專利名稱：電力線載波通信調(diào)制解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過電力線載波系統(tǒng)通信中使用的一種調(diào)制解調(diào)器，它用于電力線網(wǎng)絡(luò)例如配電線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
背景技術(shù)：
眾所周知，電力線載波系統(tǒng)是通過電力線傳輸數(shù)據(jù)。一種電力線載波系統(tǒng)包括一個連接到桿上變壓器的稱為分配電網(wǎng)的配電線網(wǎng)絡(luò)；及連接到該配電網(wǎng)的幾個終端。每個終端配置于每個建筑物。
連接到配電線終端的終端調(diào)制解調(diào)器的輸入-輸出阻抗最好與配電線的特性阻抗相匹配。然而普通的配電線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時通常沒有考慮用于數(shù)據(jù)傳輸，因此各配電線的特性阻抗通常是不同的。
當(dāng)連接到這種配電線時，終端調(diào)制解調(diào)器的阻抗就可能與配電線的阻抗失配，產(chǎn)生信號反射。另外，當(dāng)一條配電線接有幾個終端調(diào)制解調(diào)器時，配電線的傳輸阻抗就會改變。這種改變使可正常可進(jìn)行通信的終端調(diào)制解調(diào)器的通信質(zhì)量變壞，或使它不能通信。
圖1為電力線載波系統(tǒng)示意圖。將多個終端調(diào)制解調(diào)器1a、1b、1c連接到配電線13。通常將連接到高一級網(wǎng)絡(luò)例如互聯(lián)網(wǎng)的一個總站通過光纖14連接到電力線載波系統(tǒng)。當(dāng)將終端調(diào)制解調(diào)器1b連接到系統(tǒng)時如總站與終端調(diào)制解調(diào)器1a正在互相通信，配電線13的傳輸特性就會改變。這種改變使總站與終端調(diào)制解調(diào)器1a之間的通信質(zhì)量變壞。在最嚴(yán)重的情況下，它們之間的通信不能進(jìn)行。
另外，當(dāng)將終端調(diào)制解調(diào)器1c連接到接有終端調(diào)制解調(diào)器1a，1b的系統(tǒng)時，配電線13的傳輸特性進(jìn)一步改變并更加復(fù)雜化。這種改變使總站與終端調(diào)制解調(diào)器1a、1b的每一個之間的通信質(zhì)量變壞。
要根本解決這一問題，就要求使配電線的特性阻抗標(biāo)準(zhǔn)化，但從費用及其它觀點來看，對現(xiàn)存的配電線來說這種要求是不現(xiàn)實的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種用于電力線載波系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器可以保持高質(zhì)量的通信而與連接的調(diào)制解調(diào)器的數(shù)量無關(guān)。
為達(dá)此目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于電力線載波系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器帶有一種阻抗調(diào)整裝置，它可以根據(jù)時間改變輸入-輸出阻抗。該阻抗調(diào)整裝置在分配用于通信的時隙內(nèi)可以將輸入-輸出阻抗調(diào)整到能獲得“信號優(yōu)質(zhì)通信條件”的數(shù)值。本發(fā)明以電力線載波系統(tǒng)可以進(jìn)行時分多路通信為前提條件。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于輸入-輸出阻抗可以根據(jù)時間改變，在分配用于通信的時隙內(nèi)，可以調(diào)整輸入-輸出阻抗值，以得到優(yōu)質(zhì)的通信?！斑M(jìn)行優(yōu)質(zhì)通信的條件”意味著例如這樣一種條件，在此條件下所監(jiān)測的輸入信號變?yōu)樽罡唠娖?，或在此條件下所監(jiān)測的輸入信號的標(biāo)記(sign)誤差率變?yōu)樽钚≈怠＿@樣，用于電力線載波系統(tǒng)的該調(diào)制解調(diào)器可以保持通信的最好條件。
