CN115085763A - 电力线通信系统 - Google Patents

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Abstract

一种电力线通信系统，包括第一节点和第二节点。第一节点包括第二节点连接端；第一节点传输模块。第二节点包括第二节点输入电压端，连接到第一节点的第二节点连接端以接收第一节点输出电压信号。第二节点使用第一节点输出电压信号作为电源电压。第二节点包括第二节点传输模块；基于第二节点传输数据而调制第二节点电流信号的电流电平。第二节点包括第二节点接收模块，处理接收到的第一节点输出信号的电压电平以便解调第一节点传输数据。第一节点包括第一节点接收模块，处理在第二节点连接端处从第二节点接收到的第二节点电流信号的电流电平，以解调第二节点传输数据。

Description

电力线通信系统
技术领域
本公开涉及电力线通信系统。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供一种电力线通信系统，包括：
第一节点，所述第一节点包括：
第二节点连接端；
第一节点传输模块，所述第一节点传输模块被配置成：
将第一节点输出信号提供到所述第二节点连接端；并且
基于第一节点传输数据而调制所述第一节点输出信号的电压电平；
第二节点，所述第二节点包括：
第二节点输入电压端，所述第二节点输入电压端连接到所述第一节点的所述第二节点连接端以便从所述第一节点传输模块接收第一节点输出电压信号，其中所述第二节点被配置成使用所述第一节点输出电压信号作为电源电压；
第二节点传输模块，所述第二节点传输模块被配置成：
将第二节点电流信号提供到所述第二节点输入电压端以供传输到所述第一节点的所述第二节点连接端；并且
基于第二节点传输数据而调制所述第二节点电流信号的电流电平；
第二节点接收模块，所述第二节点接收模块被配置成处理接收到的第一节点输出信号的所述电压电平以便解调所述第一节点传输数据；
其中所述第一节点另外包括：
第一节点接收模块，所述第一节点接收模块被配置成处理在所述第二节点连接端处从所述第二节点接收到的所述第二节点电流信号的所述电流电平，以便解调所述第二节点传输数据。
有利地，可通过用于将所述第一节点输出信号从所述第一节点传送到所述第二节点的相同导线将所述第二节点电流信号的已调制电流电平从所述第二节点传送到所述第一节点。因此，当与控制器局域网(CAN)总线实施方案相比较时，可以减少实施通信的布线的量以及到所述第二节点的电源电压的提供量。
在一个或多个实施例中，所述第一节点传输模块包括：
被配置成接收电源电压的第一节点传输模块输入端；以及
被配置成提供所述第一节点输出信号的第一节点传输模块输出端。
在一个或多个实施例中，所述第一节点接收模块包括：
第一节点接收模块输入端；以及
第一节点接收模块输出端。
所述第一节点传输模块输出端可连接到所述第一节点接收模块输出端。所述第一节点接收模块输入端可连接到所述第二节点连接端。所述第一节点接收模块可被配置成在所述第一节点接收模块输出端与所述第一节点接收模块输入端之间提供连接以便将所述第一节点输出信号传送到所述第二节点连接端。
在一个或多个实施例中，所述第一节点接收模块被配置成选择性地在所述第一节点接收模块输出端与所述第一节点接收模块输入端之间提供连接，以便选择性地：
将所述第一节点输出信号传送到所述第二节点连接端；或
使所述第二节点与所述第一节点传输模块断开连接。
在一个或多个实施例中，所述电力线通信系统另外包括断开连接开关，所述断开连接开关被配置成选择性地在所述第一节点接收模块输出端与所述第一节点接收模块输入端之间提供所述连接。
在一个或多个实施例中，所述第一节点的所述第二节点连接端具有到所述第二节点的所述第二节点输入电压端的有线连接，以用于传送所述第一节点输出信号和所述第二节点电流信号。
在一个或多个实施例中，所述第一节点传输模块被配置成在所述第二节点传输模块将所述第二节点电流信号提供到所述第二节点输入电压端以供传输到所述第一节点的所述第二节点连接端的同时将所述第一节点输出信号提供到所述第二节点连接端。
在一个或多个实施例中，所述第一节点包括：
一个或多个额外第一节点接收模块；以及
一个或多个第二节点连接端，其中的每一者与所述一个或多个额外第一节点接收模块中的相应一者相关联；
在一个或多个实施例中，所述电力线通信系统另外包括一个或多个额外第二节点，其中的每一者与所述一个或多个第二节点连接端中的相应一者相关联。
每一额外第二节点可包括：
第二节点输入电压端，所述第二节点输入电压端连接到所述第一节点的相关联第二节点连接端以便从所述第一节点传输模块接收所述第一节点输出电压信号，其中所述额外第二节点被配置成使用所述第一节点输出电压信号作为电源电压；
第二节点传输模块，所述第二节点传输模块被配置成：
将第二节点电流信号提供到所述额外第二节点的所述第二节点输入电压端以供传输到所述第一节点的所述相关联第二节点连接端；并且
基于与所述额外第二节点相关联的第二节点传输数据而调制所述第二节点电流信号的所述电流电平；以及
第二节点接收模块，所述第二节点接收模块被配置成处理所述接收到的第一节点输出信号的所述电压电平以便解调所述第一节点传输数据。
