CN102857258A - 具有自适应接口的电力线通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有自适应接口的电力线通信（PLC）装置，该电力线通信包括处理模块、存储器和通信接口。在第一操作中，PLC装置确定PLC装置将根据第一PLC通信标准为与第一远程PLC装置的通信提供服务，并将通信接口配置为根据第一PLC通信标准为通信提供服务。在第二操作中，PLC装置确定PLC装置将根据第二PLC通信标准为与第二远程PLC装置的通信提供服务，并将通信接口配置为根据第二PLC通信标准为通信提供服务，其中，第一PLC通信标准和第二PLC通信标准是不同且不兼容的PLC通信标准。PLC装置还可将通信接口配置为为非PLC通信（例如LAN、WAN、WLAN、电缆调制解调器和其他通信）提供服务。

Description

具有自适应接口的电力线通信装置

对在先申请的交叉参考

根据美国专利法第119(e)条，本申请要求2011年6月30日提交的美国临时申请第61/503,060和2011年9月27日提交的美国申请第13/246,524的优先权，该专利的全部内容结合于此以供参考。

技术领域

本发明涉及电力线通信，具体地，涉及电力线通信装置及使用该电力线通信装置的系统。

背景技术

随着交换对数字内容（例如，MP3音频、MPEG4视频和数字照片）的日益增长的需求，已广泛地认识到需要改进数字通信系统。电力线通信（PLC）是这样一种技术：将数据编码成信号，并在并非用于供电的频带中在现有电力线上发射信号。因此，PLC影响现有电网的普遍存在性，以提供广泛的网络覆盖。此外，由于PLC使得能够从传统的电源出口存取数据，所以不需要在建筑物（或建筑物的不同部分）中安装新的线路。因此，PLC提供降低安装成本的额外优点。

参考图1，住户100典型地具有分布式干线线路系统（未示出），其由一个或多个环路、几个支线和一些回到接线盒112的配电组成。在其他结构中，分布式干线线路系统具有以星形结构从那里按特定路线环形的断路盒。为了举例，住户100具有四个房间104、106、108和120。每个房间104、106、108和120可具有不同数量的出口和其他干线连接。例如，房间104可仅具有一个连接122，房间106可具有两个连接124、126，房间108可具有三个连接128、130、132，并且，房间120可具有六个连接134、136、138、140、142、144。

因此，在住户100中的不同电源出口之间存在各种距离和路径。具体地，位于最靠近彼此的地方的出口是多插头带上的那些出口，离彼此最远的出口是不同环路的支线的端部上的那些出口（例如，花园棚屋和阁楼中的电源出口）。这些最远出口之间的通信通常通过接线盒112。尽管如此，大部分与特定电器（例如，家庭影院）相关的出口通常位于相对靠在一起的地方。

因为电力线和连接器的信道容量在其他特征中根据所发射的信号的频率而衰减，所以，已经开发了以相对低的频率（即，低于30MHz）发射信号从而获得适当发射距离的电流产生PLC系统。然而，这种低发射频率的使用限制了PLC系统可获得的最大数据吞吐量。最近仅具有超过30MHz延伸的电力线系统，其由于需要高于30MHz的更低的注入功率的规定而产生问题。此需求对在这些更高的频率范围中为PLC通信提供服务的收发器的动态范围提出了额外的要求。

用不同的PLC通信标准对接收模拟信号和入射调制信号的过程进行不同的处理。很多电力线通信标准已经定义。这些标准包括HomePlug1.0/1.1标准、HomePlug AV标准、CEPCA标准、数字家庭标准、IEEE 1901和ITU-T G.9960。目前的PLC方法通常包括一些对信号路径的模拟调节（例如，用于反混叠或平滑的低通滤波，或AC耦合以去除电力干线的低频[＜＜1KHz]高压分量）。然而，因为不同的PLC通信标准支持不同的通信频带、不同的调制、信道带宽等，PLC装置通常仅为单个PLC通信标准提供服务。与大多数通信系统一样，现有技术PLC系统的一个主要问题是，以合理的实现成本获得较高的吞吐量和较宽的覆盖面积，同时保持与现有技术的兼容性。因此，需要克服以上和其他问题的改进的PLC系统。

住户100内或其他房屋内的通信还可由无线局域网（WLAN）、蜂窝网络、毫米波通信（例如，60GHz）、无线个域网（WPAN）、电缆调制解调器网络、局域网（LAN）和其他通信技术来服务。这些通信类型中的每个具有其各自的好处和缺点。这些通信类型通常都不能在住户100（或其他房屋）内提供全面覆盖的解决方案。所有有线技术的缺点是其缺少机动性。所有无线技术的缺点是覆盖盲区，其是典型的，来自其他无线装置（包括竞争的无线装置、雷达等）的干扰，以及带宽限制。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种电力线通信（PLC）装置，其包括：处理模块；存储器，与所述处理模块耦接；通信接口，与所述处理模块耦接，其中，所述处理模块、通信接口和存储器用于：在第一操作中：确定所述PLC装置将根据第一PLC通信标准为与第一远程PLC装置的通信提供服务；以及将所述通信接口配置为根据所述第一PLC通信标准为通信提供服务；以及在第二操作中：确定所述PLC装置将根据第二PLC通信标准为与第二远程PLC装置的通信提供服务；以及将所述通信接口配置为根据所述第二PLC通信标准为通信提供服务，其中，所述第一PLC通信标准和所述第二PLC通信标准是不同且不兼容的PLC通信标准。

优选地，第一个所述不同且不兼容的PLC通信标准包括HomePlug通信标准；以及第二个所述不同且不兼容的PLC通信标准包括ITU家庭网络（G.hn）通信标准。

优选地，所述第一PLC通信标准为窄带PLC通信标准；以及所述第二PLC通信标准为宽带PLC通信标准。

优选地，所述第一PLC通信标准被分配在第一时隙中；以及所述第二PLC通信标准被分配在第二时隙中。

优选地，所述第一PLC通信标准被分配在第一频带中；以及所述第二PLC通信标准被分配在第二频带中。

优选地，在所述第一操作中，所述通信接口被调整为具有第一频率响应；以及在所述第二操作中，所述通信接口被调整为具有与所述第一频率响应不同的第二频率响应。

优选地，所述通信接口包括具有两个接收路径的模拟前端（AFE），每个接收路径由相应的可编程增益放大器（PGA）服务并具有相应的PGA增益。

优选地，所述通信接口针对每个接收路径进一步包括单独的滤波和单独的模数转换器（ADC）；以及所述通信接口进一步包括对从所述单独的ADC接收的数字信号进行组合的信号组合器。

优选地，在所述第一操作中，经由所述通信接口从第一PLC装置接收第一PLC通信标准格式的PLC通信；将所述PLC通信从所述第一PLC通信标准格式转换为第二PLC通信标准格式；以及在所述第二操作中，经由所述通信接口将所述第二PLC通信标准格式的经转换的所述PLC通信发送至第二PLC装置。

优选地，所述处理模块、通信接口和存储器还用于：在所述第一操作中，调整所述通信接口的时钟以符合所述第一PLC通信标准；在所述第二操作中，调整所述通信接口的时钟以符合所述第二PLC通信标准。

优选地，所述处理模块、通信接口和存储器还用于：在所述第一操作中，调整所述通信接口的块大小处理以符合所述第一PLC通信标准；在所述第二操作中，调整所述通信接口的块大小处理以符合所述第二PLC通信标准。

优选地，所述处理模块、通信接口和存储器还用于，在第三操作中：确定所述PLC装置将根据非PLC通信标准格式为与远程非PLC装置的通信提供服务；以及将所述通信接口配置为为通信提供服务，以支持所述非PLC通信标准格式。

优选地，所述非PLC通信标准包括以下通信标准中的一个：局域网（LAN）通信标准；无线广域网（WWAN）通信标准；无线局域网（WLAN）通信标准；同轴通信标准；毫米波通信标准；移动电话通信标准；近场通信（NFC）标准；红外通信标准；以及光学通信标准。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于操作电力线通信（PLC）装置的方法，包括：在第一操作中：确定所述PLC装置将根据第一PLC通信标准为与第一远程PLC装置的通信提供服务；以及将所述PLC装置的通信接口配置为根据所述第一PLC通信标准为通信提供服务；以及在第二操作中：确定所述PLC装置将根据第二PLC通信标准为与第二远程PLC装置的通信提供服务；以及将所述通信接口配置为根据所述第二PLC通信标准为通信提供服务，其中，所述第一PLC通信标准和所述第二PLC通信标准是不同且不兼容的PLC通信标准。

