力线通信系统中公开了一种技术，其中通过测量发送自另一装置的传输数据的接收功率值来检测脉冲噪声和阻抗变化。
发明内容
但是在日本未审专利申请公开No.2007-258897或日本未审专利申请公开No.2008-010948中公开的接收装置中，模拟信号通过A/D转换器被转换成数字信号，且根据通过解调数字信号而获得的数据的SNR以及误码率来检测由噪声引起的干扰。在这种情况下，需要接收装置的A/D转换器具有宽动态范围，以便精确地解调包括很大脉冲噪声的接收信号。因此，需要A/D转换器具有大的有效转换位数量。因此，A/D转换器的宽动态范围致使A/D转换器的电路尺寸增加以及功耗的增加，并且由于装置成本上升而导致问题。
根据本发明的一个方面，电力线通信装置包括：功率检测单元，其检测用于经由电力线发送和接收数据的通信时隙中的功率；信道(传输线)估计单元，其根据通信时隙中未被分配用于发送和接收数据的未使用的通信时隙的平均功率和未使用的通信时隙的瞬时功率来估计传输信道的状况；以及周期性确定单元，其根据所估计的传输信道的状况和电力线的交流循环来检测周期地产生的噪声。
通过使用上述电力线通信装置，能够根据未使用的通信时隙中的功率来估计传输信道的状况。因此，无需精确地解调发送自另一装置的数据，使得能够在不扩大电力线通信装置中使用的A/D转换器的动态范围的情况下检测周期地产生的噪声。
根据本发明的另一方面，噪声检测方法包括如下步骤：检测用于经由电力线发送和接收数据的通信时隙中的功率；根据通信时隙中未被分配用于发送和接收数据的未使用的时隙的平均功率和未使用的时隙的瞬时功率来估计传输信道的状况；以及根据所估计的传输信道的状况和电力线的交流循环来检测周期地产生的噪声。
通过使用上述检测方法，能够根据未使用的通信时隙中的功率来估计传输信道的状况。因此，无需精确地解调发送自另一装置的数据，使得能够在不扩展电力线通信装置中使用的A/D转换器的动态范围的情况下检测周期地产生的噪声。
根据本发明的多个方面，能够提供电力线通信装置以及噪声检测方法，其能够在不扩大其中所使用的A/D转换器的动态范围的情况下检测周期地产生的噪声。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的电力线通信装置的框图；
图2是示出根据该第一实施例的关于通信请求的处理的流程图；
图3是示出根据该第一实施例的关于确定通信时隙是否可以使用的处理的流程图；
图4是示出根据该第一实施例的关于传输信道的状况的估计的处理的流程图；
图5是根据该第一实施例的脉冲检测单元的框图；
图6是根据该第一实施例的阻抗检测单元的框图；
图7A是示出根据该第一实施例的关于脉冲噪声的检测的处理的流程图；
图7B是示出根据该第一实施例的关于阻抗变化的检测的处理的流程图；
图8是示出根据该第一实施例的AC循环与通信时隙之间关系的示意图；
图9是示出根据该第一实施例的周期性确定单元的存储器的构造的示意图；
图10是根据该第一实施例的周期性确定单元的框图；
图11是根据该第一实施例的周期性确定单元的寄存器的框图；
图12是根据该第一实施例的关于电力线通信装置的操作的时序图；
图13是用于解释同步脉冲噪声的示意图；
图14是用于解释同步阻抗变化的示意图；以及
图15是根据日本未审专利申请公开No.2007-258897的电力线载波通信装置的框图。
具体实施方式
第一实施例
以下将参考附图解释本发明的实施例。根据本发明第一实施例的电力线通信装置包括：物理层10、电力线11、AFE(模拟前端)12、ADC(模数转换单元)13、DAC(数模转换单元)14、AC循环检测单元15、功率检测单元16、AGC(自动增益控制)17、FFT 18、均衡器19、解调器20、纠错解码单元21、RX成帧器22、TX成帧器23、纠错编码单元24、调制器25、IFFT 26、信道(传输线)估计单元27、脉冲检测单元28、阻抗检测单元29、周期性确定单元30和MAC层40。
