CN103460614B - 操作电力线通信系统的方法、电力线通信设备、电力线通信系统 - Google Patents

操作电力线通信系统的方法、电力线通信设备、电力线通信系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103460614B
CN103460614B CN201280016060.1A CN201280016060A CN103460614B CN 103460614 B CN103460614 B CN 103460614B CN 201280016060 A CN201280016060 A CN 201280016060A CN 103460614 B CN103460614 B CN 103460614B
Authority
CN
China
Prior art keywords
communication system
line communication
frequency range
signal
communications apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280016060.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103460614A (zh
Inventor
安德烈亚斯·施瓦格尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN103460614A publication Critical patent/CN103460614A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103460614B publication Critical patent/CN103460614B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/544—Setting up communications; Call and signalling arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5425—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines improving S/N by matching impedance, noise reduction, gain control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

提供一种电力线通信系统，其包括检测单元，被配置为检测非常高的频段中的侵入信号；以及开槽单元，被配置为在电力线通信设备与另一个电力线通信设备通信期间对频段开槽。同时提供了用于操作电力线通信设备和电力线通信系统的对应方法。

Description

操作电力线通信系统的方法、电力线通信设备、电力线通信系统
技术领域
本发明的实施例涉及用于操作PLC系统的方法。其它实施例涉及PLC调制解调器设备和PLC系统。
背景技术
也被称作电源通信、电力线传输（PLT）、宽带电力线（BPL）、功率带或电力线联网（PLN）的电力线通信（PLC）是描述一种使用配电线进行数据的同时分布的方法的术语。载波通过在标准50Hz或60Hz交流电（AC）上叠加模拟线号来传送声音和数据。对于室内应用，PLC设备可使用家用电力配线作为传输介质。
电力线通信（PLC）可干扰固定无线电广播或其他外部传输。当今，PLC调制解调器或PLC设备具有固定的开槽滤波器用于业余无线电频段。固定开槽的滤波器可以以高抑制和非常陡的斜率执行。
动态或智能开槽的概念使得PLC调制解调器能够检测到固定无线电广播电台在3MHz到30Mhz之间的短波频率范围中的侵入信号。刊物ETSITS105578；PowerlineTelecommunications:“CoexistencebetweenPLTmodemsandshortwaveradiobroadcastingservices”;ETSI2008描述自适应频率开槽（notch，陷波）技术，其在一方面对数据吞吐量和QoS（服务质量）要求的影响是最小的，另一方面抵制PLT（电力线电信）和短波无线电广播之间的干扰。
通信和电力线配线充当双向天线，其中，通常地，传输功能或天线增益对于信号辐射和信号接收是相同的。适用于接收广播信号并在相同频段发射信号的通信和电力线配线可干扰在无线电接收器处接收广播信号。
发明内容
需要改善现有技术的PLT通信系统以减小对在其他频率范围内发射的信号的影响。
上述目的分别由根据权利要求1、权利要求12和权利要求13的PLC调制解调器设备和PLC来解决。
结合附图和以下的实施例描述，本发明的细节将会更加明显。
附图说明
图1是示出了有线通信系统的示意框图。
图2是根据进一步实施例的用于操作电力线通信系统的方法的简化流程图。
图3示出了在电力线通信期间用于对频率开槽（notch，陷波）的槽的示例性频率图。
具体实施方式
在下文中描述了本发明的实施例。应注意在下文中描述的实施例可通过任意方式组合，即对于一些描述的实施例不能与其他实施例结合并没有限制，这一点是相当重要的。
在图1中示出了电力线通信系统100的示意框图。电力线通信系统100包括经由电力线通信信道106连接的第一电力线通信设备102和第二电力线通信设备104。为实现通信的目的，第一电力线通信设备102包括由第一控制器122控制的第一发射器/接收器112。第二电力线通信设备104包括由第二控制器124控制的发射器/接收器114。
第一控制器122包括检测单元132和开槽单元142。第二控制器124包括第二检测单元134和第二开槽单元144。
第一检测单元132和第二检测单元134被配置为检测电力线通信系统100中在非常高的频段中的侵入信号的频率。非常高的频段（VHF）是在30MHz到300MHz之间的频率范围内并且通常用于TV广播（比如，在VHF频段I（47MHz-68MHz）和VHF频段III（174MHz-230MHz））、调频无线广播（FM）（87.5MHz到108MHz之间的VHF频段II）、空中无线电、海上无线电或业余无线电。
通过测量经由电力线通信信道106或经由外部天线（未示出）接收的噪声信号可检测侵入信号的频率。在本文中使用的术语“噪声信号”还包含“混合信号”，该混合信号包括噪声、无线广播的侵入信号或干扰信号和有效载荷信号的混合。术语“噪声信号”用于强调至少一个干扰信号（即，广播站或一些白噪声）存在于“噪声信号”中并且其干扰或会干扰有效载荷信号的接收。
在PLC系统中，信号通常是OFDM（正交频分多路复用调制）调制的，即多个子载波用于发射有效载荷信号。OFDM为多载波调制方案，其使用大量的紧密间隔的正交子载波。每个子载波由传统调制方案（诸如正交幅度调制）以低符号率进行调制，并维持与传统的单载波调制方案在相同的带宽中类似的数据传输速率。实际上，OFDM信号是使用快速傅里叶变换（FFT）算法产生的。OFDM与单载波方案相比的主要优势是处理恶劣的信道条件的能力-比如，长铜线高频衰减、由多路径传输导致的窄带干扰和频率选择性衰落，而不使用复杂的均衡滤波器。
第一开槽单元142和第二开槽单元144适于对通过第一检测单元132或第二检测单元134检测到侵入信号的所检测的频率进行开槽，其中，术语“频率”在本申请的上下文中也可被理解为“频率范围”或“频段”。开槽的频率或开槽的频率范围或频段在下文中也可被称作“槽”。
第一开槽单元142和第二开槽单元144控制第一发射器/接收器112和第二发射器/接收器114从而避免使用子载波，其对检测到侵入信号的频率有影响。
在图2中示出了根据本发明的实施例的方法的对应流程图，其中，在第一步骤S200中，检测在非常高的频段中的侵入信号的频率，并在步骤S202中，在电力线通信期间对包括侵入信号的频率的频率范围进行开槽。
如果信号高于本底噪声（相对阈值水平）至少5.6dB用于保护4-QAMDRM传输（QAM：正交幅值调制，DRM：数字无线电广播），则侵入信号应被识别为可接受的无线广播服务。
这种噪声比的信号被用于在农村渠道中使用4-QAM的无差错DRM+接收。
如果可接受无线广播服务高于本底噪声（相对阈值水平）至少13.1dB用于保护16-QAMDRM传输，则也能够识别侵入信号。
本底噪声可以以低于或高于无线电频段的相邻频率测量。要监测的相邻频率块可以与无线电频带分配自身一样宽。相邻的频率块应该全部由PLC调制解调器设备监测，而无任何间隙。本底噪声可以是排除所有电力线通信信号的电力线通信信道106上的相邻频率块中所有测量的电能值的中值。
如果满足相对阈值水平标准，被识别为可接受的广播信号的侵入信号的绝对阈值水平应当为–71dBm，其中，绝对阈值水平由频谱分析仪使用平均值检测器和120kHz分辨率带宽来测量。
–71dBm的绝对阈值水平Pdetect_on_mains可由以下推出：
最小电场强度E=49.7dBμV/m（例如，4-QAM，VHF频段I在47MHz到68MHz之间的可移动入门接收情况）以及80%的反射系数ReFa80%=121dB(μV/m)–dBm，绝对阈值Pdetect_on_mains由以下得出：
Pdetect_on_mains=E–ReFa80%=50dBμV/m–121dBμV/m–dBm=–7ldBm（1）
接收系数描述空中无线广播电台的电场强度和在出口测量的接收电力之间的关系。80%的反射系数ReFa80%覆盖80%的情况，而80%的置信水平可以由测量的累积统计概率推出ReFa80%=121dB(μV/m)–dBm，如A所示。要在http://duepublico.uni-duisburg;essen.de/servlets/DocumentServlet?id=22425发现的Schwager：“PowerlineCommunications:SignificantTechnologiestobecomeReadyforIntegration"
进一步考虑到120kHz=50.7dB(Hz)，120KHz/9kHz=13.3=11.2dB，则绝对阈值为–71dBm–11dB+95dBm=13dB高于根据ETSITS102578的高频（HF）段中的阈值，其中，给定绝对阈值为–95bBm，其由频谱分析仪使用平均值检测器和9kHz分辨率带宽测量。应注意，在HF段中绝对阈值认为HF广播传输衰落高于如在ITU-RRec.P.842-2规定的平均接收水平+5dB（HF无线电系统的可靠性计算和兼容性）。
能够测量本底噪声和插座的火线与零线间的信号，其中，电力线通信设备连接至插座。
在可接受无线电广播服务实际存在之后，应该检测无线电广播信号并通过电力线通信设备在不多于15s的时间内开始对应的开槽。开槽应在无线电广播存在的所有时间内持续保持执行。在无线电广播服务被识别为不是可接受的之后，开槽应该仍持续至少180s的时间。非常高的频段的频率范围可在47MHz至68MHz之间选择。
在图3中示出槽的形状。频率间隔的对应值a,b和c以及从槽的较低水平开始的距离在表1中示出。
表1：定义槽从而避免相邻载波干扰
槽的宽度可按比例绘制为100kHz的整数倍加上最小宽度。槽的最小宽度至少为96kHz。
槽的中心应当与设置在VHF段I中作为100kHz光栅的无线电广播载波对齐。100kHz光栅有助于PLC调制解调器识别无线电载波的频率定位。这样可避免乱真发射的错误检测。
通过3kHz的分辨率带宽和平均值检测器在电力线通信设备处根据差模信号所测量的槽的较低水平可小于–99dBm。这样会导致功率谱密度（PSD）为–134dBm/Hz。

Claims (10)

1.一种用于操作电力线通信系统的方法，包括：
检测在非常高的频段中的到所述电力线通信系统中的侵入信号的频率；
在电力线通信期间对所述侵入信号的所述频率开槽，
其中，所述非常高的频段的频率范围为47MHz至68MHz。
2.根据权利要求1所述的用于操作电力线通信系统的方法，
其中，当信号强度高于–71dBm的绝对阈值水平时检测到侵入信号，其中，所述绝对阈值水平通过使用平均值检测器和120kHz的分辨率带宽而由频谱分析仪测量。
3.根据权利要求1或2所述的用于操作电力线通信系统的方法，
其中，当信号的相对水平高于本底噪声5.6dB时检测到侵入信号。
4.根据权利要求1或2所述的用于操作电力线通信系统的方法，
其中，当信号强度的相对水平高于本底噪声13.1dB时检测到侵入信号。
5.根据权利要求1所述的用于操作电力线通信系统的方法，
其中，在通信期间被开槽的频率范围的最小宽度为96kHz。
6.根据权利要求1所述的用于操作电力线通信系统的方法，其中，在通信期间被开槽的频率范围的宽度为100kHz的整数倍加上最小宽度。
7.根据权利要求1所述的用于操作电力线通信系统的方法，其中，被开槽的频率范围的中心与无线电广播载波对齐。
8.根据权利要求1所述的用于操作电力线通信系统的方法，其中，使用3kHz的分辨率带宽和平均值检测器在电力线通信设备处根据差模信号所测量的被开槽的频率范围中的发射信号强度的较低水平小于–99dBm。
9.一种电力线通信设备，包括：
检测单元，被配置为检测在非常高的频段中的侵入信号的频率；以及
开槽单元，被配置为在电力线通信设备与另一个电力线通信设备通信期间对由所述检测单元检测到的所述频率开槽，
其中，所述非常高的频段的频率范围为47MHz至68MHz。
10.一种电力线通信系统，至少包括：
两个根据权利要求9所述的电力线通信设备，其中，所述两个电力线通信设备适于经由电力线通信信道彼此通信。
CN201280016060.1A 2011-04-26 2012-02-02 操作电力线通信系统的方法、电力线通信设备、电力线通信系统 Active CN103460614B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11003426.1 2011-04-26
EP11003426 2011-04-26
PCT/EP2012/000473 WO2012146326A1 (en) 2011-04-26 2012-02-02 Method for operating a power line communication system, power line communication device, power line communication system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103460614A CN103460614A (zh) 2013-12-18
CN103460614B true CN103460614B (zh) 2015-11-25

Family

ID=45569557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280016060.1A Active CN103460614B (zh) 2011-04-26 2012-02-02 操作电力线通信系统的方法、电力线通信设备、电力线通信系统

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103460614B (zh)
WO (1) WO2012146326A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013105626A1 (de) * 2013-05-31 2014-12-04 Devolo Ag Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen von Störkomponenten
US20150111583A1 (en) * 2013-10-21 2015-04-23 Qualcomm Incorporated Communicating detection of controlled radio frequencies

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005117384A2 (en) * 2004-05-27 2005-12-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Multicarrier communication apparatus, system and method with reduced radiation power
EP2020758A1 (en) * 2007-08-01 2009-02-04 Sony Corporation Method for transmitting a signal over a power line channel and power line communication modem
WO2011006585A2 (en) * 2009-07-16 2011-01-20 Sony Corporation Communications system using adaptive frequency notching

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005117384A2 (en) * 2004-05-27 2005-12-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Multicarrier communication apparatus, system and method with reduced radiation power
EP2020758A1 (en) * 2007-08-01 2009-02-04 Sony Corporation Method for transmitting a signal over a power line channel and power line communication modem
WO2011006585A2 (en) * 2009-07-16 2011-01-20 Sony Corporation Communications system using adaptive frequency notching

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012146326A1 (en) 2012-11-01
CN103460614A (zh) 2013-12-18
WO2012146326A8 (en) 2013-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101772901B (zh) 用于在电力线信道上传输信号的方法和电力线通信调制解调器
US8368351B2 (en) Transmission line directional awareness for a charging station
US8258649B2 (en) Communicating over power distribution media
KR101556431B1 (ko) 전력선 통신 시스템에서의 단파장 무선 신호의 인그레스를 검출하는 방법 및 전력선 통신 모뎀
US20130099743A1 (en) Transmission line directional awareness
US9621285B2 (en) Power line communication modem, power line communication system and power line communication method
JP2010534990A5 (zh)
CN103460614B (zh) 操作电力线通信系统的方法、电力线通信设备、电力线通信系统
Awino et al. Empirical identification of narrowband interference in broadband PLC networks at the receiver
EP2860930A1 (en) Detecting repeated preamble symbols using over-sized discrete fourier transforms
Mishra et al. Suitable PHY layer of narrow-band power line carrier communication in emerging advanced metering infrastructure scenario
Schwager et al. Cognitive frequency exclusion in EN 50561-1: 2012
Song et al. A small size spectrum sensing prototype with improved robustness to interference
Mckeown et al. Noise in Broadband Power-Line Communication and Future Bandwidth Growth
WO2010151570A1 (en) Transmission line directional awareness

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant