CN2586304Y - 电力线载波窄带传输多路综合业务数字信息系统 - Google Patents

Abstract

一种电力线载波窄带传输多路综合业务数字信息系统，主要由数字式电力线载波机和多路综合业务数字终端组成。应用后者改进现有模拟电力线载波机为数字式，提高了速率与容量及质量。提供了一种可证实无差错数据传输系统，满足特殊数据用户传输电子数据的要求。

Description

电力线载波窄带传输多路综合业务数字信息系统

技术领域

本实用新型涉及一种在电力线载波窄带信道内可靠地实时地传输多路综合业务数字信息系统。

背景技术

现行的电力线载波机是在4KHZ频带内传输一路低质量模拟电话和600bps(比特/秒)数据，其速率低、差错多，抗干扰性能差。近年来，国内外出现了数字式电力线载波机或多路数字终端。试验表明，它们的长期传输可靠性不佳，有时中断。本人已经发明了多项电力线复用综合业务数字通信系统，例如专利号为ZL97103885.6，发明名称为“电力线复用数字多路电话及综合信息传输系统”的专利和申请号为99119240.0，发明名称为“数字化电力线数据网通信系统”等。本实用新型是发明上述发明专利的新发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是为电力系统专用通信网提供一种在高压电力线载波机窄带信道内实现实时、可靠和高效数字信息传输系统，它在4KHZ频带内，数字传输可达33.6Kbps(千比特/秒)，且可以根据线路实际质量情况每2.4Kbps降低传输速率应用。

本实用新型的另一目的在于为电力系统专用网提供一种异步转接的多路数据，数据综合业务终端能较好地满足电网信息化发展需要。

本实用新型的又一目的在于应用上述多路综合业务数字终端，加装接口设备，改造原有模拟式电力线载波机为数字式电力线载波通信设备。

本实用新型还有一目的在于采用“321”或“431”等编译码技术，大大降低了电力线路传输数字信息的错误率，它又和交织编译码技术结合，提供了一种可证实无差错数据传输系统，以满足某些特殊数据传输的要求。

一种电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，包括多路综合业务数字终端、数字式电力线载波发信机、及接收机，还包括用户单元接口，其输入输出与用户或站上的多路数据及电话连接；2/4线变换单元，它的一侧与所述多路综合业务数字终端中的Modem用二线连接，另一侧以四线方式与数字式高频载波机连接；电平调节器，电平调节器调节电平值，使所述多路综合业务数字终端输出与载波发信机输入要求的电平匹配；电平调节器调节电平值，使载波机与所述多路综合业务数字终端要求的输入电平相匹配；高频4/2线变换单元一方面把载波机发送信号经安全装置及馈线送到高压电力线路，同时接收对方发来的载波信号。

本实用新型电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其中数字式电力载波机包括第一级和第二级单边带调制器，载频信号产生器，功率放大输出级及接收线路滤波器放大器跟随器，第二级和第一级解调器，单边带滤波器，电平放大调节器及低通滤波放大器，发端将多路综合业务数字终端输出的信息经第一级第二级单边带调制到高频段4KHZ窄带内沿电力线传送到对方，收方经相反的解调后送给设于收方的多路综合业务数字终端，第一级解调器用对方第一级调制载频信号恢复电路实现同频解调。

本实用新型电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其中的多路综合业务数字终端由多路综合业务终端-发端，多路综合业务终端-收端，帧同步码搜索及多路选通脉冲信号重建单元和“321”译码电路组成，Modem的左侧有五根接线：发定时，发信码，两者同步；收定时，收信码，两者同步，但相位差π，及共用地线；另一侧为二线制输入输出共用。

本实用新型电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其中的多路综合业务终端-发端包括定时分频器，它输入来自Modem的28.8KHZ发定时，输出为14.4KHZ的定时；八路选通脉冲信号产生器，它输入来自Modem28.8KHZ的发定时，其输出为八路脉冲信号，按时分依次为CH₀，CH₁，CH₂，CH₃，CH₄，CH₅，CH₆，CH₇；帧同步码信号发生器，它输入为CH₀信号，其输出为帧同步码组序列X₀，X₀为110；线接收器，它接收来自用户的1.2Kbps异步数据，通过它传输到对方接收站；三路取样器，分别用CH₂，CH₄，CH₆路选通脉冲信号取样，取样速率为3.6KHZ，一般情况取样输出3比特，或2.4比特；发端本地“321”译码器，它的输入信码为3或2.4比特，其输出全为3比特；再取样器，其输入为3比特归零信码，其输出为不归零分路信码X₂，X₄，X₆；话音编码器，其输入为模拟话音信号，其输出为14.4Kbps数字电话信号；四路选通脉冲CH₁，CH₃，CH₅，CH₇信号相加器；同步取样器，其输入为14.4Kbps不归零码(NRZ)，其输出为分路信号，即为Y₁，Y₃，Y₅，Y₇；延时3位，上述的“321”译码器产生了3位时间延迟，在内同样延时，以便帧内同步对齐；“与”门，其功能是把所有的信息信码都用28.8KHZ同步提取输出；单元，它是时延电路调整器，对高速器件可不用；四路信码(X₀，X₂，X₄，X₆)相加器；数据与数字电话两种信码相加器；消毛刺，不归零码(NRZ)产生器，最后形成28.8Kbps总信码输入到Modem。

本实用新型电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其中帧同步搜索及多路选通脉冲信号重建单元包括启动和开关单元；(收)多路选通脉冲信号产生器，它产生收端CH₀至CH₇八路路选通脉冲信号，在开始启动后，输出的路选通脉冲信号尚未与发端同步；再生帧同步码产生器，它产生的帧同步码组与发端同，为110；帧同步码检出运算电路，它有两种信号输入，即28.8Kbps速率的收信码及再生帧同步码，如果在某个时刻两者码位相同，则输出一位一致脉冲，否则输出非一致脉冲；校核连码记数器，对一致脉冲进行校核，如是连1，且达到一定数值12至24，则状态输出为“1”，此刻扣除脉冲开门使经延时调整的速率为28.8Kbos的收定时输入到(收)多路选通脉冲信号产生器，且将同步定时经“非”门输入到，断开它继续对的输入，此后(收)帧同频就建立起来了；保护记数器监视非一致脉冲的出现，若连续出现到一定值，例如8至10的值，则证明线路传输来的收信码此时为失去同步状态，需要再次建立。

本实用新型电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其中多路综合业务数字终端的收端包括Modem，它输出收信码与收定时；定时分频器；帧同步码搜索及多路选通脉冲信号重建单元；CH₁，CH₃，CH₅，CH₇选通脉冲信号相加器；“与”门，其“收信码”相与，输出速率为14.4Kbps的Y₁Y₂Y₃Y₄话音数字信码；不归零信码产生器；话音解码器，它输出话音；三个“与”门，选通脉冲信号(CH₂，CH₂，CH₆，)与“收信码”相与，输出路数据信码X₁‘，X₂‘及X₃‘；各路数据信码的“321”译码器，其输入为3.6Kbps速率，输出为1.2Kbps的数据信码；不归零码产生器(NRZ)；线驱动器，其输出为1.2Kbps的数据，送到通信站计算机。

本实用新型电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其中的“321”译码电路包括串/并码变换电路；其输入为3.6Kbps的X_i信码，X_i‘可为X₁‘，X₂‘及X₃‘任一路译码器输入信号；单元为CH_j’，是CH₂ CH₄，CH₆对应的路选通脉冲信号；单元的110是单元的帧同步码组信号；不归零码产生器，它的定时信号来自单元；微分展宽电路；延时；“非”门；四输入端“与”门，分别使输入信号111，011，101，110均译为1；相加器；1.2Kbps不归零码产生器(NRZ)；线驱动器，该“321”译码电路可以纠正三分之一离散错码。

一种将现有电力线模拟载波机改造成为数字式电力线通信系统，其中在现有模拟电力线载波机基础上增加了用户单元接口；多路综合业务数字终端；2/4线变换单元；电平调节器，数字电话及“431”编码多路数据终端包括同步式Modem，定时分频器，由Modem输入的定时为19.2Kbps，输出为4.8KHZ；多路选通脉冲信号产生器，其输出为四路4,8KHZ选通脉冲信号CH₀，CH₁，CH₂，CH₃；帧同步码产生器，其输入为CH₀路选通脉冲信号，其输出为1110帧同步码组序列；线接收器，其输入为两路1.2Kbps的异步数据；两路取样器，取样用的路选通脉冲信号CH₁，CH₃均为4.8KHZ，取样器输出信码为4比特，3比特或5比特；发端“431”译码器，输出全为4比特信码；再取样器，由路选通脉冲信号取其“431”信码输出；语音速率压缩编码器，采用4.8Kbps速率的AMBE-1000型声码器芯片；同步取样器；延时器，延时4位与两路“431”译码器的4位时延对齐；四个两输入“与”门，四路信码统一由Modem的19.2KHZ发定时再定时；延时校正单元，对于高速集成电路可以不用；四路信码相加器；合成信号不归零(NRZ)信码产生器；多路综合业务数字终端的收端，帧同步码搜索及多路选通脉冲信号重建单元和“431”译码电路；1.2Kbps输出线驱动器；话音入、话音出。

本实用新型电力线载波窄带传输多路综合业务数字信息系统，其优点是一路信道可以通多路电话和数据；抗干扰性能好，工作可靠性高，纠错能力强，长期工作稳定，通话质量好。

下面参照说明书附图，结合具体实施例方案，对本实用新型做详细说明。

附图说明

图1为本实用新型的电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统；

图2为本实用新型的多路综合业务数字终端—发端；

图2A为本实用新型的多路综合业务数字终端—发端中信息信号时间关系；

图3为本实用新型的多路综合业务数字终端—收端；

图4为本实用新型的帧同步码搜索及多路选通脉冲信号重建单元；

图5为本实用新型的“321”译码电路；

图5A为本实用新型的“321”译码信号的时间关系；

图6为本实用新型的原有电力线载波机改为数字式电力线通信系统；

图6A为本实用新型的改制用的数字电话及“431”编码多路数据终端；

图7为本实用新型的可证实无差错数据传输系统。

具体实施方式

图1示出了本实用新型的一种电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统。1是用户单元接口。用户单元包括电话机、计算机及运动数据单元。2是多路综合业务数字终端，它包括多路数据、数字电话等。多路综合业务数字终端总速率为33.6Kbps，可按2.4Kbps-档下降使用。3是2/4线变换单元，可由MH88610或88612x集成电路实现，其左边是二线制，右边为四线制传输。四线制的上端为发送方向，下端为收信方向。4是电平调节器，调节电平值大小，以适应5的需求。5是数字信息信号的第一级单边带调制器，当调制器输入数字信号速率为33.6Kbps单边带带通滤波器通频带应等于大于3.36KHZ。5的调制器由线性乘法器完成，例如采用MC1596集成电路。单边带滤波器可以采用机械滤波器，例如LJSH-40K(改进型)。6是正弦波载频信号产生器，例如也采用机械振荡器或晶体振荡器。7是第二级单边带调制器，虚线表示可要或不要第二级调制。8是功率放大输出级，可由高频功率三级管完成。9是线路滤波器，也称方向滤波器，分离收发信频谱，可由电感电容器实现。10是高频4/2线变换单元，将收发信号分路，由差接变量器完成。11是安全装置，由放电器，熔断器构成。12是良好地线。13是高频信号馈线，可由同轴电缆实现，13经结合滤波器接到三相高压电力线路上。14是接收线路滤波器、放大器、跟随器，接收对方发来的高频单边带载波信号。15是第二级解调器，与对方的7相对应，虚线表示可设可不设。16是对方第一级调制载频信号恢复电路，可由窄带滤波器，例如LJT48K窄带机械滤波器及放大、跟随器等完成。17是单边带滤波器，它与对方第一级调制器的单边带滤波器对应。18是电平放大调节器，可自动或手动完成。19是第一级解调器，为最终同步式解调器，与对方发端第一级调制器对应。20是低通滤波放大器，可由电阻、电容等及运算放大器完成。21是电平调节器，可由放大器、跟随器及电位器完成。

本实用新型的基本特点之一是数字式电力线载波窄带信道能高效地传输数字信息，其速率可达28.8～33.6Kbps；实施中有三个‘特点’：数字终端与高频载波收发信道机接口电平要严格控制在(-7±2.5)dB范围内，由4与21实现；二是数字式电力载波高频信道线性通带要足够宽：2.88～3.36KHZ；三是第一级解调的载频必须是与对方发信载频同步，且勿抖动，这可通过16实现。

图2示出了本实用新型的多路综合业务数字终端-发端。23是窄带信道的Modem(调制解调器)，其最高传输速率为33.6Kbps，每2.4Kbps一档人工或自动变速，信码与定时同步关系，其二线端接3(2/4线变换单元)，终端侧有5根线：发定时，发信码，收定时，收信码及地线。本实用新型的Modem主要特点是发信码(本图例为28.8Kbps)与发定时28.8KHZ同步；收信码与收定时同步(也可以相位差π)。24是定时分频器，由74LS74或74F74(高速)双D触发器完成，输出定时信号为14.4，3.6KHZ等。25是多路(本实施例为8)选通脉冲信号产生器，由74175或74F175四D触发器完成。输出为8路路选通脉冲信号序列，占空比为1∶8，依次为CH₀，CH₁…CH₇。26是帧同步码产生器，本实施例为110码，其输出为3.6Kbps，用X₀表示。它是由7486异或门，74161记数器等集成电路实现。27是线接收器，接收用户来的1.2Kbps数据。若用户至本终端距离近，则采用RS-232C接口，例如由MC1489A完成；若距离远，则采用EIA-422-A接口，例如，由MC34C86完成。28是取样器，其输入为1.2Kbps(本实施例)，取样脉冲信号分别为CH₂，CH₄，CH₆对应的3.6Kbps路选通脉冲信号。这样对1.2Kbps输入数据，在一般情况下，不会丢失信息地完成异步转接。29是本终端发端“321”译码器，其功能是换成本终端Modem发时钟，提高了传输过程的抗干扰性，完成电路见图5。30是再取样器，对于1.2Kbps数据信息“1”，再取样后，保证输出为三个3.6Kbps的“1”，对1.2Kbps的“0”，则为3个“0”。取样器与再取样器均可由两输入端与门完成，例如采用7408或74F08集成电路。31是话音编码器，例如采用自适应增量调制，由MC3417或MC34115集成电路完成，其速率为14.4Kbps，其优点是抗干扰性较好。32是四路选通脉冲信号CH₁，CH₃，CH₅和CH₇相加器，产生14.4KHZ路选通脉冲信号，可由或非加非门完成，例如采用7402及7404集成电路或带F的高速门。33是同步取样器，其作用是把话音编码数字信号换成与同步的选通时钟对齐。34是延时三位(3.6Kbps)电路，其原因是29的“321”译码器已有了三位延时，为使帧内信号对齐，故有三位延时，可由移位寄存器完成，例如采用7494或74F94集成电路。 35是与门，它把以路选通为时钟的信息信号(占空比＝1∶8)与28.8KHZ(占空比＝1∶2)主定时相乘，使多路信息信号在合路相加之前，进行统一再定时，可由7408或74F08集成电路完成。36是可变延时器，例如用双非门7404构成，其目的为使35各与门工作正常，因为多路信息信号经过多次运算已经有了时延，即前后沿已不在理想位置。若集成电路采用高速(F)型的，则36可不设。37是四路3.6Kbps数字信号相加器(X₀-帧同步，X₂，X₄，X₆-三路数据)，由四输入或门，例如采用7402及7404集成电路实现。38是两路合路器，它把四个3.6Kbps帧同步及数据信号(X₀，X₂，X₄，X₆)和14.4Kbps话音数字信号合路为28.8Kbps数字信号流。39是消除毛刺电路，例如用成对非门(7404)完成，如无毛刺可不设此电路。40是28.8Kbps不归零信码产生器(NRZ)，例如可由移位寄存器集成电路74195、74F195实现。23和3同上述图1。

为了更清晰地了解多路综合业务数字终端发端工作过程，给出了异步时分多路综合业务数字终端发端中信息信号时间关系，如图2A所示。42是主定时，本实施例为28.8KHZ，其下方分别为28.8KHZ的分频器输出定时：14,4KHZ，3.6KHZ等。43是八路选通脉冲信号，依次为CH₀，CH₁，CH₂，CH₃，CH₄，CH₅，CH₆，CH₇；每路脉冲信号频率为3.6KHZ，占空比为1∶8；28.8KHZ主定时占空比为1∶2。44是本终端的发端输出信码帧组成，每帧以帧同步码开始，依次为X₀，Y₁，X₁，Y₂，X₂，Y₃，X₃，Y₄，第二帧又从X₀帧同步码开始。帧同步和其它七路信码速率均为3.6Kbps，总速率为28.8Kbps。X₀帧同步码第一第二帧为11，第三帧为0码。45是异步信码传递取样情况，例如异步信码速率为1.2Kbps，取样脉冲速率为3.6KHZ，在大多数情况下，输出信号三连“1”(3.6Kbps)或三连“0”(对输入为0时)；若输入信码速率略低于取样速率，到一定时间可出现四连“1”或连“0”；若输入信码速率略高于取样速率，则可能出现两连“1”或连“0”的3.6Kbps信码。

如图3所示，它是多路综合业务数字终端-收端。3是2/4线变换单元，同图1。23是Modem收，同图2。47是收定时分频器，例如由47175或47F175四D触发器实现，其输入来自图4“同步定时”28.8KHZ，见下图4。48是帧同步码搜索及多路选通脉冲信号重建单元(本实施例中为8路)，具体实现见下图4。49是CH₁，CH₃，CH₅，及CH₇，路选通脉冲相加器，由四输入或非门及非门完成，例如7402及7404实现，其输出为14.4KHZ路选通脉冲信号。50是等效与门，可由与非门7400串接非门7404集成电路完成，其输出为话音数字信码(Y₁‘Y₂‘Y₃‘Y₄‘)。51是不归零码产生器(NRZ)，例如由移位寄存器7494集成电路实现。52是话音解码器，例如由MC3417集成电路实现。53至55都是等效与门，和50构成相同。但53输入“收信码”与CH₂路选通脉冲信号相与，输出为X₁‘数据信码；54输入收信码与CH₄路选通脉冲信号相与，输出为X₂‘数据信码；55输入收信码与CH₆路选通脉冲信号相与，输出为X₃‘数据信码。56至58为“321”译码器，实现见图5，输出为1.2Kbps，三路数据信号。59至61是三路1.2Kbps不归零码产生器，实现方法同上述40。62是三路1.2Kbps数据输出接口电路-线驱动器，用户为近距离，采用RS-232C‘，例如MC14C88或MC145403；远距离采用EIA-422-A线驱动器，例如MC26C31等。

如图4所示，它是帧同步码搜索及多路选通脉冲信号重建单元。3与23同上述。66是开机启动装置，人工或自动使本设备的开始工作，可由电阻、电容器及开关组成。67是收定时28.8KHZ信号开关，由启动信号脉冲及与门实现其通过与否，例如采用7408或74F08与门。68是(收)多路选通脉冲信号产生器，例如由74175或74F175完成。重建帧同步之前，由收定时28.8KHZ提供输入，帧同步重建后由77提供同步定时输入。其输出为8路(本实施例)路选通脉冲时钟信号，依次为CH₀，CH₁，CH₂，CH₃，CH₄，CH₅，CH₆，及CH₇，每路选通脉冲占空比为1∶8。CH₁至CH₇路选通脉冲信号送到图3。CH₀选通脉冲信号送到69，同时送到图5“321”译码电路。69是再生帧同步码产生器，输出为110或1110码组序列信号，本实施例速率为3.6Kbps，组成与发端26相同。开始产生的帧同步信号并未跟收信码中的帧同步信号同步。但可用它接入70电路来寻找收信码内的帧同步信号。70是帧同步码检出与运算电路。收信码比特流输入此电路内，与69产生的帧同步码逐位运算，运算方法可采用模二半加器，例如用7486或74F86异或门电路实现。若两者相同(一致)为0，经71输出一个逻辑“1”，71是一致脉冲电路，例如由7404或74F04反相器实现。若两者不同(不一致)，送72。72是非一致脉冲接74，74是保护记数器，由73控制它的开始工作与否。73是校核连码记数器，当一致脉冲输出为连“1”数目达到一定值(例如12～24位)时，停止记数，便“通知”74开始工作，同时使状态76输出“1”。76是双稳态触发器，例如用双与门7400或74F00实现。74与73记数器可由74161或74F160集成电路实现。当76为0时，经78输入到77的收定时(此实施例中为28.8KHZ)被逐位扣除，77输出0。77是扣除脉冲电路，例如由7408或74F08与门集成电路实现。78是延时电路，为使收定时与收信码中帧同步码(经过运算为“1”)沿对齐，例如由成对反相器7404集成电路实现延时。当76的状态为“1”时，77输出28.8KHZ“收定时”到68与79，此定时脉冲恰好与收信码的帧同步对齐。79是非门，例如由7404或74F04实现。它停止67输出。此后，68(收)多路选通脉冲信号产生器输出同步的CH₀到CH₇。80是与门，例如7408或74F08集成电路实现，其作用是将帧同步建立后的“收信码”(28.8Kbps)和同步定时(28.8KHZ)送至图3解调用。81是帧同步路选通脉冲信号送到图5“321”译码电路。

在帧同步建立后，正常工作中，由于干扰使得一致脉冲与非一致脉冲引起变化，保护记数器74开始记数，不到一定数值之前，由于75状态不变化使76状态仍输出“1”脉冲，即可保护不失步。但是，当保扩记数器记数达到一定数目(例如8～12位)，则保扩记数器输出便75及76状态变化，76由“1”变0，停止帧同步工作。又从头开始帧同步码检出和运算，直到再建帧同步为止。

如图5所示，它是一种“321”译码电路。82是来自图3中53，54或55的输出“321”信码(X₁‘，X₂‘或X₃‘)，送入本图84。83是与Xi‘对应的路选通脉冲信号CH₂，CH₄或CH₄之一，也送入84。84是串/并码变换电路，例如由移位寄存器7496或74F96集成电路实现。85是收帧同步码输入，它利用图4的69输出。“321”译码时，其码形是110。86是3.6Kbps帧同步信码的不归零码(NRZ)产生器，例如由移位寄存器实现，其输入定时由图4的81接入。87是微分展宽电路，可由R.C微分电路及7414型六反相器施密特触发器实现。88是延时电路，可由7404六反相器完成。89是非门电路，由7407集成电路实现，其作用是清除84。90是三位反相器，由7404集成电路实现。91至94是四只四输入端与门，例如由7421或74A21集成电路实现。同一个1.2KHZ的周期内，可能出现四种不同情况之一为1，即3.6kbps的111，011，101，110；否则为0。95是求和电路，由四输入或门，例如由7432或7402加7404集成电路实现。96是不归零(NRZ)1.2Kbps数据信号，由移位寄存器，例如7496集成电路实现。62是线驱动器，如图3所示。

为了更清楚地了解“321”译码电路的工作，给出了“321”译码信号的时间关系，如图5A所示。100是收信码28.8Kbps的三帧信号，每子帧为8位码，其排列为X₀Y₁X₁Y₂X₂Y₃X₃Y₄。101是3.6KHZ子帧定时信号。102是帧同步码组，本实施例为110码组。103是3.6Kbps不归零(NRZ)帧同步码组。104是不归零帧同步码组的微分信号。105是1.2KHZ的一个周期，它包括三个帧同步码位信号及三组信码X₁X₁X₁或X₂X₂X₂或X₃X₃X₃。

本实用新型的第二个基本特点是在电力线载波一个窄带信道内实现了实时可靠的多路综合业务数字信息传输。具体特点之一是多路综合业务数字终端内安装了硬件数字逻辑电路实现的帧同步单元。具体特点之二是在多路综合业务数字终端内设置了“321”(或“431”)编译码器，它完成了传输中的前向纠错及异步数据可靠转接。本多路综合业务数字终端还有一个特点，可用两种方法实现数字电话，一是采用自适应增量调制，其优点是抗干扰性优良；二是可用混合压缩编码实现数字电话，例如采用AMBE-1000型声码器芯片。本多路综合业务数字终端必须采用同步式Modem是其另一个重要特点。

如图6所示，它是一种将原有电力线载波机改为数字式电力线通信系统的方法。1，3，4及21和图1中所述相同。本图中的107和图1中的2名称相同，但有如下细微差别：话音编码器是采用4.8Kbps的AMBE-1000型声码器；1.2Kbps数据传输采取“431”编码器；帧同步码组为1110，详见图6A示，总速率可低于28.8Kbps。108是原有电力线载波机，因原来设计是为传输窄带模拟电话及低速数据用的，改造后一般难达到28.8Kbps传速。为使改制后的数字式载波机传速达到19.2Kbps以上，采取如下技术措施：配用本终端及其Modem(有前向纠错抗干扰措施)；在2/4线变换单元处，设置电平调节器，取得最佳收发电平匹配，提高速率；调整收发信道通带的线性，降低功率输出消除限幅；收端提取发端的第一级调制的载频信号，实现同步解调；提高载频稳定性，消除抖动。

如图6A所示，它是改制用的数字电话及“431”编码多路数据终端。110是同步式Modem，它与23相同，但外置速率不同：可从14.4～24.0Kbps，本实施例为19.2Kbps。111是定时分频器，由74LS74或74F74完成四分频，输出定时为4.8KHZ。112是多路选通脉冲信号产生器，本实施例为4路，输出为4个4.8KHZ路选通时钟信号，依次为CH₀，CH₁，CH₂，CH₃，由74175集成电路实现。113是4.8Kbps帧同步码产生器，其输出码组序列为1110。114是两路1.2Kbps数据线接收器，采用的芯片同27。115及118是两路取样器，所用芯片同28，取样速率为4.8KHZ，115输入选通(取样)脉冲序列为CH₁，118为CH₃。116与119是发端“431”译码器，与29同，仅仅是码组位数不同。117与120是再取样器，与30相同。121是话音速率压缩编码器，例如采用4.8Kbps的AMBE-1000型声码器芯片。122是同步取样器，用CH₂路选通脉冲序列对121输出的4.8Kbps满占空信码进行同步取样。123及124是延时器，为了与数据信码对齐，由延迟4位的移位寄存器完成，例如用74178或74F179芯片实现。125至128是由发定时(本例为19.2KHZ)对4路信码再定时，由与门完成，例如由7408或74F08芯片实现。129是延时调节，例如由成对非门7404实现，也可不要。130是4路4.8Kbps信码合路，例如由7432或74F32四或门实现。131是19.2Kbps总信码不归零码产生器，例如由前述的移位寄存器完成。132是多路综合业务数字终端-收端，帧同步码搜索及多路选通脉冲信号重建单元和“431”译码电路，分别与图3、图4和图5组成类似。133是话音输入与输出接口。134是1.2Kbps数据到用户用的线驱动器，例如由MC26031或MC145406等集成电路实现。

本实用新型的第三基本特点在于采用发明人所设计的多路综合业务数字终端将原有电力线载波机改造成为开通多路数据和数字电话的设备，扩大了容量，提高了速率；增强了抗干扰性及可靠性，具体实现特点在于：提供总速率为14.4Kbps至24Kbps多路数据和数字电话终端；提供宽带线性良好的2/4线接口；提供收发信道接口处电平调节装置；调整或改进原有电力线载波信道更适合高速率数字信号传输特点。

如图7所示，它是一种可证实无差错数据传输系统。140是发送数据用户端，它包括142至145及153至159单元；141是接收数据用户端，包括145至150及151至153单元。142是发送数据预处理，完成发送数据进行分组，加组头及组尾，重发功能及按需要加密。143是“321”编码，其方法与前述同。144是交织编码，由移位寄存器矩阵组成，可用软件实现，先用水平写入，后用垂直读出。145是正向传输信道的发收设备，可用前述的数字式电力线载波机，也可以用其它发收数据设备完成。146是交织译码，它也可用硬件(移位寄存器矩阵)，或软件实现，其运算方式是将信码垂直写入，后水平读出。147是“321”译码，其方法同前述。148是收数据暂存。149是收到OK信码与否判决。若未收到OK信号，则把收到的暂时数据向发送数据用户端传送。151是“321编码”，同143。152是交织编码，方法与144同。153是反向传输信道发收信设备，与145区别仅在于接收数据用户端为发，发送数据用户端为收。虚线的意思是与其它组成单元不同，必须由硬件设备组成。154是交织译码，为152的逆运算。155是“321”译码，其运算方法是：每比特数据信码，实发三比特信码，在译码端按“多数”判定是1还是0信码。例如收到信码为101，则判为1，若为010，判为0，依此类推。156是反回收数据暂存。157是发出数据暂存。158是156与157两者暂存数据比较运算，求其相等与否：若是不相等(N)，则通知142反复重发；直到156与157的暂存数据相等(Y)，则由159发“OK”信码(三次)告知收方。159是“OK”信码产生器。接收数据用户端149收到“OK”信码(二次以上)后，则将148内的收暂存数据及“OK”证据写入150。150是已证实无差错数据收。本实用新型的第四个基本特点在于提供一种可证实无差错数据传输方法，其具体实现特点在于：对传输数据进行“321”编译码，纠正了分散的错码(三个比特错一可纠)；再进行交织编译码，又可纠正集中(突发)差错；又进行反回，校验后，且发出“OK”，以证实数据传输无误。

Claims (8)

1.一种电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，包括多路综合业务数字终端(2)、数字式电力线载波发信机(5～9)、及接收机(14～20)，其特征在于还包括用户单元接口，其输入输出与用户或站上的多路数据及电话连接；2/4线变换单元(3)，它的一侧与所述多路综合业务数字终端(2)中的Modem用二线连接，另一侧以四线方式与数字式高频载波机连接；电平调节器(4，21)，电平调节器(4)调节电平值，使所述多路综合业务数字终端(2)输出与载波发信机输入要求的电平匹配；电平调节器(21)调节电平值，使载波机与所述多路综合业务数字终端(2)要求的输入电平相匹配；高频4/2线变换单元(10)一方面把载波机发送信号经安全装置(11，12)及馈线送到高压电力线路，同时接收对方发来的载波信号。

2.根据权利要求1的电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其特征在于数字式电力载波机包括第一级和第二级单边带调制器(5，7)，载频信号产生器(6)，功率放大输出级(8)及接收线路滤波器放大器跟随器(14)，第二级和第一级解调器(15，14)，单边带滤波器(17)，电平放大调节器(18)及低通滤波放大器(20)，发端将多路综合业务数字终端输出的信息经第一级第二级单边带调制到高频段4KHZ窄带内沿电力线传送到对方，收方经相反的解调后送给设于收方的多路综合业务数字终端，第一级解调器用对方第一级调制载频信号恢复电路(16)实现同频解调。

3.根据权利要求1的电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其特征在于其中的多路综合业务数字终端由多路综合业务终端-发端(23～40)，多路综合业务终端-收端(47～63)，帧同步码搜索及多路选通脉冲信号重建单元(66～81)和“321”译码电路组成，Modem(23)的左侧有五根接线：发定时，发信码，两者同步；收定时，收信码，两者同步，但相位差π，及共用地线；另一侧为二线制输入输出共用。

4.根据权利要求3的电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其特征在于其中的多路综合业务终端一发端包括定时分频器(24)，它输入来自Modem的28.8KHZ发定时，输出为14.4KHZ的定时；八路选通脉冲信号产生器(25)，它输入来自Modem28.8KHZ的发定时，其输出为八路脉冲信号，按时分依次为CH₀，CH₁，CH₂，CH₃，CH₄，CH₅，CH₆，CH₇；帧同步码信号发生器(26)，它输入为CH₀信号，其输出为帧同步码组序列X₀，X₀为110；线接收器(27)，它接收来自用户的1.2Kbps异步数据，通过它传输到对方接收站；三路取样器(28)，分别用CH₂，CH₄，CH₆路选通脉冲信号取样，取样速率为3.6KHZ，一般情况取样输出3比特，或2.4比特；发端本地“321”译码器(29)，它的输入信码为3或2.4比特，其输出全为3比特；再取样器(30)，其输入为3比特归零信码，其输出为不归零分路信码X₂，X₄，X₆；话音编码器(31)，其输入为模拟话音信号，其输出为14.4Kbps数字电话信号；四路选通脉冲CH₁，CH₃，CH₅，CH₇信号相加器(32)；同步取样器(33)，其输入为14.4Kbps不归零码(NRZ)，其输出为分路信号，即为Y₁，Y₃，Y₅，Y₇；延时3位(34)，上述的“321”译码器产生了3位时间延迟，在(34)内同样延时，以便帧内同步对齐；“与”门(35)，其功能是把所有的信息信码都用28.8KHZ同步提取输出；单元(36)，它是时延电路调整器，对高速器件可不用；四路信码(X₀，X₂，X₄，X₆)相加器(37)；数据与数字电话两种信码相加器(38)；消毛刺(39)，不归零码(NRZ)产生器(40)，最后形成28.8Kbps总信码输入到Modem(23)。

5.根据权利要求3或4的电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其特征在于帧同步搜索及多路选通脉冲信号重建单元包括启动(66)和开关(67)单元；(收)多路选通脉冲信号产生器(68)，它产生收端CH₀至CH₇八路路选通脉冲信号，在开始启动后，输出的路选通脉冲信号尚未与发端同步；再生帧同步码产生器(69)，它产生的帧同步码组与发端同，为110；帧同步码检出运算电路(70)，它有两种信号输入，即28.8Kbps速率的收信码及再生帧同步码，如果在某个时刻两者码位相同，则输出一位一致脉冲(71)，否则输出非一致脉冲(72)；校核连码记数器(73)，对一致脉冲进行校核，如是连1，且达到一定数值12至24，则状态(76)输出为“1”，此刻扣除脉冲(77)开门使经延时(78)调整的速率为28.8Kbos的收定时输入到(收)多路选通脉冲信号产生器，且将同步定时经“非”门(79)输入到(67)，断开它继续对(68)的输入，此后(收)帧同频就建立起来了；保护记数器(74)监视非一致脉冲的出现，若连续出现到一定值，例如8至10的值，则证明线路传输来的收信码此时为失去同步状态，需要再次建立。

6.根据权利要求3的电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其特征在于多路综合业务数字终端的收端包括Modem(23)，它输出收信码与收定时；定时分频器(47)；帧同步码搜索及多路选通脉冲信号重建单元(48)；CH₁，CH₃，CH₅，CH₇选通脉冲信号相加器(49)；“与”门(50)，其“收信码”相与，输出速率为14.4Kbps的Y₁Y₂Y₃Y₄话音数字信码；不归零信码产生器(51)；话音解码器(52)，它输出话音；三个“与”门(53，54，55)，选通脉冲信号(CH₂，CH₂，CH₆，)与“收信码”相与，输出路数据信码X₁‘，X₂‘及X₃‘；各路数据信码的“321”译码器(56，57，58)，其输入为3.6Kbps速率，输出为1.2Kbps的数据信码；不归零码产生器(NRZ)(59，60，61)；线驱动器(62)，其输出(63)为1.2Kbps的数据，送到通信站计算机。

7.根据权利要求3的电力线载波窄带传输多路综合数字信息系统，其特征在于其中的“321”译码电路包括串/并码变换电路(84)；其输入为3.6Kbps的X_i‘信码，X_i‘可为X₁‘，X₂‘及X₃‘任一路译码器输入信号；(83)单元为CH_j‘，是CH₂，CH₄，CH₆对应的路选通脉冲信号；单元(85)的110是单元(69)的帧同步码组信号；不归零码产生器(86)，它的定时信号来自单元(81)；微分展宽电路(87)；延时(88)；“非”门(89及90)；四输入端“与”门(91，92，93，94)，分别使输入信号111，011，101，110均译为1；相加器(95)；1.2Kbps不归零码产生器(NRZ)(96)；线驱动器(62)，该“321”译码电路可以纠正三分之一离散错码。

8.一种将现有电力线模拟载波机改造成为数字式电力线通信系统，其特征在于在现有模拟电力线载波机基础上增加了用户单元接口(1)；多路综合业务数字终端(107)；2/4线变换单元(3)；电平调节器(4，21)，数字电话及“431”编码多路数据终端包括同步式Modem(110)，定时分频器(111)，由Modem输入的定时为19.2Kbps，输出为4.8KHZ；多路选通脉冲信号产生器(112)，其输出为四路4,8KHZ选通脉冲信号CH₀，CH₁，CH₂，CH₃；帧同步码产生器(113)，其输入为CH₀路选通脉冲信号，其输出为1110帧同步码组序列；线接收器(114)，其输入为两路1.2Kbps的异步数据；两路取样器(115，118)，取样用的路选通脉冲信号CH₁，CH₃均为4.8KHZ，取样器输出信码为4比特，3比特或5比特；发端“431”译码器(116，119)，输出全为4比特信码；再取样器(117，120)，由路选通脉冲信号取其“431”信码输出；语音速率压缩编码器(121)，采用4.8Kbps速率的AMBE-1000型声码器芯片；同步取样器(122)；延时器(123，122)，延时4位与两路“431”译码器的4位时延对齐；四个两输入“与”门(125至128)，四路信码统一由Modem的19.2KHZ发定时再定时；延时校正单元(129)，对于高速集成电路可以不用；四路信码相加器(130)；合成信号不归零(NRZ)信码产生器(131)；多路综合业务数字终端的收端，帧同步码搜索及多路选通脉冲信号重建单元和“431”译码电路(132)；1.2Kbps输出线驱动器(134)；话音入、话音出(133)。

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