Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач



Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач
Способ передачи сигнала через сеть линии электропередач, передатчик, приемник, модем передачи данных через линию электропередач и система передачи данных через линию электропередач

 


Владельцы патента RU 2481703:

СОНИ КОРПОРЕЙШН (JP)

Изобретение относится к передаче данных по линии электропередач (ДЛЭ) и предназначено для расширения полосы пропускания системы ДЛЭ. Изобретение раскрывает, в частности, способ передачи сигналов через линию электропередач, в котором в упомянутой сети линии электропередач, по меньшей мере, один передатчик и, по меньшей мере, один приемник сообщаются друг с другом, по меньшей мере, через два канала, причем каждый из упомянутых каналов, имеет соответствующий порт подачи упомянутого, по меньшей мере, одного передатчика и соответствующий порт приема упомянутого, по меньшей мере, одного передатчика, и упомянутый передатчик имеет, по меньшей мере, два порта подачи, упомянутый способ содержит следующие действия: определяют характеристику канала каждого из упомянутых каналов; применяют критерий выбора порта подачи на основе упомянутой характеристики канала; и выбирают исключенный порт подачи среди упомянутых, по меньшей мере, двух портов подачи на основе упомянутого критерия выбора порта подачи, в котором упомянутый исключенный порт подачи не используют во время дополнительной передачи данных. Также раскрывает соответствующий модем передачи данных по линии электропередач. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу передачи сигналов через сеть линии электропередач, передатчику и приемнику. Изобретение также относится к модему для передачи данных по линии электропередач и к системе передачи данных по линии электропередач.

Уровень техники

Передача данных по линии электропередач (PLC, ДЛЭ), также называемая передачей данных через розетку, передачей по линии электропередач (PLT, ПЛЭ), широкополосной линией электропередач (BPL, ШЛЭ), построением сети на основе полосы электропередач или линии электропередач (PLN, СЛЭ), представляет собой термин, описывающий несколько разных систем, предназначенных для использования проводов распределения электроэнергии для одновременного распределения данных. Несущая может передавать голос и данные путем наложения аналогового сигнала на стандартный переменный ток (АС, ПТ) 50 Гц или 60 Гц. Для вариантов применения внутри помещения оборудование ДЛЭ может использовать домашнюю электропроводку в качестве среды передачи данных.

Для расширения полосы пропускания систем ДЛЭ было предложено использовать схемы с множеством входов - множеством выходов (MIMO, МВМВ), которые известны из систем беспроводной передачи данных.

Цель изобретения состоит в том, чтобы дополнительно расширить полосу пропускания систем ДЛЭ.

Эта цель достигается с помощью способа передачи сигнала, передатчика, приемника, модема передачи данных по линии электропередач и системы передачи данных по линии электропередач в соответствии с пп.1, 10, 15, 16 и 17 формулы изобретения, соответственно.

Другие варианты воплощения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Дополнительные детали изобретения будут понятны при рассмотрении чертежей и изучения следующего описания.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показаны этапы варианта воплощения изобретения,

на фиг.2a показана блок-схема передатчика в соответствии с дополнительным вариантом воплощения изобретения,

на фиг.2b показана блок-схема приемника в соответствии с дополнительным вариантом воплощения изобретения,

на фиг.3 показана блок-схема системы передачи данных по линии электропередач в соответствии с дополнительным вариантом воплощения изобретения,

на фиг.4 показана блок-схема обычной системы передачи данных по линии электропередач,

на фиг.5 показана система передачи данных по линии электропередач в соответствии с дополнительным вариантом воплощения изобретения,

на фиг.6 показаны этапы дополнительного варианта воплощения изобретения,

на фиг.7 показаны этапы дополнительного варианта воплощения изобретения,

на фиг.8 показана блок-схема, поясняющая функцию передатчика в соответствии с дополнительным вариантом воплощения изобретения,

на фиг.9a представлена схема устройств модуляции импеданса,

на фиг.9b представлен график зависимости от времени напряжения, когда присутствует устройство модуляции импеданса,

на фиг.9c показан график зависимости напряжения от времени с частями канала с аналогичной пропускной способностью для пояснения дополнительного варианта воплощения изобретения,

на фиг.10 показаны этапы дополнительного варианта воплощения изобретения,

на фиг.11 показана блок-схема системы передачи данных по линии электропередач в соответствии с дополнительным вариантом воплощения изобретения.

Подробное описание изобретения

Ниже описаны варианты воплощения изобретения. При этом важно отметить, что все описанные ниже варианты воплощения, их свойства и технические особенности могут быть скомбинированы любым образом, то есть отсутствуют какие-либо ограничения, определяющие то, что некоторые описанные варианты воплощения, свойства и технические особенности не могут быть скомбинированы с другими.

На фиг.1 на этапе S100 определяют характеристику канала, и в сети линии электропередач передатчик и, по меньшей мере, один приемник связывают друг с другом через, по меньшей мере, два канала, причем каждый из упомянутых каналов, имеет соответствующий порт подачи упомянутого, по меньшей мере, одного передатчика и соответствующий порт упомянутого, по меньшей мере, одного передатчика, и упомянутый передатчик имеет, по меньшей мере, два порта подачи. Соответствующая сеть линии электропередач схематично представлена на фиг.3, которая поясняется ниже.

