TWI655849B - 用於傳輸及／或接收信號之方法、裝置及電腦程式 - Google Patents

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Abstract

本發明闡述用於傳輸及/或接收資訊之方法、裝置及電腦程式。藉由以下方式解碼編碼於包括一調變型樣之一載波信號中之資訊，該調變型樣疊加於電在一電力網之一同步區域中流動之一電網頻率上：在一接收器件處量測與在該電力網中流動之電之一頻率有關之一特性；存取指示一或多個預定碼型樣之資料；及執行一相關程序以判定該調變型樣與該一或多個預定碼型樣中之一者之間的一相關性。在該所判定之相關性之基礎上解碼該資訊。此使得能夠在該電力網之一同步區域內容易地傳輸資訊。

Description

用於傳輸及/或接收信號之方法、裝置及電腦程式
本發明係關於用於在一電力網內傳輸及/或接收信號之方法、裝置及電腦程式。
已知用於跨越一電力網傳輸及/或接收資料之通信系統。跨越一電力網傳輸資料係有利的，此乃因其使用現有基礎機構作為傳輸媒體。由於需要一通信鏈路之大多數處所已經連接至電力網，因此一使用者可在不需要任何額外基礎結構之情況下連接至通信鏈路。此外，已經連接至電力網之使用者之數目及在其處一個使用者可連接至電力網之點之數目係大的，且因此電力網之基礎結構提供可經由其建立通信之一靈活網路。
通常，在此一通信系統中，包括一經調變載波之一資料信號疊加至一AC電力信號上。通常，以比電力網之一電網頻率高得多之一頻率調變經疊加資料信號。舉例而言，在頻率範圍kHz至MHz內之一資料信號可疊加於具有標稱50或60Hz之一電網頻率之一電源信號上。
用於在一電力網內傳輸及/或接收資料之此等方法通常在範圍方面受限制，此乃因攜載AC電力信號及因此攜載資料信號之習用電力線經設計以在電源頻率下係高效的且往往使高於電網頻率之頻率衰 減。此外，電力網之基礎結構中之其他組件(諸如變壓器)亦經設計以在電源頻率下操作且因此不高效地傳輸更高頻率信號。因此，通常有必要提供圍繞此等電力網組件之一路線以防止信號強度之損耗及/或資料信號之品質之降低。此添加意欲利用現有基礎結構之一通信系統之成本及複雜性。
亦已知引起可被偵測到之供應之基本頻率之變化的系統。此等系統通常控制正將電力供應至電網以便引起對標稱頻率之一改變之渦輪機之旋轉速度。歸因於所謂的「旋轉發電」之慣量，對電網之一標稱頻率之改變係相對緩慢的(大約數十秒)。此外，必須可容易地區分頻率變化與在電力網中係典型之自標稱電網頻率之背景變化(下文稱為雜訊)，此通常需要使基本頻率變化100mHz或更多。此減少可用頻率狀態之數目，此乃因電網運營商不得不將頻率控制在規定限制內(通常在標稱電網頻率之幾個百分比內)且超出彼等限制之狀態將觸發一頻率穩定化回應，諸如負載卸載或發電儲備之連接。
本發明之一目標係至少緩和先前技術之該等問題中之某些問題。
根據本發明之一第一態樣，提供一種在一接收器件處解碼編碼於一載波信號中且在一電力網之一同步區域內傳輸之資訊之方法，該載波信號包括根據一電網頻率在該電力網中流動之電力之一交流電流或交流電壓，該方法包括：在該接收器件處量測與在該電力網中流動之該電力之一頻率有關之一特性；存取指示一或多個預定碼型樣之資料；在該接收器件處執行一相關程序以判定該所量測之頻率特性之一調變型樣之至少一部分與該一或多個預定碼型樣中之至少一者之間 的一相關性，該調變型樣包括疊加於該電網頻率上之一頻率型樣；及在該所判定之相關性之基礎上解碼編碼於該載波信號中之資訊。
在某些實施例中，該接收器件包括儲存該一或多個預定碼型樣之一資料儲存器，且該方法包括存取該資料儲存器以存取該一或多個預定碼型樣。
在某些實施例中，該接收器件包括儲存一或多個識別符之一資料儲存器，且該調變型樣包含一接收器件或接收器件群組之一識別符，且該方法包括：判定包含於該調變型樣中之該識別符是否對應於儲存於該資料儲存器中之該一或多個識別符中之一或多者；及在該判定之基礎上處理該所接收之信號。
在某些實施例中，該解碼包括回應於判定包含於該信號中之該識別符對應於儲存於該資料儲存器中之該一或多個識別符中之一或多者而自該信號提取資料。
在某些實施例中，該接收器件包括一資料儲存器，該資料儲存器包括指示一或多個預定義動作之資料，且該方法包括回應於包含於該調變型樣中之該識別符對應於儲存於該資料儲存器中之該一或多個識別符中之一或多者之一判定而執行該一或多個預定義動作。
在某些實施例中，該一或多個預定義動作包含以下各項中之一或多者：變更該接收器件之一設定；變更與該接收器件相關聯之一電力器件之一設定；執行該接收器件上之一程式；停止該接收器件上之一程式；及將資料儲存於該接收器件之一資料儲存器中。
在某些實施例中，該調變型樣包括時序資訊及不同於該時序資訊之進一步資訊，且該方法包括在該時序資訊之基礎上處理該進一步資訊。該調變型樣可包括一相移鍵，且該方法可包括在該相移鍵之基礎上自該調變型樣提取該時序資訊。
在某些實施例中，該方法包括在該接收器件處監測該電網中之該電力流之自一給定起始點起經歷之循環之一數目；及在該監測之基礎上判定該相關程序之時序資訊。
在某些實施例中，該方法包括根據一預定排程執行該相關程序，該排程在該電力流之自一給定起始點起經歷之循環之一數目之基礎上識別相關程序之該執行之一時序。
在某些實施例中，該調變型樣包括指示該電力流之自一給定起始點起經歷之循環之一數目之資訊。
在某些實施例中，該相關程序包括一濾波程序。
在某些實施例中，該相關程序包括使該調變型樣之一時基與該一或多個預定碼型樣之一時基相關。
在某些實施例中，該相關程序包括使該調變型樣之一位元型樣與該一或多個預定碼型樣之一位元型樣相關。
在某些實施例中，該相關程序包括提取由複數個傳輸器件傳輸之資料及判定自該複數個傳輸器件中之哪一者傳輸了該所提取之資料。
在某些實施例中，在不同時間在該接收器件處接收由該複數個傳輸器件中之不同者傳輸之資料。
在某些實施例中，該方法包括維持儲存該複數個傳輸器件之識別符之一資料庫及比較自該調變型樣提取之識別資料與該複數個傳輸器件之該等所儲存之識別符。
在某些實施例中，該方法包括：判定在一預定義時段內自該複數個傳輸器件中之兩者或兩者以上接收到資料；及回應於判定在該時段內已自該兩個或兩個以上接收器件接收到資料而將重傳該資料之一請求傳輸至該兩個或兩個以上傳輸器件中之 每一者。
在某些實施例中，該方法包括回應於判定已自該複數個傳輸器件中之一給定者接收到資料而將一應答傳輸至彼傳輸器件。
在某些實施例中，該接收器件包括用於經由不同於該電力網之又一通信媒體接收通信之一通信介面，且該方法包括回應於該資訊之解碼而起始經由該通信媒體與又一器件之通信。
在某些實施例中，該接收器件包括用於經由不同於該電力網之又一通信媒體之通信之一通信介面，且該方法包括：經由該等通信將起始與又一器件之通信之一請求訊息發送至該又一器件，藉此該又一器件起始用該調變型樣來編碼該資訊以用於由該接收器件解碼；及該接收器件在該經解碼資訊之基礎上經由該通信媒體與該又一器件通信。
在某些實施例中，該調變型樣包括用於使該又一器件鑑認該接收器件以起始經由該又一通信媒體之通信之鑑認資料。
在某些實施例中，該方法包括將該鑑認資料自該接收器件傳輸至該又一器件以起始經由該又一通信媒體之通信。
在某些實施例中，該調變型樣包括用於組態該接收器件以經由該又一通信媒體自該又一器件接收資料之組態資料。
在某些實施例中，該又一通信媒體係一基於網際網路協定(IP)之通信媒體。
在某些實施例中，該電網頻率經受隨機雜訊波動以使得該電網頻率在一頻率範圍內隨時間變化且該調變型樣相對於該電網頻率具有小於該頻率範圍之一頻率變化。
根據本發明之一第二態樣，提供一種用於解碼編碼於一載波信號中且在一電力網之一同步區域內傳輸之資訊之接收器件，該載波信 號包括根據一電網頻率在該電力網中流動之電力之一交流電流或交流電壓，該接收器包括：一量測構件，其經配置以量測與在該電力網中流動之該電力之一頻率有關之一特性；對一資料儲存器之存取，該資料儲存器經配置以儲存指示一或多個預定碼型樣之資料；及一處理構件，其經配置以：執行一相關程序以判定該所量測之頻率特性之一調變型樣之至少一部分與該一或多個預定碼型樣中之至少一者之間的一相關性，該調變型樣包括疊加於該電網頻率上之一頻率型樣；及在該所判定之相關性之基礎上解碼編碼於該載波信號中之資訊。
該第二態樣之該接收器件可經調適以提供對應於該第一態樣之彼等特徵中之任何特徵之特徵。
根據本發明之一第三態樣，提供一種在一電力網之一同步區域內傳輸資訊之方法，該電力網包括一或多個電力器件，該等電力器件經配置以經由該等電力器件與該電網之間的各別一或多個連接將電流提供至該電力網及/或消耗來自該電力網之電流，電根據一電網頻率在該電力網中流動，該方法包括：根據表示待傳輸之資訊之一控制型樣使用在該一或多個連接處之調變器件調變該電力網與該一或多個電力器件之間的一電力流，該調變引起一調變型樣疊加於該電網頻率上以提供具有編碼於其中之該資訊之一載波信號。
在某些實施例中，一分佈式電力器件群組中之每一者連接至該電力網，且該方法包括根據該控制型樣調變去往及/或來自該複數個電力器件中之每一者之電力流，以使得協調該複數個電力器件之電力消耗及/或提供以提供可由該一或多個接收器件偵測之一集體載波信 號。
藉由根據該控制型樣調變去往及/或來自該複數個電力器件中之每一者之電力流，可使用可由該一或多個接收器件偵測之去往/來自相對小(低電力)電力器件之經調變電力流產生一集體頻率調變之信號。此使得能夠使用相對便宜之切換器件(諸如基於半導體之開關)產生該經頻率調變之信號。
在某些實施例中，該方法包括自經配置以產生指示待跨越該電力網傳輸之該資訊之資料之一控制器接收指示待傳輸之第一資訊之第一資料；及在該所接收之第一資料上產生該控制型樣。
在某些實施例中，經由一外部通信網路接收來自該控制器之資料。
在某些實施例中，該方法包括將對應於該一或多個接收器件之一或多個識別符包含於該載波信號中。
在某些實施例中，該控制型樣表示用於控制一開關之一控制信號序列，該開關經配置以根據一控制信號接通或關斷去往及/或來自電力器件之電力流，且該方法包括根據該控制信號序列控制該開關。
在某些實施例中，該方法包括控制一衰減器以調變去往及/或來自電力單元之電力流。
在某些實施例中，電力流之該調變包括調變一無功電力流。
在某些實施例中，控制型樣定義資料之一位元型樣，且該載波信號包括一數位信號。
在某些實施例中，該載波信號包括一類比信號。
在某些實施例中，該載波信號包含與資訊將傳輸至其的一特定接收器件有關之識別資料。
在某些實施例中，該識別資料僅可用於該器件及該特定接收器。
在某些實施例中，該識別資料包括複數個識別符類型，每一識別符類型與該接收器件之一不同性質有關。
在某些實施例中，該複數個識別符類型包含以下各項中之一或多者：一地理位置、一器件操作特性、一集體所有製(ownership group)、一網路位址，一網路位址範圍、一電話區域碼及一電話號碼。
在某些實施例中，該一或多個電力器件中之每一者為該電力網提供非旋轉電力產生。
在某些實施例中，該一或多個電力器件中之每一者係一電力消耗器件。
在某些實施例中，該電網頻率經受隨機雜訊波動以使得該電網頻率在一頻率範圍內隨時間變化，且該方法包括調變該電力網與該一或多個電力器件之間的該電力流以提供相對於該電網頻率具有小於該頻率範圍之一頻率變化之一調變型樣。
在某些實施例中，該方法包括在不同於調變該複數個電力器件中之一第二者與該電力網之間的一電力流之一時間調變該複數個電力器件中之一第一者與該電力網之間的一電力流。
根據本發明之一第四態樣，提供一種在一電力網之一同步區域內傳輸資訊之方法，該電力網連接至經配置以消耗來自該電力網之電力之複數個分佈式電力器件，電根據一電網頻率在該電力網中流動，該方法包括：根據表示待傳輸之資訊之一控制型樣調變去往該等分佈式電力器件之電力流，藉此調變該電網頻率以提供對應於該資訊之一經頻率調變之信號以用於在經配置以偵測該電力網中之一經頻率調變之信號之一或多個接收器件處接收。
根據本發明之一第五態樣，提供一種在一電力網之一同步區域內傳輸資訊之方法，該電力網包括經配置以為該電力網提供非旋轉電力產生及/或消耗來自該電力網之電力之一或多個電力器件，電根據一電網頻率在該電力網中流動，該方法包括：根據表示待傳輸之資訊之一控制型樣調變去往及/或來自一或多個電力器件之電力流，藉此調變該電網頻率以提供對應於該資訊之一經頻率調變之信號以用於在經配置以偵測該電力網中之一經頻率調變之信號之一或多個接收器件處接收。
根據本發明之一第六態樣，提供一種供用於在一電力網之一同步區域內傳輸資訊之器件，該電力網包括一或多個電力器件，該等電力器件經配置以經由該等電力器件與該電網之間的各別一或多個連接將電流提供至該電力網及/或消耗來自該電力網之電流，電根據一電網頻率在該電力網中流動，該器件包括：一通信介面，其經配置以接收對應於待傳輸至連接至該電力網之該同步區域之一接收器之資訊之資料；一處理器，其經配置以在該所接收之資料之基礎上產生對應於待傳輸之該資訊之一控制信號序列；及在該一或多個連接處之一電力流調變器，其經配置以在該所產生之控制信號序列之基礎上調變該電力網與該一或多個電力器件之間的一電力流，該調變引起一調變型樣疊加於該電網頻率上以提供具有編碼於其中之該資訊之一載波信號。
該第六態樣之該器件可經調適以提供該第三態樣之彼等特徵中之任何特徵之特徵。
經由一電網頻率之該調變而傳輸及/或接收資訊使得能夠在該電力網之一同步區域內容易地傳輸資訊。舉例而言，可跨越一或多個變 壓器傳輸資訊。
依據僅以實例方式給出之參考附圖進行之對本發明較佳實施例之以下說明，將明瞭本發明之進一步特徵及優點。
100‧‧‧電力網/給定同步電力網/電網
102‧‧‧輸電網
104‧‧‧配電網
106‧‧‧發電機
108‧‧‧變壓器
110‧‧‧變電所
112‧‧‧城區網路
113‧‧‧私人住宅/私人處所
114‧‧‧工廠/工業處所
116‧‧‧風電場/風力渦輪機
117‧‧‧直流電流互連件
118‧‧‧傳輸器
119‧‧‧電子器件/器件/主機電子器件/大容量電子器件/較小容量電子器件
120‧‧‧接收器/經同步接收器/給定接收器/特定接收器
122‧‧‧控制器
124‧‧‧無線存取點
126‧‧‧網際網路
202‧‧‧時鐘
204‧‧‧資料儲存器
206‧‧‧網路介面
208‧‧‧處理器
210‧‧‧調變器
302‧‧‧偵測器
304‧‧‧資料儲存器
306‧‧‧處理器
308‧‧‧輸入輸出介面
310‧‧‧時鐘
602‧‧‧處理器
604‧‧‧資料儲存器
606‧‧‧使用者介面
608‧‧‧時鐘
610‧‧‧網路介面
900‧‧‧例示性資料訊框/訊框
902‧‧‧起始部分
904‧‧‧有效負載部分
906‧‧‧循環冗餘檢查部分
1002‧‧‧晶片
1004‧‧‧晶片
A‧‧‧點
B‧‧‧點
C‧‧‧點
D‧‧‧點
E‧‧‧點
圖1係圖解說明其中可實施本發明之一同步電力網之一示意圖；圖2係圖解說明根據本發明之一實施例之一傳輸器之一示意圖；圖3係圖解說明根據本發明之一實施例之一接收器之一示意圖；圖4a係展示一電力網中之電力產生/消耗平衡與電網頻率之間的關係之一圖表；圖4b係展示一電力網中之經調變電力產生/消耗平衡與所得電網頻率調變之間的關係之一圖表；圖5係展示可如何調變去往/來自一電力器件之電力流之一圖表；圖6係圖解說明一控制器之一示意圖；圖7係展示同步一接收器及接收資料之一例示性方法之一流程圖；圖8展示一例示性同步導頻信號；圖9展示一例示性資料訊框；及圖10圖解說明用於資訊傳輸之例示性位元擴展。
圖1展示其中可實施本發明之一實施例之一例示性電力網100。電力網100包括一輸電網102及一配電網104。
輸電網102連接至可係核能發電廠或燃氣發電廠之發電機106，舉例而言，輸電網102經由電力線(諸如架空電力線)以極高電壓(通常為大約數百kV)將大量電能自發電機106傳輸至配電網104。
輸電網102經由一變壓器108鏈接至配電網104，變壓器108將電力供應轉換為一較低電壓(通常為大約50kV)以用於分配於配電網104 中。
配電網104經由包括另外變壓器以用於轉換至更低電壓之變電所110連接至區域網路，該等區域網路將電力提供至連接至電力網100之電力消耗器件。區域網路可包含將電力供應至私人住宅113內之汲取大約幾kW之相對小量電力之家用電器的家庭用戶網路，諸如一城區網路112。區域網路亦可包含諸如一工廠114之工業處所，其中在工業處所中操作之較大電器汲取大約數kW至MW之較大量電力。該等區域網路亦可包含將電力提供至電力網之較小發電機(諸如風電場116)之網路。
儘管為簡潔起見圖1中展示僅一個輸電網102及一個配電網104，但實際上一典型輸電網102將電力供應至多個配電網104且一個輸電網102亦可互連至一或多個其他輸電網102。
電力在電力網100中作為交流電流(AC)流動，該交流電流以可稱為一電網頻率(通常該電網頻率係標稱50或60Hz，此取決於國家)之一系統頻率流動。電力網100以一同步頻率操作以使得頻率在電網之每一點處係實質上相同的。
電網頻率通常由於電網中之電力之供應與消耗之間的平衡之正常變化(即，並非歸因於發電容量之需求或損耗之突然意想不到之增加的變化)而隨時間相對於一標稱電網頻率變化。電網頻率之正常變化表現為當在一段時間內觀察電網頻率時相對於標稱電網頻率之雜訊。一給定同步電網中之正常變化(下文稱為雜訊)量係取決於儲存於彼同步電網中之位能(即連接至電網之電力器件之慣量)之一頻率範圍；可藉由(舉例而言)在一段時間內進行電網頻率之一系列量測而針對一給定同步電網判定此正常變化量。具有較高慣量(即相對較大旋轉發電量)之電網往往係更穩定且因此具有較少雜訊，而具有較低慣量(即相對較小旋轉發電量)之電網往往係較不穩定的且因此具有較多 雜訊。對於大多數電力網，雜訊位準通常在10至200mHz之範圍內。
電力網100可包含提供電力網100與其他電力網之間的一DC連接之一或多個直流電流(DC)互連件117。通常，DC互連件117連接至電力網100之輸電網102。DC互連件117提供各種電力網之間的一DC鏈接，以使得電力網100界定以不受其他電力網之電網頻率之改變影響之一給定同步電網頻率操作之一區域。舉例而言，UK輸電網經由DC互連件連接至歐洲大陸之同步電網。
電力網100亦包含用於資訊傳輸之一或多個器件(本文中稱為「傳輸器」118)。本文中稱為資料傳輸之資訊傳輸可係數位或類比資料及/或其他類型資訊之傳輸。每一傳輸器118與一電力器件119(其可消耗來自電力網100之電力或將電力提供至電力網100)或一電力器件群組相關聯且位於電力器件119(或器件119群組)與電力網100之間的一連接處。每一傳輸器118經配置以調變電力器件119(或電力器件119群組)與電力網100之間的一電力流。傳輸器118可單獨地提供至電力器件119及/或安裝於電力器件119上。電力器件119可包含發電機106、住宅處所113或工業處所114中之電器及/或諸如風力渦輪機116或太陽能電池板之一小規模發電機。
一或多個傳輸器118可位於配電網104或輸電網102中之電力器件119處，或位於電力網100之任何其他位置處。傳輸器118與電力器件119一起操作以在電力網100內傳輸資料。儘管為了簡單圖1中展示僅七個傳輸器118，但將理解實際上電力網100可包括數百個或數千個此等器件，此取決於傳輸器118所相關聯之電力器件119之容量。
在傳輸器118與大容量電力器件119(諸如一工業處所中之一電力器件)相關聯之情況下，可僅存在小數目個傳輸器118。在某些實施例中，可僅存在一個傳輸器118。
傳輸器118可分佈在相對大數目個較小容量電力器件119(每一者 提供幾W至數十kW)當中，以使得對每一電力器件119之傳輸之貢獻較小但使得經組合傳輸信號具有相同強度。傳輸器118之分佈具有以下優點：可在不需要昂貴電力切換裝置之情況下執行較小負載之切換(替代地可藉助基於半導體之開關執行切換，舉例而言)，且較小負載之切換僅將相對小量電壓雜訊引入至局部電網環境中，舉例而言，在電網運營商必須將配電網104中之供應電壓維持在其內之約定限制內。
通常，跨越電力網100傳輸資料所需要之總的經調變負載取決於用於傳輸資訊之特定編碼方案，如下文所闡述。不同編碼方案在接收器120處產生不同增益量且因此調變之所需電力可介於自W至MW之範圍內。
在連接處之傳輸器118根據待傳輸之資訊所定義之一型樣各自調變各別相關聯之電力器件119與電力網100之間的電力流。一或多個傳輸器118中之每一者與其他傳輸器118中之每一者同步且經配置以根據一控制型樣調變電力流以使得傳輸器118引起電力網100中之電力流之一集體調變。亦即，傳輸器118集體地引起電力網100中之電力平衡之一經調變改變，電力平衡之該改變係去往/來自具有一相關聯之傳輸器118之電力器件119中之每一者之經調變電力流之經組合效應。
在連接處調變在電力器件119與電力網100之間流動之電力而非藉由使電力輸出變化或使(舉例而言)具有一高慣量之一渦輪機之頻率直接變化使得電力流能夠以一高得多之速率經調變。此使得一調變型樣能夠以一較高調變速率(其又達成一較高資料傳輸速率)疊加於電網頻率上，如下文參考圖4a及圖4b所闡述。
傳輸器118可經配置以調變去往及/或來自其相關聯之電力器件119之一無功電力流。舉例而言，傳輸器188可包含用於修改其相關聯之電力器件119之一無功電力貢獻之變流器。調變電力器件之無功電 力貢獻引起電力網100之效率之一局部調變連同可用有效電力之一對應調變。此又引起電網平衡之一調變(如上文所闡述其引起電網頻率之一調變)。