优选地，第一个所述不同且不兼容的PLC通信标准包括HomePlug通信标准；以及第二个所述不同且不兼容的PLC通信标准包括ITU家庭网络（G.hn）通信标准。

优选地，所述第一PLC通信标准为窄带PLC通信标准；以及

所述第二PLC通信标准为宽带PLC通信标准。

优选地，还包括：在第一时隙中分配第一PLC通信标准通信；以及在第二时隙中分配第二PLC通信标准通信。

优选地，还包括：在第一频带中分配第一PLC通信标准通信；以及在第二频带中分配第二PLC通信标准通信。

优选地，还包括：在所述第一操作中，调整所述通信接口以具有第一频率响应；以及在所述第二操作中，调整所述通信接口以具有与所述第一频率响应不同的第二频率响应。

优选地，还包括：在所述第一操作中，经由所述通信接口从第一PLC装置接收第一PLC通信标准格式的PLC通信；将所述PLC通信从所述第一PLC通信标准格式转换为第二PLC通信标准格式；以及在所述第二操作中，经由所述通信接口将所述第二PLC通信标准格式的经转换的所述PLC通信发送至第二PLC装置。

优选地，还包括：在所述第一操作中，调整所述通信接口的时钟以符合所述第一PLC通信标准；在所述第二操作中，调整所述通信接口的时钟以符合所述第二PLC通信标准。

优选地，还包括，在第三操作中：确定所述PLC装置将根据非PLC通信标准格式为与远程非PLC装置的通信提供服务；以及将所述通信接口配置为为通信提供服务，以支持所述非PLC通信标准格式。

优选地，所述非PLC通信标准包括以下通信标准中的一个：局域网（LAN）通信标准；无线广域网（WWAN）通信标准；无线局域网（WLAN）通信标准；同轴通信标准；毫米波通信标准；移动电话通信标准；近场通信（NFC）标准；红外通信标准；以及光学通信标准。

附图说明

图1是示出了具有多个电源出口的住户的方框图；

图2是示出了根据本发明的一个或多个实施方式配置的电力线通信（PLC）装置的方框图；

图3是示出了用来或被改进为根据本发明的一个或多个实施方式操作的各种PLC（和其他）通信标准的方框图；

图4是示出了至少一个根据本发明的一个或多个实施方式操作的PLC装置位于其中的房屋的系统图；

图5是示出了至少一个根据本发明的一个或多个实施方式操作的PLC装置位于其中的房屋的系统图；

图6是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的能够服务多个PLC通信标准并能够在不同的PLC通信标准之间使PLC通信桥接的PLC接口的方框图；

图7是示出了根据本发明的一个方面的用于在支持不同PLC（和其他）通信标准的共享介质上管理PLC装置的操作的流程图；

图8是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的用于确定PLC通信装置与其耦合的容量并用于在不同且不兼容的PLC通信标准之间使通信桥接的操作的流程图；

图9是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的用于使用PLC通信标准格式通信和非PLC通信标准格式通信来服务通信的操作的流程图；

图10是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的用于使用PLC和非PLC通信来同时服务一个通信的操作的流程图；

图11是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的用于在不同时间服务不同PLC通信标准的PLC通信的操作的流程图；

图12是示出了各种可能与图11的操作一起执行的操作的流程图；

图13A是示出了根据本发明配置和操作的PLC装置可能服务时分格式的不同的PLC通信标准的方式的图表；

图13B是示出了根据本发明配置和操作的PLC装置可能服务频分格式的不同的PLC通信标准的方式的图表；

图14示出了具有根据本发明的一个或多个实施方式配置的具有可重新配置的结构的PLC装置；

图15示出了根据本发明的一个或多个实施方式的与图14的PLC装置在结构上类似的PLC装置；

图16A和图16B是示出了实例信号功率与用于HomePlug AV和G.hnPLC通信标准的频率的关系的图表；

图17是示出了根据本发明的一个或多个实施方式配置和操作的PLC装置的通信接口的一部分的方框图；

图18是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的用于通过多个PLC接口服务不同PLC通信标准的PLC通信的操作的流程图；

图19示出了根据本发明的一个或多个方面配置的模拟前端（AFE）的接收部分；

图20是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的可用来在宽带PLC标准和窄带PLC标准之间使通信桥接的PLC装置的结构的结构图；

图21是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的PLC装置的接收部分的结构的方框图；以及

图22是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的PLC装置的发射部分的结构的方框图。

具体实施方式

图2是示出了根据本发明的一个或多个其他实施方式配置的电力线通信（PLC）装置的方框图。PLC装置200支持根据一个或多个PLC通信标准的PLC操作。PLC装置200可耦接电源插头，例如，插入图1的墙上插头122、124、126、128、130、132、134、136、138、140、142或144中。PLC装置200执行/支持各种操作，并包括这里根据本发明的一个或多个实施方式进一步描述的各种结构。在一些实施方式中，可将PLC装置200永久地安装在住宅或其他房屋内。

PLC装置200包括PLC接口206，PLC接口206包括电源插头接口208、模拟前端（Analog Front End，AFE）210和数字前端（Digital Front End，DFE）212。通常，AFE210包括模拟信号处理元件，DFE212包括数字信号处理元件。至少一个模数转换器（ADC）和至少一个数模转换器（DAC）分别用于模数和数模信号转换操作。当PLC接口206的各种元件涉及本发明的实施方式时，将在下文中对其进一步描述。

PLC装置200还包括一个或多个其他通信接口，包括无线广域网（Wireless Wide Area Network，WWAN）接口214，例如WiMAX接口；无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）接口216，例如802.11x接口；无线个域网（Personal Area Network，WPAN）接口218，例如蓝牙接口；60GHz接口220（毫米波接口）；局域网（Local Area Network，LAN）接口222，例如以太网接口；电缆接口，例如多媒体同轴电缆联盟（Multimedia over Coax Alliance，MoCA）接口224；光学接口226，近场通信（NFC）I/F228；红外I/F230；和/或RF标签I/F232。用户应理解，PLC装置200可桥接电源插头和一个或多个装置之间的通信，例如在电源插头和台式计算机、膝上型计算机、触摸式计算机、仪表、电视、另一娱乐系统装置等之间，经由PLC接口206和一个或多个其他通信接口214、216、218、220、222、224、226、228、230和/或232。

处理模块202可包括系统处理器、数字信号处理器、处理模块、专用硬件、特定用途集成电路（ASIC）或能够执行软件指令并处理数据的其他电路中的一个或多个。具体地，处理模块202适于支持媒体访问控制（Medium Access Control，MAC）管理、通信桥接管理以及PLC装置200的通信电路的其他管理。存储器204可以是RAM、ROM、FLASH RAM、FLASH ROM、光存储器、磁存储器，或能够储存数据和/或指令并允许处理电路访问的其他类型的存储器。处理模块202和存储器204支持本发明的实施方式的操作，如这里进一步描述的。

图3是示出了用来或被改进为根据本发明的一个或多个实施方式操作的各种PLC（和其他）通信标准的方框图。目前现有的PLC通信标准包括包括1.0、AV1.1、AV2和GP操作的HomePlug操作族，以及HD-PLC操作。通常，PLC通信标准的HomePlug族与HD-PLC通信标准不兼容。HomePlug PLC通信标准被广泛地使用，而HD-PLC主要在日本使用。

IEEE1901规范包括更新的PLC通信标准，更新的PLC通信标准具有两个不同的PHY层，一个以OFDM调制为基础（可与HomePlug AV1.1共同使用），另一个以小波调制为基础（可与HD-PLC共同使用）。每个PHY层是任选的，通信标准的实施者可包括两者，但是并非必须包括两者。使用OFDM PHY的装置将仅不与基于小波PHY的装置共同使用。OFDMPHY可从HomePlug AV得到。

IEEE 1905.1规范对多个家庭网络技术定义了抽象层。IEEE 1905.1对在以下说明书中描述的不同种类的家庭网络技术：IEEE 1901、IEEE802.11x、IEEE 802.3x和多媒体同轴电缆联盟（MoCA）1.1提供了公共数据和控制服务接入点。IEEE 1905.1标准可扩展为对其他家庭网络技术起作用。抽象层支持对来自任何接口（上层协议层或下层网络技术）的包的传输的动态接口选择。支持端到端的服务质量（QoS）。还规定了过程、协议和准则，以对以下操作提供简化的用户体验：对网络增加装置、设置加密密钥、扩展网络覆盖，以及提供网络管理特征以解决与邻居发现、拓扑发现、路径选择、QoS协商，以及网络控制和管理相关的问题。

IEEE 1905.1层位于媒体访问控制层和因特网协议层之间。1905.1抽象层旨在使得更容易安装和管理混合家庭网络，还将提供用于桥接不同接口间的数据的机制，即，即插即用。

