CN104995847B - 一种用于经由电力线通信的方法和装置 - Google Patents

一种用于经由电力线通信的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于经由电力线通信的方法和装置，该装置包括：发送模块，用于在电力线的多个载波频段的每一个上持续发送具有预定电平的引导信号，其中，所述多个载波频段是彼此离散的，例如被已占用的载波频段间隔开；以及，传送模块，用于在所述多个载波频段的每一个上发送例如同一用户的数据。利用该方法和装置，可以保障通信设备的通信质量要求。

Description

一种用于经由电力线通信的方法和装置
技术领域
本发明涉及电力线载波通信领域，尤其涉及一种用于经由电力线通信的方法和装置。
背景技术
电力线载波通信(PLC：Power Line Carrier Communication)是以输电线路作为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设三条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。因此，电力线载波通信已成为电力部门优先采用的特有通信手段。
在现有的电力线载波通信方案中，通信设备利用电力线的一个连续的载波频段来传输各种业务的数据，该连续的载波频段的带宽足以保障通信设备的通信质量要求。图1A示出了连续的载波频段的一个例子。
然而，随着利用电力线进行通信的通信设备增多，会出现电力线在整个电力线可用的通信频带中分布有一定数量的占用频段，每个占用频段自身是一个连续的载波频段，各个占用频段彼此是相互独立的。由此，整个电力线可用的通信频带的大部分同时被使用。在如此情况下，如果某些通信设备仍然期望利用该电力线的某个具有指定带度(或带宽)的连续载波频段来传输数据，则电力线的未被占用的载波频段(如图1B所示)中找不到一个不小于该制定带度的连续载波频段来供这些通信设备使用。在这种情况下，这些通信设备只能降低通信质量要求(例如，减少业务的数量和/或降低数据速率)，使用电力线的一个连续的小于该指定带度的载波频段来通信。
发明内容
本发明实施例提供一种用于经由电力线通信的方法和装置，其可以保障通信设备的通信质量要求。
按照本发明实施例的一种用于经由电力线通信的方法，包括：在电力线的多个载波频段的每一个上持续发送具有预定电平的引导信号，其中，所述多个载波频段是相互离散的；以及，在所述多个载波频段的每一个上发送数据。
在一种具体实现方式中，在所述多个载波频段各自上发送的数据分别属于不同的业务。
按照本发明实施例的一种用于经由电力线通信的方法，包括：从电力线的多个载波频段的每一个接收引导信号和数据，其中，所述多个载波频段是相互离散的；计算从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值；以及，根据所计算的从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值，对从所述多个载波频段的每一个所接收的数据执行自动增益控制。
在一种具体实现方式中，从所述多个载波频段各自所接收的数据分别属于不同的业务。
按照本发明实施例的一种用于经由电力线通信的装置，包括：发送模块，用于在电力线的多个载波频段的每一个上持续发送具有预定电平的引导信号，其中，所述多个载波频段是相互离散的；以及，传送模块，用于在所述多个载波频段的每一个上发送数据。
在一种具体实现方式中，在所述多个载波频段各自上发送的数据分别属于不同的业务。
按照本发明实施例的一种用于经由电力线通信的装置，包括：接收模块，用于从电力线的多个载波频段的每一个接收引导信号和数据，其中，所述多个载波频段是相互离散的；计算模块，用于计算从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值；以及，增益控制模块，用于根据所计算的从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值，对从所述多个载波频段的每一个所接收的数据执行自动增益控制。
在一种具体实现方式中，从所述多个载波频段各自所接收的数据分别属于不同的业务。
从上面的描述可以看出，本发明实施例的方案组合电力线的多个相互离散的载波频段进行通信以满足通信所需的带宽要求，并且在该多个相互离散的载波频段的每一个上发送引导信号以使得作为接收方的通信设备能够基于在该多个载波频段的每一个上发送的引导信号的电平值对从该多个载波频段的每一个所接收的数据进行增益控制以满足信号水平要求，因此，与现有技术相比，本发明实施例的方案能够保障通信设备的通信质量要求。
附图说明
本发明的其它特征、特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。
图1A其示出了连续的载波频段的一个例子。
图1B其示出了电力线的载波频段的示意图。
图2示出了按照本发明一个实施例的电力线载波通信系统的示意图。
图3示出了按照本发明一个实施例的用于经由电力线通信的方法的流程图。
图4示出了按照本发明一个实施例的用于经由电力线通信的装置的示意图。
图5示出了按照本发明另一实施例的用于经由电力线通信的装置的示意图。
图6示出了按照本发明一个实施例的通信设备的示意图。
图7示出了按照本发明另一实施例的通信设备的示意图。
具体实施方式
下面，将结合附图详细本发明的各个实施例。
现在参见图2，其示出了按照本发明一个实施例的电力线载波通信系统的示意图。如图2所示，电力线载波通信系统100例如包括通信设备110、通信设备120、通信设备130、通信设备140和连接各个通信设备的电力线150。其中，通信设备110、通信设备120、通信设备130和通信设备140可以通过电力线150相互通信。这里，一个通信设备发出的数据可以视作为一个电力线通信用户的数据。该用户数据可以包括单一业务，也可以包括不同的多种业务。
现在参见图3。图3示出了按照本发明一个实施例的用于经由电力线通信的方法的流程图。这里，以通信设备110经由电力线150向通信设备130发送数据为例来详细描述本实施例的方法，并且假设通信设备110向通信设备130发送数据所需的带宽为K。
如图3所示，在步骤S300，如果电力线150不存在一个未被使用的其带宽不小于K的载波频段，则通信设备110和通信设备130获取电力线150上未被占用的载波频段，并从中选择多个载波频段PD。其中，该多个载波频段PD的总带宽大于或等于K。显然，该多个载波频段PD是相互离散的，例如该多个载波频段PD相互之间被已占用的载波频的间隔开。该多个载波频段PD与已占用载波频段之间的间隔亦满足通信干扰要求。在本发明一个实施例中，所述未被占用的载波频段可以为各个通信设备预先获知，或者可以通过检测电力线上的信号而获知。
在步骤S304，通信设备110在电力线150的该多个载波频段PD的每一个上持续地发送具有预定电平的引导信号。
在步骤S308，通信设备110在电力线150的该多个载波频段PD的每一个上发送要传输给通信设备130的数据。其中，该数据可以例如是同一电力线通信用户的不同业务数据。
在步骤S312，通信设备130从电力线150的该多个载波频段PD的每一个接收通信设备110发送的引导信号和数据。对于通信设备130而言，这些载波频段是预先已经获知的。如前所述，通信设备130可以预先被告知这些载波频段，也可以通过检测电力线上的信号而获知。
在步骤S316，通信设备130计算从该多个载波频段PD的每一个所接收的引导信号的电平值。
在步骤S320，通信设备130根据从该多个载波频段PD的每一个所接收的引导信号的电平值，对从该多个载波频段PD的每一个所接收的数据执行自动增益控制，以使得数据的信号电平满足预定的信号电平要求。在对所接收的数据执行自动增益控制之后，通信设备130可以进一步对所接收的数据进行后续处理，例如解调制、解码等。
从上面的描述可以看出，本实施例的方案组合电力线150的多个相互离散的载波频段进行通信以满足通信所需的带宽要求，并且在该多个相互离散的载波频段的每一个上发送引导信号以使得作为接收方的通信设备130能够基于在该多个载波频段的每一个上发送的引导信号的电平值对从该多个载波频段的每一个所接收的数据进行自动增益控制以满足信号水平要求，因此，本实施例的方案能够保障通信设备的通信质量要求。
本领域技术人员应当理解，虽然在上面的实施例中，电力线载波通信系统100包括四个通信设备，然而，本发明并不局限于此。在本发明的其它一些实施例中，电力线载波通信系统100所包括的通信设备的数目可以少于四个或多于四个。
本领域技术人员应当理解，虽然在上面的实施例中，在电力线150不存在一个未被使用的其带宽不小于K的载波频段的情况下，通信设备110和通信设备130才从电力线150的各个未被使用的载波频段中选择多个载波频段进行通信，然而，本发明并不局限于此。在本发明的其它一些实施例中，即使在电力线150存在一个未被使用的其带宽不小于K的载波频段的情况下，通信设备110和通信设备130也可以从电力线150的各个未被使用的载波频段中选择多个载波频段进行通信。
本领域技术人员应当理解，通信设备110在该多个载波频段PD各自上所发送的数据可以属于不同的业务(例如，数字数据业务、模拟语音业务、模拟数字业务和保护信令业务等)。在这种情况下，由于该多个载波频段PD是相互离散的，因此，各个业务之间的相互干扰被减少甚至消除。
本领域技术人员应当理解，通信设备110也可以在该多个载波频段PD的若干个载波频段中同时发送同一业务的相同数据。这样即使该若干个载波频段中的某些载波频段由于干扰而无法工作，作为接收方的通信设备130也能从该若干个载波频段中的其它载波频段接收该同一业务的该相同数据。这里，如果通信设备130从两个或两个以上载波频段接收到同一业务的多份相同数据，则通信设备130可以仅接受从信号质量状况最好的载波频段所接收的那份数据作为接收数据，或者，可以把该多份相同数据进行加权求和得到的数据作为接收数据。
本领域技术人员应当理解，在通信设备110在电力线150的该多个载波频段PD的每一个上发送数据之前，通信设备110可以测量该多个载波频段PD的每一个的信号质量状况，然后，通信设备110根据所测量的该多个载波频段PD的每一个的信号质量状况，使用合适的调制方法来对将要在该多个载波频段PD的每一个上传输的数据进行调制，最后，把调制后的数据在相应的载波频段上发送。该合适的调制方法按照以下方式选择：当载波频段的信号质量状况良好时使用能获得较高的有效数据传输速率的调制方法；以及，当载波频段的信号质量状况较差时使用抗干扰能力较强的调制方法。换言之，在该多个载波频段PD的每一个载波频段PD上发送的数据所采用的调制方法基于该载波频段PDi的信号质量状况确定。
现在参见图4，其示出了按照本发明一个实施例的用于经由电力线通信的装置的示意图。图4所示的装置可以利用软件、硬件(例如集成电路或FPGA等)或软硬件结合的方式来实现，并且可以安装在作为发送方的通信设备中。
如图4所示，用于经由电力线通信的装置400可以包括发送模块410和传送模块420。其中，发送模块410可以用于在电力线的多个载波频段的每一个上持续发送具有预定电平的引导信号，其中，所述多个载波频段是相互离散的。传送模块420可以用于在所述多个载波频段的每一个上发送数据。
其中，在所述多个载波频段各自上所发送的数据可以分别属于不同的业务。
其中，在所述多个载波频段的每一个上所发送的数据所采用的调制方法基于该载波频段的信号质量状况确定。
其中，在所述多个载波频段的若干个载波频段中所发送的数据可以是同一业务的相同数据。
现在参见图5，其示出了按照本发明另一实施例的用于经由电力线通信的装置的示意图。图5所示的装置可以利用软件、硬件(例如集成电路或FPGA等)或软硬件结合的方式来实现，并且可以安装在作为接收方的通信设备中。
如图5所示，用于经由电力线通信的装置500可以包括接收模块510、计算模块520和增益控制模块530。其中，接收模块510可以用于从电力线的多个载波频段的每一个接收引导信号和数据，其中，所述多个载波频段是相互离散的。计算模块520可以用于计算从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值。增益控制模块530可以用于根据所计算的从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值，对从所述多个载波频段的每一个所接收的数据执行自动增益控制。
其中，在所述多个载波频段各自上所接收的数据可以分别属于不同的业务。
其中，在所述多个载波频段的每一个上所接收的数据所采用的调制方法基于该载波频段的信号质量状况确定。
其中，在所述多个载波频段的至少一个载波频段中所接收的数据可以是同一业务的相同数据。
现在参见图6，其示出了按照本发明一个实施例的通信设备的示意图。如图6所示，通信设备600可以包括用于存储可执行指令的存储器610和处理器620。
其中，处理器620可以根据存储器610所存储的可执行指令，执行以下操作：在电力线的多个载波频段的每一个上持续发送具有预定电平的引导信号，其中，所述多个载波频段是相互离散的；以及，在所述多个载波频段的每一个上发送数据。
其中，在所述多个载波频段各自上所发送的数据可以分别属于不同的业务。
其中，在所述多个载波频段的每一个上所发送的数据所采用的调制方法基于该载波频段的信号质量状况确定。
现在参见图7，其示出了按照本发明一个实施例的通信设备的示意图。如图7所示，通信设备700可以包括用于存储可执行指令的存储器710和处理器720。
其中，处理器720可以根据存储器710所存储的可执行指令，执行以下操作：从电力线的多个载波频段的每一个接收引导信号和数据，其中，所述多个载波频段是相互离散的；计算从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值；以及，根据所计算的从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值，对从所述多个载波频段的每一个所接收的数据执行自动增益控制。
其中，在所述多个载波频段各自上所接收的数据可以分别属于不同的业务。
其中，在所述多个载波频段的每一个上所接收的数据所采用的调制方法基于该载波频段的信号质量状况确定。
本发明实施例还提供一种机器可读介质，其上存储可执行指令，当该可执行指令被执行时，使得机器实现处理器620或720的操作。
本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。

Claims (13)

1.一种用于经由电力线通信的方法，包括：
获得电力线上的未占用的多个载波频段，其中所述多个载波频段彼此离散的；
在所述多个载波频段的每一个上持续发送具有预定电平的引导信号；以及
在所述多个载波频段的每一个上发送数据，其中所述数据为同一电力线通信用户的数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中
在所述多个载波频段各自上发送的数据分别属于同一电力线通信用户的不同的业务。
3.如权利要求1所述的方法，其中
在所述多个载波频段中的至少两个载波频段上发送的数据彼此相同。
4.如权利要求1所述的方法，其中，在所述多个载波频段的每一个上所发送的数据所采用的调制方法基于该载波频段的信号质量状况确定。
5.一种用于经由电力线通信的方法，包括：
获取电力线上用于传送同一用户的数据的多个载波频段，其中所述多个载波频段彼此离散的；
从电力线上的所述多个载波频段的每一个上接收引导信号和数据；
计算从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值；以及
根据所计算的从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值，对从所述多个载波频段的每一个所接收的数据执行自动增益控制。
6.如权利要求5所述的方法，其中
从所述多个载波频段各自所接收的数据分别属于同一用户的不同业务。
7.如权利要求5所述的方法，其中
在所述多个载波频段中的至少两个载波频段上发送的数据彼此相同，
且该方法还包括：
基于从所述至少两个载波频段上获取的信号，得到所需的数据。
8.如权利要求1或5所述的方法，其中
所述多个载波频段是被已占用的载波频段间隔开的。
9.一种用于经由电力线通信的装置，包括：
发送模块，用于在电力线的多个载波频段的每一个上持续发送具有预定电平的引导信号，其中，所述多个载波频段是预先获得的彼此离散的载波频段，以及
传送模块，用于在所述多个载波频段的每一个上发送数据，其中所述数据为同一电力线通信用户的数据。
10.如权利要求9所述的装置，其中
在所述多个载波频段各自上发送的数据分别属于同一用户的不同的业务。
11.如权利要求9所述的装置，其中
在所述多个载波频段中至少两个载波频段上发送的数据彼此相同。
12.一种用于经由电力线通信的装置，包括：
接收模块，用于从电力线的多个载波频段的每一个接收引导信号和数据，其中，所述多个载波频段是预先获得的彼此离散的载波频段；
计算模块，用于计算从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值；以及
增益控制模块，用于根据所计算的从所述多个载波频段的每一个所接收的引导信号的电平值，对从所述多个载波频段的每一个所接收的数据执行自动增益控制。
13.如权利要求12所述的装置，其中
从所述多个载波频段各自所接收的数据分别属于不同的业务。
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