AFE 12经由电力线11接收发送自其他电力线通信装置等的数据。AFE 12接收模拟信号形式的、发送自其他电力线通信装置等的数据。AFE 12将接收的数据发送到ADC 13。此外，AFE 12将发送自DAC 14的模拟信号数据经由电力线11发送到其他电力线通信装置等。
ADC 13将发送自AFE 12的、作为模拟数据的数据转换成数字信号。ADC 13将已经被转换成数字信号的数据发送到功率检测单元16。可以设想，如果功率超过ADC 13的动态范围的模拟信号进入ADC 13，则输入模拟信号被设定为转换成代表具体值的数字信号。
功率检测单元16检测发送自ADC 13的数字信号数据的接收功率。另外，功率检测单元16检测发送自ADC 13的数字信号数据的接收电平。功率检测单元16检测单位时间(以通信时隙为单位)的接收功率。功率检测单元16将其已检测的接收功率发送到AGC 17和信道(传输线)估计单元27。此外，功率检测单元16将数字信号数据发送到FFT 18。
AGC 17根据发送自功率检测单元16的接收功率值调节AFE 12的增益，以使从AFE 12输出并发送到ADC 13的模拟信号的电平保持恒定。
FFT 18对发送自功率检测单元16的数字信号数据进行FFT处理。换言之，FFT 18将发送自功率检测单元16的代表时域信号的数字信号数据转换成代表频域信号的数字信号数据。被转换成代表频域信号的数字信号数据的数字信号数据具有多个子载波。每个子载波都包括具有恒定频带宽度的信号。FFT 18将代表频域信号的数字信号数据发送到均衡器19。
均衡器19对由于诸如电力线11的传输信道造成失真的信号进行失真补偿。均衡器19将对其已进行失真补偿的数字信号数据发送到解调器20。解调器20解调收到的数字信号数据。解调器20将通过上述解调获取的信号发送到纠错解码单元21。纠错解码单元21对通过解调器20发送的解调信号进行错误检测，并纠正检测到的错误。纠错解码单元21经由RX成帧器22将对其已经进行纠错的信号发送到MAC层40。
当进行数据通信时，TX成帧器23将其从MAC层40接收的数据发送到纠错编码单元24。纠错编码单元24对其接收的数据进行编码处理，以使能够对数据进行纠错，并将经处理的数据发送到调制器25。调制器25调制所接收的数据，并将经调制的数据发送到IFFT 26。IFFT26对发送自调制器25的数据进行IFFT处理，即，将代表频域信号的数据转换成代表时域信号的数据。DAC 14将其从IFFT 26接收的数字信号数据转换成模拟信号并将模拟信号发送到AFE 12。
接下来，以下将解释信道(传输线)估计单元27和周期性确定单元30的功能。信道(传输线)估计单元27包括脉冲检测单元28和阻抗检测单元29。信道(传输线)估计单元27接收关于通过功率检测单元16检测的接收功率值的信息。信道(传输线)估计单元27接收关于每个通信时隙的接收功率值的信息。信道(传输线)估计单元27根据未被分配用于发送和接收数据的未使用的通信时隙中的接收功率值来估计传输信道的状况。
这里将进行关于未使用时隙的解释。假设通过AC循环的周期除以任意整数所获得的单位时间是时隙，且未使用的时隙被定义为未被用于经由电力线11发送和接收数据的时隙。
在信道(传输线)估计单元27中，脉冲检测单元28和阻抗检测单元29接收关于发送自电源检测单元16的接收功率值的信息。