ITU的G.hn规范是IEEE 1901的竞争对手，主要定义实现PLC装置的PHY和MAC层的不同方式。G.hn是一种使得服务提供商、消费电子产品公司、PC制造商和消费者能够经由家中的任何电线——同轴电缆、电话线和电力线——来连接所有类型的装置的技术标准。

除了已有的IEEE 1901以外，还存在许多窄带和宽带PLC技术。例如，在使用一些形式的CSMA/CA的ISO/IEC 14908、G3&G3 Lite、HPC&C、ISO/IEC 14543中包括传统的两层共存机制。其他PLC通信标准技术不支持任何类型的除了一层以外的共存。这种标准包括大多数目前的宽带PLC提供、UPB、A10、INSTEON/X-10、Ariane Controls、CEBus、CEA600.31、TDA 5051A等等。

通过可能共享相同的电力线介质并定义相同频带的使用的所有这些PLC通信标准，根据特定安装而出现大量问题。例如，如果消费者购买并安装目前的PLC元件，那么其可能不起作用、不适当地起作用，或遵循其他标准操作目前现有的PLC元件可能导致大量问题。第一层的传统共存包括PLC频谱分配，其因为没有执行一致性的控制实体而已经失效（例如在空气传输和FCC上发现的）。

行业内意识到了第一层传统共存故障，目前正试图定义第二层传统共存方案，以应用于所有PLC通信标准。基本上，第二层方法包括首先识别可能存在于目前设备内的所有标准，然后在其中相等地分离可用资源（频带、可用时间等）。

现有一层和两层共存方案的问题是，第一标准的第一组装置可能是相当不活跃的并能够负担失去可用资源，而第二标准的第二组装置可能是非常活跃的并能够从更多资源中受益。第二组还可能包括许多比第一组的装置更多的装置，或涉及以更高优先权的通信交换。本发明的PLC装置所支持的通信管理操作解决了这些和其他问题。

图4是示出了根据本发明的一个或多个实施方式操作的至少一个PLC装置位于其中的房屋的方框图。房屋400可以是住宅、办公楼、复式公寓、旅馆、工厂厂房或另一类型的结构。在图4的具体实例中，WLAN接入点424在房屋400内提供因特网接入，并且，还是根据本发明的一个或多个实施方式配置的PLC装置。在房屋400内还示出了多个PLC装置402、404、406、408、410、412和414。这些PLC装置402、404、406、408、410、412和414中的一个或多个可由房屋400的所有者/经营者提供，而这些PLC装置中的其他的可由消费者带入房屋400中。具体地，PLC装置402向电子装置428提供服务，PLC装置404向装置430提供服务，PLC装置408向电子装置432提供服务，PLC装置414向电子装置434提供服务。这些装置428、430、432和434中的每个可由房屋400的所有者拥有，或可由房屋400的来访者拥有。

根据本发明的一个或多个实施方式，这些PLC装置402、404、406、408、410、412、414和424中的一个或多个支持一个或多个不同的PLC通信标准。例如，PLC装置402支持PLC通信标准1，PLC装置404支持PLC通信标准1，PLC装置406支持PLC通信标准1和2，PLC装置408支持PLC通信标准3，PLC装置410支持PLC通信标准2，PLC装置412支持PLC通信标准3，PLC装置414支持PLC通信标准2和3，PLC装置424支持PLC通信标准1和3。如这里将进一步描述的，不同的PLC通信标准可以是宽带、窄带，彼此一致和/或彼此不一致。这些PLC通信标准可以是参考图3描述的PLC通信标准中的一个，或者可以是PLC通信标准中的另一个。

根据本发明的一个或多个实施方式，PLC装置402、404、406、408、410、412、414和424中的一个或多个可用作向房屋400提供服务的电力线介质的主机，可跨不同的PLC通信标准桥接通信，和/或可在PLC通信和非PLC通信之间桥接通信。这里随后将描述这些操作中的几个。在一些实施方式中，每个PLC标准将具有唯一的主机，不同的PLC装置用作用于不同的PLC通信标准的主机。同样地，每个所支持的非PLC通信标准可具有其自己的主机。

图5是示出了根据本发明的一个或多个实施方式操作的至少一个PLC装置位于其中的房屋的方框图。房屋500可以是住宅、办公楼、复式公寓、旅馆、工厂厂房或另一类型的结构。房屋500包括多个空间502、504、506和508，每个空间可以是房间、公寓房间、办公室、工业空间或另一类型的单元。在房屋500内安装有多个PLC装置510、512、514、516、518、520和522。还在房屋中安装有用作用于通信服务的网关524的PLC装置。每个所示PLC装置510-522具有与参考图2至图4和图6描述的结构相同或相似的结构，并且，该结构根据参考图7至图10描述的操作而操作。

还位于房屋500中的是许多电器550、552、554、556、558、560、562、564、566和568。这些电器可以是厨房电器，例如电冰箱、冷冻箱、电炉、烤箱、洗碗机、垃圾压实机、小家电、制冰机，等等。此外，这些电器可以是办公室电器，例如计算机、打印机、扫描仪、监视器，等等。这些电器还可以是工业设备、空调单元、加热单元、通风单元、风扇，等等。术语电器的范围并不限于这里提供的实例。

根据本发明的一个方面，房屋中的任何PLC装置能够对电器提供网络服务和节点标记支持。一个或多个电器可具有传统的标签，例如RFID、NFC标签、一维或二维码或另一类型的标签。一个或多个所示PLC装置具有用近场通信和/或RFID和/或条形码识别位于最近的电器（装置）的能力。在这种情况下，装置可在本地询问使得装置能够响应基于其的识别的所有可能的RF标签。此外，该装置可用近场通信来识别位于最近的装置。通过每个标记或识别的装置，可将此信息上传至中心位置，以至少在逻辑上将这些装置的位置与进行询问的PLC装置映射。

此类型的技术可用来支持家庭或企业内的“箱内网络（network in abox）”功能。此箱内网络可包括用于家庭中的网络使能装置（或只是负载装置）的RF标签。还可通过使用无线波束成形来扩展本发明，以进一步识别该装置相对于其他装置的固定物理位置。通过使用无线波束成形，每个装置的逻辑位置可彼此相关，并与波束成形技术的物理定位相关。

根据安装在住宅内的多通信技术设备，一种类型的通信服务可以是由从电力线通信通信链路到无线链路桥接的装置服务的无线通信。例如，此类型的装置可在特定房间内提供60 GHz的无线通信。此外，另一种类型的装置可用该结构的特定部分提供802.11通信。此外，另一桥接类型的装置可桥接在PLC和以太网通信之间。

在这种情况下，将软件应用程序下载到电话570上，用于映射住宅内可用的无线服务。电话或平板装置570将具有为WLAN或60 GHz服务的至少一个无线接口，其将能够确定住宅/结构的所有部分中的服务等级。在这种情况中，电话/平板还可具有GPS接收器或用于表现住宅内的可用通信服务的特征的另一类型的映射位置意识。与任一个或两个电话/平板和特定接入点（电力线或其他）相关的RFID/NFC标签可与位置信息一起相互作用，以帮助产生这种映射。用户将激活该应用程序，并在住宅内移动以表现住宅内的各种部分内可用的通信特性的特征。接着，电话/平板所收集的数据可用来确定在哪儿需要额外的通信点，例如需要额外的PLC/802.11或PLC/60 GHz装置。

根据将参考图6至图10进一步描述的本发明的一个方面，PLC装置支持多个PLC通信标准上的操作。可将每个这种多标准PLC节点配置为执行支持这些操作的虚拟桥接。例如，上游DSL AP 524提供IP连通性（因特网接入、宽带媒体、电话等），并被配置为本质上支持下游PLC路径，其支持两个竞争的PLC通信标准技术。用户插入第一PLC桥接装置510（遵循第一工业标准操作更远的下游），以经由CAT5电缆和PLC与以太网的桥接来为PC提供服务（未示出）。接下来，用户插入第二PLC桥接装置512（使PLC与WiFi桥接），其支持第一和第二工业标准。在该点，AP524从完全遵循第一工业标准操作切换至在第一标准和第二标准之间切换的时隙操作（slotted operation）。相反，第二PLC装置512的作用仅像第一PLC装置510一样仅选择一个标准和时隙，在该时隙中遵循该标准，其在第一和第二工业标准之间来回切换，以利用所有可用时域带宽。然而，这样做时，需要保持通信寻址具有无缝的吞吐量。这可通过以下方式来处理：支持经由一个时隙的交换，同时支持经由其他时隙中的“虚拟桥接”的交换（例如，封装和转发，或地址替换和转发）。