在某些實施例中，傳輸器118可經配置以調變僅有效電力、僅無功電力或有效電力及無功電力兩者。
圖2展示用於在一電力網100內傳輸資料之一傳輸器118之一例示性配置。傳輸器118與一或多個電力器件119一起操作以在電力網100內傳輸資料且包括一時鐘202、一資料儲存器204、一網路介面206、一處理器208及一調變器210。
傳輸器118經配置以自一控制器122接收資料。該控制器可不直接連接至電力網100，而是可經由網路介面206接收資料。網路介面206經配置以經由一固定或無線通信網路(其可包含全球行動通信系統(GSM)、通用行動電信系統(UMTS)、長期演進(LTE)、固定無線存取(諸如IEEE 802.16 WiMax)及無線網路(諸如IEEE 802.11 WiFi)中之一或多者)接收資訊。
經由網路介面206接收之資訊可儲存於資料儲存器204中。儲存於資料儲存器204中之資訊可包含待由傳輸器118傳輸之資料之表示(在本文中稱為「碼」)。該等碼可表示用於根據一預定義控制型樣控制調變器210之控制信號。
處理器208經配置以自資料儲存器204擷取待傳輸之資料且產生用於控制調變器210之控制信號。處理器208存取資料儲存器204，擷取一碼，且基於該碼而產生控制信號且將彼等控制信號發送至調變器210以控制去往/來自一電力器件119之電力流。該等控制信號可呈待在電力網100中傳輸之資料之一位元型樣之形式。該碼通常定義參考時鐘202提供之控制信號之一時間變化型樣。時鐘202可與其他傳輸器118之時鐘同步以便使連接至電力網100之傳輸器118中之每一者與每 一其他傳輸器118同步。此使得能夠在同一時間在每一傳輸器處起始資料傳輸。可在經由網路介面206接收之一同步信號之基礎上執行時鐘204之同步，如下文參考圖8及圖9所闡述。
傳輸器118中之每一者可包含用於計數在電力網100中流動之交流電流之循環之可由處理器208實施之一計數器。可由參考一經定義事件或時間點定義之循環數目識別該等循環。舉例而言，循環數目可與交流電流之自經定義事件或時間點以來經歷之循環之數目對應。可按傳輸器118及接收器120已知之預定循環數目執行傳輸器118之資料傳輸，以便使傳輸器118可按根據相同時基操作之接收器120期望按其接收資料之循環數目傳輸資料；亦即，同步傳輸器118與接收器120。
調變器210經配置以回應於由處理器208產生之控制信號而調變一電力器件119與電力網100之間的電力流。調變器210可包括用於將電力器件119連接至電力網100/將電力器件119與電力網100斷開連接之一開關及/或允許調變去往/來自電力器件119之電力流之任何電或電子構件。舉例而言，電力器件119在調變期間可不必完全關斷而是可在電力消耗及/或提供之設定點之間調變。調變器210可係一衰減器或用於變更電力器件119之電力消耗/提供之某些其他構件，舉例而言，電動車輛及/或其他電氣器件之基於變流器之充電器；光伏打發電機、熱電聯供(CHP)發電機或風力發電機之並網變流器。
在根據儲存於資料儲存器204中之控制信號之型樣調變在一電力器件119與電力網100之間流動之電力時，調變器210能夠編碼一調變型樣且將彼調變型樣疊加於電網頻率上以用於跨越電力網100之傳輸。電網頻率藉此用作編碼於其中且由調變型樣定義之資訊之一載波信號。
調變器210通常經配置而以通常高達10Hz之一頻率調變去往/來自電力器件119之電力流(儘管再次此取決於每一電力網之性質)。在 某些實施例中，以小於預定義電網頻率之一半之一頻率調變去往及/或來自一電力器件119之電力流。在某些實施例中，以小於預定義電網頻率之四分之一之一頻率調變電力流。在某些實施例中，以小於預定義電網頻率之十分之一之一頻率調變電力流。舉例而言，一調變器210可經配置而以大致1Hz之一速率調變電力流。
在此頻率範圍下，適度高負載之切換係可能的。由於調變器210以小於電網頻率之一頻率調變去往/來自電力器件119之電力流，因此經調變信號不再被電力網100之基礎結構抑制而一未經調變AC電力會被抑制。此移除提供圍繞諸如變壓器108、110之器件之一額外路線之需要。
儘管傳輸器118在圖2中展示為與電力器件119分開，但將理解在某些實施例中傳輸器118可與電力器件119成一整體。
應注意，儘管碼在上文闡述為儲存於傳輸器118之資料儲存器204中，但在某些實施例中其可經遠端儲存(舉例而言在控制器122處)且在需要時由傳輸器118存取。舉例而言，碼可傳輸至傳輸器118，在該情形中其可不儲存於傳輸器118處，或僅儲存於一暫時性資料儲存器中。
如下文參考圖4a及圖4b所闡述，一經調變電力流引起貫穿一給定同步電力網100係相同之電網頻率之一對應調變。通常，電網頻率之此調變相對於通常在電力網100之操作期間發生在電力網100中之變化係極小的(亦即，調變之量值小於電網雜訊之量值)，上文闡述該變化之規模；舉例而言，電網頻率之調變可在μHz高達數mHz之範圍內。在某些實施例中，電網頻率之調變可小於10mHz；小於1mHz；小於500μHz；或小於100μHz。
由於電網頻率貫穿電力網100係相同的，因此經調變頻率貫穿電力網100亦係相同的且因此能夠偵測到經調變電網頻率之一接收器件 (下文稱為一接收器120)能夠在其可連接至電網100之任何點處接收資料信號。
圖3係圖解說明經組態以解碼編碼於一載波信號中且在一電力網100內傳輸之資訊之一例示性接收器120之一圖式。接收器120包括一偵測器302、一資料儲存器304、一處理器306、一輸入輸出(I/O)介面308及一時鐘310。
偵測器302可係能夠以充分精確度偵測或量測與電網頻率有關之一特性之任何器件。
在某些實施例中，與電網頻率有關之一時間週期用作電網頻率之一特性量測。舉例而言，係電壓與0V交叉之時間之間的週期之半循環之一量測可用作與電網頻率有關之一特性。
在某些實施例中，可判定對應於完成一半循環(或一全循環)所花費之時間之倒數之實際瞬時電網頻率。頻率資料可經均衡及數位濾波以移除在一已知及所要信號頻率範圍之外之頻率分量。舉例而言，可移除對應於該電網頻率之頻率分量及/或與雜訊有關之頻率分量。
偵測器302可包括：一電壓偵測器，其經配置而以高於電網頻率之一頻率對電壓取樣；及一類比轉數位轉換器，其經配置以將經取樣電壓轉換為一數位電壓信號。舉例而言，該電壓偵測器可經配置以每循環對電壓取樣1000次。然後可處理該數位電壓信號而以一高精確度(在範圍μs至ms內)判定電壓與0V交叉之時間。
偵測器302可包括：一電流偵測器，其經配置而以高於電網頻率之一頻率對電流取樣；及一類比轉數位轉換器，其經配置以將經取樣電流轉換成一數位電流信號，然後可處理該數位電流信號而以一高精確度(在範圍μs至ms內)判定電流與0V交叉之時間。
偵測器302可包括一電壓偵測器及一電流偵測器兩者。量測電壓及電流兩者與0V交叉之時間使得接收器120能夠判定電壓及電流之相 對相位之一改變，藉此使得接收器120能夠補償電網中之無功電力之改變。此又達成頻率(或與頻率有關之一特性)之一更準確量測。
判定頻率之一例示性方法包括以一高速率(舉例而言以40kHz之一速率)對交流電壓取樣。選擇一觸發位準，在該位準處正弦電壓波形係大致線性。此通常大於0V且可係(舉例而言)在5V與50V之間。在交流電壓達到觸發位準之連續時間之間的差之基礎上判定兩個連續正弦循環之間的時間。重複此多次(舉例而言，數千次)且然後判定一平均時間。然後反轉平均時間值以判定頻率。
資料儲存器304可儲存指示與接收器可能接收之調變型樣有關之一或多個預定碼型樣之資料。處理器306可使用所儲存之資料型樣格式來幫助資訊自所量測之頻率特性之提取或解碼。
舉例而言，處理器可經配置以執行一相關程序以判定調變型樣(疊加於電網頻率上)之一部分與所儲存之預定碼型樣中之一者之間的一相關性。另一選擇係，接收器120可包含經配置以執行相關程序之一專用相關器。舉例而言，該相關程序可包括判定所量測之頻率特性含有對應於一所儲存之預定碼型樣之一調變型樣之一概率。然後可在所判定之相關性之基礎上解碼編碼於所量測之頻率信號中之資訊。此使得能夠甚至在調變之量值(如上文所闡述，其可在μHz高達數mHz之範圍內)小於所量測之電網頻率中之雜訊位準(其通常在10至200mHz之範圍內，儘管此等典型值自一個同步電網至另一同步電網且在一給定同步電網中隨時間顯著地變化)時解碼資訊。此外，相對於電網中之雜訊(即電網頻率之正常變化)及由電網運營商約定之限制將頻率調變此一小程度提供使用頻率可調變至之大量明顯狀態而不觸發一頻率穩定化回應及/或擾亂電網之正常操作之可能性。
儘管預定碼型樣在上文闡述為儲存於接收器120之資料儲存器304中，但在某些實施例中其可經遠端儲存(舉例而言在控制器122處) 且在需要時由接收器120存取。舉例而言，預定碼型樣可傳輸至接收器120，在該情形中其可不儲存於接收器120處，或僅儲存於一暫時性資料儲存器中。
資料儲存器304可用於儲存已在電力網100內傳輸之經解碼資訊。此外，資料儲存器304可儲存識別接收器120或可用於定址接收器120之一識別符。該識別符亦可由傳輸器118包含於調變型樣中。處理器306可藉由比較儲存於資料儲存器304中之識別符與包含於調變型樣中之識別資訊而依據一所接收之傳輸中之資訊判定傳輸是否與接收器120有關。若處理器306判定所接收之資料係用於接收器120，則處理器306可繼續處理並儲存經解碼資訊。
資料儲存器304可儲存識別一接收器120所指派至之群組之一或多個其他識別符。意欲用於由特定群組接收之傳輸可包含與彼等群組相關聯之識別符以使得群組中之接收器120能夠判定其是否意欲接收傳輸。可藉由判定一所傳輸之識別符與儲存於接收器120之資料儲存器304中之一或多個識別符之間的一對應性而達成此。
在某些實施例中，可針對不同地理區域界定群組。對應於一地理區域之每一群組可劃分成與一給定地理區域內之較小區域有關之子群組。舉例而言，可針對一特定國家中之所有接收器界定一群組，且可針對彼國家中之每一區界定子群組。國家之一特定區中之接收器120可儲存與對應於其特定位置(亦即，其國家及區)之群組及子群組有關之識別符以使得可將資料定址至一特定國家或區中之所有接收器120。
接收器120可在其他性質或準則之基礎上指派給群組及子群組；舉例而言，接收器120可在其所相關聯之電力器件119之特性之基礎上指派給群組及子群組。舉例而言，此等特性可基於但不限於電力器件119是一電力消耗還是電力產生器件、將能量供應至彼電力器件119之 能量供應器、電力器件104連接至其配電網路104之電網運營商及電力器件119之原製造商。
該等群組可劃分成多個層級之子群組，以使得每一群組劃分成進一步子群組。接收器120可指派給在再劃分之每一層級中之一或多個子群組。