脉冲检测单元28根据在预定时间段期间内未使用时隙的平均功率和关于未使用时隙的瞬时功率之间的差异来检测脉冲噪声。未使用时隙的平均功率代表多个未使用时隙中的接收功率的平均值。关于未使用时隙的瞬时功率例如是未使用时隙中的一个的接收功率。或者，瞬时功率可以是数量小于用于计算平均功率的多个未使用时隙的数量的未使用时隙中的接收功率的平均接收功率。如果瞬时功率与平均功率的比值超过预定阈值，则脉冲检测单元28可确定脉冲噪声正在产生。
阻抗检测单元29根据在预定时间段期间内未使用时隙的平均功率，以及在短于用于计算未使用时隙的平均功率的预定时间段的时间段期间内未使用时隙的平均功率来检测阻抗变化。这里，在短于用于计算未使用时隙的平均功率的预定时间段的时间段期间内未使用时隙的平均功率被定义为准瞬时功率。如果准瞬时功率与平均功率的比值小于预定阈值，则阻抗变化单元29可以确定正在产生阻抗变化。
脉冲检测单元28和阻抗检测单元29分别将关于未使用时隙的脉冲检测处理的结果以及关于未使用时隙的阻抗变化检测处理的结果发送给周期性确定单元30。例如，脉冲检测单元28可以在其检测到脉冲噪声时将高电平信号发送给周期性确定单元30，并且在其没有检测到脉冲噪声时将低电平信号发送给周期性确定单元30。阻抗检测单元29也可以以类似的方式操作。
AC循环检测单元15借助于发送自电力线11的模拟信号来检测AC循环。例如，AC循环检测单元15可通过检测其中模拟信号的接收功率变为零的通信时隙来检测AC循环。AC循环检测单元15将AC循环的检测结果发送给周期性确定单元30。
周期性确定单元30借助于AC循环的检测结果、脉冲噪声的检测结果以及阻抗变化的检测结果来检测周期地产生的噪声。周期性确定单元30确定是否在多个AC循环的周期内周期地产生脉冲噪声和阻抗变化。在多个AC循环的周期内周期地产生的脉冲噪声和阻抗变化将在下文被称为周期性噪声。周期性确定单元30将关于是否产生了周期性噪声的信息发送给MAC层40。MAC层40将关于是否产生了周期性噪声的信息存储在MAC层40的存储器等中。
MAC层40分配用于通信的适当的通信时隙，以便不分配其中正在产生周期性噪声的通信时隙用于通信。
接下来，以下将参考图2解释示出根据本发明第一实施例的关于通信请求的处理的流程。首先，MAC层40的控制单元(未示出)确定是否产生了对另一电力线通信装置的通信请求。如果产生了通信请求，则MAC层40的控制单元从MAC层40的存储器读出关于已由周期性确定单元30确定的是否产生了周期性噪声的信息(S12)。随后，MAC层40的控制单元预约其中没有产生周期性噪声的通信时隙以被分配用于发送数据(S13)。在步骤S11处，如果不存在通信请求，则流程进行至确定处理以确定通信时隙可否被使用，如图3中所示。
接下来，将参考图3解释示出根据本发明的第一实施例的确定关于通信时隙是否可以被使用的处理的流程。MAC层40的控制单元选择给定的通信时隙，并确定选定的时隙是否被分配给其自身的站(S14)。换言之，MAC层40的控制单元确定去往其自身站的数据是否设定在选定的通信时隙中。如果选定的时隙被分配到其自身的站，则MAC层40的控制单元进行关于数据接收的数据通信处理(S15)。如果选定的时隙未被分配到其自身的站，则MAC层40的控制单元确定选定的时隙是否由另一电力线通信装置使用，或者去往另一电力线通信装置的数据是否设定在选定的通信时隙中(S16)。如果选定的时隙由另一电力线通信装置使用，或去往另一电力线通信装置的数据设定在选定的通信时隙中，则流程返回步骤S14。如果选定的通信时隙未被另一电力线通信装置使用，并且去往另一电力线通信装置的数据没有设定在选定的通信时隙中，则流程进行至图4中所示的传输信道状况估计的处理。