每一额外第一节点接收模块可被配置成处理从所述相关联额外第二节点接收到的所述第二节点电流信号的所述电流电平，以便解调与所述额外第二节点相关联的所述第二节点传输数据。
在一个或多个实施例中，所述第二节点传输模块包括：
连接于参考端与所述第二节点输入电压端之间的可变电流源，并且其中所述第二节点被配置成基于所述第二节点传输数据而调制所述可变电流源的所述电流电平。
在一个或多个实施例中，所述第二节点传输模块另外包括：
连接于所述参考端与所述第二节点输入电压端之间的电容器。
在一个或多个实施例中，所述第一节点传输模块包括：
可变电流源，所述可变电流源连接于参考端与所述第二节点连接端之间；
传输开关，所述传输开关串联连接于第一节点传输模块输入端与所述第二节点连接端之间；
电阻器，所述电阻器与所述传输开关并联连接，使得自身同样串联连接于所述第一节点传输模块输入端与所述第二节点连接端之间。
所述第一节点可被配置成基于所述第一节点传输数据而调制所述可变电流源的所述电流电平。所述第一节点可被配置成在所述第一节点传输模块正进行传输时使所述传输开关闭合。
在一个或多个实施例中，所述第一节点传输模块另外包括：
连接于所述参考端与所述第二节点连接端之间的电容器。
还提供一种包括本文中所公开的任何系统的汽车门禁系统。
在一个或多个实施例中，所述第二节点包括超宽带锚点。
还提供一种操作电力线通信系统的方法，其中所述电力线通信系统包括第一节点和第二节点，并且其中所述方法包括：
所述第一节点进行以下操作：
将第一节点输出信号提供到所述第一节点的第二节点连接端；以及
基于第一节点传输数据而调制所述第一节点输出信号的电压电平；
所述第二节点进行以下操作：
在所述第二节点的第二节点输入电压端处从所述第一节点接收第一节点输出电压信号，且使用所述第一节点输出电压信号作为所述第二节点的电源电压；
将第二节点电流信号提供到所述第二节点输入电压端以供传输到所述第一节点的所述第二节点连接端；以及
基于第二节点传输数据而调制所述第二节点电流信号的电流电平；
处理接收到的第一节点输出信号的所述电压电平以便解调所述第一节点传输数据；
所述第一节点进行以下操作：
处理在所述第二节点连接端处从所述第二节点接收到的所述第二节点电流信号的所述电流电平，以便解调所述第二节点传输数据。
在一个或多个实施例中，所述电力线通信系统另外包括一个或额外第二节点，并且其中所述第一节点包括一个或多个额外第二节点连接端，其中的每一者与所述一个或多个额外第二节点中的相应一者相关联，并且其中所述方法包括：
每一额外第二节点进行以下操作：
在所述额外第二节点的第二节点输入电压端处从所述第一节点接收所述第一节点输出电压信号，且使用所述第一节点输出电压信号作为所述额外第二节点的电源电压；
将第二节点电流信号提供到所述第二节点输入电压端以供传输到所述第一节点的相关联第二节点连接端；
基于第二节点传输数据而调制所述第二节点电流信号的所述电流电平；以及
处理所述接收到的第一节点输出信号的所述电压电平以便解调所述第一节点传输数据；以及
所述第一节点进行以下操作：
处理在相关联额外第二节点连接端处从所述一个或多个额外第二节点中的每一者接收到的所述第二节点电流信号的所述电流电平，以便解调来自每一额外第二节点的所述第二节点传输数据。
虽然本公开容许各种修改和替代形式，但其细节已经借助于例子在图示中示出且将进行详细描述。然而，应理解，除所描述的具体实施例以外的其它实施例也是可能的。也涵盖落在所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和替代实施例。
以上论述并非旨在表示当前或未来权利要求集的范围内的每一示例实施例或每一实施方案。以下附图和具体实施方式还举例说明了各种示例实施例。结合附图考虑以下详细描述可以更全面地理解各种示例实施例。
附图说明
现将仅借助于例子参考附图来描述一个或多个实施例，在附图中：
图1示出了电力线通信系统的示例实施例；
图2示出了电力线通信系统的另一示例实施例；
图3示出了第一节点接收模块和第二节点传输模块的示例实施例；
图4示出了第一节点接收模块和第二节点传输模块的示例实施例；
图5示出了包括第一节点和第二节点的电力线通信系统的示例实施例；
图6示出了包括第一节点和多个第二节点的示例电力线通信系统；并且
图7示意性地示出了操作电力线通信系统的方法。
具体实施方式
控制器局域网(CAN)总线可用于连接汽车中的多个超宽带(UWB)锚点。作为汽车门禁特征的一部分，此类UWB锚点可用于确定用户的钥匙相对于汽车的位置。这种CAN总线可为用于支持UWB的汽车门禁特征的专用(专有)总线。至少4个UWB锚点可以在此总线上连接到所谓的UWB测距主控电子控制单元(ECU)，所述ECU还可作为进入整个车辆的CAN总线的网关。拓扑的优点在于它可利用现成的组件构建。此外，CAN总线为经过验证的系统。然而，此系统电流消耗高、实施成本高且在同步能力方面可能有缺点。
从此系统的平均电流消耗来看。所有UWB锚点(最少4个)都是永久供电的且电流消耗可达到100μA(因此整个系统的电流消耗大于400μA)。各种应用——尤其是汽车行业中的各种应用，要求整个系统的平均电流消耗小于2mA。例如，汽车行业已习惯于传统的基于低频(LF)的汽车门禁系统的低电流消耗。因此，利用这种CAN架构，至少20％的总电流消耗被CAN系统用来与UWB锚点通信。此外，在一些高档车辆中，可存在8个UWB锚点，在此情况下，对于UWB测距系统，CAN总线使用大于800μA的电流(超过40％的总电流)。然而，当汽车停放并等待低功耗蓝牙(BLE)配对的手机出现在车辆附近时，UWB系统不会进行除汲取电流之外的任何操作。