可動態改變與一接收器120所指派至之群組及子群組相關聯之識別符中之每一者以反映對隸屬於該等群組及子群組之接收器120之適合性之改變；可由下文所闡述之控制器122判定此等改變，舉例而言。對識別符之更新可由傳輸器118傳輸至接收器120。
資料儲存器304可儲存指示接收器120將執行之一或多個預定義動作之資料。舉例而言，該一或多個預定義動作可包含以下各項中之一或多者：變更接收器120之一設定；變更與接收器件相關聯之一電力器件之一設定(舉例而言，接通或關斷相關聯之電力器件或者減少或增加其電力消耗或產生)；執行接收器件上之一程式；停止接收器件上之一程式；及將資料儲存於接收器件之一暫存器中。
可促使接收器120起始去往及/或來自電力器件119之電力流之一調變以產生電力網100中可由控制器122或在電力網100中之某一其他位置處之一實體偵測及/或量測之一經調變信號。該信號可被偵測(或量測)為如本文中所闡述之一電力流或一頻率調變。
可根據指派給接收器120且儲存於資料儲存器304中之已知碼調變由接收器120起始之信號。該等碼亦可儲存於電力網100中之經配置以接收信號之實體處；此實體可使經調變信號與其所儲存之碼相關以識別接收器120或一相關聯之電力器件119。
處理器306可係能夠處理所接收之資料之任何處理器。該處理器可包含但不限於一特殊應用積體電路(ASIC)、一場可程式化閘陣列(FPGA)、一數位信號處理器(DSP)及一通用可程式化處理器中之一或 多者。
處理器306可經配置以對在電力網100內接收之資料執行誤差偵測及誤差校正功能。處理器306可經配置以在所接收之資料已加密之情況下解密彼資料。
一旦資料已由接收器120接收並處理，其即可經由I/O介面308輸出至資料之一既定接收者。舉例而言，I/O介面308可經配置以在一電腦或接收器120自身之一顯示器上顯示資訊。
接收器120亦可包含或可連接至一通信介面，諸如如上文參考傳輸器118所闡述之一網路介面，其使用該通信介面來經由不同於電力網100之一通信媒體(諸如一固定或無線通信網路)與另一器件通信。通信網路可包含以下各項中之一或多者：全球行動通信系統(GSM)、通用行動電信系統(UMTS)、長期演進(LTE)、固定無線存取(諸如IEEE 802.16 WiMax)及無線網路(諸如IEEE 802.11 WiFi及IEEE 802.15 ZigBee)。
接收器120可使用該通信介面將資料發送至一遠端器件及/或自該遠端器件接收資料。舉例而言，接收器120可經由網際網路將資料發送一遠端伺服器及/或自該遠端伺服器接收資料。通信可基於網際網路協定。接收器120可自一遠端伺服器拉取資料或可接收自一遠端伺服器推送之資料。
接收器120可使用經由電力網100接收之資料來起始與遠端器件之通信。以此方式，在電力網內之通信可經由一通信媒體為又一通信網路(諸如上文所闡述之通信網路中之一或多者)提供一側通道。在此情形中，載波信號可編碼有鑑認資料，接收器120經由該又一通信網路將鑑認資料傳輸至遠端器件以使遠端器件鑑認自身且起始通信。舉例而言，接收器120可係由電力網100供電且經由一電話或數位用戶線連接至網際網路之一智慧器件，諸如一智慧電視或一電視機頂盒。該 智慧器件可經配置以將鑑認資料(其經由電力網100接收)傳輸至遠端伺服器使遠端伺服器鑑認其。一旦已鑑認接收器120遠端伺服器即可經配置以僅將資料傳輸至接收器120。
另一選擇係或另外，經調變信號可包括組態資料，接收器120使用該組態資料來接收自遠端器件推送之資料。舉例而言，組態資料可包含用於解密經由該又一通信媒體接收之資料之一密鑰，或可係規定在其期間授權經由其他通信網路自遠端器件之通信之一時間窗之資料。舉例而言，接收器120可係經配置以自一遠端伺服器接收指令信號及/或經推送軟體更新且一旦已經由電力網100接收組態資料即可僅如此操作之一智慧器件。
使用在電力網100內之通信作為又一通信系統之一側通道使得接收器120能夠鑑認經由彼等系統接收之資料源。以此方式，接收器120僅經由該又一通信系統自安全或可信源接收資料而不具有使用鑑認協定自身之額外處理負擔。
可在待稍後使用之資料儲存器304中儲存或緩衝所接收之資料。舉例而言，可僅在由與資料一起或以一單獨傳輸方式傳輸之一時間指示符指示之一預定時間處作用於該資料。
接收器120藉由計數在電力網100中流動之交流電流之循環而保持其時序；舉例而言，接收器120可包含可由處理器306實施之一計數器。在接收器120暫時不能計數交流電流之循環(舉例而言，在短暫停電期間)之情況下，時鐘310能夠維持接收器120之時序以使得處理器306能夠保持同步達至少幾個循環。此使得接收器120能夠在其暫時不能計數交流電流之循環之週期期間繼續接收及處理資料。
偵測器302可經配置以藉由偵測來自連接至電力網100之電器之所謂的電網雜訊而間接偵測電網頻率。舉例而言，接收器120可係適當地經程式化以偵測由連接至電力網100之電器發射之電磁或音訊信 號(對應於頻率變化)且處理彼等信號以判定如上文所闡述之電網頻率之一無線通信器件。在某些實施例中，該接收器可係一個人數位助理(PDA)、一智慧型電話或經程式化以接收並處理由傳輸器118傳輸之資料的運行一電腦程式(諸如一應用程式)之一可攜式電腦。
電網頻率隨提供至電力網100之總的所產生之電力與自電力網100消耗之總電力量之比率(在本文中稱為一電網電力平衡)而變化。電網頻率之改變歸因於由其包含發電機106中之渦輪機之操作頻率及電力網100中之可調諧變壓器之狀態的因素。
圖4a係展示一典型電力網中之電網電力平衡與電網頻率之間的關係之一圖表。圖4a展示在其中電力網通常操作之電力平衡範圍內存在電網電力平衡與電網頻率之間的一單調關係。若總電力需求大於總電力產生則電網頻率降至一約定標稱系統頻率以下，而若總電力產生超過總電力需求則電網頻率上升至標稱系統頻率以上。舉例而言，在UK，大約8GW之電網平衡之一改變通常引起大約1Hz之電網頻率之一改變；在歐洲，大約30GW之電網平衡之一改變通常引起大約1Hz之電網頻率之一改變。
通常，電力網100中之總體電力流越大，提供電網頻率之一給定改變所需要之電力量越大。因此，較大電力網通常係更穩定的，且需要具有一較大總體負載之電力器件119之調變以提供與較小電力網相同之頻率調變程度。
通常，電網運營商不得不將電網頻率控制在約定限制內。舉例而言，在UK，電網運營商通常將電網頻率控制在標稱系統頻率之0.4%內，且在歐洲，電網運營商通常將電網頻率控制在標稱系統頻率之0.2%內，儘管可使用其他限制。為了將電網頻率維持在約定限制內，電網運營商必須確保儲備中保持有充足的可控制發電及/或可控制需求以準備用於抵抗可能導致頻率變化的電力網100之平衡之改 變。
在本發明之實施例中，可使用一電力網中之電網電力平衡與電網頻率之間的一關係來傳輸資訊。特定而言，如圖4b中所展示，本發明之發明者已瞭解，調變電網電力平衡誘發在一同步電力網中貫穿整個電力網係相同之電網頻率之一調變。
舉例而言，考量圖4b，在點A處電力網100係平衡的(亦即，對電力之總需求大致等於在電力網100中產生或提供至電力網100之總電力量)且電網頻率穩定處於(舉例而言)50Hz。在點B處，電網電力平衡經移位以使得存在自點B至點C之過量消耗。此引起在點B處電網頻率之一對應下降，該下降經維持直至點C為止。在點C處，電網電力平衡經移位以使得存在在點D處之過量產生，該過量產生經維持直至點E為止。此引起點C與D之間的電網頻率之一對應上升，該上升自點D維持至點E。
通常，舉例而言，點D與點E之間的經增加電網頻率之維持取決於以其調變電力流之頻率。特定而言，可在調變週期(調變頻率之倒數)小於自動校正及/或電網運營商對電網電力平衡之改變作出反應之一反應時間之情況下維持經增加電網頻率。在其中相對迅速地調變電力流之實施例中，自動及/或由電網運營商採用之電力平衡補償機構無法足夠迅速地做出反應以抵消調變，然而在相對緩慢地調變電力流之情況下，電力平衡補償機構可開始藉由抵消經移位電網電力平衡而使調變之效應降級。
如上文所闡釋，通常，電網頻率調變之量值在μHz高達數mHz之範圍內，低於電網頻率之變化量(即在所量測之電網頻率之雜訊位準內)，且因此不超過電網運營商必須將電網頻率(標稱系統頻率)維持在其內之約定限制且不致使電網運營商回應於傳輸而起始任何手動或自動電網平衡量測。
圖5係圖解說明可如何調變去往及/或來自一電力器件119之電力流之一圖式。圖5展示流動至一電力器件119/自電力器件119流動之電流隨時間而變及流動至電力器件119/自電力器件119流動之RMS電力隨時間而變。
在圖5中所展示之實例中，在時間t1處，允許電流流動至一電力器件119/自電力器件119流動直至時間t2為止。自t2起，防止電流流動至電力器件119/自電力器件119流動直至時間t3為止，在該時間處重新開始去往/來自電力器件119之電流直至時間t4為止。圖5中亦展示關於流動至電力器件119/自電力器件119流動之RMS電力之效應。自t1至t2且自t3至t4，流動至電力器件119/自電力器件119流動之RMS電力處於一高狀態(由「接通」表示)且自t2至t3，流動電力器件119至/自電力器件119流動之RMS電力處於一低狀態(由「斷開」表示)。返回參考圖4b，高RMS電力流狀態及低RMS電力流狀態具有電力網100之頻率特性中之一對應高及低狀態。
如圖5中所展示，通常RMS電力在接通狀態中之時間係通常AC電流流動之2個或兩個以上循環及通常整數數目個半循環。
在某些實施例中，為簡單起見，RMS電力在關斷狀態中之時間與其在接通狀態中之時間相同。在圖3中所展示之實例中，在允許電流流動達3個循環之情況下，當電網頻率係50Hz時RMS電力在接通狀態中達60ms且在關斷狀態中達60ms。然而，RMS電力在關斷狀態中之時間可不同於其在接通狀態中之時間。所傳輸之碼可包含具有多個不同調變長度之接通狀態及關斷狀態；亦即，RMS電力在接通及/或關斷狀態中之時間長度(或循環數目)在碼內變化。舉例而言，碼可包括具有3個循環、5個循環及8個循環之長度之接通狀態及/或關斷狀態。
藉由控制RMS電力在接通狀態及關斷狀態中之時間長度，以其 發生調變之頻率可經調諧以避免電力網100中在其處存在大量窄頻帶雜訊之頻率及/或可提供頻率分集，以使得經由數個頻道或比窄頻帶雜訊寬之一頻帶傳輸信號。此提供在存在窄頻帶雜訊之情況下傳輸信號之一更穩健方法。
返回參考圖1，在某些實施例中，傳輸器118回應於自經配置以將資料傳輸至傳輸器118之一控制器122接收之指令而起作用。控制器122可能夠經由一有線或無線連接(諸如經由一無線存取點124)連接至傳輸器118。如圖1中所展示，控制器122可經由諸如網際網路126之一資料通信網路將資料傳輸至傳輸器118。如上文所闡釋，控制器122可不具有至電力網100之任何直接電力連接。