Характеристики канала могут быть получены из оценки канала и могут описывать канал, используя, например, частоту ошибки битов (BER, ЧОБ) или отношение сигнал/шум (SNR, ОСШ). Другие характеристики канала могут представлять мощность или энергию принятого сигнала по упомянутому каналу.

На этапе S102 применяют критерий выбора порта подачи на основе характеристики канала, определенной на этапе S100. Во время применения критериев выбора порта подачи характеристики канала разных каналов сравнивают для принятия решения, какой порт подачи или порты подачи можно было бы использовать, поскольку наилучший прием обеспечивается при использовании этих портов подачи.

На этапе S104 исключенный порт подачи выбирают среди, по меньшей мере, двух портов подачи на основе критериев выбора порта подачи, в котором исключенный порт подачи не используют во время дальнейшей передачи данных.

В соответствии с правилом Кирхгофа в системах ДЛЭ, в присутствии трех проводов или проводников существуют только две независимые возможности подачи.

На этапе S104 порт подачи выбирают на основе критерия выбора порта подачи, идентифицируя, таким образом, наихудшие характеристики канала. Поскольку канал является квазистатическим для систем ДЛЭ, выбор порта подачи остается стабильным до тех пор, пока не произойдет назначенное изменение в топологии сети ДЛЭ (например, был включен свет, или устройство было включено или отключено).

Пропускная способность C канала для одного канала может быть рассчитана, как

где B представляет собой ширину пропускания канала, N представляет собой количество поднесущих OFDM, nR представляет собой номер порта приема, INR представляет собой единичную матрицу nR×nR, nT представляет количество портов передачи, SNR (ОСШ) представляет отношение сигнал-шум, H представляет собой матрицу канала nR×nT.

В качестве альтернативы, в адаптивной системе OFDM (ОМЧР, ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов) выравниватель канала в приемнике предоставляет информацию об отношении сигнал/шум (ОСШ) для каждой поднесущей в системе ОМЧР. В зависимости от условий ОСШ в каждой поднесущей, выбирают соответствующий размер совокупности. Чем меньшее значение ОСШ доступно, тем более прочной должна быть совокупность. В качестве примера, для квадратурной амплитудной манипуляции (QAM, КАМ) существуют различные совокупности с разными требованиями к ОСШ.

BPSK (ДФМн) - двоичная фазовая манипуляция

QPSK (КФМн) - квадратурная фазовая манипуляция

Наконец, общую битовую нагрузку символа ОМЧР можно использовать как критерии количественной характеристики пропускной способности. Чем больше общее количество битов для одного символа ОМЧР (сумма по всем N поднесущим), тем выше пропускная способность C:

В случае МВМВ существуют выравниватели для всех различных приемных портов М. В этом случае общая сумма всех выравнивателей канала может быть принята как критерий выбора порта подачи:

В дополнительном варианте воплощения период переменного тока по упомянутой сети на основе линии электропередачи делят, по меньшей мере, на первую и вторую части. Первую характеристику канала определяют для первой части, и вторую характеристику канала определяют для второй части. Затем первый исключенный порт подачи выбирают для упомянутой первой части на основе упомянутого критерия выбора порта подачи, и вторую исключенную подачу выбирают для упомянутого второго порта на основе упомянутого критерия выбора порта подачи. Если устройства с модуляцией импеданса присутствуют в сети на основе линии электропередач, основной импеданс изменяется в зависимости от длительности цикла в линии и в зависимости от величины модуляции импеданса. Когда количество устройств модуляции импеданса не меняется, изменения импеданса происходят периодически с длительностью цикла колебаний в линии, например 20 мс для переменного тока на 50 Гц. Изменения импеданса оказывают значительное влияние на передачу данных по линии электропередач. Изменение импеданса во время пакета данных приводит к получению неправильных значений выравнивания канала после изменения импеданса и приводит к неисправимым ошибкам передачи. Поэтому предложено размещать пакеты в интервалы времени, в течение которых импеданс остается стабильным. В присутствии устройств модуляции импеданса выбор выполняют отдельно для каждого условия импеданса так, что исключенный порт подачи меняется с различными установками импеданса. Выбор порта подачи может включать в себя дополнительный критерий выбора порта. Порты подачи, которые, по меньшей мере, сталкиваются с поведением модуляции, могут быть определены, поскольку не каждая комбинация порта подачи сталкивается с одинаковым уровнем модуляции импеданса.

В соответствии с дополнительным вариантом воплощения определяют соответствующую пропускную способность канала на основе характеристики канала для упомянутого канала и определяют исключенный канал с емкостью канала, находящийся ниже заданного порогового значения, который не используется впоследствии во время дополнительной передачи данных.

В этом варианте воплощения определяют не только порты подачи, но также единичные каналы могут быть исключены из дополнительной передачи данных. Это могло бы быть полезно в случае наличия устройств, модулирующих импеданс, или в случае импульсивного шума на сети линии электропередачи.

В дополнительном варианте воплощения характеристики канала определяют при одновременной передаче тестового сигнала ОМЧР через множество каналов с определением соответствующего множества значений пропускной способности канала для упомянутого множества каналов на основе принятой версии упомянутого сигнала испытания ОМЧР.