图6是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的能够为多个PLC通信标准提供服务并能够在不同的PLC通信标准之间桥接PLC通信的PLC接口的方框图。PLC接口206可与图2的PLC接口206相同/相似，并能够为多个不同的PLC通信标准提供服务。PLC接口206包括PLC接口处理电路602、窄带PLC接口604、第一宽带PLC接口606、第二宽带PLC接口608和PLC媒体接口610。PLC媒体接口610在PLC媒体上并从PLC媒体耦合PLC通信标准通信信号。窄带PLC接口604为窄带PLC通信标准通信提供服务，例如，根据一个之前描述的标准。第一宽带PLC接口606和第二宽带PLC接口608为用于至少一个宽带PLC通信标准的通信提供服务，例如之前描述的根据本发明的一个或多个实施方式的一个或多个HPAV和G.hn。

PLC接口处理电路602支持在本文中之前参考图2至图5描述并将参考图7至图10进一步描述的操作。PLC接口处理电路602执行用于PLCMAC管理、PLC核心存在管理和通信桥接/转发的操作。可在硬件、软件或硬件和软件的结合中例示此功能。PLC接口处理电路602可以是微处理器、数字信号处理器、专用硬件，或这些和/或其他能够执行这里参考其描述的功能的电路的组合。

图7是示出了根据本发明的一个方面的操作的流程图。图7的操作700从PLC装置200根据第一PLC操作说明书对PLC装置发出询问开始（步骤702）。然后，PLC装置200等待特定PLC操作说明书的装置响应，并向每个响应装置询问其通信带宽/吞吐量和服务质量（QoS）需求（步骤704）。然后，PLC装置200判断其是否已完成询问所有PLC装置类型（步骤706）。装置类型可包括上面之前已经描述的窄带和宽带装置类型。当需要进一步的装置类型询问时，操作返回至步骤702。当完成所有询问时，操作继续至步骤708，在该步骤中，PLC装置200可对每个响应装置确定频域和/或时域分配。

然后，PLC装置200用其相应的频域和时域分配引导每个响应装置（步骤710）。然后，PLC装置200通过此分配操作，直到出现超时或其他触发事件为止（步骤706）。当出现这种超时或触发事件时，操作返回至步骤702，在该步骤中，询问操作再次开始。

具体地，PLC装置发送多个PLC询问，每个PLC询问与特定PLC通信标准相应，所述多个PLC询问中的两个遵循不同且不兼容的PLC通信标准。发送PLC询问，期望共享PLC媒体和PLC通信标准容量的PLC装置将响应，表明其存在于PLC媒体上。该响应还可表示响应装置的容量和通信需求。每个所支持的PLC通信标准可定义这种询问或类似的消息/信标。例如，G.hn具有在一些实施方式中可用作PLC询问的MAP消息，具有或没有修改。其他PLC通信标准具有适合相似目的的相似消息。

响应于PLC询问，PLC装置从多个其他PLC装置接收多个响应，从各PLC装置接收的两个响应遵循两个不同且不兼容的PLC通信标准。然后，PLC装置引导两个PLC装置分别发送不同且不兼容的PLC通信标准的通信，以试图避免PLC通信冲突。或者，PLC装置可与远程通信装置建立非PLC通信，并桥接远程PLC装置和远程非PLC装置之间的通信。

操作700可使得PLC装置能够为对第一个不同且不兼容的PLC通信标准分配第一时隙，并为第二个不同且不兼容的PLC通信标准分配第二时隙。在这种情况下，第一时隙将与第二时隙不同。因此，再次参考图3，通过将用于每个PLC通信标准的媒体的时间细分给不同且不兼容的PLC通信标准，根据本发明配置的PLC装置可在相同媒体上为HomePlug和ITU G.hn通信提供服务。在这种情况下，选择第一时隙和第二时隙分配给不同的标准，根据本发明配置和操作的PLC装置可考虑每个PLC通信标准可用的连接质量，可考虑支持不同且不兼容的PLC通信标准的PLC装置的吞吐量可用性。此外，执行图7的操作700的PLC装置可考虑共享PLC媒体和/或在一个或多个PLC装置之间传输的数据类型的一个或多个PLC装置的数据安全需求。

再次参考图4，图4的基础设施400可使用图7的操作700，其中，一个PLC装置管理房屋400的PLC媒介上不兼容的通信。在这种情况下，例如，一个PLC装置，例如406，将管理支持标准1和2的装置之间的通信流。同样地，另一个PLC装置424将管理支持PLC通信标准1和3的装置之间的通信。此外，以图4为例，支持PLC通信标准2和3的PLC装置414将根据标准2和3管理房屋400内的通信。在这种情况下，PLC装置406、414和424将彼此互相通信，致力于避免根据不同的通信标准1、2、3操作的PLC装置间的冲突。在这种情况下，可将可用通信带宽细分成三个不同的循环时隙，以用三个不同的PLC通信标准支持通信。图7的操作700的此技术可在图4的房屋或其他房屋内扩展，以支持其他附加的PLC通信标准。

再次参考图7，步骤708处的操作可包括，为第一个不同且不兼容的PLC通信标准分配第一频带，并为第二个不同且不兼容的PLC通信标准分配第二频带。与之前描述的时分分离相似，可将PLC装置的通信可用的频带细分，以由不同的PLC通信标准装置使用。在这种情况下，可以基于PLC装置之间可用的链路质量、PLC装置之间的吞吐量可用性、PLC装置的数据安全需求、PLC装置的QoS需求和/或PLC装置的传输数据类型确定分配哪个频带。在这种情况下，如果支持兼容的相同标准的PLC装置需要高数据吞吐量，那么，与一个不同的PLC通信标准相比，可对一个PLC通信标准分配不止一个可用频谱。此外，还可用时分多路复用和频分多路复用细分PLC媒体上的可用通信容量用于多个PLC装置。同样地，本发明的概念可扩展为，允许PLC装置支持的不同的PLC通信标准，该不同的PLC通信标准均使用OFDM前端，但是用不同的通信方法细分用于不同PLC通信标准的OFDM载波上可用的音调。

通过图7的操作700，PLC装置202支持智能的、适应的共存管理PLC架构，其中，基于当前需求和通信QoS，对可用带宽的部分分配多个PLC通信标准。

可扩展图7的操作700，以在图2的PLC装置200可接入的多个媒体上操作，用作网络管理员。在这种情况下，PLC装置在（例如1905.1）抽象层内或经由提取层提供自适应管理元件，该抽象层优化所有下层媒体（空气、电力线、同轴电缆、电话线、以太网、蜂窝基站等）上的全部通信流。例如，参与家庭环境的PLC装置（例如，客户的pc、智能手机等）通常具有两个或多个由不同的工业标准定义的通信方式，例如IEEE 1901、毫微微蜂窝基站、MoCA、WiFi等。对于特定设备中的给定情况，存在这种自适应管理元件检测并引导的最佳通信结构。其通过首先收集与下层节点容量、网络状况和限制，以及下层数据流相关的信息来这样做。基于此，发送重新分配命令，迫使移动至不工作的新的结构。

当在特定设备内存在多个PLC装置（多个PLC装置200）时，操作可能需要跨媒体共存。例如，在第一PLC装置支持第一和第二PLC通信标准且第二PLC装置支持第三和第四PLC通信标准的情况下，并且，在第一和第三PLC通信标准竞争地（经由一个媒体共存共享）或直接冲突地在相同媒体上操作的情况下，抽象层（例如，与IEEE1905.1相似或在IEEE 1905.1内）定义：第一或第二PLC装置相应地放弃使用所有或至少部分相应的第一或第三标准，并且，如果不是完全依赖，那么迫使第一或第二PLC装置至少更大程度地依赖第二或第四标准。抽象层在以下基础上做出其决定：（i）第一、第二、第三和第四标准下的信道条件；（ii）节点影响（成本、功率等）；（iii）用户设置或实时优选；（iv）下层QoS关系，等等。

此外，本发明的PLC装置200可支持多媒体Mesh操作，其在多个媒体上同时执行通信的泛洪和/或路由。在这种情况下，可由PLC装置200执行数据的路由，使得在多个数据路径上对数据路由，例如，PLC路径、WLAN路径、LAN路径、MoCA路径等中的两个或多个。PLC装置200可用作中间路由节点，其基于媒体加载、数据类型、QoS需求以及不仅所服务的交易可用媒体路径的其他特性和每条媒体路径的特性作出媒体路由决定。

本发明的PLC装置200还可支持跨媒体子流，通过该跨媒体子流，通信源或中级PLC装置将数据流（流）分成子部（发散），在多个媒体上独立地发送这种子部，并最终由目的站或其他中间PLC装置重构回成原始流（会聚）。此发散-会聚过程可以是嵌入的，并在通信源和目的站之间的整条路径中出现许多次。

