[發明專利]三相模式中OFDM傳輸方法

有效

• 申請號: 201080044784.8
• 申請日: 2010-08-02
• 公開（公告）號: CN102577292A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: H·金;B·N·瓦拉達拉賈恩;A·G·達巴克
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本發明實施例總體涉及通信系統，更具體地涉及電力線上正交頻分復用(OFDM)通信的傳輸。

背景技術

人們已經對使用電力線作為通信介質從而減小可靠通信的成本很感興趣。這通常被稱為電力線通信(PLC)。人們已經在PLC標準化方面做出了努力，如電力線相關的智能計量演進(PRIME)。在大多數PLC標準中，通信必須被支持三相，因為三相傳輸在大多數國家是電力線特性。然而，由于相間耦合，每個相上接收的信號不是完全獨立的。例如，相II中的信號會對相I中的信號造成干擾。需要消除該干擾。而且，每個電力線傳輸相可以作為發射器到接收器的獨立路徑。這些獨立路徑可以用于增強所接收的信號質量。

圖13示出連接變電所1301到住宅1302a-n的典型電力配電系統。來自變電所1301的中壓(MV)電力線1303承載著數萬伏范圍內的電壓。變壓器1304將MV電力降壓到低壓(LV)線1305上的LV電力，該LV線承載100-240VAC范圍內的電壓。變壓器1304通常被設計為工作在非常低的頻率，50-60Hz范圍內。變壓器1304不允許高頻率(例如高于100KHz的信號)在LV線1305和MV線1303之間通過。LV線1305經由電表1306a-n將電力饋送給顧客，電表通常安裝在住宅1302a-n外面。斷路器板(例如面板1307)提供了電表1306n和住宅1302n內的電線1308之間的接口。電線1308將電力輸送到插座1310、開關1311和住宅1302n內其他電氣設備。

圖13中示出的電力線拓撲結構可以用于將高速通信輸送到住宅1302a-n。電力線通信調制解調器1312a-n可以在電表1306a-n處耦合到LV電力線1305。PLC調制解調器1312a-n用于在MV/LV線1303、1305上發送和接收數據信號。這類數據信號可以用于支持通信系統、高速因特網、電話、視頻會議、視頻傳遞和類似業務。通過在電力傳輸網絡上輸送電信和數據信號，就無需安裝新纜線到每個用戶1302a-n。因此，通過利用現有的配電系統承載數據信號，顯著節省成本是可能的。一種在電力線上傳輸數據的方法使用具有與電力信號不同頻率的載波信號。載波信號由要傳輸的數據調制。替換地，PLC調制解調器1313可以經由家庭電線1308耦合到MV/LV電力線，從而發送和接收數據信號。

在住宅1302a-n處的PLC調制解調器1312a-n使用MV/LV電網來承載到集線器1314或來自集線器1314的數據信號，而無需額外布線。集線器1314可以耦合到MV線1303或LV線1305。調制解調器1312a-n可以支持如下應用：高速寬帶因特網鏈路、窄帶控制應用和低帶寬數據收集應用。在住宅環境中，調制解調器1312a-n可以使得住宅和建筑物在熱和空氣調節、照明以及安全方面實現自動化。在住宅外面，電力線通信網絡提供街道照明控制和遠程電表數據收集。

使用電力線網絡作為通信介質帶來的問題是，電力線面臨噪聲和干擾。電力線易受例如來自廣播無線電信號的噪聲以及來自耦合到電力線的電氣設備的噪聲影響。噪聲沿電力線傳播并與通信信號組合，這會破壞通信信號。使用電力線網絡的另一個問題是由纜線結構引起的。在MV和LV電力線上，纜線內部(inner?section)包括一組相線，每個相線承載三個供電相之一。在射頻上，這些分開的線之間的電容引起一根線上的信號泄露或耦合到鄰近的線上。相線之間的耦合過程會引入相移或其他干擾。因此，在沿線傳播后，每根線上的通信信號的分量不再彼此同相，而是具有不同的相位和幅度。這種耦合和干擾引起接收設備有問題，接收設備必須試圖對已改變的接收到的信號進行解碼并且重構原始信號。

US?6373377B1涉及具有用于電力線連網的數字數據耦合的電源。該文獻的電源位于計算機系統中，并通過數字耦合器耦合到網絡接口。電路塊將來自數字耦合器的數字信號轉換為模擬信號。模擬前端放大模擬信號以便傳輸到電力線。US?6373377B1的電源在將數據信號分發到電力線的不同相之前不縮放或加權數據信號。

US?6983027B2涉及適于接收OFDM信號的接收器。信號在天線處接收并且被轉換到中頻帶信號，接著中頻帶信號被轉換為數字信號。在數字信號內檢測信息。從差分檢測電路的輸出產生信噪比(SNR)。SNR指示OFDM信號的接收質量。US?6983027B2的接收器在將數據信號分發到電力線不同相之前不縮放或加權信號。