В соответствии с дополнительным вариантом воплощения схему кодирования с множеством входов - множеством выходов (схема МВМВ), устанавливают на основе соответствующих значений пропускной способности канала. Путем установки соответствующего МВМВ, пропускная способность данных и надежность системы ДЛЭ могут быть дополнительно оптимизированы. В зависимости от характеристик канала и/или требований к полосе пропускания приложения, выбирают соответствующую схему кодирования МВМВ. Доступные режимы МВМВ последовательно проверяют и выбирают наилучший режим МВМВ в отношении пропускной способности, и/или частоты ошибок битов. В дополнительных вариантах воплощения передачу данных оптимизируют в отношении максимальной пропускной способности и/или надежности передачи. Например, система МВМВ Аламоути (Alamouti), разработана таким образом, чтобы достичь лучшей характеристики частоты ошибок битов (ЧОБ) без увеличения скорости передачи (например, с помощью специальной частоты кода). С другой стороны, системы МВМВ мультиплексирования, такие как HBLAST (ГМХПВ, горизонтальная многоуровневая характеристика пространство-время разработки Bell Laboratories), VBLAST (ВМХПВ, вертикальная многоуровневая характеристика пространство-время) или Eigenbeamforming (формирование собственного луча) - МВМВ разработаны для обеспечения максимальной пропускной способности при передаче данных, в то время как оптимизация рабочих характеристик ЧОБ на физическом уровне не находится в основном фокусе (частота специального кода равна двум).

На фиг.2а показана блок-схема передатчика 200. Передатчик 200 содержит два порта 202,204 подачи, каждый из которых выполнен с возможностью подачи сигналов, по меньшей мере, в два канала, и процессор 206, выполненный с возможностью выбора исключенного порта подачи из упомянутых, по меньшей мере, двух портов 202, 204 подачи на основе определения характеристик канала упомянутых, по меньшей мере, двух каналов, упомянутый процессор 206 дополнительно выполнен с возможностью не использовать каналы упомянутых, по меньшей мере, двух каналов во время передачи данных, подачу сигналов в которые выполняют с помощью упомянутого исключенного порта (202 или 204) подачи.

Что касается терминов "передатчик" и "приемник" следует подчеркнуть, что в данном описании "передатчик" и "передающий модем", а также "приемник" и "приемный модем" используется взаимозаменяемо, поскольку модем передачи данных по линии электропередач для двунаправленной передачи данных содержит передатчик, а также приемник. Таким образом, в системе электропередач передача полезных данных между модемами передачи данных и линии электропередач выполняется между передающим модемом (то есть передатчиком) и принимающим модемом (то есть приемником).

В дополнительном варианте воплощения процессор 206 может быть дополнительно выполнен с возможностью исключать каналы с пропускной способностью канала ниже заданного порогового значения из дальнейшей передачи данных и процессор 206 может быть выполнен с возможностью устанавливать схему кодирования с множеством входов и множеством выходов на основе соответствующей пропускной способности канала.

На фиг.2b показана блок-схема приемника 250. Приемник 250 содержит, по меньшей мере, один приемный порт 252, который представляет собой приемный конец, по меньшей мере, двух каналов сети линии электропередач, причем сигналы передают в эти каналы с помощью, по меньшей мере, двух разных портов подачи (не представлены). Приемный порт 252 соединен с модулем 254 оценки канала, который выполнен с возможностью определения характеристик канала упомянутых, по меньшей мере, двух каналов. Процессор 256 соединен с упомянутым модулем 254 оценки канала и выполнен с возможностью выбирать порт подачи, который следует исключить из дальнейшей передачи данных на основе определения характеристик канала из модуля 254 оценки канала. Модуль 258 передачи соединен с процессором 256 для передачи информации об исключенном порте подачи в передатчик, который после этого использует только неисключенные порты подачи для обмена данными с приемником 250.

Таким образом, идентификация исключенного порта подачи может быть выполнена в приемнике 250 или в передатчике 200 в зависимости от информации, которую передают обратно в передатчик. Если характеристики канала будут переданы из приемника 250 в передатчик 200, тогда в пределах передатчика выбирают исключенный порт подачи. Если приемник 250 уже выбрал исключенный порт подачи, тогда требуется передавать только информацию об исключенном порте подачи в передатчик 200.

На фиг.3 показана схема системы 300 передачи данных по линии электропередач, которая содержит передатчик 302 и приемник 304. Передатчик 302 может представлять собой часть модема 305 передачи данных по линии электропередач, и приемник 304 может представлять собой часть другого модема передачи данных по линии 306 электропередач. Передатчик передает сигналы в приемник 304 по множеству каналов 307, в которых каждый из множества каналов 307 имеет порт FP1, FP2 или FP3 подачи и приемный порт RP1, RP2, RP3 или RP4. В представленном примере с тремя портами FP1, FP2, FP3 подачи и четырьмя приемными портами RP1, RP2, RP3, RP4, оба возможных канала 306 можно использовать для передачи сигнала из передатчика 302 в приемник 304.