本发明的一个或多个PLC装置200可支持多电力线调制解调器上的虚拟桥接。不兼容的PLC通信标准（例如，HPAV和G.hn）之间的共存可通过存在不兼容的时域共享来处理。一些PLC装置可仅支持这样的多个标准中的一个，而其他的支持所有标准。一种共享方法涉及以等分方式进行时隙分配，以产生第一标准装置在其中分组操作的周期和第二标准装置在其中分组操作的周期。此共享方法是，每个装置将始终仅遵循一个标准操作。

根据本发明的另一方面，在PLC网络内可“禁止”一个或多个所支持的PLC通信标准，以避免冲突，并且，引导所有节点使用其他技术通信。在这种情况下，当使用PLC通信将增加PLC媒体的负担时（过度地考虑允许PLC通信标准的例示的好处），可引导PLC节点使用WLAN通信，而不是使用PLC通信。从使用中“禁止”PLC通信标准的决定可基于禁止前后的效率、禁止前后可发送的QoS、禁止前后一个节点一个节点基础上的吞吐量以及基于其他因素作出。

图8是示出了根据本发明一个或多个实施方式的用于确定PLC通信装置与其耦合的容量并用于桥接不同且不兼容的PLC通信标准之间的通信的操作流程图。操作800以PLC装置从第一远程PLC装置接收第一PLC通信标准格式的PLC通信开始（步骤802）。然后，PLC装置将PLC通信从第一PLC通信标准格式转换成第二PLC通信标准格式（步骤804）。然后，PLC装置将所转换的PLC通信以第二PLC通信标准格式发送至第二远程PLC装置（步骤806）。

再次参考图4，PLC装置406可桥接PLC装置402和PLC装置410之间的通信。在这种情况下，因为PLC装置402仅支持PLC通信标准1且PLC装置410仅支持PLC通信标准2，所以，支持标准1和2的PLC装置406根据图7的操作700而桥接PLC装置402和410之间的PLC通信。基于所使用的特定操，这种桥接可以单向或双向地出现。

图9是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的用于使用PLC通信标准格式通信和非PLC通信标准格式通信来为通信提供服务的操作的流程图。操作900以PLC装置经由PLC通信标准格式与另一PLC装置建立PLC通信开始（步骤902）。然后，PLC装置经由非PLC通信标准与远程通信装置建立非PLC通信（步骤904）。非PLC通信标准可以是LAN通信、WWAN通信、WLAN通信、同轴通信、毫米波通信、移动电话通信、近场通信、红外通信和/或光学通信中的一个或多个。在这种情况下，参考图9，非PLC的使用仅表示，非PLC通信不会按照PLC通信标准操作。

操作900继续使PLC装置从另一PLC装置接收PLC通信标准格式的通信（步骤906）。然后，PLC装置将该通信从PLC通信标准格式转换成非PLC通信标准格式（步骤908）。然后，PLC装置将非PLC通信标准格式的通信发送至远程通信装置（步骤910）。在这种情况下，按照一个之前描述的通信类型发送通信。

图4的房屋400的一个或多个装置可能使用图9的操作900。在这种情况下，PLC装置424接收PLC通信标准格式1的PLC通信，并将该PLC通信转换成WLAN通信，从而将该通信发送至支持WLAN通信的远程装置，例如，428。同样地，图4的一个PLC装置可接收WLAN或另一通信格式的通信，将该通信转换成PLC通信格式，并经由PLC媒体将该通信发送至另一PLC装置。

根据本发明的PLC/非PLC桥接操作的另一方面，可能以一种格式发送上游通信并可能以另一种格式发送下游通信。例如，如果可以以更高的数据吞吐率发送PLC通信，那么可以经由PLC媒体发送下游通信。此外，上游通信可具有更小的吞吐率，并可经由非PLC通信标准格式发送，例如WLAN通信。可用不同的通信类型进一步扩展这些原理，以在PLC通信和非PLC通信之间细分。

图10是示出了根据本发明一个或多个实施方式的用于同时使用PLC和非PLC通信来为一个通信服务的操作的流程图。操作1000以将通信分成PLC通信标准格式部分和非PLC通信标准格式部分开始（步骤1002）。非PLC通信标准格式可以是这里之前描述的那些类型中的一种。然后，操作1000继续经由PLC媒体向远程通信装置发送PLC通信标准格式部分（步骤1004）。操作1000继续经由非PLC媒体向远程通信装置发送非PLC通信标准格式部分（步骤1006）。可同时执行步骤1004和1006的操作，使得在PLC媒体和非PLC媒体上发送的通信同时或顺序地出现，先出现步骤1004或先出现步骤1006。

图11是示出了根据本发明一个或多个实施方式的用于在不同时间对不同PLC通信标准的PLC通信提供服务的操作的流程图。执行图11的操作1100的PLC装置包括处理模块、与处理模块连接的存储器，以及与处理模块连接的通信接口。参考图2描述这种装置的结构，并且，这里将参考后面的图2对其进一步描述。通常参考两个不同的操作描述图11的操作1100。可将图11的教导扩展至不止两个操作，如读者将理解的。

图11的操作1100从处于空闲通信状态1102的PLC装置开始，该状态可以是静息状态。从空闲状态1102开始，PLC装置可采用两条操作路径中的一条，第一条包括步骤1104-1108，第二条包括步骤1110-1114。在其他实施方式中，可包括另外的操作和/或步骤。

在第一操作中，从步骤1104开始，PLC装置确定：PLC装置将根据第一PLC通信标准为与第一远程PLC装置的通信提供服务。可基于PLC装置从第一远程PLC装置接收的请求确定这种操作1104。操作继续使PLC装置将通信接口配置为根据第一PLC通信标准为通信服务（步骤1106）。操作继续使PLC装置根据第一PLC通信标准为与第一远程PLC装置的通信提供服务（步骤1108）。操作从步骤1108继续至步骤1102。

在第二操作中，从步骤1110开始，PLC装置确定：PLC装置将根据第二PLC通信标准为与第二远程PLC装置的通信提供服务。可基于PLC装置从第二远程PLC装置接收的请求确定这种操作1110。操作继续使PLC装置将通信接口配置为根据第二PLC通信标准为通信提供服务（步骤1112）。操作继续使PLC装置根据第二PLC通信标准为与第二远程PLC装置的通信提供服务（步骤1114）。操作从步骤1114继续至步骤1102。

读者将理解，可将图11的操作1100扩展为不止两个PLC通信标准。此外，读者将理解，通信接口的操作可能随着时间在不同的PLC通信标准之间切换。

图12是示出了可与图11的操作1100一起执行的各种操作1200的流程图。可通过本发明的PLC装置与图11的操作一致地或与这里的不同操作一起执行图12的每个操作1200。可对参考图11描述的第一和第二操作中的一个或两个执行图12的操作1200。在图12的第一操作中，对宽带或窄带操作中的一个调节通信接口（1202）。在这种情况下，第一PLC通信标准可以是窄带PLC通信标准，第二PLC通信标准可以是宽带PLC通信标准。

第一和第二PLC通信标准可以是不同且不兼容的。在图12的一个特定实施方式中，第一个不同且不兼容的PLC通信标准包括HomePlug通信标准，第二个不同且不兼容的PLC通信标准包括ITU家庭网络（G.hn）通信标准。因此，在第一和第二操作中调节通信接口（步骤1204）。

在图12的另一操作中，在第一时隙中分配第一PLC通信标准，在第二时隙中分配第二PLC通信标准（步骤1206）。可选地，或除了步骤1206以外，可在第一频带中分配第一PLC通信标准，并在第二频带中分配第二PLC通信标准（步骤1208）。将参考图13A和图13B进一步描述这些操作。

在图12的另一操作中，在第一操作中，调节通信接口以具有第一频率响应，在第二操作中，调节通信接口以具有第二频率响应，其与第一频率响应不同（步骤1210）。在这种情况下，不同的PLC通信标准具有不同的频率响应需求，并因此调节通信接口。

在图12的另一操作中，在第一操作中，调节通信接口的时钟以与第一PLC通信标准一致，在第二操作中，调节时钟以与第二PLC通信标准一致（步骤1212）。此外，在图12的又一操作中，在第一操作中，调节通信接口的块或段大小处理，以与第一PLC通信标准一致，在第二操作中，调节通信接口的块或段大小处理，以与第二PLC通信标准一致（步骤1212）。

在图12的又一操作中，与图9的操作一致，PLC装置确定：其将根据非PLC通信标准格式对与远程非PLC装置的通信提供服务。在这种情况下，PLC装置将通信接口配置为为通信提供服务以支持非PLC通信标准格式。非PLC通信标准包括以下标准中的一个或多个：LAN通信标准、WWAN通信标准、WLAN通信标准、同轴通信标准、毫米波通信标准、移动电话通信标准、NFC标准、红外通信标准和光学通信标准。

本发明的包括多个通信接口的PLC装置可执行图12的部分或所有操作，之前参考图2描述了该装置，并且，这里将进一步描述该装置。在这种情况下，可通过以第一方式配置一个通信接口并同时或不同时以第二方式配置另一个通信接口，根据图12的元件操作具有两个（或多个）通信接口的PLC装置。

图13A是示出了根据本发明配置和操作的PLC装置可为时分格式的不同的PLC通信标准提供服务的方式的图表。如所示出的，PLC通信标准1、PLC通信标准2和PLC通信标准3分配在周期性重复的连续时隙中。在这种情况下，当不同的PLC通信标准不兼容时，不允许时间重叠。可根据本发明的PLC装置所服务的PLC装置的数量和类型、所服务的PLC装置的通信需求，以及根据其他考虑因素，随着时间改变时分。可随着时间改变每个PLC通信标准的时隙的持续时间。一些PLC通信时隙可能仅每几个循环，如果其是少量加载的。

图13B是示出了根据本发明配置和操作的PLC装置可为频分格式的不同的PLC通信标准提供服务的方式的图表。如所示出的，PLC通信标准1、PLC通信标准2和PLC通信标准3分配在所分配的频谱的不同频带中。在这种情况下，当不同的PLC通信标准不兼容时，不允许频率重叠。可根据本发明的PLC装置所服务的PLC装置的数量和类型、所服务的PLC装置的通信需求，以及根据其他考虑因素，随着时间改变频分。可随着时间改变每个PLC通信标准的频带的宽度。可基于通信需求改变频带的宽度。可将图13A的时分方面与图13B的频分方面组合，以对共享所分配的频带提供更多选择。

图14示出了根据本发明一个或多个实施方式配置的具有可重新配置的结构的PLC装置。PLC装置1400包括处理模块1402和存储器1404，其可具有与图2中命名相同的元件相似或相同的结构。PLC装置1400进一步包括DFE 1406和AFE 1408，其可具有与图2中命名相同的元件相似或相同的结构。PLC装置1400进一步包括开关阵列1410，其使AFE 1408与PLC I/F 1412、LAN I/F 1414、MoCA I/F 1416和无线I/F 1418互相耦接。

图15示出了根据本发明一个或多个实施方式的与图14的PLC装置在结构上类似的PLC装置。与图14的PLC装置1400相比，图15的PLC装置1500具有开关阵列1510，其设置在DFE1506和分别为PLC I/F 1412、LAN I/F 1414、MoCA I/F 1416和无线I/F 1418服务的多个AFE 1508A、1508B、1508C和1508D之间。在另一些实施方式中，根据I/F所服务的信号的带宽和频带的相似性，一个AFE可为多个I/F提供服务。

根据图14和图15的PLC装置中的一个或两个，可动态地配置和重新配置这种装置的一个或多个元件，以在时间共享、全切换等模式中为多个PLC通信标准提供服务。根据这种再配置性的第一方面，可将PLC装置的AFE，例如1408，重新配置为为不同的PLC标准提供服务，例如宽带和窄带，不同的宽带PLC标准，PLC和LAN，PLC和WiFi，PLC和MoCA，等等。设计可重构AFE中存在的一个困难是，使AFE符合一个增益/带宽需求，例如30MHz的一个标准，同时足以符合另一标准的增益/带宽需求，例如100MHz。

根据本发明的一个方面，可将AFE配置或重新配置为（甚至动态地用于时间共享操作），支持多个不同的PLC和其他标准。AFE的配置可以基于所支持的媒体以及多个通信标准服务。可基于所服务的频带/多个频带和所服务的通信标准配置AFE。

例如，可在PLC和同轴通信之间或在PLC和LAN通信之间共享AFE。在这种情况下，基于特定媒体和所支持的通信标准修改AFE的元件的特性。嵌入集成电路或封装或用于集成电路的接口电路中的切换能力将使得能够在不同的服务媒体之间切换通信路径。

图16A和图16B是示出了实例信号功率与用于HomePlug AV和G.hnPLC通信标准的频率的关系的图表。特别参考图16A，HomePlug AV具有对大约1000个载波定义的频谱，其从1.8MHz扩展至30MHz，具有-50dBm/Hz的典型的最大功率谱密度（PSD）。或者，G.hn定义从1.8MHz扩展至80MHz的频谱，具有从1.8MHz到30MHz的子频谱的-50dBm/Hz的第一典型PSD等级和从30MHz到80MHz的子频谱的-80dBm/Hz的第二典型PSD等级。注意，对于G.hn频谱，载波信号功率可以根据其位于频谱中的什么地方大幅度变化。然而，对G.hn服务的单个PLC接口对更低功率的载波仍需要较大的动态范围，不妥协接收更高功率的载波。这样调节此问题：对G.hn信号的信道衰减通常在高频下更差。这些信号特征对PLC接口满足线性和动态范围需求以为G.hn PLC通信标准服务的能力产生负面影响。

图17是示出了根据本发明一个或多个实施方式配置和操作的PLC装置的通信接口的一部分的方框图。通过图17的通信接口1700，通信接口包括具有两个接收路径的模拟前端（Analog Front End，AFE），每个接收路径由相应的可编程增益放大器（Programmable Gain Amplifier，PGA）服务并具有相应的PGA增益。此外，通信接口对每个接收路径包括单独的滤波和单独的模数转换器（Analog to Digital Converters，ADC）。特别地，第一接收路径包括：具有所示滤波器功能的第一模拟带通滤波器1702A、第一PGA 1704A、第一ADC 1706A，以及具有所示滤波器功能的第一数字滤波器1708A。同样地，第二接收路径包括：具有所示滤波器功能的第二模拟带通滤波器1702B、第二PGA 1704B、第二ADC 1706B以及具有所示滤波器功能的第二数字滤波器1708B。注意，第一路径与G.hn频谱的低频部分相对应，而第二路径与G.hn频谱的高频部分相对应。数字加法器1710将两个数字信号分量相加，并向数字信号处理（DSP）电路1712提供组合信号以进行处理。注意，被示出为具有复合频谱的复合信号的形状具有相当均匀的信号强度。

图18是示出了根据本发明一个或多个实施方式的用于通过多个PLC接口为不同PLC通信标准提供服务的PLC通信的操作的流程图。执行图18的操作1800的PLC装置包括：处理模块、与处理模块连接的存储器、与处理模块连接的第一PLC接口，以及与处理模块连接的第二PLC接口。参考图2和图6描述了这种装置的结构，并且，这里将参考后面的图对其进一步描述。

图18的操作1800从PLC装置确定PLC装置将根据第一PLC通信标准为与第一远程PLC装置的通信提供服务开始（步骤1802）。可基于PLC装置从第一远程PLC装置接收到的请求确定这种操作1802。操作继续，PLC装置配置第一PLC接口，以根据第一PLC通信标准为通信提供服务（步骤1804）。

操作1800继续，PLC装置确定PLC装置将根据第二PLC通信标准为与第二远程PLC装置的通信提供服务（步骤1806）。可基于PLC装置从第二远程PLC装置接收到的请求确定这种操作1806。操作继续，PLC装置配置通信接口，以根据第二PLC通信标准为通信提供服务（步骤1808）。

操作进一步继续，PLC装置根据第一PLC通信标准为与第一远程PLC装置的通信服务（步骤1810），并使PLC装置根据第二PLC通信标准为与第二远程PLC装置的通信服务（步骤1812）。从步骤1812开始，可基于当前的通信需求重复操作。

可基于这里之前描述的教导更改图8的操作1800。具体地，第一PLC通信标准和第二PLC通信标准可为不同且不兼容的PLC通信标准。这样，第一个不同且不兼容的PLC通信标准可以是HomePlug通信标准，第二个不同且不兼容的PLC通信标准可以是G.hn通信标准。

此外，第一PLC通信标准可以是窄带PLC通信标准，第二PLC通信标准可以是宽带PLC通信标准。PLC装置可通过以下方式操作：经由第一PLC接口接收通信，并经由第二PLC接口发送通信确认。通过经由第一和第二PLC接口发送确认可跟踪冗余。该确认可能是肯定认（ACK）或否定确认（NACK）。

可通过在第一时隙中分配第一PLC通信标准通信并在第二时隙中分配第二PLC通信标准通信来进一步补充图18的操作1800。此外，可通过在第一频带中分配第一PLC通信标准通信并在第二频带中分配第二PLC通信标准通信来补充图18的操作1800。

除了图18的操作以外，可将第一和第二PLC接口配置为为通用PLC通信标准提供服务以提供接收多样性。例如，G.hn接口的性能可以要求第一和第二PLC接口共同处理进入的PLC信号。

在另一操作中，可调节第一PLC接口以具有第一频率响应，并可调节第二PLC接口以具有与第一频率响应不同的第二频率响应。在又一操作中，在一个周期中，经由第一PLC接口为主要通信（main communication）提供服务，并且，在第二周期中，经由第二PLC接口为主要通信提供服务。例如，在正常操作中，可经由包括与服务提供商链接的电缆调制解调器的家庭网关为主要因特网接入提供服务。然而，在电缆调制解调器网络出故障时，经由窄带PLC链路为因特网接入提供服务，经由不同服务提供商的PLC网络回运该窄带PLC链路。

根据图18的操作1800的另一方面，PLC装置基于所服务的通信路径类型支持动态缓冲器分配。不同的所服务的协议标准具有不同的数据需求。因此，根据本发明的一个方面，缓冲分配基于服务通信的类型，例如以太网、HPNA、Moca等。此外，PLC装置元件的存储器结构可支持多个块（段）大小。不同的通信协议需要不同的块大小、参考时钟以及其他独特的操作。希望装置支持不止一种操作协议，不只是PLC，而是例如HPAV和G.hn，并支持其他通信协议。对与所支持的不同协议的通信使用不同的块大小可帮助有效地支持这些不同的操作协议。

在这种情况中，在多个块中使用多个通信标准所支持的块大小，使得总块大小在两个通信协议标准上扩展。例如，一个块大小是2N；第二块大小是3N。为了横跨这些块大小，对不同类型的通信选择6N的块大小。在此情况下，根据一个通信协议，发送两个块，并且，根据第二通信协议，在6N的预选块大小内发送三个块。当支持多个通信标准时，时钟管理也是重要的，根据本发明，使用部分PLL，其具有可交换系数以将PLL从一个时钟域映射至另一个时钟域，每个时钟域支持唯一的通信协议。

图19示出了根据本发明一个或多个方面配置的模拟前端（AFE）的接收部分。AFE 1900包括多个由开关阵列1904和1906互相耦接的接收路径1902a，1902b和1902n，以当例如对G.hn要求更高的接收处理需求时，增加性能，并在其他操作中支持更少的处理需求。还可以基于所服务的PLC通信标准调节AFE 1900的频率响应。例如，对于G.hn或HPAV2 PLC通信比对于HomePlug AV1.1（HPAV1.1）通信需要更高的带宽。在这种情况下，当为G.hn或HPAV2通信提供服务时，我们可使用两条通信路径1902a和1902b，当为HPAV1.1通信提供服务时，仅使用单条数据路径1902a。总地来说，根据为服务所选择的标准，一些部分在标准之上将被共享，其他部分被加电和断电或仅部分使用。

根据本发明的AFE的另一方面，AFE包括多条接收路径，例如具有不同增益设置的1902a和1902b。在许多AFE中，特别是在PLC网络中，在典型的噪声循环的过程中，或在进入的噪声接收的过程中，总信号功率明显比其他时间周期大。典型的AGC（Automatic Gain Control，自动增益控制）跟踪试图调节单个接收路径的增益，以防止饱和。当出现非常快速和急剧的信号强度变化时，会出现问题，总信号强度的这种变化会克服AGC响应容量和ADC饱和结果。因此，根据本发明，将接收路径1 1902a的增益设置为一个增益设置等级，并将接收路径2 1902b的增益设置为不同的增益设置等级。对于噪声循环的不同周期，或在不同的信号强度操作的过程中，对输入信号处理选择多个接收路径1902a和1902b的输出中的不同的一个。

具体地，每个AFE接收路径由不同的可编程增益放大器（Programmable Gain Amplifiers，PGA）服务。在相对低信号功率的周期的过程中，使用一个PGA信号路径采样，而当总信号功率超过预定阈值时，使用具有更低增益设置的另一个PGA信号路径采样。当然，可以此方式使用其他PGA，使用快速路径交换方案。虽然可能不需要，但是，也可对每个这种路径增加多AGC方法（approach），微调特定接收路径内的增益应是必须的。

图20是示出了根据本发明一个或多个实施方式的可用来桥接宽带PLC标准和窄带PLC标准之间的通信的PLC装置的结构的方框图。可用这里之前描述的任何PLC装置结构或通过不同的PLC装置结构，表现图20的PLC装置的结构。图20的结构2000为使得与输电干线耦接的电源插头I/F 2002为窄带PLC I/F 2004和宽带PLC I/F 2006提供服务。用其他PLC装置元件2008（在一些实施方式中，包括处理电路、存储器、DFE元件，和/或其他元件）为窄带PLC I/F 2004和宽带PLC I/F 2006提供服务，以支持这里参考图20描述的操作。

根据本发明的一个方面，图20的结构2000支持宽带和窄带PLC桥接。最传统的PLC设计包括单个PLC调制解调器，其涉及窄带应用（电力公司与仪表和家用电器相互作用用于功率监测和管理）或宽度应用（例如，经由因特网交换通用通信）。这种应用彼此无关，并都具有其缺点。例如，如果因特网AP失去上游连通性或服务，那么设备/家庭网络中的局部变得完全分离。同样地，远程功率服务提供商所提供的窄带接入可能发生故障，从而，不能与设备/家庭网络节点的通信。

支持两个基本独立的调制解调器的传统PLC设计包括将两个独立的宽带调制解调器集成在一个装置中，例如，如在IEEE 1901内定义的。但是，这种集成是仅选择一个调制解调器为一切提供服务的竞争失败的产品，并且，产生的折中是采用实际上标准化失败的两者。

通过图20的结构，PLC装置（在一些实施方式中是IC）内的至少两个调制解调器（至少一个窄带和至少一个宽带）提供在其之间支持的网络桥接。这样，窄带通信流可经由这种硅从本地网络向电力公司桥接。

在操作的一个实例中，ISP（因特网服务提供商）由于电缆调制解调器、DSL、卫星，或其他ISP服务故障而发生故障。然而，支持通过电力服务提供商的低带宽路径，例如用于紧急呼叫、警报等。电力公司不需要安装通过其配电基础设施的窄带路径，来经由这种桥接通过因特网连通性到达设备/家庭。

图20的结构还支持电力线网络中的组合的窄带和宽带通信流。对于传统的PLC通信，宽带通信和窄带通信完全分开地并且典型地都在其所分配的频带内操作。如上所述，窄带通信路径用于从耗电观点和计量的角度控制装置。窄带通信通常具有低数据率，但是用鲁棒的通信调制技术来确保吞吐量。

根据本发明的一个或多个实施方式，窄带电力线路径（和下层特性）帮助宽带通信流，并且，可能反之亦然。通过一个实施方式，经由宽带通信标准发送数据，并且，在窄带通信标准中携带ACK/NAK。通过多播媒体流，这可能是特别有利的。可重复地发送ACK/NAK。还可通过对单个通信使用多个PHY来增加数据吞吐量。通过一个特定实施方式，在宽带频谱中对通信服务，并用窄带通信频率段发送确认/错误报告消息。在这种情况下，用窄带通信频谱发送的确认可具有更鲁棒的通信方案，例如，使用更低等级的调制来确保发射装置接收到确认。

此外，可使特定装置之间的数据通信分开，每个特定装置在不同媒体上支持多个通信协议。此外，我们实际上可在不同的协议接口上发送确认，以确保在更鲁棒的通信媒体上接收到确认。在这种情况下，通过同时支持多个通信协议，我们可增加多个装置之间的吞吐量，尽管每个特定类型的媒体上的吞吐量是有限的，例如无线、PLC、以太网。

在图20的PLC装置2000的其他操作中，窄带2004和宽带2006可同时操作。在这种情况下，窄带PLC接口2004和宽带PLC接口2006都同时使用电力线信道，并且，当其在不同的频带中操作时不会彼此干扰。这种同时操作可用于通信桥接、同时的通信接收和ACK发射、同时通信等。

图21是示出了根据本发明一个或多个实施方式的PLC装置的接收部分的结构的方框图。可用这里之前描述的任何PLC装置结构或通过不同的PLC装置结构，表现图21的PLC装置的结构。图21的结构2100为使得与输电干线耦接的电源插头I/F 2102为窄带PLC I/F 2004和宽带PLCI/F 2006提供服务。用其他PLC装置元件（在一些实施方式中，包括处理电路、存储器、DFE元件和/或其他元件）为窄带PLC DFE 2004和宽带PLC DFE 2006提供服务，以支持这里参考图21描述的操作。通过图21的结构，多个模拟增益路径为进入的信号提供服务，每个模拟增益路径具有多个可编程增益放大器（PGA）2104、2106、2108和2110。PGA组的输出由模数转换器（ADC）2012接收，ADC 2012的输出与窄带PLC DFE2004和宽带PLC DFE 2006耦接。