这里，MAC层40的控制单元可获知关于以下信息：去往其自身的站的数据是否设定在选定的通信时隙中、选定的时隙是否被分配至其自身的站、选定的时隙是否将由另一电力线通信装置使用或去往另一电力线通信装置的数据通过发送自用作主装置的另一电力线通信装置的信标信号是否设定在选定的通信时隙中。或者，MAC层40的控制单元可借助于信标信号来获知未使用时隙。或者，还可以设想预先确定未使用的时隙，并且所有电力线通信装置预先识别未使用的时隙的位置。主装置可周期地将信标信号发送到与电力线11耦接的电力线通信装置。
接下来，将参考图4解释示出根据本发明第一实施例的关于传输信道的状况估计的处理的流程。当在图3中选择未使用时隙时，周期性确定单元30从MAC层40的控制单元接收时间方向上的传输信道状况估计开始指令(S17)。随后，物理层10的控制单元将周期性噪声检测操作进行指令发给周期性确定单元30(S18)。随后，周期性确定单元30执行周期性噪声检测操作(S19)。周期性噪声检测操作通过周期性确定单元30来执行，该周期性确定单元30根据其中存储了发送自脉冲检测单元28或发送自阻抗检测单元29的脉冲噪声的检测结果的存储器等来确定是否存在周期性噪声。或者，周期性确定单元30可通过从脉冲检测单元28或阻抗检测单元29收集脉冲噪声等的检测结果来确定是否存在周期性噪声。
接下来，将参考图5解释根据本发明第一实施例的脉冲检测单元28的构造示例。脉冲检测单元28包括平均功率估计单元51、瞬时功率估计单元55、阈值确定保存单元57以及比较单元58。此外，平均功率估计单元51包括平方功率计算单元52、移动平均计算单元53以及平均项保存单元54，并且瞬时功率估计单元55包括平方功率计算单元56。
平均功率估计单元51的平方功率计算单元52接收关于发送自功率检测单元16的数字数据的接收功率值的信息。平方功率计算单元52利用接收功率值来计算平方功率。平方功率计算单元52计算每通信时隙的平方功率。平方功率计算单元52将关于所计算的平方功率的值的信息发送到移动平均计算单元53。
平均项保存单元54保存关于通过其计算平均功率的时间间隔或时间段的信息。例如，可以设想的是，平均项保存单元54保存通过其计算平均功率的通信时隙的数量。通过其计算平均功率的通信时隙是未使用的通信时隙。平均项保存单元54将关于通过其计算平均功率的时间间隔或时间段的信息发送到移动平均计算单元53。
移动平均计算单元53借助于在由平均项保存单元54发送并且通过其计算平均功率的时间间隔或时间段期间的平方功率来计算经过时间间隔或时间段的平均功率。移动平均计算单元53将关于计算的平均功率的信息发送到比较单元58。
瞬时功率估计单元55的平方功率计算单元56接收关于发送自功率检测单元16的数字数据的接收功率值的信息，并以与平均功率估计单元51的平方功率计算单元52相同的方式使用接收功率值来计算平方功率。平方功率计算单元56将计算的平方功率值发送到比较单元58。在该附图中，虽然平均功率估计单元51和瞬时功率估计单元55分别都具有其自身的平方功率计算单元，但可以设想的是，可由平均功率估计单元51和瞬时功率估计单元55共享一个平方功率计算单元。
比较单元58根据由平均功率估计单元51计算的平均功率和由瞬时功率估计单元55计算的瞬时功率来确定是否正在产生脉冲噪声。例如，如果瞬时功率与平均功率的比值大于预定值，则比较单元58确定在计算瞬时功率的通信时隙中正在产生脉冲噪声。用于确定脉冲噪声是否正在产生脉冲噪声的预定值保存在阈值确定保存单元57中。比较单元58通过判断瞬时功率与平均功率的比值是否大于发送自阈值确定保存单元57的数值来确定是否产生脉冲噪声。比较单元58将关于是否产生脉冲噪声的信息发送到周期性确定单元30。
接下来，以下将参考图6解释根据本发明第一实施例的阻抗检测单元29的构造示例。阻抗检测单元29包括平均功率估计单元61、准瞬时功率估计单元65、阈值确定保存单元69以及比较单元70。平均功率估计单元61包括平方功率计算单元62、移动平均计算单元63以及平均项保存单元64，且准瞬时功率估计单元65包括平方功率计算单元66、移动平均计算单元67以及平均项保存单元68。