На фиг.4 представлена обычная система 400 передачи данных по линии электропередач с передающим модемом 402 ДЛЭ и приемным модемом 404 ДЛЭ. Передающий модем 402 ДЛЭ и приемный модем 404 ДЛЭ соединены через линии Р, N, PE электропередач и соответствующую сеть 406 линии электропередач. Провода, которые представляют сеть линии электропередач, представляют собой линию P фазы, нейтральную линию N и защитную линию РЕ заземления. В обычных системах передачи данных по линиям электропередач используют только один порт подачи, то есть подачу сигналов между фазой P и нейтральной линией N, и также только один приемный порт RP1 используют при приеме сигнала между линией P фазы и нейтральной линией N в приемнике 404.

При использовании также защитной линии PE заземления, как показано на фиг.4 для дополнительного варианта воплощения системы 500 передачи данных по линии электропередач, передающий модем 502 ДЛЭ получает возможность передавать сигнал в приемный модем 504 ДЛЭ, используя любые комбинации линии Р фазы, нейтральной линии N и защитной линии PE заземления. Таким образом, в сумме присутствуют три возможности FP1, FP2, FP3 подключения портов подачи, а именно первый порт FP1 подачи, когда передаваемый сигнал передают через линию P фазы и нейтральную линию N, второй порт FP2 подачи, когда сигнал передают между линией Р фазы и защитной линией PE заземления, и третий порт FP3 подачи, когда сигнал передают между нейтральной линией N и защитной линией PE заземления. На стороне приемника существует первый приемный порт RP1, выполняющий оценку принимаемого сигнала между линией P фазы и нейтральной линии N, второй приемный порт RP2, выполняющий оценку сигнала, принимаемого между линией P фазы и защитной линии РЕ заземления, и третий приемный порт RP3, выполняющий оценку сигнала, принимаемого между нейтральной линией N и защитной линией РЕ заземления. Четвертый приемный порт RP4 также доступен, он описывает прием с использованием, так называемого, общего режима (CM, OP). Сигналы OP формируются непреднамеренно в несбалансированных сетях. Несбалансированные паразитные емкости, возникающие между установками или устройствами и землей, приводят к возникновению тока OP, возвращающегося к источнику. Из-за наличия электромагнитной связи между соседними проводами, возникают перекрестные наводки, то есть передаваемый сигнал из любого порта подачи будет виден во всех четырех приемных портах RP1, RP2, RP3, RP4 приема.

На фиг.6 показана блок-схема последовательности операций для процесса выбора порта подачи. Вначале модем 600 передачи выбирает на этапе S602 первую (из трех) возможностей подачи и обозначает ее с помощью управляющего сообщения на этапе S604, передаваемого в приемный модем 606. Такие сообщения управления можно обрабатывать на верхних уровнях любой системы уровня OSI (BOC, взаимодействие открытых систем) (например, уровень доступа к среде (MAC, УДС управление доступом к среде передачи) или даже уровень управления передачей данных (DLC, УПД)). Приемный модем 606 подтверждает этот запрос на этапе S608 и ожидает начала тестовой передачи. Передающий модем 600 начинает тест пропускной способности для проверки возможности передачи первого порта 1 подачи на этапе S610 и передает соответствующий тестовый сигнал на этапе S612. В случае когда приемный модем 606 знает длительность тестовой передачи (например, определенное количество пакетов данных), он начинает автоматически рассчитывать пропускную способность канала, характеристику канала после приема тестовой последовательности на этапе S614. Результат вычисления пропускной способности передают обратно в передатчик 600 на этапе S616.

Этапы повторяют для остальных двух возможностей подачи. На этапе S620 передающий модем 600 выбирает вторую возможность подачи и обозначает это с помощью управляющего сообщения на этапе S622, передаваемого в приемный модем 606. Приемный модем 606 подтверждает этот запрос на этапе S624 и ожидает начала следующей тестовой передачи. Модем 600 передачи начинает тест пропускной способности второго порта FP2 подачи на этапе S626 и передает второй, соответствующий тестовый сигнал на этапе S628. Приемный модем 606 рассчитывает пропускную способность канала для этой второй возможности подачи на этапе S630 и передает отчеты с пропускной способностью обратно в модем 600 передачи на этапе S632.

На этапе S634 модем 600 передачи выбирает третью возможность подачи и обозначает это в сообщении управления на этапе S636, передаваемом в приемный модем 606. Приемный модем 606 подтверждает этот запрос на этапе S638 и ожидает начала следующей тестовой передачи. Передающий модем 600 начинает тест пропускной способности третьего порта FP3 подачи на этапе S640 и передает соответствующий тесту сигнал на этапе S642. Приемный модем 606 рассчитывает пропускную способность канала для этой второй возможности подачи на этапе S644 и передает отчеты с пропускной способностью обратно в модем 600 передачи на этапе S646.

После того как все три тестовые передачи будут закончены, передающий модем 606 начинает передавать обычные пакеты данных на этапе S650.

На фиг.7 представлена альтернативная схема тестирования каналов. В случае когда используется тестовая последовательность с фиксированной длиной, то есть в приемном модеме 706 известна длина тестовой передачи из передающего модема 700, установление связи до получения сигнала начала тестовой последовательности может быть исключено. Таким образом, на этапе S702 передающий модем 700 передает сигналы в приемный модем 706 о том, что запрашивается тестовая подача сигнала. На этапе S704 приемник 706 подтверждает запрос на тестовую подачу в передатчик 700. На этапе S708 передатчик 700 выбирает первую возможность подачи и начинает тест пропускной способности непосредственно для первого порта FP1 подачи на этапе S710. Тестовый сигнал передают на этапе 712, и приемный модем 706 рассчитывает пропускную способность на этапе S714. Пропускную способность канала передают в виде отчета обратно в передатчик 700 на этапе S716.