图22是示出了根据本发明的一个或多个实施方式的PLC装置的发射部分的结构的方框图。可用这里之前描述的任何PLC装置结构或通过不同的PLC装置结构，表现图22的PLC装置的结构。图22的结构2200为使得与输电干线耦接的电源插头I/F 2102由窄带PLC DFE 2104和宽带PLC DFE 2106提供服务。窄带PLC DFE 2104和宽带PLC DFE 2106由其他PLC装置元件（在一些实施方式中，包括处理电路、存储器、DFE元件和/或其他元件）提供服务，以支持这里参考图22描述的操作。

用窄带PLC DFE 2104和宽带PLC DFE 2106产生发射信号。数模转换器（DAC）2212接收数字格式的发射信号，并将该信号转换成模拟格式。通过图22的结构，多条模拟增益路径作为线路驱动器为发射信号服务，每个模拟增益路径具有多个可编程增益线路驱动器放大器（LD）2204、2206、2208和2210。对电源插头I/F 2102提供PGA组的输出，以与PLC媒体耦合。多个线路驱动器可用来同时驱动窄带和宽带通信，或用于更大增益单带信号。可使这些线路驱动器断电以降低能耗，或可同时用于双重传输，例如MIMO通信、组合信号等。

如这里使用的，术语“电路”和“电路”可能指的是独立电路或指的是执行多种基础功能的多功能电路的一部分。例如，根据实施方式的不同，可将处理电路实现为单芯片处理器或实现为多个处理芯片。同样地，在一个实施方式中，可将第一电路和第二电路组合成一个电路，或者，在另一实施方式中，可能在不同的芯片中独立地操作。如这里使用的，术语“芯片”指的是集成电路。电路和电路可能包括通用或专用硬件，或可能包括这种硬件和相关软件，例如固件或目标码。

上面还已经在示出了特定功能的执行及其关系的方法步骤的帮助下，描述了本发明。为了便于描述，这里已经任意定义了这些功能结构单元和方法步骤的边界和顺序。可定义替代边界和顺序，只要适当地执行特定功能和关系即可。因此，任何这种替代边界或顺序在所要求的发明的范围和实质内。

上面已经在示出了某些重要功能的性能的功能结构单元的帮助下，描述了本发明。为了便于描述，这里已经任意定义了这些功能结构单元的边界。可定义替代边界，只要适当地执行某些重要功能即可。类似地，这里还已经任意地定义了流程图结构。到所使用的程度，已经另外定义了流程图结构边界和顺序，并仍执行某些重要功能。因此，功能结构单元和流程图结构与顺序的这种替代定义在所要求的发明的范围和实质内。本领域的技术人员还将认识到，可将功能结构单元和这里的其他说明性结构、模块和元件实现为所示出的，或通过分立元件、特定用途集成电路、执行适当软件的处理器等或其任何组合来实现。

如这里可能使用的，术语“基本上”和“大约”对其相应术语和/或零件之间的相关性提供工业上接受的公差。这种工业上接受的公差的范围从小于1%到50%，并与元件值、集成电路处理变化、温度变化、上升和下降时间，和/或热噪声相应，但不限于此。零件之间的这种相关性的范围从几个百分比的差异到非常大的差异。如这里还可能使用的，术语“与…耦接”和/或“耦接”和/或包括零件之间的直接连接和/或零件之间经由插入零件（例如，零件包括但不限于，部件、元件、电路，和/或模块）的间接连接，其中，为了间接连接，插入零件不改变信号的信息，但是可能调节其电流电平、电压电平，和/或功率电平。如这里可能进一步使用的，推断耦接（即，一个元件与另一个元件通过推断耦接）包括两个零件之间的以与“耦接”相同的方式的直接和间接连接。如这里可能甚至进一步使用的，术语“可用来”表示，零件包括一个或多个功率连接、输入、输出等，以执行一个或多个其相应的功能，并可能进一步包括与一个或多个其他零件的推断耦合。如这里还可能进一步使用的，术语“与…相关”包括不同零件和/或一个嵌在另一零件内的零件的直接和/或间接耦接。如这里可能使用的，术语“有利地比较”表示，两个或多个零件、信号等之间的比较提供所需关系。例如，当所需关系是该信号1具有比信号2更大的大小时，当信号1的大小比信号2的大小大时或当信号2的大小比信号1的大小小时，可实现有利的比较。

上面还已经在示出了特定功能的执行及其关系的方法步骤的帮助下，描述了本发明。为了便于描述，这里已经任意定义了这些功能结构单元和方法步骤的边界和顺序。可定义替代边界和顺序，只要适当地执行特定功能和关系即可。因此，任何这种替代边界或顺序在本发明的范围和实质内。

此外，虽然为了清楚和通过上述实施方式理解的目的而详细地描述，但是，本发明并不限于这种实施方式。对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，在本发明的实质和范围内可实践各种变化和修改。

Claims (10)

1.一种电力线通信（PLC）装置，包括：

处理模块；

存储器，与所述处理模块耦接；

通信接口，与所述处理模块耦接，其中，所述处理模块、通信接口和存储器用于：

在第一操作中：

确定所述PLC装置将根据第一PLC通信标准为与第一远程PLC装置的通信提供服务；以及

将所述通信接口配置为根据所述第一PLC通信标准为通信提供服务；以及

在第二操作中：

确定所述PLC装置将根据第二PLC通信标准为与第二远程PLC装置的通信提供服务；以及

将所述通信接口配置为根据所述第二PLC通信标准为通信提供服务，其中，所述第一PLC通信标准和所述第二PLC通信标准是不同且不兼容的PLC通信标准。

2.根据权利要求1所述的PLC装置，其中：

第一个所述不同且不兼容的PLC通信标准包括HomePlug通信标准；以及

第二个所述不同且不兼容的PLC通信标准包括ITU家庭网络（G.hn）通信标准。

3.根据权利要求1所述的PLC装置，其中：

所述第一PLC通信标准为窄带PLC通信标准；以及

所述第二PLC通信标准为宽带PLC通信标准。

4.根据权利要求1所述的PLC装置，其中：

在所述第一操作中，所述通信接口被调整为具有第一频率响应；以及

在所述第二操作中，所述通信接口被调整为具有与所述第一频率响应不同的第二频率响应。

5.根据权利要求1所述的PLC装置，其中，所述通信接口包括具有两个接收路径的模拟前端（AFE），每个接收路径由相应的可编程增益放大器（PGA）服务并具有相应的PGA增益。

6.根据权利要求4所述的PLC装置，其中：

所述通信接口针对每个接收路径进一步包括单独的滤波和单独的模数转换器（ADC）；以及

所述通信接口进一步包括对从所述单独的ADC接收的数字信号进行组合的信号组合器。

7.根据权利要求1所述的PLC装置，其中，所述处理模块、通信接口和存储器还用于：

在所述第一操作中，经由所述通信接口从第一PLC装置接收第一PLC通信标准格式的PLC通信；

将所述PLC通信从所述第一PLC通信标准格式转换为第二PLC通信标准格式；以及

在所述第二操作中，经由所述通信接口将所述第二PLC通信标准格式的经转换的所述PLC通信发送至第二PLC装置。

8.根据权利要求1所述的PLC装置，其中，所述处理模块、通信接口和存储器还用于：

在所述第一操作中，调整所述通信接口的时钟以符合所述第一PLC通信标准；以及在所述第二操作中，调整所述通信接口的时钟以符合所述第二PLC通信标准；或者

在所述第一操作中，调整所述通信接口的块大小处理以符合所述第一PLC通信标准；以及在所述第二操作中，调整所述通信接口的块大小处理以符合所述第二PLC通信标准。

9.根据权利要求1所述的PLC装置，其中，所述处理模块、通信接口和存储器还用于，在第三操作中：

确定所述PLC装置将根据非PLC通信标准格式为与远程非PLC装置的通信提供服务；以及

将所述通信接口配置为为通信提供服务，以支持所述非PLC通信标准格式。

10.一种用于操作电力线通信（PLC）装置的方法，包括：

在第一操作中：

确定所述PLC装置将根据第一PLC通信标准为与第一远程PLC装置的通信提供服务；以及

将所述PLC装置的通信接口配置为根据所述第一PLC通信标准为通信提供服务；以及

在第二操作中：

确定所述PLC装置将根据第二PLC通信标准为与第二远程PLC装置的通信提供服务；以及

将所述通信接口配置为根据所述第二PLC通信标准为通信提供服务，其中，所述第一PLC通信标准和所述第二PLC通信标准是不同且不兼容的PLC通信标准。

Images