在未分配給調(diào)制解調(diào)器的其它時隙中，該阻抗調(diào)整裝置可以將輸入-輸出阻抗調(diào)整到比進(jìn)行優(yōu)質(zhì)通信的所需值更高的數(shù)值。調(diào)整到該“最高值”可以避免對通過連接到該電力線網(wǎng)絡(luò)的其它調(diào)制解調(diào)器的通信的不利影響。該調(diào)整可以由例如利用開關(guān)斷開輸入-輸出終端或?qū)⒁粋€高電阻電阻器與輸入-輸出終端端接來執(zhí)行。
為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供用于電力線載波系統(tǒng)的帶有頻率調(diào)整裝置的另一種調(diào)制解調(diào)器，它可以根據(jù)時間改變輸入-輸出頻率。該頻率調(diào)整裝置在分配用于通信的時隙調(diào)整輸入-輸出頻率，使所分配的頻率通過該裝置。本發(fā)明以電力線載波系統(tǒng)可以執(zhí)行時分多路通信、頻分多路通信通信兩者為前提條件。
更具體地說，該頻率調(diào)整裝置可以具有多個濾波器，以便選擇一個在分配的時隙中通過分配的頻率的濾波器。


圖1為電力線載波系統(tǒng)示意圖。
圖2用來說明各終端調(diào)制解調(diào)器的輸入-輸出阻抗隨時間的變化。
圖3為表示頻率調(diào)整功能的電路示意圖。
圖4為帶通濾波器的頻率通過性能示意圖。
圖5為說明終端調(diào)制解調(diào)器的切換控制示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合相關(guān)附圖詳述本發(fā)明的一個實施例。
圖1為電力線載波系統(tǒng)示意圖。多個終端調(diào)制解調(diào)器1a、1b、1c等連接到桿上變壓器12二次側(cè)配電線13上。桿上變壓器12的一次側(cè)配電線11通常為三相系統(tǒng)，而桿上變壓器12的二次側(cè)配電線13通常為單相三線系統(tǒng)。為簡化，圖1中這些配電線表示為單線。
通常連接到上一級網(wǎng)絡(luò)例如互聯(lián)網(wǎng)的總站通過光纖14、光電(O/E)轉(zhuǎn)換器15，及主調(diào)制解調(diào)器16連接到配電線13。當(dāng)通過將主調(diào)制解調(diào)器16連接在單相三線系統(tǒng)中的兩條帶電(pive)線中的一條帶電線與中性線之間來形成通信電路時，終端調(diào)制解調(diào)器1a、1b、1c等接在該帶電線與中性線之間。當(dāng)主調(diào)制解調(diào)器16連接在單相三線系統(tǒng)的兩條帶電線之間時，終端調(diào)制解調(diào)器1a、1b、1c等接在帶電線之間。
在本電力線載波系統(tǒng)中，將總站與每個終端調(diào)制解調(diào)器1a、1b、1c等之間的通信信道分頻為用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹餍诺兰坝糜谙到y(tǒng)控制的輔助信道。為了構(gòu)成時分多路復(fù)用系統(tǒng)，可根據(jù)需通信的終端調(diào)制解調(diào)器數(shù)量將主信道分為多個時隙。例如，當(dāng)終端調(diào)制解調(diào)器為N時，時隙數(shù)量也為N。
終端調(diào)制解調(diào)器1a、1b、1c等帶有阻抗調(diào)整電路。該阻抗調(diào)整電路可以改變調(diào)制解調(diào)器的輸入-輸出阻抗。更具體地說，它可以將阻抗由接近無窮大的數(shù)值(下文中稱為“高阻抗”)逐步調(diào)整到較低數(shù)值。
可使用例如開關(guān)切換并連在終端調(diào)制解調(diào)器1a、1b、1c等輸入-輸出端的電阻器阻值的方法改變阻抗值?？墒褂媚芸焖俑淖冏柚档目勺冸娮杵鱽碇鸩礁淖冏柚?。
以下假設(shè)總站與終端調(diào)制解調(diào)器1a相互之間正在進(jìn)行通信，而終端調(diào)制解調(diào)器1b要求接入系統(tǒng)。
當(dāng)終端調(diào)制解調(diào)器1b由操作員切換為接通時，用阻抗調(diào)整電路將該調(diào)制解調(diào)器的輸入-輸出阻抗調(diào)整到高阻抗(這種狀態(tài)稱為初始狀態(tài))。
終端調(diào)制解調(diào)器1b通過使用用于系統(tǒng)控制的輔助信道向總站發(fā)出請求通信的信號并等待回答。
接著，當(dāng)由總站分配一個分時通信間隙時，終端調(diào)制解調(diào)器1b僅在所分配的間隙內(nèi)的時間段上將它的輸入-輸出阻抗調(diào)整到比初始狀態(tài)時的高阻抗低的一個“定值”。而在所分配的間隙以外的時間段，該調(diào)制解調(diào)器將輸入-輸出阻抗調(diào)整到高阻抗值。上述輸入-輸出阻抗“定值”可通過求出通信條件達(dá)到最好時的量值來確定。該最好條件可由例如通過改變終端調(diào)制解調(diào)器1b的輸入-輸出阻抗，使輸入信號變?yōu)樽罡唠娖絹砬蟪?。該“定值”可被固定下來。下文將這一匹配好的阻抗稱為“低阻抗”。
當(dāng)總站對終端調(diào)制解調(diào)器1b分配一個通信間隙時，就需改變用于與終端調(diào)制解調(diào)器1a的通信的通信間隙的暫時相應(yīng)位置及寬度。在這種情況下，總站在分配的通信間隙內(nèi)向終端調(diào)制解調(diào)器1a發(fā)出改變通知。
圖2用來說明各終端調(diào)制解調(diào)器的輸入-輸出阻抗隨時間的變化的示意圖。這時終端調(diào)制解調(diào)器1a、1b、1c正在通信。對終端調(diào)制解調(diào)器1a、1b、1c分別分配了時隙tatb及tc。此處，上述通信間隙已表示為時隙。終端調(diào)制解調(diào)器1a僅在所分配的時隙ta內(nèi)的時間段上將它的輸入-輸出阻抗調(diào)整到低阻抗，而在其余時間，阻抗均調(diào)整到高阻抗。終端調(diào)制解調(diào)器1b、1c的輸入-輸出阻抗值以類似方式調(diào)整。
由于每個終端調(diào)制解調(diào)器僅在所分配的時間段內(nèi)將它們的阻抗調(diào)整到低阻抗，其它終端調(diào)制解調(diào)器就可以與總站通信而不受影響。
以下描述本發(fā)明的另一實施例。
在上述實施例中，總站與每個終端調(diào)制解調(diào)器之間的通信由時分多路復(fù)用系統(tǒng)進(jìn)行，其中將通信時間分為多個時隙，以便將時隙分配到每個終端調(diào)制解調(diào)器。然而，在這種系統(tǒng)中，當(dāng)終端調(diào)制解調(diào)器數(shù)量增加時，所分配的時隙寬度就會減少。其結(jié)果是數(shù)據(jù)傳輸速率降低，并且接收數(shù)據(jù)時所形成的延時可能產(chǎn)生問題。
為解決上述問題，除將時間分為時隙外，本實施例還將頻率進(jìn)行劃分。換言之，本實施例同時使用時分多路復(fù)用系統(tǒng)和頻分多路復(fù)用系統(tǒng)。
本實施例中，提供一種帶有頻率調(diào)整電路的終端調(diào)制解調(diào)器。該頻率調(diào)整電路根據(jù)通過頻率改變終端調(diào)制解調(diào)器的輸入-輸出阻抗。這種改變通過接收由總站來的控制信號進(jìn)行。
圖3為表示頻率調(diào)整功能的電路示意圖。帶有多個17a到17c通斷開關(guān)的終端調(diào)制解調(diào)器作為一種阻抗調(diào)整電路，多個帶通濾波器BPFa到BPFc作為一種頻率調(diào)整電路。
圖4為表示帶通濾波器BPFa到BPFc的頻率通過性能示意圖。對帶通濾波器BPFa、BPFb和BPFc分別分配互相不同的通過頻率f1、f2、f3，帶通濾波器BPFa到BPFc本身作為用于分配通過頻率的匹配低阻抗終端。因而當(dāng)帶通濾波器開關(guān)切換時，阻抗值自動切換。這就是為什么圖4的縱軸用“阻抗”來表示的理由。
當(dāng)一個終端調(diào)制解調(diào)器要求總站分配一個通信間隙時，總站為該調(diào)制解調(diào)器分配一個特定頻率及一個特定時隙。
圖5為說明終端調(diào)制解調(diào)器的切換控制示意圖。例如，終端調(diào)制解調(diào)器1a在時隙ta使用頻率f3，在時隙tb不進(jìn)行通信，并在時隙tc使用頻率f2和f3。終端調(diào)制解調(diào)器1b在時隙ta使用頻率f2，在時隙tb使用頻率f3，而在時隙tc不進(jìn)行通信。
由于各終端調(diào)制解調(diào)器僅在分配的頻率及時隙將它的阻抗調(diào)整到低阻抗，其它終端調(diào)制解調(diào)器可以由總站通信而不受影響。更具體地說，當(dāng)?shù)谝唤K端調(diào)制解調(diào)器使用第一頻率由總站通信，第二終端調(diào)制解調(diào)器在同一時隙使用第二頻率由總站通信時，第二終端調(diào)制解調(diào)器的阻抗對第一頻率為高值，反之亦然，因此不發(fā)生影響。
與圖2所示實施例不同，那里僅劃分時間，而圖3到圖5所示的實施例將時間和頻率兩者都做了劃分，與圖2所示實施例相比，這種時間與頻率的劃分增加了可利用的信道數(shù)，因此可進(jìn)行高速度通信并且數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r可以得到調(diào)整。這樣就可以實時發(fā)送圖像，電話中的聲音延遲問題也可以得到解決。
上面已用某些實施例對本發(fā)明做了闡述，但本發(fā)明并不限定于上述實施例。例如在某些情況下可使用高通濾波器或低通濾波器以代替用來使特定頻率信號通過的上述帶通濾波器。另外在本發(fā)明范圍內(nèi)可能進(jìn)行各種變化。
工業(yè)應(yīng)用根據(jù)上述，本發(fā)明使用可以根據(jù)時間改變輸入-輸出頻率的結(jié)構(gòu)。因此輸入-輸出頻率可以在分配的時隙調(diào)整到分配的頻率。這樣，一種用于電力線載波系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器就可以用最佳的輸入-輸出阻抗來進(jìn)行通信，始終能達(dá)到優(yōu)質(zhì)通信條件，而與接到該電力線載波系統(tǒng)的其它調(diào)制解調(diào)器不會互相影響。因此本發(fā)明提供的調(diào)制解調(diào)器可以在保持最好條件下的通信。
權(quán)利要求
1.一種用于電力線載波系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器用于通過配電線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的通信系統(tǒng)；該調(diào)制解調(diào)器帶有阻抗調(diào)整裝置；該阻抗調(diào)整裝置具有可根據(jù)時間改變輸入-輸出阻抗；并在分配用于該通信的時隙內(nèi)可以調(diào)整輸入-輸出阻抗到進(jìn)行優(yōu)質(zhì)通信的條件的阻抗值。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)制解調(diào)器，其中的阻抗調(diào)整裝置，它在非分配給調(diào)制解調(diào)器的另外時隙內(nèi)，將輸入-輸出阻抗調(diào)整到高于進(jìn)行優(yōu)質(zhì)通信的條件的阻抗值。
3.一種用于電力載波系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器用于通過配電線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的通信系統(tǒng)；該調(diào)制解調(diào)器帶有頻率調(diào)整裝置；該頻率調(diào)整裝置具有可根據(jù)時間改變輸入-輸出頻率；并在分配用于該通信的時隙內(nèi)，可以調(diào)整輸入-輸出頻率以使所分配的頻率通過該頻率調(diào)節(jié)裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的調(diào)制解調(diào)器，其中的頻率調(diào)整裝置，它具有幾個濾波器；及在一個分配的時隙，該頻率調(diào)整裝置可以選擇能使分配頻率通過的濾波器。
全文摘要
在一種用于電力線網(wǎng)絡(luò)的電力線載波系統(tǒng)中，經(jīng)過電力線進(jìn)行時分多路通信，將指定用于通信的時隙的輸入－輸出阻抗設(shè)定為可以實現(xiàn)匹配的低阻抗值，而將非指定用于通信的時隙的輸入－輸出阻抗設(shè)定為高阻抗值，因此可以維持預(yù)期的通信，而與所連接的終端的數(shù)目無關(guān)，對連接到電力線網(wǎng)絡(luò)的其它電力線載波通信調(diào)制解調(diào)器的通信沒有影響。
文檔編號H04B3/54GK1620764SQ0282804
公開日2005年5月25日 申請日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月13日
發(fā)明者前畠貴 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社