Эти этапы повторяют для всех возможностей подачи. На этапе S720 передающий модем 700 выбирает вторую возможность подачи и начинает тест пропускной способности непосредственно для второго порта FP2 подачи на этапе S722. Тестовый сигнал передают на этапе 724, и приемный модем 706 рассчитывает пропускную способность на этапе S726. Пропускную способность канала передают в виде отчета обратно, в передающий модем 700 на этапе S728.

На этапе S730 передающий модем 700 выбирает первую возможность подачи и начинает тест пропускной способности непосредственно для третьего порта FP3 подачи на этапе S732. Тестовый сигнал передают на этапе S734, и приемный модем 706 рассчитывает пропускную способность на этапе S736. Пропускную способность канала передают в виде отчета обратно в передающий модем 700 на этапе S738.

После этого передающий модем 700 выбирает наилучшие возможности подачи и начинает передачу на этапе S740.

На фиг.8 показана блок-схема передающего модема 800 ДЛЭ для пояснения, как выполнять переключение между различными портами подачи в передатчике 800. В зависимости от результатов механизма выбора порта подачи выбирают два из доступных трех портов среди двух путей 802, 804 передачи МВМВ с помощью механизма 806 переключения. Путь 802 передачи МВМВ и путь 2 804 передачи МВМВ никогда не устанавливают одно и то же положение в механизме 806 переключения. В данном варианте воплощения первый путь 802 передачи получают с использованием P-N в качестве порта подачи и второй путь передачи получают с использованием Р-РЕ в качестве порта подачи.

На фиг.9А показана принципиальная схема, на фиг.9 В показаны соответствующие временные последовательности напряжения UA в линии электропередач, если присутствует устройство модуляции импеданса. В зарядных устройствах мобильных телефонов и других зарядных устройствах используют схему, которая обладает следующими свойствами:

- Когда конденсатор C заряжается, происходит закорачивание высокочастотных сигналов из электросети.

- Если диод закрыт, выпрямитель имеет высокий входной импеданс. Поэтому импеданс электросети меняется, по меньшей мере, дважды в пределах длительности периода колебания в линии электросети.

Периодические изменения импеданса оказывают значительное влияние на передачу данных по линии электропередач. Изменение импеданса во время передачи пакета данных приводит к получению неправильных значений выравнивания канала после изменения импеданса, и в результате происходят неисправимые ошибки передачи. Поэтому важно помещать пакеты во временные интервалы, в течение которых импеданс остается стабильным, что представляет собой задачу для уровня управления доступом к среде (УДС) системы передачи данных по линии электропередач.

На фиг.9С показано, что в зависимости от частоты колебаний, различные условия канала приводят к разному выбору порта подачи и/или к разным схемам МВМВ (в данном примере два разных состояния канала, но все разные состояния канала также возможны). На оси Y представлено напряжение UA для периода колебаний линии переменного тока.

На фиг.10 представлены этапы определения соответствующей схемы кодирования МВМВ. После начала работы на этапе 1000, определяют характеристики канала на этапе S1002. После этого на этапе S1004 проверяют, находится ли отношение сигнал/шум ОСШ ниже определенного порогового значения. Если ответ будет да, на этапе S1006 выбирают стабильное, оптимизированное по частоте возникновения ошибок битов (ЧОБ) кодирование МВМВ, например схему МВМВ Аламоути. Если отношение сигнал/шум будет выше определенного порогового значения, то определяют, присутствуют ли значительные нарушения в сети линии электропередач, на этапе S1008. Если присутствует значительное нарушение, тогда на этапе S1006 также в этом случае используют стабильное, оптимизированное по частоте ошибок бита кодирование МВМВ, такое как МВМВ Аламоути. Если в сети линии электропередач отсутствуют какие-либо нарушения, тогда на этапе S1010 убирают оптимизированное по пропускной способности кодирование МВМВ, такое как ГМХПВ, ВМХПВ или формирование собственного луча - МВМВ. После этого на этапе S1012 передатчик информирует о выборе, и этот выбор требуется использовать после этого при обычной работе на этапе S1014. Таким образом, в зависимости от характеристик канала и/или требований к полосе пропускания приложения выбирают соответствующее кодирование МВМВ.

Для определения качества канала предложена исходная фаза перед обычной работой. Во время этой исходной фазы выполняют проверку канала передачи данных по линии электропередач на наличие нарушений (модуляция импеданса или импульсные помехи). Все доступные схемы МВМВ тестируют последовательно. При этом можно выбрать наилучший режим МВМВ в отношении пропускной способности и/или частоты ошибки битов.

На фиг.11 представлен дополнительный вариант воплощения для системы 1100 передачи данных по линии электропередач. В системе 1100 передачи данных по линии электропередач первый узел 1102 соединен через первый канал 1104 со вторым узлом 1106 и через второй канал 1108 с третьим узлом 1110. Второй узел 1106 и третий узел 1110 соединены через третий канал 1112. В качестве примера источник 1114 импульсных шумов представляет нарушение в третьем канале 1112 между вторым узлом 1106 и третьим узлом 1110.