从实施此CAN系统的成本来看，此专有CAN总线的布线工作量和成本相当大，这是因为每一UWB锚点(电源/CAN_H/CAN_L/(GND*))需要至少3到4根导线。
从同步来看，对于当前系统，协议同步经由空中接口(UWB)发生。可能不是所有的UWB锚点都会与UWB测距主控装置通信，例如这是因为当钥匙(其可为手机)发起测距会话时，不是所有的UWB锚点都会感测UWB信号。在最差的情况情境中，汽车的UWB锚点可能都不感测UWB信号。因此，这些UWB锚点会长时间保持活动状态，持续等待接收UWB信号，从而耗散大量电力。反之，这也可能是此ECU的热管理的挑战，因为所述UWB锚点就其在印刷电路板(PCB)上所占据的空间来说应极小。
图1示出了电力线通信系统100的示例实施例。所述系统包括第一节点102和第二节点104。第一节点102可为主控节点，例如用于汽车中的UWB测距系统的测距主控装置。第二节点104可为多个UWB锚点中的一者。
第一节点102通过电缆/导线103与第二节点102进行有线通信。第一节点102包括第二节点连接端106。第二节点104包括第二节点输入电压端114。导线103连接于第二节点连接端106与第二节点输入电压端114之间。如下文将描述，导线103用于将电源电压提供到第二节点104。导线103还提供第一节点102与第二节点104之间的双向通信。因此，图1的系统可被视为提供双向电力线通信。在一些例子中，图1的系统100可为车载UWB系统的一部分。本文所描述的一个或多个例子可以改进/优化总体系统性能参数，例如多个UWB锚点的平均电流消耗、成本和接收器同步。此外，还可满足可用于汽车应用的电磁干扰(EMI)发射限制。
第一节点102包括第一节点传输模块108和第一节点接收模块126。第二节点104包括第二节点传输模块116和第二节点接收模块122。第一节点传输模块108用于调制第一节点传输数据112且将所述第一节点传输数据112传输到第二节点的第二节点接收模块122。第二节点传输模块116用于调制第二节点传输数据120且将所述第二节点传输数据120传输到第一节点102的第一节点接收模块126。
更具体地说，第一节点102的第一节点传输模块108将第一节点输出信号110提供到第二节点连接端106，并且基于第一节点传输数据112而调制第一节点输出信号110的电压电平。此调制可为幅度调制，使得可将增量应用于第一节点输出信号110的电压电平，以便传送第一节点传输数据112。
第二节点104的第二节点输入电压端114连接到第一节点102的第二节点连接端106(在此例子中通过导线103连接)，以便从第一节点传输模块108接收第一节点输出电压信号110。第二节点104使用第一节点输出电压信号110作为第二节点104的电源电压。因此，应了解，第一节点传输数据112的调制应以此方式使得第一节点输出电压信号110仍可用作第二节点104的稳定电源电压。在其中第一节点传输模块108使用幅度调制的例子中，应用于第一节点输出信号110的电压电平的任何增量的大小应足够小，使得其不会影响第二节点104处的电压电源的稳定性。此外，还可在可用于解调已调制数据的精确性与将由改变第一节点输出信号110的电压电平而产生的EMI之间存在权衡。
第二节点104的第二节点接收模块122处理接收到的第一节点输出信号110的电压电平，以便解调第一节点传输数据112。下文将描述可如何关于第一节点输出信号110调制和解调第一节点传输数据112的例子。
第二节点的第二节点传输模块116将第二节点电流信号118提供到第二节点输入电压端114以供传输到第一节点102的第二节点连接端106。第二节点传输模块116基于第二节点传输数据120调制第二节点电流信号118的电流电平。第一节点102的第一节点接收模块126处理在第二节点连接端106处从第二节点104接收到的第二节点电流信号118的电流电平，以便解调第二节点传输数据120。
有利地，可通过用于将第一节点输出信号110从第一节点102传送到第二节点104的相同导线103将第二节点电流信号118的已调制电流电平从第二节点104传送到第一节点102。又另外，如下文将论述，图1的系统100可提供第一节点102与第二节点104之间的全双工通信。也就是说，第一节点102可在第二节点104将第二节点传输数据120传送到第一节点102的同时将第一节点传输数据112传送到第二节点104。可替换的是，可使用时分复用，使得第一节点102在不同于第二节点104将第二节点传输数据120传送到第一节点102的时间将第一节点传输数据112传送到第二节点104。
在此例子中，第一节点传输模块108包括接收电源电压VSUPPLY 130的第一节点传输模块输入端132。在汽车应用中，电源电压VSUPPLY 130可由电池提供。因此，电力消耗可为极重要的考虑因素。第一节点传输模块108还包括提供第一节点输出信号110的第一节点传输模块输出端134。