因为包括在平均功率估计单元61和准瞬时功率估计单元65中的单元分别类似于脉冲检测单元28的平均功率估计单元51中包括的构造，因此将省略有关上述单元的详细解释。这里，将解释平均功率估计单元61的移动平均计算单元63与准瞬时功率估计单元65的移动平均计算单元67之间的不同之处。移动平均计算单元63计算经过比用于通过移动平均计算单元67计算的时间间隔长的时间间隔的平均功率。在阻抗检测单元29中，由移动平均计算单元67计算的功率，即经过比用于通过移动平均计算单元63计算的时间间隔短的时间间隔进行计算的平均功率，作为瞬时功率被发送至比较单元70。
将参考图7A解释示出根据本发明第一实施例的关于脉冲噪声的检测的处理的流程。首先，脉冲检测单元28的平均功率估计单元51计算在预定时间段内所接收的噪声信号的平均功率(S21)。此外，与上述计算并行的是，脉冲检测单元28的瞬时功率估计单元55计算所接收的噪声信号的瞬时功率(S22)。随后，比较单元58确定瞬时功率与平均功率的比值是否大于在阈值确定保存单元57中预定的阈值(S23)。如果瞬时功率与平均功率的比值大于在阈值确定保存单元57中预定的阈值(在满足步骤S23处的条件表达式的情况下)，则脉冲检测单元28将高电平信号发送到周期性确定单元30(S24)。如果瞬时功率与平均功率的比值小于在阈值确定保存单元57中预定的阈值(在不满足步骤S23处的条件表达式的情况下)，脉冲检测单元28将低电平信号发送到周期性确定单元30(S25)。
将参考图7B解释示出根据本发明第一实施例的关于阻抗变化的检测的处理的流程。首先，阻抗检测单元29的平均功率估计单元61计算在预定时间间隔内所接收的噪声信号的平均功率(S31)。此外，与上述计算并行的是，阻抗检测单元29的准瞬时功率估计单元65计算所接收的噪声信号的准瞬时功率(S32)。随后，比较单元70确定准瞬时功率与平均功率的比值是否小于在阈值确定保存单元69中预定的阈值(S33)。如果准瞬时功率与平均功率的比值小于在阈值确定保存单元69中预定的阈值(在满足步骤S33处的条件表达式的情况下)，则阻抗检测单元29将高电平信号发送到周期性确定单元30(S34)。如果准瞬时功率与平均功率的比值大于在阈值确定保存单元69中预定的阈值(在不满足步骤S33处的条件表达式的情况下)，阻抗检测单元29将低电平信号发送到周期性确定单元30(S35)。
接下来，将参考图8和图9解释根据本发明第一实施例的由周期性确定单元30进行的处理的概述。图8示出了周期性通信时隙。在图8中，一个循环是从AC循环的一个过零点到下一过零点的时间段。如图8中所示，在一个循环中存在通信时隙#0至#m(其中m是自然数)。在图8中示出循环n至循环n+2(其中n是自然数)。
图9示出了周期性确定单元30的存储器的构造。周期性确定单元30的存储器分别管理与存储器的位的位置关联的循环n至n+k(其中k是自然数)处的通信时隙#0至#m的输出值。具体而言，循环j处的通信时隙#i的输出值存储在存储器的位的位置(i，j)中，如图9所示。在图9中，假设时隙数量增加的方向与字方向一致，并且循环数量增加的方向与位方向一致。此外，周期性确定单元30的寄存器分别将多个单位时隙中的位方向上积累的输出值的总数与预定阈值比较，并保存确定结果。周期性确定单元30借助于确定结果检测周期性噪声。
接下来，将参考图10解释根据本发明第一实施例的周期性确定单元30的构造示例。周期性确定单元30包括或(OR)电路71、数据产生单元72、写控制单元73、存储器74、加法单元75、读控制单元76、阈值保存单元77、比较单元78、写控制单元79以及寄存器80。
或电路71从脉冲检测单元28接收脉冲噪声的检测结果，并且从阻抗检测单元29接收阻抗变化的检测结果。在接收到来自脉冲检测单元28的指示存在脉冲噪声的检测结果和来自阻抗检测单元29的指示存在阻抗变化的检测结果中的至少一个时，或电路71将指示存在噪声的高电平信号发送到数据产生单元72。
数据产生单元72确定其中写入发送自或电路71的噪声检测结果的存储器74中的位的位置。如果在循环j处的通信时隙#i中检测到噪声，则存储器74中的位的位置由通信时隙的编号i和循环的编号j确定。数据产生单元72在存储器74中确定的位的位置中写入发送自或电路71的噪声检测结果。写控制单元73控制数据产生单元72在存储器74中写入噪声检测结果的时序。
如参考图9解释的，存储器74在由通信时隙的编号和循环的编号确定的位的位置中保存从数据产生单元72输出的噪声检测结果。
加法单元75以每时隙沿位方向累加在存储器74中按位保存的值。保存值“1”的每个位指示检测到噪声，而值“0”指示没有检测到噪声。读控制单元76控制加法单元75读取存储器74中的数据的时序。加法单元75将通过累加值获取的值发送到比较单元78。
比较单元78将保存在阈值保存单元77中的阈值与由加法单元75输出的值进行比较，并且确定是否存在周期性噪声。如果由加法单元75输出的值大于阈值，则比较单元78通知寄存器80在相关通信时隙中正在产生周期性噪声。如果由加法单元75输出的值小于等于阈值，则比较单元78通知寄存器80在相关通信时隙中没有正在产生周期性噪声。写控制单元79控制比较单元78通知(写入)寄存器80是否没有产生周期性噪声的时序。
寄存器80保存由比较单元78提供的关于是否产生周期性噪声的信息，并将该信息发送至MAC层40。
接下来，将参考图11解释根据本发明第一实施例的寄存器80的构造示例。寄存器80包括用于保存每通信时隙的周期性确定结果的D触发器(DFF)。在该附图中，DFF 81对应于通信时隙#0，DFF 82对应于通信时隙#1，DFF 83对应于通信时隙#m。DFF 81至83分别以由写控制单元79提供的时序保存由比较单元78发送的值，并且分别将保存的值发送到MAC层40。
接下来，将参考图12解释根据本发明第一实施例的关于电力线通信装置的操作的时序图。在图12中，假设在一个循环中具有八个通信时隙。由信标信号等提供的未使用时隙确定示出时隙是否被使用。高电平信号示出通信时隙未被使用，而低电平信号示出通信时隙被使用。图12示出在循环n处的时隙#0至#7和在循环n+1处的时隙#0至#7是未使用的。
AC循环代表电力线上的交变信号。AC循环检测单元输出在AC循环的过零点处变为高电平。脉冲检测在通过脉冲检测单元28检测到脉冲噪声的通信时隙中变为高电平。阻抗变化在通过阻抗检测单元29检测到阻抗变化的通信时隙中变为高电平。
或电路输出在确定通过或电路71检测到噪声时变为高电平。在图12中，确定在检测到脉冲噪声的通信时隙中或在检测到阻抗变化的通信时隙中检测到噪声。写控制和读控制分别示出数据写入每个通信时隙的时序以及数据从每个通信时隙中读出的时序。寄存器输出在寄存器80中检测到周期性噪声时变为高电平，并且在寄存器80中没有检测到周期性噪声时变为低电平。
如上所述，借助于根据本发明第一实施例的电力线通信装置，能够利用还未对其进行FFT处理的未使用时隙中的接收功率的值来确定是否正在产生周期性噪声。因此，可以在不扩大ADC 13的动态范围的情况下检测周期性噪声的产生，以便精确地对发送自另一装置的数据进行FFT处理、解调处理等。
此外，本发明并不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对上述实施例进行适当修改。

Claims (13)

1.一种电力线通信装置，包括：
功率检测单元，所述功率检测单元检测用于经由电力线发送和接收数据的通信时隙中的功率；
信道估计单元，所述信道估计单元根据在通信时隙中未被分配用于发送和接收数据的未使用时隙的平均功率和所述未使用时隙的瞬时功率来估计传输信道的状况；以及
周期性确定单元，所述周期性确定单元根据所估计的传输信道的状况和所述电力线的交流(AC)循环来检测周期地产生的噪声。
2.根据权利要求1所述的电力线通信装置，
其中所述信道估计单元包括：
脉冲检测单元，所述脉冲检测单元根据所述未使用时隙的平均功率和所述未使用时隙的瞬时功率的比值来检测在所述传输信道中产生的脉冲噪声。
3.根据权利要求1所述的电力线通信装置，
其中所述信道估计单元还包括：
阻抗检测单元，所述阻抗检测单元根据在预定时间段期间内所述未使用时隙的第一平均功率和在短于所述预定时间段的时间段期间内所述未使用时隙的第二平均功率的比值来检测所述传输信道中的阻抗变化。
4.根据权利要求3所述的电力线通信装置，
其中检测其中周期地产生噪声的通信时隙的所述周期性确定单元包括：
分配控制单元，所述分配控制单元将除了其中产生噪声的所述通信时隙的通信时隙分配用于发送和接收所述数据。
5.根据权利要求4所述的电力线通信装置，其中所述周期性确定单元每单位时间存储由所述信道估计单元估计的所述传输信道的状况，并通过使用由所述周期性确定单元存储的多个所述传输信道的状况以及所述电力线的交流循环来检测周期地产生的噪声。
6.根据权利要求5所述的电力线通信装置，其中所述周期性确定单元通过使用所述未使用时隙以及所述电力线的AC循环来检测周期地产生的噪声，其中，在每个所述未使用时隙中，通过所述信道估计单元检测到脉冲噪声和阻抗变化两者中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的电力线通信装置，其中所述未使用时隙在所述电力线通信装置中和除了所述电力线通信装置之外的其他电力线通信装置中都未被分配用于传送和接收数据。
8.根据权利要求7所述的电力线通信装置，其中所述分配控制单元根据发送到所述电力线通信装置的信标信号来确定所述未使用时隙的位置。
9.根据权利要求1所述的电力线通信装置，其中所述信道估计单元和所述周期性确定单元被设置在物理层中，并且所述分配控制单元被设置在MAC层中。
10.一种系统，包括：
平均功率计算单元，所述平均功率计算单元被构造为计算电力线上的平均噪声功率；
瞬时功率计算单元，所述瞬时功率计算单元被构造为计算所述电力线上的瞬时噪声功率；
周期性确定单元，所述周期性确定单元被构造为存储根据所述平均噪声功率和所述瞬时噪声功率之间的功率比的多个检测结果；以及
控制单元，所述控制单元被构造为响应于所述检测结果来管理所述电力线上的多个通信时隙。
11.根据权利要求10所述的系统，还包括：
阻抗检测单元，所述阻抗检测单元被构造为估计所述电力线的阻抗偏差，
其中所述周期性确定单元还被构造为存储所述阻抗检测单元的多个估计结果，以及
其中所述控制单元响应于所述检测结果和所述估计结果来管理所述通信时隙。
12.根据权利要求11所述的系统，
其中所述阻抗检测单元根据第一平均噪声功率和与所述第一平均噪声功率具有不同求平均时间段的第二平均噪声功率之间的功率比来估计所述阻抗偏差。
13.一种噪声检测方法，包括：
检测用于经由电力线发送和接收数据的通信时隙中的功率；
根据通信时隙中未被分配用于发送和接收数据的未使用时隙的平均功率和所述未使用时隙的瞬时功率来估计传输信道的状况；以及
根据所估计的传输信道的状况和所述电力线中的交流循环来检测周期地产生的噪声。
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