Поскольку выбор режима МВМВ может быть выполнен для каждого соединения между всеми узлами, 1102, 1106, 1110 в сети 1100, различные соединения между различными узлами могут выбирать разные режимы МВМВ в зависимости от условий соединения. В примере, представленном на фиг.11, передача данных между первым узлом 1102 и вторым узлом 1106 по первому каналу 1104 на коротком расстоянии имеет хорошее отношение сигнал/шум ОСШ без каких-либо нарушений. Таким образом, можно выбрать оптимизированную пропускную способность МВМВ. По третьему каналу 1112 между вторым узлом 1106 и третьим узлом 1110 присутствует нарушение в виде импульсов источника 1114 шумов. Таким образом, даже несмотря на короткое расстояние между вторым узлом 1106 и третьим узлом 1110, выбирают оптимизированную по частоте ошибок битов систему МВМВ (например, Аламоути). Между первым узлом 1102 и третьим узлом 1110 большое расстояние по каналу 1108, но отсутствуют какие-либо нарушения. При этом можно выбрать оптимизированную по частоте ошибок битов систему МВМВ (например, Аламоути) для преодоления плохого отношения ОСШ из-за большого расстояния.

Из-за квазистатического поведения каналов передачи данных по линии электропередач может быть выполнена обработка определения оптимизированного режима МВМВ, когда новый узел включают в сеть (и снова, если условие в канале значительно изменяется). Было предложено, как выбирать наилучшие возможные порты подачи для передачи данных МВМВ по каналам передачи данных линии электропередач. Характеристики канала для разных портов подачи измеряют для всех возможностей передачи, и порт с наихудшими характеристиками канала исключают из дальнейшей передачи данных. Кроме того, была предложена возможность работы с устройством модуляции импеданса для выбора соответствующих портов подачи, работающих в разных частях переменного тока.

1. Способ передачи сигнала по сети линии электропередач, в котором в упомянутой сети электропередач, по меньшей мере, один передатчик и, по меньшей мере, один приемник связываются друг с другом, по меньшей мере, через два канала, каждый из упомянутых каналов имеет соответствующий порт подачи, по меньшей мере, одного передатчика и соответствующий порт приема, по меньшей мере, одного приемника, и упомянутый передатчик имеет, по меньшей мере, два порта подачи, содержащий этапы, на которых:
определяют характеристику канала каждого из упомянутых каналов;
применяют критерий выбора порта подачи на основе упомянутой характеристики канала; и
выбирают исключенный порт подачи среди упомянутых, по меньшей мере, двух портов подачи на основе упомянутого критерия выбора порта подачи, в котором упомянутый исключенный порт подачи не используется в течение дальнейшей передачи данных,
в котором сигнал, передаваемый между разными портами подачи, передается между разными комплектами из двух линий сети линий электропередач, причем, по меньшей мере, один из комплектов из двух линий содержит защитный провод заземления.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
делят период переменного тока упомянутой сети линии электропередач, по меньшей мере, на первую и вторую часть;
определяют первую характеристику канала для упомянутой первой части и вторую характеристику канала для упомянутой второй части;
выбирают первый исключенный порт подачи для упомянутой первой части на основе упомянутого критерия выбора порта подачи и второй исключенный порт подачи для упомянутой второй части на основе упомянутого критерия выбора порта подачи.

3. Способ по п.1 или 2, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют соответствующую пропускную способность канала на основе упомянутой характеристики канала для упомянутых каналов;
определяют исключенный канал, пропускная способность канала которого находится ниже заданного порогового значения, в котором упомянутый исключенный канал не используют во время дальнейшей передачи данных.

4. Способ по п.3, дополнительно содержащий этапы, на которых:
передают тестовый сигнал ОМЧР через множество каналов одновременно; и
определяют соответствующие множества значений пропускной способности канала для упомянутого множества каналов на основе принятой версии упомянутого тестового сигнала ОМЧР.

5. Способ по п.3, дополнительно содержащий этап, на котором:
устанавливают схему с множеством входов и множеством выходов на основе упомянутых соответствующих значений пропускной способности канала.

6. Способ по п.5, в котором в случае, когда емкость канала находится ниже заданного порогового значения, упомянутая схема кодирования с множеством входов и множеством выходов представляет собой оптимизированную по частоте ошибок битов схему кодирования с множеством входов и множеством выходов.

7. Способ по п.6, в котором упомянутая оптимизированная по частоте ошибок битов схема кодирования с множеством входов и с множеством выходов представляет собой схему кодирования Аламоути с множеством входов - множеством выходов.

8. Способ по п.5, в котором в случае, когда пропускная способность канала находится выше заданного порогового значения, упомянутая установленная схема кодирования с множеством входом и множеством выходов представляет собой оптимизированную по пропускной способности схему кодирования с множеством входов и множеством выходов.

9. Способ по п.8, в котором упомянутая оптимизированная по пропускной способности схема кодирования с множеством входов и выходов представляет собой одну из группы МВМВ ГМХПВ, ВМХПВ или формирования собственного луча.