圖6係圖解說明用於控制電力網100中之資料傳輸之一例示性控制器122之一圖式。控制器122管理待由傳輸器118傳輸之廣播。控制器122可包含位於一控制中心中之一或多個伺服器。控制器122可經配置以自使用者接收希望跨越電力網100傳輸資料之請求且回應於接收此等請求而可組態待傳輸之資料封包。
控制器122包括一處理器602、一資料儲存器604、一使用者介面606、一時鐘608及一網路介面610。
可使用資料儲存器604來儲存待在電力網100內傳輸之資料。
資料儲存器604亦可包含含有所部署之接收器120之記錄之一資料庫。該等記錄可包含：包含接收器120之識別符(其可用於定址特定接收器120)之資訊、器件能力、關於接收器120之組態(諸如在接收器120上操作之一電流軟體版本或儲存於接收器120處之一電流廣播排程)之資訊、關於接收器120之位置之資訊及關於連接至接收器120之其他器件(諸如電力器件119)之資訊及此等經連接其他器件之能力。
資料儲存器604可包含關於接收器120之分組之資訊，且可儲存可由控制器122用於管理接收器120之群組且將資料發送至接收器120 之一經定址群組之識別符；舉例而言，可將控制資料發送至接收器之一經定址群組以致使其各自以相同方式起作用。
一接收器120之使用者(舉例而言，擁有者)可能夠經由使用者介面606將其接收器120暫存於資料儲存器604中。使用者亦可上載待經由使用者介面606傳輸之訊息。舉例而言，使用者介面606可係可由使用者經由網際網路126存取之一用戶端介面。與待傳輸之訊息(諸如將傳輸訊息之日期及時間)及訊息之接收者有關之資訊亦可經由使用者介面606輸入且儲存於資料儲存器604中。
每一所暫存之接收器120可指派給接收器120之一或多個群組。 一給定接收器120所指派至之每一群組可具有儲存於與給定接收器120相關聯之一記錄中之一對應識別符。如上文參考圖3所闡述，一或多個識別符亦可儲存於各別接收器120之資料儲存器304中，且可用於判定所接收之資料是否意欲用於在彼接收器120處接收。
處理器602經配置以自資料儲存器604擷取資料且形成然後傳輸至傳輸器118之訊息。控制器122可能夠經由一有線或無線連接連接至傳輸器118。舉例而言，該控制器可使用若干個射頻存取技術中之一或多者經由網路介面610連接至之一無線存取點124，無線存取技術包含全球行動通信系統(GSM)、通用行動電信系統(UMTS)、長期演進(LTE)、固定無線存取(諸如IEEE 802.16 WiMax)及無線網路(諸如IEEE 802.11 WiFi及IEEE 802/15 ZigBee)。如上文所闡述，控制器122可經由諸如網際網路126之一資料通信網路將資料傳輸至傳輸器118。
資料可使用任何適當資料傳輸協定(諸如，舉例而言但不限於傳輸控制協定(TCP)、使用者資料報協定(UDP)或6LoWPAN協定)傳達至傳輸器118。
在需要之時間處(或在需要之時間之前)，控制器122可將包含待傳輸之資料之訊息傳輸至電力網100中之一或多個傳輸器118。一或多 個傳輸器118然後可各自接收待傳輸之資料，且在適當時間處開始在電力網100內傳輸資料。
傳輸器118可連接至控制器122且輪詢控制器122以檢查控制器122是否具有需要傳輸之任何新資料。此將額外安全提供至傳輸，此乃因在傳輸器主動尋找來自可信源之資料時資料僅由傳輸器118接收。
藉由將來自控制器122之資料傳輸至傳輸器118且然後在電力網100內傳輸資料，資料可在一寬廣區域內傳輸至諸多接收器120同時僅需要建立具有相對小數目個傳輸器118之一習用資料通道。
為了使傳輸器118中之每一者與其他傳輸器118中之每一者同步，控制器122亦可將同步信號傳輸至傳輸器118。然而，可根據某一其他信號同步傳輸器118；舉例而言，可基於來自一原子鐘之一時間(諸如，舉例而言，來自UK國家物理實驗室之「MSF」無線電時間信號)而使用一GPS信號、一網際網路網路時間或一低頻射頻時脈信號中之一或多者同步傳輸器118。傳輸器118因此能夠共用一共同時基，在將信號傳輸至接收器120時使用該共同時基。
在某些實施例中，根據一廣播排程執行資料傳輸。可根據廣播排程在不同預先同意之時間廣播不同類型之資料。傳輸器118及/或接收器120可藉助廣播排程預先程式化或硬線連接以使得其一旦同步即可在相關時間接收特定類型之資料。廣播排程可提供至傳輸器118及/或接收器120。傳輸器118可將廣播排程提供至接收器120。
圖7係展示在首先開始量測與電網頻率有關之一特性之後一接收器120之行為之一實例之一流程圖。
在步驟700處，接收器120開始量測與電網頻率有關之一特性。當接收器120首先連接至電力網100時可起始步驟700，舉例而言。接收器120然後可開始計數在電力網100中流動之交流電流之循環。
在步驟702處，接收器120等待偵測將使得接收器120能夠識別一固定時間點以給出與傳輸器119所使用之共同時基之相對同步之一初始同步導頻信號。提供一同步導頻信號使得接收器120能夠在使用相對低量之處理資源時同步其操作。此使得接收器120之更多處理能力專用於接收資料，其使得接收器120能夠以一較高位元速率接收資料。一或多個傳輸器118可週期性地廣播同步導頻信號以用於在量測與電網頻率有關之一特性之每一接收器120處接收。舉例而言，同步導頻信號可基於一相移鍵或可係具有達成同步之一特性之任何其他類型之信號。
同步導頻信號及資料之傳輸可經配置以按一預定間隔發生。該預定間隔可係預先同意的(亦即，其可係所有傳輸器118及接收器120之標準)。舉例而言，同步導頻信號可每20,000個循環廣播一次。舉例而言，可藉由重新程式化傳輸器118而變更預定間隔；可藉由將來自控制器122之資料傳輸至傳輸器118而執行此重新程式化。下文參考圖8闡述一例示性同步導頻信號。
在步驟704處，接收器120判定其是否已接收一同步導頻信號。 在接收器120尚未接收一同步導頻信號之情況下，接收器120返回至步驟702且繼續等待一同步導頻信號。在接收器120已接收一同步導頻信號且具有一固定時間參考點之情況下，其移動至步驟706。
在步驟706處，接收器120解碼識別在步驟704處判定之時間參考點之一時間戳記。舉例而言，可由一循環數目識別在步驟704處判定之參考點。舉例而言，該循環數目可係交流電流之自一固定時間點(諸如一特定日子之開始)以來經歷之循環之數目。舉例而言，若自固定時間點以來已存在10,000次循環則時間戳記可將在步驟704處識別之參考點識別為循環數目10,000。
可在依據步驟704處之同步導頻信號判定之參考點之後以預定數 目個循環接收時間戳記。舉例而言，可在參考點之後傳輸時間戳記300個循環(亦即，以循環數目10,300)。
在步驟708處，經同步接收器120繼續計數電力網100中之交流電流之循環且等待在步驟704處判定之參考點起之預定數目個循環以為經排程資料之到達。待傳輸之資料按其經排程之循環數目可在接收器120中預先程式化或硬線連接以使得接收器120可準備開始按彼循環數目接收資料。
在可與下文所闡述之步驟708、712、714及716並行地發生之步驟710處，經同步接收器120亦等待自在步驟704處判定之參考點起之預定數目個循環以為下一同步導頻信號之到達。待傳輸之同步導頻信號按其經排程之循環數目可在接收器120中預先程式化或硬線連接以使得接收器120可準備開始按彼循環數目接收同步導頻信號。
在步驟712處，按經排程循環數目，接收器120開始經由實體通道及/或邏輯通道接收及解碼資料。可以訊框之形式接收資料。呈訊框形式之資料之前幾個位元組可含有待接收之資料之類型、待接收之訊框之長度及/或訊框結構中之一或多者之一指示。下文參考圖9闡述一例示性資料訊框。
步驟712可包含依據所接收之資料中之一識別符判定資料是否意欲用於由各別接收器120接收。可比較該識別符與儲存於接收器120中之一或多個識別符以判定資料是否意欲用於接收器120，且若識別符對應於儲存於接收器120中之一或多個識別符，則接收器120可相應地處理資料。
可接收一新識別符以替換一所儲存之識別符。此使得控制器122之一操作者能夠將一新識別符指派給一給定接收器120以便管理接收器120之群組之隸屬且將資料廣播至接收器120之特定群組以使得接收器120之一給定群組之成員以同一方式起作用。
在步驟714處，接收器120基於所接收之資料採取一動作。可在所接收之資料之基礎上執行之動作可包含以下各項中之一或多者：更新輸出暫存器；起始對接收器120之一組態之改變；將接收器120重設為一先前設定；啟動一程序；停止一程序；及加載或儲存經更新資訊(諸如作為經排程資料之部分經接收之有效負載資料)，其可包含一經更新排程、一經更新識別符或經更新組態設定，舉例而言。
在步驟716處，接收器120繼續計數電力網100中之交流電流之循環且等待待接收之進一步經排程資料。
接收器120可在於步驟712處解碼之資料之基礎上判定不需要任何動作，且可在不執行任何特定動作之基礎上進行至步驟716。
將理解，可並行執行上文參考步驟708、712、714及716所闡述之步驟。舉例而言，可在接收器120等待及/或接收進一步資料之相同時間處解碼及/或作用於先前已接收之資料。
儘管未展示，但程序可在(舉例而言)接收器120與系統斷開連接(舉例而言，接收器120可與電力網100實體上斷開連接)時結束。
在某些情形中，在接收到一特定傳輸之後，程序可返回至步驟708以等待新的經排程資料。在其他情形中，程序可返回至步驟702且接收器120等待下一同步導頻信號。
圖8展示重複高基態(α)及低基態(β)對序列(由相移鍵(PSK)分離)之包括可變長度之一例示性同步導頻信號，每一對高低態形成一週期(αβ或βα)。在PSK處，信號之相位移位180°，且此相移可由接收器120偵測到。將注意，圖8中展示之同步導頻信號僅係一導頻信號之一項實例，且可使用其他形式之信號。
同步導頻信號之每一相位取決於與一鏡點PSK之一時間分離具有由週期數目界定之一長度。鏡點PSK用作接收器120尋找以便同步其操作以適當地接收資料之時間之一參考點。特定而言，同步導頻信號 之一給定相位之長度由一基本單位中之狀態之數目(在此情形中一對狀態)自乘至各別相位與鏡點PSK之間的PSK之數目之冪界定。換言之，相位之長度可形式化為xn，其中x係基本單位中之狀態之數目且n係各別相位與鏡點PSK之間的PSK之數目。
在圖8中所展示之實例中，毗鄰鏡點PSK之第一相位具有2°(其等於1個週期)之一長度，此乃因存在基本單位中之兩個狀態(高α及低β)且不存在第一相位與鏡點PSK之間的PSK。下一相位具有兩個週期(21)之一長度，此乃因存在基底單位中之兩個狀態(1個週期)且存在各別週期與鏡點PSK之間的一個PSK。針對第n個週期，週期之長度係2n，此乃因存在基本單位中之兩個狀態(1個週期)且存在第n個週期與鏡點PSK之間的n個PSK。
藉由偵測PSK在一所接收之同步導頻信號中之出現，且藉由偵測一給定相位之長度(亦即，一個PSK與一隨後PSK之間的時間)，接收器120可外推鏡點PSK之時序且藉此判定與傳輸器118所使用之時基同步之一已知時間點。一旦接收器120經同步，其即可接收在電力網100內由傳輸器118傳輸之資料。
在某些實施例中，當一接收器120首先連接至電力網100時，其可開始偵聽一同步導頻信號，且當接收一同步導頻信號時，處理器306藉助鏡點PSK同步接收器120。一旦接收器120經同步其即可然後開始偵聽如上文參考圖7所闡述之所傳輸之資料，舉例而言。
圖9展示適合用於在電力網100內傳輸資料之一例示性資料訊框900。訊框900包括一起始部分902、一有效負載部分904及一循環冗餘檢查(CRC)部分906。
起始部分902可含有一已知位元型樣，接收器可使用該位元型樣來確認接收器120之同步及/或確認大約將接收資料。假使由於接收器120自接收一同步導頻信號以後不同步則一接收器120可使用起始部分 902重新同步。舉例而言，若電力網100中之一器件(諸如一變壓器之一無功電力補償器件)接通/關斷，則可存在電力供應中比時鐘310可維持接收器120之同步之時間長之一間隙。在此等情形中，接收器120之時序可相對於導頻同步信號之時序漂移。
有效負載部分904包括表示待在電力網100內傳輸之資料之位元之一串。有效負載部分904可係適合用於含納足夠有效負載資料之任何長度。通常，有效負載部分904通常具有一預定長度。舉例而言，有效負載部分可包括各自包括8個位元(或晶片)之8個位元組。藉由具有一預定長度，有效負載部分904可受CRC部分906保護。
有效負載資料可係需要在電力網100內傳輸之任何資料。舉例而言，有效負載資料可包含與相關聯於一給定接收器120之一電力器件119有關之控制資訊。舉例而言，電力器件119可係一加熱系統之一控制器且傳輸至其相關聯之接收器120之資料可包含用於在經定義時間處接通或關斷加熱系統之控制指令或可包含用於設定一溫度之指令；舉例而言，此資料可基於一給定地理區域在一未來時間間隔中之一天氣預報，藉此改良終端使用者體驗。在另一實例中，出於穩定化電網頻率或平衡間歇可再生發電(諸如光伏打器件及/或風力渦輪機)之目的而可調整複數個電力器件119之電力特性以滿足對一輸電網運營商及/或一配電網運營商之輔助服務提供之要求。
在一項實例中，有效負載部分904包含用於更新或替換用來控制接收器120之碼之軟體碼(諸如軟體或韌體，接收器120使用其來處理所接收之資料)，在接收器120以電子方式整合至其主機電力器件119之情況下，有效負載部分904亦可更新、重新組態或改變主機電力器件119之現有設定。
CRC部分906係一誤差檢查部分。舉例而言，CRC部分906可包括核對和位元，接收器可使用核對和位元來判定是否已正確地接收有效 負載資料。可由接收器120之處理器306使用核對和位元來偵測及/或校正有效負載部分904中之毀壞資料位元。CRC部分906之長度可選擇為平衡訊框900之效率(就資料產出量或帶寬而言)及資料之可靠性。
訊框900可組合成一所謂的超級訊框以進一步增加所傳輸之資料之可靠性。每一超級訊框可包含預定義數目個訊框；舉例而言，每一超級訊框可包括32個訊框。關於超級訊框之結構之資訊可包含於超級訊框之第一訊框(或前幾個訊框)中。在超級訊框中重複訊框中之資料以將冗餘添加至所傳輸之資訊且允許前向誤差校正。舉例而言，可複製待傳輸之資料之介於50%與100%之間。增加超級訊框中之資訊之冗餘使得傳輸能夠為更穩健的且不容易受可由電力網100中之切換引起之雜訊或雜訊譜中之峰值影響，舉例而言。
上文參考圖8所闡述之高狀態及低狀態可用作用於資料傳輸之資料位元。另一選擇係或另外，一對或其他組合之高狀態及低狀態可用作一個位元，稱為一晶片；舉例而言，該對「αβ」可定義晶片「1」且該對「βα」可定義晶片「0」。
如上文所闡釋，傳輸器118通常調變小量電力以使得頻率之對應調變係低的(剛好在電網運營商必須將電網頻率控制在其內之約定限制內)。因此，可期望減小廣播信號對雜訊之敏感性。在某些實施例中，藉由擴展位元編碼而減小所傳輸之資料上之雜訊之效應。
圖10展示位元碼擴展之一例示性方法。在圖10中所展示之實例中，一單個位元係重複在本文中稱為一晶片1002之碼之一脈衝。由具有一經界定長度之高狀態及低狀態之一序列定義晶片1002。晶片1002定義一高狀態(「1」)且由序列αββααββα定義。對應低(「0」)狀態晶片1004由一反轉位元序列(亦即βααββααβ)定義。藉由將位元編碼擴展至如圖10中所展示之晶片1002、1004中，可在不需要增加頻率調變程度及電力振幅調變之對應增加之情況下增加對晶片1002、1004做出貢 獻之總能量。亦即，位元擴展晶片1002、1004達成一偵測增益。將理解，儘管圖10中所展示之晶片1002、1004包括四對高低位元，但可在具有偵測增益及接收容易之一對應增加之情況下使用具有更大長度之晶片。
圖10之高(「1」)及低(「0」)位元擴展晶片1002、1004各自具有相同長度，且由各自具有相同長度之高低對構成。晶片1002、1004因此將具有一單個相關聯之頻率。然而，晶片可由高狀態及低狀態之更複雜組合構成。舉例而言，晶片可包括呈一列之多個高狀態或多個低狀態；此使得能夠將晶片之能量擴展至不同頻率，從而進一步增加所傳輸之資料對雜訊之抵抗性。
在某些實施例中，多個傳輸系統可實施於同一電力網100上且可經配置以並行操作。為了使關於一個傳輸系統之活動不干擾關於另一傳輸系統之活動，可向傳輸系統指派具有相互正交或準正交性質之資訊。將理解，多個傳輸系統可在同一電力網100上操作，且可藉由使用具有不完全正交之性質之資源增加電力網100之容量。資源可在頻率、時間、碼或其一組合方面係正交或準正交的。此可導致使用傳輸系統之頻率分離、時分分離或碼分分離或其一組合。接收器120因此可經調諧、同步、匹配、相關等以便識別自其所屬於之傳輸系統(或系統)之傳輸。
接收器120可將一統計或概率加權施加至每一所接收之位元或晶片；舉例而言，每一位元可具有指示已正確地接收彼位元之概率之一相關聯之信賴值。可基於通信通道之品質特性(諸如信號強度、雜訊位準等)而判定該概率。舉例而言，在一良好品質通道上接收之具有一值1之一位元或晶片可表示為1(0.9)，此意指接收器120對所接收之位元或晶片具有值1有90%把握。另一選擇係，概率值及位元值可組合成一單個值。
可使用碼分多工區分由在電力網100上操作之一個傳輸系統傳輸之資料與由在同一電力網100上操作之其他傳輸系統傳輸之資料。亦即，與一給定傳輸系統相關聯之一各別碼正交或準正交於與其他傳輸系統相關聯之碼以使得與一給定傳輸系統相關聯之一碼和與其他傳輸系統相關聯之碼不相關，或僅和其極微弱地相關。此使得在電力網100上操作之各種傳輸系統能夠同時傳輸資料。
在一例示性實施例中，可藉由給每一傳輸系統分配具有一不同長度基本單位之一編碼方案而在碼空間上分離在同一電力網100上操作之多個傳輸系統。舉例而言，可給一第一傳輸系統分配上文參考圖8所闡述之編碼方案，其中存在基本單位中之兩個狀態，且可給一第二傳輸系統分配一編碼方案，其中存在基本單位中之三個狀態。
可僅給傳輸系統分配包含具有素數個狀態之基本單位之編碼方案。舉例而言，可給一第三傳輸系統分配一編碼方案，其中存在基本單位中之五個狀態。分配包含具有素數個狀態之基本單位之編碼方案增加可在不具有不同編碼方案重疊之情況下傳輸之位元之數目，藉此促進資料與不同傳輸在中央接收器處之分離。在電力網100上操作之傳輸系統可經排程以在不同於其他傳輸系統經排程以傳輸資料之時間之特定時間處傳輸資料。可由控制器122協調排程。一給定接收器120可係在電力網100上操作之多個傳輸系統之部分且可自在彼等傳輸系統中之每一者中之傳輸器118接收傳輸。
上述實施例應理解為本發明之說明性實例。設想本發明之進一步實施例。舉例而言，儘管傳輸器及接收器在上文闡述為單獨實體，但傳輸器及接收器可組合於能夠傳輸及接收資料之一單個收發器單元中。
在某些實施例中，可由一個傳輸器118(或收發器)以一點對點方式將資料傳輸至一個接收器120(或收發器)。可由連接至電力網100之 所有接收器120觀察到資料信號但僅由一個特定接收器120作用於其。可給自一個傳輸器118至一個接收器120之傳輸指派具有與其他傳輸相互正交或準正交之性質之資源，如上文參考多個傳輸系統所闡述。
為了使經調變信號係可偵測的，可使用如上文參考圖10所闡述之位元碼擴展傳輸資料。
在以一點對點方式傳輸資料之實施例中，可由傳輸器118在一特別基礎上而非在經排程時間處傳輸資料，此使得資料能夠以一較大靈活度傳輸。接收器120可經組態以接收由傳輸器120異步傳輸之資料；舉例而言，傳輸器118可包含向一接收器120指示資料正被傳輸之所傳輸資料中之資訊，如下文所闡述。
傳輸器118及接收器120可共用以所傳輸之資料傳輸之一共同碼。接收器120可偵測共同碼以識別含有接收器120意欲接收之資料之信號。共同碼可選自一公開可用碼列表；舉例而言，該碼可選自列出與傳輸系統中之每一接收器120相關聯之碼之一目錄。此使得傳輸器118中之多個傳輸器能夠將資料定址至一給定接收器120。
傳輸器118可包含所傳輸之資料中之一特定接收器120之一位址，以使得僅特定接收器120回應於判定該位址對應於其位址而解碼資料。
傳輸器118及接收器120可共用包含於自傳輸器118至接收器120之傳輸中之一秘密碼。在此等實施例中，僅廣播資料意欲用於其之特定接收器120能夠解碼含有待傳輸至接收器120之資料之信號且不可利用秘密碼之其他接收器120不能夠解碼資料；所傳輸之資料對於所有其他接收器而言可表現為雜訊或無意義資料。此使得能夠跨越電力網100安全地傳輸資料。共用秘密碼可係一對稱密鑰，傳輸器118及接收器120使用該對稱密鑰來加密及解密傳輸以改良所傳輸之資料之安全性。
在某些實施例中，使用不對稱公鑰加密來加密傳輸。在此等系統中，傳輸器118及接收器120中之每一者具有一公開金玥及一私密金玥，其中用於加密資料之金玥與用於解密資料之金玥不同。舉例而言，一傳輸器118可使用一接收器120之公開金玥來加密待傳輸至接收器120之資料，且接收器120使用其私密金玥來解密彼資料。使用不對稱金玥來加密資料使得能夠鑑認傳輸且驗證其完整性，且使得傳輸之內容保持私密。特定而言，使用不對稱金玥防止一接收器120之攔截且防止一所截取金玥之未授權使用，舉例而言。公開金玥可由一認證機構驗證為屬於一特定使用者或實體，且照此可具有一數位認證。
接收器120可基於含納於所傳輸之資料內之資訊而同步其操作。舉例而言，所傳輸之資料可含納同步資訊，接收器120能夠偵測到同步資訊且使用同步資訊來同步其操作以準備接收資料。可犧牲有效負載資料容量及因此傳輸位元率以補償用於同步資訊之額外資料附加項。
可藉助一已知訊框結構格式化傳輸至接收器120之資料。每一訊框可包含接收器120能夠在任何時間偵測到且可界定訊框內之位元邊界之起始位元。回應於偵測到該等起始位元，接收器120可能夠判定何時將接收資料。起始位元之數目可大於上文參考圖9所闡述之數目以便補償由一排程提供之何時將傳輸資料之一先驗知識之缺乏。該訊框亦可包含一有效負載部分及一CRC部分，如上文參考圖9所闡述。在某些實施例中，更多訊框可專用於起始位元而非專用於待傳輸之資料。訊框亦可包含停止位元，其指示資料之傳輸何時將結束。在某些實施例中，接收器120可包含一較大記憶體容量以便儲存以一點對點方式接收資料所需要之額外資料。
在傳輸器118及接收器120各自係收發器之情況下，可建立收發器之間的一雙路通信通道。舉例而言，可建立一正向通道及一反向通 道。
可基於包含複數個識別符類型之識別資料而自一傳輸器118或傳輸器118群組至一或多個接收器120進行點對點傳輸。該等識別符類型可各自與一或多個接收器120之一不同性質或特性有關；舉例而言，該等識別符類型可與一地理位置(諸如一郵政位址或郵政編碼)、一器件操作特性、一集體所有製、一網路位址、一網路位址範圍、一電話號碼及一電話區域碼中之一或多者有關。該等不同識別符類型可各自表示一或多個接收器120可所屬於之一語義群組。屬於由識別資料中之識別符類型表示之語義群組中之一或多者之接收器120可接收資料。識別資料亦可包含邏輯表達式，該複數個識別符類型藉由該等邏輯表達式與邏輯運算符(諸如「及」、「或」及「非」運算符及/或彼等運算符之組合)鏈接。接收器120中之每一者可提取識別資料且測試邏輯表達式中之條件以判定對於彼接收器120而言該表達式是否成立；亦即，接收器120是否具有在識別資料中識別之所有性質且意欲接收所傳輸之資料。舉例而言，接收器120可做出關於首先在識別資料中識別之語義群組之其隸屬之一判定，且若一給定接收器120判定其係彼語義群組之一成員，則彼接收器120可做出關於下一經識別語義群組之其隸屬之一判定。接收器120可透過在識別資料中識別之語義群組中之每一者反覆。判定所有邏輯表達式皆成立之每一接收器120可接收資料。
使用語義群組定址接收器120藉由以下方式提供將資料傳輸至具有相同或類似性質之大數目個接收器120之一有效方式：使得彼等接收器120能夠在不需要判定待定址之接收器120中之每一者之個別識別符之情況下定址或藉助所傳輸之信號傳輸彼等個別識別符中之每一者。
語義群組中之每一者可具有表示不同概論位準之多個位準且接 收器120可經配置以藉由以下方式識別其屬於具有一較高概論位準之一語義群組：認識到其擁有屬於彼語義群組但具有一較低概論位準之一識別符。舉例而言，表示地理位置之識別符可包含表示一國家、一地區、一區縣、一城市、一城鎮、一街道、郵政編碼及座標或電網參考中之一或多者之資料；一接收器120可藉由認識到(舉例而言)其郵政編碼係一給定城市內之一郵政編碼而判定其應接收在彼城市內定址至接收器120之傳輸。
在某些實施例中，可在多個個別傳輸器118(或收發器)與一單個接收器120(下文稱為一中央接收器)之間進行點對點傳輸，且多個分佈式傳輸器118可各自將資料傳輸至中央接收器。中央接收器可存取與傳輸器118中之每一者相關聯之碼(諸如位址或識別符)且每一傳輸器118可包含與至中央接收器之傳輸中之其各別碼有關之資訊。
可基於一時間差而將自多個傳輸器118中之每一者傳輸之資料分離(為在時間上正交或準正交)。多個傳輸器118中之每一者可開始在一隨機開始時間將資料傳輸至中央接收器。舉例而言，可請求傳輸器118中之每一者在一特定時間或在一特定時段內將資訊傳輸至中央接收器。為了防止傳輸器118中之每一者同時傳輸至中央接收器，傳輸系統可經配置以使得分佈式傳輸器118各自具有充分不同於其他傳輸器118中之每一者之傳輸起始時間。舉例而言，傳輸器118可經配置以將一隨機時間延遲添加至該等傳輸器在其處接收將資料傳輸至中央接收器之一請求之時間。此增加在充分分離之時間(亦即，藉由不只傳輸之時間長度分離之時間)在中央接收器處接收由傳輸器118中之每一者傳輸之資料以使得中央接收器可將來自不同傳輸器118之傳輸區分開之可能性。
每一傳輸器118可基於彼接收器所獨有之資訊判定隨機時間延遲。舉例而言，可基於傳輸器118之一序列號而判定該隨機時間延 遲。此減少兩個或兩個以上傳輸器118使用相同時間延遲之可能性，且因此促進資料與不同傳輸在接收器120處之分離。
中央接收器可經配置以判定在相同時間或在資料傳輸之時段內(亦即，在傳輸一給定資料訊框之時間長度內)接收由兩個或兩個以上傳輸器118傳輸之資料。舉例而言，中央接收器可經配置以識別一所接收之信號含有移位小於傳輸之時間長度之一時間之資料之兩個或兩個以上型樣。回應於判定一所接收之信號含有由兩個或兩個以上接收器傳輸之資料，中央接收器可判定不應處理該信號以提取資料。
中央接收器然後可請求自無法提取其資料之傳輸器中之每一者重新發送未自一所接收之信號提取之資料。舉例而言，由每一傳輸器118傳輸之資料可包含與其位址或識別符有關之資訊及與傳輸器118或與傳輸器118相關聯之一器件之一狀態有關之資訊。在自每一傳輸器118接收資料之後，中央接收器可注意已自其成功地接收資料之傳輸器118之身份且然後可詢問尚未自其成功地接收資料之個別傳輸器118，且請求彼等傳輸器118重傳其資料。中央接收器可規定供傳輸器118使用以便管理接收器之一資源之性質(諸如一時間延遲或一新碼)以使得維持資料與不同傳輸在接收器120處之分離。
傳輸器118可重傳傳輸之全部或一比例，甚至在不存在來自中央接收器之一請求之情況下亦如此操作。此減小不重傳尚未由中央接收器成功地接收之傳輸(此歸因於傳輸器118亦未接收到對重傳之請求)之可能性。
中央接收器可將一應答訊息傳輸至自其成功地接收資料之傳輸器118。假使在將資料傳輸至中央接收器之後，傳輸器118未接收到一應答，則傳輸器118可重傳資料。舉例而言，傳輸器118可等待一預定時間以接收成功地接收其所傳輸之資料之一應答，且在不存在此一應答之情況下，傳輸器118可重傳資料。為了避免來自相同兩個或兩個 以上傳輸器118之資料繼重傳之後在相同時間到達中央接收器，每一傳輸器118在重傳資料之前等待之預定時間可不同於由其他傳輸器118等待之預定時間。每一接收器120可在重傳資料之前等待一隨機時間量。
中央接收器可使用電力網100廣播對重新發送資料之請求，或可將請求定址至個別傳輸器118。中央接收器可發送此等請求以發送資料及/或已經由一單獨反向通道成功地接收資料之應答。
在某些實施例中，中央接收器可形成將在一給定時段內將資料傳輸至中央接收器之傳輸器118群組，且可回應於由在相同時間及/或使用相同碼在中央接收器處接收來自兩個或兩個以上傳輸器118之傳輸引起之失敗傳輸而再用形式表示該等群組。
儘管上文闡述如何同步接收器120之特定實例，但應理解可使用不同時序技術同步接收器120。
儘管在以上說明中就高狀態及低狀態而言闡述所傳輸之資料，但應理解在某些實施例中可使用具有多個資料狀態之資料結構。舉例而言，除高狀態及低狀態之外亦可存在一或多個中間狀態。
應理解可在運行於一處理器上之軟體中實施上文所闡述之接收器、傳輸器及控制器之功能性。可在製造或安裝時在各別器件上預先程式化軟體或可在各別器件上單獨地提供且安裝軟體。
應理解，關於任何一項實施例所闡述之任一特徵可單獨或與所闡述之其他特徵結合使用，且亦可與該等實施例中之任何其他實施例或該等實施例中之任何其他實施例之任一組合之一或多個特徵結合使用。此外，亦可在不背離隨附申請專利範圍中所定義之本發明之範疇之情況下採用上文未闡述之等效及修改形式。

Claims (49)

  1. 一種在一接收器件處解碼編碼於在一電力網之一同步區域中之電力流之一電網頻率之一頻率調變中之資訊之方法，該電網頻率經受使該電網頻率在一電網頻率範圍內變化的雜訊波動(noise fluctuations)之一量值，該方法包括：在該接收器件處量測該電網頻率之一特性以取得一電網頻率信號，該電網頻率信號包括該電網頻率之該頻率調變之一量值，其小於該電網頻率之雜訊波動的該量值；存取指示複數個預定(predetermined)碼型樣之資料，該複數個碼型樣中之每一者表示資料之複數個位元；在該接收器件處執行一相關程序以判定該電網頻率信號之至少一部分與該複數個預定碼型樣中之至少一者之間的一相關性；及在該所判定之相關性之基礎上解碼經編碼之該資訊。
  2. 如請求項1之方法，其中該接收器件包括儲存該一或多個預定碼型樣之一資料儲存器，且該方法包括存取該資料儲存器以存取該一或多個預定碼型樣。
  3. 如請求項1及請求項2中任一項之方法，其中該接收器件包括儲存一或多個識別符之一資料儲存器，且該頻率調變包含一接收器件或接收器件群組之一識別符，該方法包括：判定包含於該頻率調變中之該識別符是否對應於儲存於該資料儲存器中之該一或多個識別符中之一或多者；及在該判定之基礎上處理該所接收之信號。
  4. 如請求項2之方法，其中該解碼包括：回應於判定包含於該信號中之該識別符對應於儲存於該資料儲存器中之該一或多個識別 符中之一或多者而自該信號提取資料。
  5. 如請求項3之方法，其中該接收器件包括一資料儲存器，該資料儲存器包括指示一或多個預定義動作之資料，且該方法包括回應於包含於該頻率調變中之該識別符對應於儲存於該資料儲存器中之該一或多個識別符中之一或多者之一判定而執行該一或多個預定義動作。
  6. 如請求項5之方法，其中該一或多個預定義動作包含以下各項中之一或多者：變更該接收器件之一設定；變更與該接收器件相關聯之一電力器件之一設定；執行該接收器件上之一程式；停止該接收器件上之一程式；及將資料儲存於該接收器件之一資料儲存器中。
  7. 如請求項1及請求項2中任一項之方法，其中該頻率調變包括時序資訊及不同於該時序資訊之進一步資訊，且該方法包括在該時序資訊之基礎上處理該進一步資訊。
  8. 如請求項7之方法，其中該頻率調變包括一相移鍵，且該方法包括在該相移鍵之基礎上自該頻率調變提取該時序資訊。
  9. 如請求項1及請求項2中任一項之方法，其包括：在該接收器件處監測該電網中之該電力流之自一給定起始點起經歷之循環之一數目；及在該監測之基礎上判定該相關程序之時序資訊。
  10. 如請求項9之方法，其包括：根據一預定排程執行該相關程序，該排程在該電力流之自一給定起始點起經歷之循環之一數目之基礎上識別該相關程序之該執行之一時序。
  11. 如請求項9之方法，其中該頻率調變包括指示該電力流之自一給定起始點起經歷之循環之一數目之資訊。
  12. 如請求項1及請求項2中任一項之方法，其中該相關程序包括一濾波程序。
  13. 如請求項1及請求項2中任一項之方法，其中該相關程序包括使該頻率調變之一時基與該一或多個預定碼型樣之一時基相關。
  14. 如請求項1及請求項2中任一項之方法，其中該相關程序包括使該頻率調變之一位元型樣與該一或多個預定碼型樣之一位元型樣相關。
  15. 如請求項1及請求項2中任一項之方法，其中相關程序包括提取由複數個傳輸器件傳輸之資料及判定自該複數個傳輸器件中之哪一者傳輸了該所提取之資料。
  16. 如請求項15之方法，其中在不同時間在該接收器件處接收由該複數個傳輸器件中之不同者傳輸之資料。
  17. 如請求項15之方法，其包括維持儲存該複數個傳輸器件之識別符之一資料庫及比較自該頻率調變提取之識別資料與該複數個傳輸器件之該等所儲存之識別符。
  18. 如請求項17之方法，其包括：判定在一預定義時段內自該複數個傳輸器件中之兩者或兩者以上接收到資料；及回應於判定在該時段內已自該兩個或兩個以上傳輸器件接收到資料而將重傳該資料之一請求傳輸至該兩個或兩個以上傳輸器件中之每一者。
  19. 如請求項17之方法，其包括回應於判定已自該複數個傳輸器件中之一給定者接收到資料而將一應答傳輸至彼傳輸器件。
  20. 如請求項1及請求項2中任一項之方法，其中該接收器件包括用於接收經由不同於該電力網之又一通信媒體之通信之一通信介面，且該方法包括回應於該資訊之解碼而起始經由該又一通信 媒體與又一器件之通信。
  21. 如請求項1及請求項2中任一項之方法，其中該接收器件包括用於經由不同於該電力網之又一通信媒體之通信之一通信介面，且該方法包括：經由該等通信將起始與又一器件之通信之一請求訊息發送至該又一器件，藉此該又一器件起始用該頻率調變來編碼該資訊以用於由該接收器件解碼；及該接收器件在該經解碼資訊之基礎上經由該通信媒體與該又一器件通信。
  22. 如請求項20之方法，其中該頻率調變包括用於使該又一器件鑑認該接收器件以起始經由該又一通信媒體之通信之鑑認資料。
  23. 如請求項22之方法，其包括將該鑑認資料自該接收器件傳輸至該又一器件以起始經由該又一通信媒體之通信。
  24. 如請求項20之方法，其中該頻率調變包括用於組態該接收器件以經由該又一通信媒體自該又一器件接收資料之組態資料。
  25. 如請求項20之方法，其中該又一通信媒體係一基於網際網路協定(IP)之通信媒體。
  26. 一種用於解碼編碼於在一電力網之一同步區域內之電力流之一電網頻率之一頻率調變中之資訊之接收器件，該電網頻率經受使該電網頻率在一電網頻率範圍內變化的雜訊波動之一量值，該接收器包括：一量測電路，其經配置以量測與該電網頻率有關之一特性以取得一電網頻率信號，該電網頻率信號包括該電網頻率之該頻率調變之一量值，其小於該電網頻率之雜訊波動的該量值；對一資料儲存器之存取，該資料儲存器經配置以儲存指示複數個預定碼型樣之資料，該複數個碼型樣中之每一者表示資料 之複數個位元；及一處理電路，其經配置以：執行一相關程序以判定該電網頻率信號之至少一部分與該複數個預定碼型樣中之至少一者之間的一相關性；及在該所判定之相關性之基礎上解碼經編碼之該資訊。
  27. 一種電腦程式，其包括用以在一電腦化器件上執行如請求項1至請求項25中任一項之一方法之指令。
  28. 一種在一電力網之一同步區域內傳輸資訊之方法，該電力網包括一或多個電力器件，該等電力器件經配置以經由該等電力器件與該電力網之間的各別一或多個連接將電流提供至該電力網及/或消耗來自該電力網之電流，電力(electricity)根據一電網頻率在該電力網中流動，該電網頻率經受使該電網頻率在一電網頻率範圍內變化的雜訊波動之一量值，該方法包括：根據表示待傳輸之資訊之一控制型樣使用在該一或多個連接處之一或多個調變器件調變該電力網與該一或多個電力器件之間的一電力流，該調變引起該電力網中電力平衡之一對應改變，電力平衡之該改變使得一頻率調變型樣疊加於該電網頻率上，該頻率調變型樣對應於該控制型樣及包括該電網頻率之該頻率調變型樣之一量值，其小於該電網頻率之雜訊波動的該量值。
  29. 如請求項28之方法，其中一分佈式電力器件群組中之每一者連接至該電力網，且該方法包括：根據該控制型樣調變去往及/或來自該複數個電力器件中之每一者之電力流，以使得協調該複數個電力器件之電力消耗及/或提供以誘發可由該一或多個接收器件偵測之該電網頻率中之一集體(collective)調變。
  30. 如請求項28之方法，其包括：自經配置以產生指示待跨越該電力網傳輸之該資訊之資料之一控制器接收指示待傳輸之第一資訊之第一資料；及在該所接收之第一資料之基礎上產生該控制型樣。
  31. 如請求項30之方法，其中經由一外部通信網路接收來自該控制器之資料。
  32. 如請求項28及請求項29中任一項之方法，其包括將對應於該一或多個接收器件之一或多個識別符包含於該電網頻率中之該調變中。
  33. 如請求項28及請求項29中任一項之方法，其中該控制型樣表示用於控制一開關之一控制信號序列，該開關經配置以根據一控制信號接通或關斷去往及/或來自該電力器件之電力流，且該方法包括根據該控制信號序列控制該開關。
  34. 如請求項28及請求項29中任一項之方法，其包括控制一衰減器以調變去往及/或來自電力單元之電力流。
  35. 如請求項28及請求項29中任一項之方法，其中電力流之該調變包括調變一無功電力流。
  36. 如請求項28及請求項29中任一項之方法，其中該控制型樣定義資料之一位元型樣，且該電網頻率中之該調變包括一數位信號。
  37. 如請求項28及請求項29中任一項之方法，其中該電網頻率中之該調變包括一類比信號。
  38. 如請求項28及請求項29中任一項之方法，其中該電網頻率中之該調變包含與資訊將傳輸至其的一特定接收器件有關之識別資料。
  39. 如請求項38之方法，其中該識別資料僅可用於該器件及該特定 接收器。
  40. 如請求項38之方法，其中該識別資料包括複數個識別符類型，每一識別符類型與該接收器件之一不同性質有關。
  41. 如請求項40之方法，其中該複數個識別符類型包含以下各項中之一或多者：一地理位置、一器件操作特性、一集體所有製、一網路位址、一網路位址範圍、一電話區域碼及一電話號碼。
  42. 如請求項28及請求項29中任一項之方法，其中該一或多個電力器件中之每一者為該電力網提供非旋轉電力產生。
  43. 如請求項28及請求項29中任一項之方法，其中該一或多個電力器件中之每一者係一電力消耗器件。
  44. 如請求項28及請求項29中任一項之方法，其中該電網頻率經受隨機雜訊波動以使得該電網頻率在一頻率範圍內隨時間變化，且該方法包括調變該電力網與該一或多個電力器件之間的該電力流以提供相對於該電網頻率具有小於該頻率範圍之一頻率變化之一頻率調變。
  45. 一種在一電力網之一同步區域內傳輸資訊之方法，其中電力器件之一分佈式群組中之每一者經由該等電力器件與該電網之間的各別連接連接至該電力網，該電網頻率經受使該電網頻率在一電網頻率範圍內變化的雜訊波動之一量值，該方法包括：根據表示將被傳輸之資訊之一控制型樣以使用於該一或多個連接之一或多個調變器件以調變該等電力器件中之每一者與該電力網之間的一電力流，該調變導致該電力網中電力平衡之一對應之改變，電力平衡之該改變使得一頻率調變型樣疊加於一電網頻率上以提供對應於將該控制型樣之一頻率調變，該頻率調變包括該電網頻率之該頻率調變之一量值，其小於該電網頻率之雜訊波動的該量值，其中調變該等電力器件中之每一者與 該電力網之間的該電力流包括在不同於調變該複數個電力器件中之一第二者與該電力網之間的一電力流之一時間處調變該複數個電力器件中之一第一者與該電力網之間的一電力流。
  46. 一種在一電力網之一同步區域內傳輸資訊之方法，該電力網連接至經配置以消耗來自該電力網之電力之複數個分佈式電力器件，電力根據一電網頻率在該電力網中流動，該電網頻率經受使該電網頻率在一電網頻率範圍內變化的雜訊波動之一量值，該方法包括：根據表示待傳輸之資訊之一控制型樣調變去往該等分佈式電力器件之電力流，該調變引起該電力網中電力平衡之一對應之改變，電力平衡之該改變使得一頻率調變型樣疊加於該電網頻率上以提供對應於該控制型樣之一頻率調變以用於在經配置以偵測該電網頻率中之一頻率調變之一或多個接收器件處接收，該頻率調變包括該電網頻率之該頻率調變之一量值，其小於該電網頻率之雜訊波動的該量值。
  47. 一種在一電力網之一同步區域內傳輸資訊之方法，該電力網包括經配置以為該電力網提供非旋轉電力產生及/或消耗來自該電力網之電力之一或多個電力器件，電力根據一電網頻率在該電力網中流動，該電網頻率經受使該電網頻率在一電網頻率範圍內變化的雜訊波動之一量值，該方法包括：根據表示待傳輸之資訊之一控制型樣調變去往及/或來自一或多個電力器件之電力流，該調變引起該電力網中電力平衡之一對應之改變，電力平衡之該改變使得該電網頻率中之一調變以提供對應於該資訊之一頻率調變以用於在經配置以偵測該電網頻率中之一頻率調變之 一或多個接收器件處接收，該頻率調變包括該電網頻率之該頻率調變之一量值，其小於該電網頻率之雜訊波動的該量值。
  48. 一種供用於在一電力網之一同步區域內傳輸資訊之器件，該電力網包括一或多個電力器件，該等電力器件經配置以經由該等電力器件與該電網之間的各別一或多個連接將電流提供至該電力網及/或消耗來自該電力網之電流，電力根據一電網頻率在該電力網中流動，該電網頻率經受使該電網頻率在一電網頻率範圍內變化的雜訊波動之一量值，該器件包括：一通信介面，其經配置以接收對應於待傳輸至連接至該電力網之該同步區域之一接收器之資訊之資料；一處理器，其經配置以在該所接收之資料之基礎上產生對應於待傳輸之該資訊之一控制信號序列；及在該一或多個連接處之一電力流調變器，其經配置以在該所產生之控制信號序列之基礎上調變該電力網與該一或多個電力器件之間的一電力流，該調變引起該電力網中電力平衡之一對應之改變，電力平衡之該改變使得一頻率調變型樣疊加於該電網頻率上以提供對應於將被傳輸之該資訊之一頻率調變，該頻率調變包括該電網頻率之一調變，其小於該電網頻率之雜訊波動的該量值。
  49. 一種電腦程式，其包含用以在一電腦化器件上執行如請求項28至請求項45中任一項之一方法之指令。
TW103107740A 2013-03-15 2014-03-06 用於傳輸及／或接收信號之方法、裝置及電腦程式 TWI655849B (zh)

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