第一节点接收模块126包括从第二节点104接收第二节点电流信号118的第一节点接收模块输入端138。第一节点接收模块126还包括提供已解调的第二节点传输数据120的第一节点接收模块输出端136。在此例子中，第一节点接收模块126还包括接收电源电压VSUPPLY 130的第一节点接收模块电源端135。如应从图2了解，在一些例子中，第一节点接收模块输出端136和第一节点接收模块电源端135可为相同的端。
在此例子中，第一节点传输模块输出端134直接连接到第二节点连接端106，且第一节点接收模块输入端138也直接连接到第二节点连接端106。以此方式，第一节点传输模块108可被视为与第一节点接收模块126并联。在替代实施例中，如下文将描述，第一节点传输模块108和第一节点接收模块126可彼此串联地设置。无论实施方案如何，第一节点传输模块108将第一节点输出信号110提供到第二节点连接端106，且第一节点接收模块126从第二节点连接端106接收第二节点电流信号118。
第二节点接收模块122包括第二节点接收模块输入端142，所述第二节点接收模块输入端142连接到第二节点输入电压端114以使得其从第一节点102接收第一节点输出信号110。第二节点传输模块116包括第二节点传输模块输出端140，所述第二节点传输模块输出端140也连接到第二节点输入电压端114以使得其可将第二节点电流信号118提供到第一节点102。
图2示出了电力线通信系统200的另一示例实施例。图2的与图1共同的特征将在200系列中被给定对应的附图标记，且此处将不必再详细描述。在图2中，第一节点传输模块208和第一节点接收模块226彼此串联地设置。图2中的第二节点204以与图1中的第二节点相同的方式实施。
在图2中，第一节点传输模块208具有第一节点传输模块输入端232和第一节点传输模块输出端234。第一节点接收模块226具有第一节点接收模块输入端238和第一节点接收模块输出端236。第一节点传输模块输入端232接收电源电压VSUPPLY 230。第一节点传输模块输出端234连接到第一节点接收模块输出端236。第一节点接收模块输入端238连接到第二节点连接端206。以此方式，第一节点传输模块208经由第一节点接收模块226将第一节点输出信号210提供到第二节点连接端206。也就是说，第一节点接收模块226可在第一节点接收模块输出端236与第一节点接收模块输入端238之间提供连接(在一些例子中，直接连接)，以便将第一节点输出信号210传送到第二节点连接端206。
图3示出了可通过电缆303彼此通信的第一节点接收模块326和第二节点传输模块316的示例实施例。更具体地说，第二节点传输模块316可通过电缆303将第二节点电流信号318发送到第一节点接收模块326。
在此例子中，第二节点传输模块316包括连接于参考端与第二节点传输模块316的第二节点传输模块输出端340之间的可变电流源344。如图3中示意性地所示，第二节点使用波形成型基于第二节点传输数据(TX数据)而调制可变电流源344的电流电平(i-负载)。可使用任何已知的适合波形成型算法来减小调制的EMI效应。例如，利用方波函数调制第二节点传输数据可能会生成在汽车环境中不可接受的谐波。电磁环境(EME)的可实现限制可限定可用于传送第二节点传输数据的最大数据速率。
第二节点传输模块316还包括连接于参考端与第二节点传输模块输出端340之间的电容器346。电容器346可使第二节点电流信号318平滑，且其还可用于静电放电(ESD)保护。
第一节点接收模块326包括可感测在第一节点接收模块输入端338处接收到的第二节点电流信号318的电流电平的电流感测(i-感测)电路。i-感测电路的实施方案可例如包括：具有一些电流镜的电流复制电路；或具有差分放大器的分流电阻器。在图3中，第一节点接收模块326包括电流复制电路350。如图3中示意性地所示，第一节点接收模块326关于第二节点电流信号318的所感测电流电平解调第二节点传输数据(RX数据)。在此实施方案中，第一节点接收模块326还包括连接于第一节点接收模块输入端338与参考端之间的电容器348。电容器348还可提供平滑作用且适用于静电放电(ESD)保护。
图3的第一节点接收模块326可与第一节点传输模块(未示出)串联连接，使得其第一节点接收模块输出端336接收电源电压。如果第一节点正进行传输，则此电源电压可为已调制的电源电压、实施为第一节点输出信号。
在此例子中，第一节点接收模块326还包括被配置成选择性地使第一节点接收模块输出端336与第一节点接收模块输入端338连接或断开连接的断开连接开关352。当断开连接开关352断开/不导电时，第一节点接收模块输出端336与第一节点接收模块输入端338断开连接。在其中图3的第一节点接收模块326与第一节点传输模块(如图2所示)串联连接的例子中，断开所述断开连接开关352使得第二节点与第一节点断开连接。这对于隔离第二节点可能是有利的，在其中第二节点为UWB锚点的例子中，隔离第二节点可被称为对锚点进行噪声抑制。以此方式，为个别第二节点提供开关，以使得故障保护功能性可用且在第二节点处存在问题的情况下不会停用整个系统。汽车应用中的此种问题可能是UWB锚点处的电源线束短路。此外，能够在不需要时使锚点/第二节点断开连接可用于降低电力消耗。如上文所指示，UWB锚点可在于低电力模式下被供电时汲取100μA。因此，当UWB锚点与电源断开连接时，由UWB锚点汲取的电流可减小到0μA。
已通过模拟图3的电路的操作和绘制发射与频率的关系图发现，发射处于汽车应用的可接受EME限制的范围内。如果需要，可优化电流源和波形成型的实施方案以进一步减小发射。
图4示出了可通过电缆403彼此通信的第一节点传输模块408和第二节点接收模块422的示例实施例。更具体地说，第一节点传输模块408可通过电缆403将第一节点输出信号410发送到第二节点接收模块422。
在此例子中，第一节点传输模块408包括连接于参考端与第一节点传输模块408的第一节点传输模块输出端434之间的可变电流源456。第一节点传输模块408还包括电阻器458和传输开关460。传输开关460串联连接于第一节点传输模块输入端432与第一节点传输模块输出端434之间。电阻器458与传输开关460并联连接，使得它也串联连接于第一节点传输模块输入端432与第一节点传输模块输出端434之间。以此方式：当传输开关460闭合/导电时，其使电阻器458短路；并且当传输开关460断开/不导电时，电阻器458串联连接于第一节点传输模块输入端432与第一节点传输模块输出端434之间。
如图4中示意性地所示，当第一节点传输模块408正进行传输时：(i)传输开关460断开/不导电；并且(ii)第一节点使用波形成型基于第一节点传输数据(TX数据)调制可变电流源456的电流电平(i-负载)。可使用任何已知的适合波形成型算法来减小调制的EMI效应。传输开关460断开以使得由可变电流源456提供的电流流过电阻器458，且因此所述电流引起电阻器458两端的额外或减小的电压降。以此方式，第一节点传输模块408基于第一节点传输数据(TX数据)调制第一节点输出信号410的电压电平。如图4中所指示，电压调制被定义为R*i-负载。即，电阻器458的电阻(R)与可变电流源456的电流电平(i-负载)的乘积。
因此，只要第一节点正进行传输，在此例子中的传输开关460就应断开/不导电。当第二节点正进行传输时，传输开关460是断开还是闭合可能无关紧要。
第一节点传输模块408还包括连接于参考端与第一节点传输模块输出端434之间的电容器462。
第二节点接收模块422包括可感测在第二节点接收模块输入端442处接收到的第一节点输出信号410的电压电平的电压感测(V-感测)电路464。V-感测电路464的实施方案可例如包括简单的比较器解决方案或具有适当后处理的ADC(模数转换器)，如本领域中众所周知的。如图4中示意性地所示，第二节点接收模块422关于第一节点输出信号410的所感测电压电平解调第一节点传输数据(RX数据)。在此实施方案中，第二节点接收模块422还包括连接于第二节点接收模块输入端442与参考端之间的电容器466。
图4所示的电容器462、466可提供平滑作用且还适用于静电放电(ESD)保护。
已通过模拟图4的电路的操作和绘制发射与频率的关系图发现，发射处于汽车应用的可接受EME限制的范围内。此外，如果需要，可优化电路的实施方案以减小EME或增大数据速率。
图5示出了包括通过导线503连接在一起的第一节点502和第二节点504的电力线通信系统500的示例实施例。如从图5可见，第一节点502的第二节点连接端506具有到第二节点输入电压端514的有线连接503，用于传送第一节点输出信号和第二节点电流信号。
图5的系统500对应于图2的系统，其中包括图3和4的示例实施方案的另外细节。
更具体地说，第一节点502具有串联连接于电压源530与第二节点连接端506之间的第一节点传输模块508和第一节点接收模块526。第二节点504具有均连接到第二节点输入电压端514的第二节点传输模块516和第二节点接收模块522。
第一节点接收模块526包括以与图3的对应组件相同的方式连接的断开连接开关552。以此方式，第一节点接收模块526可使用断开连接开关552选择性地在第一节点接收模块输出端536与第一节点接收模块输入端538之间提供连接，以便选择性地：
·将第一节点输出信号510从第一节点传输模块508传送到第二节点连接端506；或
·使第二节点504与第一节点传输模块508断开连接。
图6示出了包括第一节点602和多个第二节点604A、604B的示例电力线通信系统600。图6的系统600用于汽车应用，其中第一节点602为测距主控装置且第二节点604A-B为UWB锚点。多个第二节点可被标识为第二节点604A和一个或多个额外第二节点604B(图6中仅示出一个额外第二节点604B，但应了解，可存在任何数目的额外第二节点)。
第一节点602包括第一节点传输模块608和多个第一节点接收模块626A-C。多个第一节点接收模块可被标识为第一节点接收模块626A和一个或多个额外第一节点接收模块626B-C(图6中示出两个额外第一节点接收模块626A-B，但应了解，可存在任何数目的额外第一节点接收模块，其中每一额外第一节点接收模块对应于额外第二节点604B)。
第一节点602还具有一个或多个第二节点连接端606B-C，其中的每一者与一个或多个额外第一节点接收模块626B-C中的相应一者相关联。这些第二节点连接端606B-C还可被称为额外第二节点连接端606B-C。一个或多个额外第二节点604B中的每一者与一个或多个第二节点连接端606B-C中的相应一者相关联。
每一额外第二节点604B包括第二节点输入电压端614B，其连接到第一节点602的相关联第二节点连接端606B以便从第一节点传输模块608接收第一节点输出电压信号(图6中的开关式VBAT)。
额外第二节点604B被配置成以与上文所描述相同的方式使用第一节点输出电压信号(开关式VBAT)作为电源电压。额外第二节点604B包括第二节点传输模块616B，其将第二节点电流信号提供到额外第二节点604B的第二节点输入电压端614B以供传输到第一节点602的相关联第二节点连接端606B。以与上文所描述相同的方式，第二节点传输模块616B基于与额外第二节点604B相关联的第二节点传输数据调制第二节点电流信号的电流电平。
另外，额外第二节点604B包括处理接收到的第一节点输出信号的电压电平以便解调第一节点传输数据的第二节点接收模块622B。每一额外第一节点接收模块626B被配置成处理从相关联的额外第二节点604B接收到的第二节点电流信号的电流电平，以便解调与额外第二节点604B相关联的第二节点传输数据。
因此应了解，第一节点传输模块608用于将相同的第一节点输出信号传输到第二节点604A-B中的每一者。然而，在此例子中，多个第一节点接收模块626A-C用于从多个第二节点604A-B中的相关联的一者接收第二节点电流信号。
在图6的例子中，每一第二节点604A-B包括电力管理集成电路(PMIC)670。PMIC670包括降压式转换器，且还包括上文所描述的第二节点接收模块622A和第二节点传输模块616A。每一第二节点604A-B还包括UWB收发器(UWB TRX)672。PMIC 670使用来自第一节点传输模块608的第一节点输出电压信号(开关式VBAT)为UWB TRX 672提供电源电压。
PMIC 670还将已解调的第一节点传输数据612提供到UWB TRX 672，且从UWB TRX672接收第二节点传输数据620以用于进行调制并将其传输到第一节点602。
第一节点602(测距主控装置)可在一侧上连接到汽车电池，且可在另一侧上为所有第二节点604A-B(锚点)供应开关电池电源。第二节点604A-B(锚点装置)的数目限定用于分配电池电源的第一节点602(测距主控装置)中的开关的数目。除这些开关之外，第一节点602(测距主控装置)还包括用以检测相关联的第二节点604A-B(锚点)的负载调制的第一节点接收模块(电流感测电路)以及用以调制电源以与第二节点604A-B(锚点)对话的第一节点传输模块608(电压负载电路)。
第二节点604A-B(锚点)中的每一者包括用于负载调制的第二节点传输模块616A-B(电流负载电路)以及用于检测第一节点602(测距主控装置)所施加的电压调制的第二节点接收模块622A-B(电压感测电路)。
本文所公开的一个或多个例子可提供：
·从测距主控装置到所有个别锚点(点对点连接)的可开关电池电源，用以在不需要时关闭(节省电流/每一锚点100μA)。
·位于主控装置和锚点侧处的双向电力线电路，其允许从锚点到主控装置的数据通信和从主控装置到锚点的数据通信。每一侧都可接收数据负载调制并调制电源线上的数据。
·用于电力线通信的基于负载调制的驱动电平和数据速率，其经优化以满足汽车行业中的EMC限制(其可对应于当今的汽车OEM LIN限制)。
·RX激活与BLE和手机商定的全球时间的同步，所述手机用作进入车辆的钥匙。
·由于基于电压的主控装置TX和基于电流的锚点TX而产生的全双工通信。
有益的是，本公开的例子可提供基于双向负载调制的电力线通信，其具有可满足EME要求且还实现汽车中的低电流和低成本UWB系统的驱动方案。
图7示意性地示出了操作电力线通信系统的方法。如上文详细描述的，电力线通信系统包括第一节点和至少一个第二节点。
在步骤780和782处，所述方法涉及第一节点：
将第一节点输出信号提供到所述第一节点的第二节点连接端；以及
基于第一节点传输数据而调制第一节点输出信号的电压电平。
在步骤784、786、788和790处，所述方法涉及第二节点：
在第二节点的第二节点输入电压端处从第一节点接收第一节点输出电压信号，且使用第一节点输出电压信号作为第二节点的电源电压；
将第二节点电流信号提供到第二节点输入电压端以供传输到第一节点的第二节点连接端；以及
基于第二节点传输数据而调制第二节点电流信号的电流电平；以及
处理接收到的第一节点输出信号的电压电平以便解调第一节点传输数据。
在步骤792处，所述方法涉及第一节点：处理在第二节点连接端处从第二节点接收到的第二节点电流信号的电流电平，以便解调第二节点传输数据。
应了解，图7所示的方法步骤不需要按所示次序执行。一个或多个步骤可同时执行，例如以提供全双工功能性。并且，如果系统未以全双工模式操作，则技术人员应了解，第一节点和第二节点中的哪一者先调制数据且将数据传输到另一节点无关紧要。也就是说，可以任何连续次序或可同时执行基于电压的通信和基于电流的通信。
应了解，图7的方法的一个或多个步骤可被排除，或可以不同次序执行，这取决于第一节点和第二节点中的哪一者具有要传输到另一节点的数据。
除非明确陈述特定次序，否则可以任何次序执行以上附图中的指令和/或流程图步骤。并且，本领域的技术人员将认识到，虽然已经论述了一个示例指令集/方法，但本说明书中的材料可以多种方式组合以还产生其它例子，并且应在此详细描述提供的上下文内来进行理解。
在一些示例实施例中，上文所描述的指令集/方法步骤实施为体现为可执行指令集的功能和软件指令，所述可执行指令集在计算机或以所述可执行指令编程且受所述可执行指令控制的机器上实现。此类指令经加载以在处理器(例如，一个或多个CPU)上执行。术语处理器包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统(包括一个或多个微处理器或微控制器)，或其它控制或计算装置。处理器可指代单个组件或多个组件。
在其它例子中，本文示出的指令集/方法以及与其相关联的数据和指令存储在相应存储装置中，所述存储装置被实施为一个或多个非暂时性机器或计算机可读或计算机可用存储介质。此类计算机可读或计算机可用存储介质被视为物品(或制品)的部分。物品或制品可指代任何制造的单个组件或多个组件。如本文所定义的非暂时性机器或计算机可用介质不包括信号，但此类介质能够接收并处理来自信号和/或其它暂时性介质的信息。
本说明书中论述的材料的示例实施例可整体或部分地通过网络、计算机或基于数据的装置和/或服务实施。所述网络、计算机或基于数据的装置和/或服务可包括云、因特网、内联网、移动装置、台式计算机、处理器、查找表、微控制器、消费者设备、基础架构，或其它启用装置和服务。如本文和权利要求书中可使用的，提供以下非排他性定义。
在一个例子中，使本文所论述的一个或多个指令或步骤自动化。术语自动化或自动(和其类似变型)意指使用计算机和/或机械/电气装置控制设备、系统和/或过程的操作，而不需要人为干预、观测、努力和/或决策。
应了解，据称将耦合的任何组件可以直接或间接地耦合或连接。在间接耦合的状况下，可在据称将耦合的两个组件之间定位额外的组件。
在本说明书中，已经依据选择的细节集呈现了示例实施例。然而，本领域的普通技术人员应理解，可以实践包括这些细节的不同选择集的许多其它示例实施例。希望所附权利要求书涵盖所有可能的示例实施例。

Claims (10)

1.一种电力线通信系统，其特征在于，包括：
第一节点，所述第一节点包括：
第二节点连接端；
第一节点传输模块，所述第一节点传输模块被配置成：
将第一节点输出信号提供到所述第二节点连接端；并且
基于第一节点传输数据而调制所述第一节点输出信号的电压电平；
第二节点，所述第二节点包括：
第二节点输入电压端，所述第二节点输入电压端连接到所述第一节点的所述第二节点连接端以便从所述第一节点传输模块接收第一节点输出电压信号，其中所述第二节点被配置成使用所述第一节点输出电压信号作为电源电压；
第二节点传输模块，所述第二节点传输模块被配置成：
将第二节点电流信号提供到所述第二节点输入电压端以供传输到所述第一节点的所述第二节点连接端；并且
基于第二节点传输数据而调制所述第二节点电流信号的电流电平；
第二节点接收模块，所述第二节点接收模块被配置成处理接收到的第一节点输出信号的所述电压电平以便解调所述第一节点传输数据；
其中所述第一节点另外包括：
第一节点接收模块，所述第一节点接收模块被配置成处理在所述第二节点连接端处从所述第二节点接收到的所述第二节点电流信号的所述电流电平，以便解调所述第二节点传输数据。
2.根据权利要求1所述的电力线通信系统，其特征在于：
所述第一节点传输模块包括：
被配置成接收电源电压的第一节点传输模块输入端；以及
被配置成提供所述第一节点输出信号的第一节点传输模块输出端；
所述第一节点接收模块包括：
第一节点接收模块输入端；以及
第一节点接收模块输出端；
所述第一节点传输模块输出端连接到所述第一节点接收模块输出端；并且
所述第一节点接收模块输入端连接到所述第二节点连接端；并且
所述第一节点接收模块被配置成在所述第一节点接收模块输出端与所述第一节点接收模块输入端之间提供连接以便将所述第一节点输出信号传送到所述第二节点连接端。
3.根据权利要求2所述的电力线通信系统，其特征在于，所述第一节点接收模块被配置成选择性地在所述第一节点接收模块输出端与所述第一节点接收模块输入端之间提供连接，以便选择性地：
将所述第一节点输出信号传送到所述第二节点连接端；或
使所述第二节点与所述第一节点传输模块断开连接。
4.根据权利要求3所述的电力线通信系统，其特征在于，另外包括断开连接开关，所述断开连接开关被配置成选择性地在所述第一节点接收模块输出端与所述第一节点接收模块输入端之间提供所述连接。
5.根据在前的任一项权利要求所述的电力线通信系统，其特征在于，所述第一节点的所述第二节点连接端具有到所述第二节点的所述第二节点输入电压端的有线连接，以用于传送所述第一节点输出信号和所述第二节点电流信号。
6.根据在前的任一项权利要求所述的电力线通信系统，其特征在于，所述第一节点传输模块被配置成在所述第二节点传输模块将所述第二节点电流信号提供到所述第二节点输入电压端以供传输到所述第一节点的所述第二节点连接端的同时将所述第一节点输出信号提供到所述第二节点连接端。
7.根据在前的任一项权利要求所述的电力线通信系统，其特征在于：
所述第一节点包括：
一个或多个额外第一节点接收模块；以及
一个或多个第二节点连接端，其中的每一者与所述一个或多个额外第一节点接收模块中的相应一者相关联；
另外包括一个或多个额外第二节点，其中的每一者与所述一个或多个第二节点连接端中的相应一者相关联；
其中：
每一额外第二节点包括：
第二节点输入电压端，所述第二节点输入电压端连接到所述第一节点的相关联第二节点连接端以便从所述第一节点传输模块接收所述第一节点输出电压信号，其中所述额外第二节点被配置成使用所述第一节点输出电压信号作为电源电压；
第二节点传输模块，所述第二节点传输模块被配置成：
将第二节点电流信号提供到所述额外第二节点的所述第二节点输入电压端以供传输到所述第一节点的所述相关联第二节点连接端；并且
基于与所述额外第二节点相关联的第二节点传输数据而调制所述第二节点电流信号的所述电流电平；以及
第二节点接收模块，所述第二节点接收模块被配置成处理所述接收到的第一节点输出信号的所述电压电平以便解调所述第一节点传输数据；
每一额外第一节点接收模块被配置成处理从所述相关联额外第二节点接收到的所述第二节点电流信号的所述电流电平，以便解调与所述额外第二节点相关联的所述第二节点传输数据。
8.根据在前的任一项权利要求所述的电力线通信系统，其特征在于，所述第二节点传输模块包括：
连接于参考端与所述第二节点输入电压端之间的可变电流源，并且其中所述第二节点被配置成基于所述第二节点传输数据而调制所述可变电流源的所述电流电平。
9.一种汽车门禁系统，其特征在于，包括根据在前的任一项权利要求所述的电力线通信系统。
10.一种操作电力线通信系统的方法，其特征在于，所述电力线通信系统包括第一节点和第二节点，并且其中所述方法包括：
所述第一节点进行以下操作：
将第一节点输出信号提供到所述第一节点的第二节点连接端；以及
基于第一节点传输数据而调制所述第一节点输出信号的电压电平；
所述第二节点进行以下操作：
在所述第二节点的第二节点输入电压端处从所述第一节点接收第一节点输出电压信号，且使用所述第一节点输出电压信号作为所述第二节点的电源电压；
将第二节点电流信号提供到所述第二节点输入电压端以供传输到所述第一节点的所述第二节点连接端；以及
基于第二节点传输数据而调制所述第二节点电流信号的电流电平；
处理接收到的第一节点输出信号的所述电压电平以便解调所述第一节点传输数据；
所述第一节点进行以下操作：
处理在所述第二节点连接端处从所述第二节点接收到的所述第二节点电流信号的所述电流电平，以便解调所述第二节点传输数据。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10756857B2 (en) * 2013-01-25 2020-08-25 Infineon Technologies Ag Method, apparatus and computer program for digital transmission of messages

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7027483B2 (en) * 2002-06-21 2006-04-11 Pulse-Link, Inc. Ultra-wideband communication through local power lines
US20040218688A1 (en) * 2002-06-21 2004-11-04 John Santhoff Ultra-wideband communication through a power grid
JP4518321B2 (ja) * 2004-05-28 2010-08-04 ルネサスエレクトロニクス株式会社 データ伝送装置、及び受信装置
US7813706B2 (en) * 2005-02-03 2010-10-12 Analog Devices, Inc. Impedance matched lane reversal switching system
KR20070090377A (ko) 2006-03-02 2007-09-06 엘에스전선 주식회사 전력선 통신을 이용한 무선 네트워크 시스템
JP2008182570A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Nec Electronics Corp 送信装置、受信装置および送受信システム
US10230310B2 (en) * 2016-04-05 2019-03-12 Solaredge Technologies Ltd Safety switch for photovoltaic systems
JP5172938B2 (ja) * 2010-12-14 2013-03-27 本田技研工業株式会社 車両用電力線通信装置
WO2019060134A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 Zodiac Pool Systems Llc SELECTING COMMUNICATIONS AND DATA ASPECTS OF SWIMMING POOL AND SPA EQUIPMENT SUCH AS SALTWATER CHLORATORS
US20200389469A1 (en) * 2017-12-24 2020-12-10 Arilou Information Security Technologies Ltd. System and method for tunnel-based malware detection

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