10. Передатчик, предназначенный для передачи сигнала по сети линии электропередач, содержащий:
по меньшей мере, два порта подачи, каждый из которых выполнен с возможностью подачи сигналов, по меньшей мере, в два канала; и
процессор, выполненный с возможностью выбора исключенного порта подачи среди упомянутых, по меньшей мере, двух портов подачи на основе определения характеристик канала упомянутых, по меньшей мере, двух каналов, причем упомянутый процессор дополнительно выполнен с возможностью не использовать каналы упомянутых, по меньшей мере, двух каналов во время передачи данных, подачу в которые выполняют, используя упомянутый исключенный порт подачи,
в котором каждый порт подачи выполнен с возможностью передачи сигнала между комплектами из двух линий сети линий электропередач, причем комплект из двух линий отличается для каждого порта, и в котором, по меньшей мере, один из комплектов из двух линий содержит защитный провод заземления.

11. Передатчик по п.10, в котором упомянутый процессор дополнительно выполнен с возможностью выбора первого исключенного порта подачи для первой части периода колебаний переменного тока и выбора второго исключенного порта подачи для второй части упомянутого периода колебаний на основе определения первой характеристики канала для упомянутой первой части и второй характеристики канала для упомянутой второй части.

12. Передатчик по п.10 или 11, в котором упомянутый процессор дополнительно выполнен с возможностью исключения канала, когда пропускная способность канала ниже заданного порогового значения, из дальнейшей передачи данных.

13. Передатчик по п.12, дополнительно содержащий:
модулятор ОМЧР, выполненный с возможностью передачи тестового сигнала ОМЧР одновременно через множество упомянутых каналов.

14. Передатчик по п.13, в котором упомянутый процессор дополнительно выполнен с возможностью установки схемы кодирования с множеством входов и множеством выходов, которые основаны на упомянутых соответствующих каналах передачи.

15. Приемник, предназначенный для приема сигналов из передатчика через сеть линии электропередач, содержащий:
по меньшей мере, один приемный порт, предназначенный для приема сигнала через, по меньшей мере, два канала упомянутой сети линии электропередач, причем каждый из упомянутых, по меньшей мере, двух каналов, подают через соответствующий порт подачи;
модуль оценки канала, выполненный с возможностью определения характеристик канала упомянутых, по меньшей мере, двух каналов;
процессор, выполненный с возможностью определения исключенного порта подачи упомянутых, по меньшей мере, двух портов подачи на основе упомянутой характеристики канала, по меньшей мере, упомянутых двух каналов; и
модуль передачи, выполненный с возможностью обратной передачи в упомянутый передатчик идентификации упомянутого исключенного порта подачи,
в котором, по меньшей мере, один приемный порт выполнен с возможностью приема сигналов подаваемых разными портами подачи между разными комплектами из двух линий сети линий электропередач, причем, по меньшей мере, один из комплектов из двух линий содержит защитный провод заземления.

16. Модем передачи данных по линии электропередач, содержащий передатчик по п.10.

17. Система передачи данных по линии электропередач, содержащая, по меньшей мере, два модема передачи данных по линии электропередач по п.16, соединенные через, по меньшей мере, три проводника.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам передачи информации по линиям энергоснабжения и может быть использовано для создания эффективных систем дистанционного управления потребителями электроэнергии по линиям энергоснабжения, в том числе в системах управления уличным освещением.

Изобретение относится к области связи по линиям электропередачи. .

Изобретение относится к технике связи и предназначено для передачи данных по линии электропередач. .

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на подстанции 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на подстанции 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ.

Изобретение относится к комбинированной системе электроснабжения и коммуникации для электрического обеспечения и передачи данных между сервером (4) данных и, по меньшей мере, одним из нескольких оконечных приборов (5, 6) через питающий кабель (3).

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на п/с 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ.

Использование: в области электротехники и связи. Технический результат - повышение надежности. Раскрыт способ обнаружения проникновения коротковолнового радиосигнала в системе передачи данных по линии электропередач, содержащий этапы, на которых определяют уровень синфазного сигнала на частоте системы передачи данных по линии электропередач в течение промежутка времени, когда не происходит передача данных в системе передачи данных по линии электропередач на указанной частоте, и обнаруживают проникновение, если уровень синфазного сигнала превышает заданное пороговое значение. Также предусмотрен соответствующий модем передачи данных по линии электропередач. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системе передачи информации по распределительным электрическим сетям, состоящим из участков кабелей электропередачи, токоведущие жилы которых подключены к участкам шинных проводников на трансформаторных и распределительных подстанциях сети. Технический результат: повышение надежности связи, снижение уровня искажений сигнала. Устройство приема и передачи информации по распределительным электрическим сетям, содержащее передатчик, приемник и подключенный к ним согласующий трансформатор, оснащают шунтами. Каждый шунт состоит из последовательно соединенных емкости и индуктивности, а своими концами подключается к точкам соединения шинных проводников с токоведущими жилами кабеля. Выходные обмотки трансформатора одним своим концом через высоковольтные разделительные конденсаторы подключены к одному из концов шунтов, а другим - к заземлению. Емкости и индуктивности шунтов подобраны так, чтобы волновые сопротивления шунтов и токоведущих жил кабеля были согласованы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение возможности двунаправленного обмена информацией. Способ заключается в том, что в начале линии размещают главный узел, вдоль линии размещают множество подчиненных узлов, каждый из которых имеет свой порядковый номер (идентификатор); информацию, передаваемую от главного узла, кодируют последовательностью символов из заранее заданного алфавита, причем каждому символу соответствует его порядковый номер в алфавите (код символа), полученную последовательность символов формируют в пакет, состоящий из полей чисел, в первом поле пакета записывают идентификатор подчиненного узла, в оставшихся полях записывают коды символов передаваемой последовательности, в начале каждого поля выполняют прерывание питающего напряжения (маркер начала поля), передачу символа осуществляют подачей в линию соответствующего его коду количества полуволн питающего напряжения, после передачи последнего поля выполняют прерывание питающего напряжения (маркер окончания пакета). К линии электроснабжения подключают конденсатор, в каждом подчиненном узле устанавливают последовательно соединенные резистор и управляемый коммутатор, подключенные к линии электроснабжения между нулевым и фазным проводниками. Информацию, передаваемую от подчиненного узла к главному, кодируют последовательностью двоичных бит, при передаче бита "1" подключают резистор к линии электроснабжения, при передаче бита "0" резистор не подключают, главный узел с помощью порогового датчика напряжения определяет наличие либо отсутствие прерывания напряжения в линии на интервале маркера приема, если напряжение на интервале маркера приема прерывалось, считают, что подчиненный узел передал бит "1", иначе - бит "0", далее процесс повторяют для каждого бита двоичной последовательности, передаваемой от подчиненного узла к главному. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области передачи данных в энергосистеме и предназначено для более эффективного использования недетерминированных каналов передачи данных, для обмена операционными данными в режиме реального времени между удаленными местами и электростанцией. Канал передачи данных отслеживают на основе регулярного графика сети, то есть с помощью сообщений оценки или пакетов данных, которые переносят операционные данные в режиме реального времени, как полезное содержание. Постоянное определение качества канала, включая в себя выработку соответствующего сигнала тревоги, в случае, когда качество канала будет определено как недостаточное, основано на оценке в приемном узле пакетов данных, постоянно передаваемых приемным узлом. Такие постоянно или повторно передаваемые пакеты данных могут содержать идентичные полезные нагрузки, отражающие текущее состояние, вместо изменения состояния в качестве операционных данных. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Устройство для обеспечения допускающего нагрузку напряжения питания в шинном узле шинной сети, прежде всего в шинном узле EIB-сети, с источником (M1) тока, который включен последовательно с конденсатором (С3), с которого снимается напряжение (U) питания, при этом последовательное соединение (M1, С3) прямо или опосредованно подключено к шине с линиями (Bus+, Bus-) шины, которые находятся под разными потенциалами, отличающееся первым регулирующим модулем (А), который стабилизирует рабочую точку источника (M1) тока независимо от сигналов шины на линиях (Bus+, Bus-) шины и нагрузок или изменений нагрузки напряжения (U) питания, и вторым регулирующим модулем (В), который адаптирует рабочую точку источника (M1) тока, срабатывая на сигнал шины на линиях (Bus+, Bus-) шины. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и устойчивости к помехам. Электрическая система реализует амплитудную модуляцию питающего напряжения для передачи информации по линиям электропитания 230 В. Система содержит блок модуляции, связанный с блоком демодуляции через линию электропитания, при этом блок демодуляции связан с блоком управления, соединенным с исполнительным блоком. 2 н. и 10 з.п.ф-лы, 4 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Согласно способу предлагается использовать прозрачную передачу команд релейной телемеханической защиты между подстанциями в виде GOOSE-сообщений или GSSE-сообщений, в сочетании с оперативным контролем канала (CSM), аналогичным контролю канала, обеспечиваемому обычным оборудованием релейной телемеханической защиты. Для этого осуществляют обмен сообщениями оперативного контроля канала (CSM-сообщениями) между двумя подстанциями через межподстанционный канал в периоды отсутствия командных сообщений с первой подстанции на вторую подстанцию; и оценку CSM-сообщений с точки зрения пригодности указанного межподстанционного канала. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области бурения скважин и предназначено для наземной передачи в пределах буровой площадки информации, получаемой от скважинной аппаратуры и от различных наземных датчиков, установленных на буровой площадке, и используется для контроля и управления процессом бурения в реальном режиме времени. Техническим результатом является обеспечение оперативного мониторинга удаленных регистрирующих приборов, распределенных на буровой площадке, повышение надежности системы наземной передачи информации и удобства в эксплуатации. Предложен способ наземного приема-передачи информации в процессе бурения, включающий прием данных от датчиков забойной телеметрической системы, наземную передачу данных с последующей дешифрацией и передачей данных на регистрирующие приборы потребителей информации. При этом передачу данных осуществляют по проводам силовой электросети, питающей регистрирующие приборы потребителей информации и наземные датчики, установленные на буровой площадке и насосном оборудовании. Кроме того приемники информации от датчиков забойной телеметрической системы, наземные датчики, базовый компьютер и приемники информации регистрирующих приборов потребителей информации снабжают электросетевыми PLC-модемами со встроенным сетевым протоколом, включающим интерфейсный блок и программные модули сопряжения для приема-передачи данных по силовой электросети. Предложено также устройство для осуществления указанного способа. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх