[發(fā)明專利]多相配電網(wǎng)的全部相位上的通信信號的同步檢測

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280020797.0
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN103548281A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Q.斯潘塞
• 申請（專利權(quán)）人: 阿克拉拉輸電線系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H02J3/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 李國華

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求提交于2011年2月28日的第61/447,365號的美國專利申請的權(quán)益，在此結(jié)合其內(nèi)容作為參考。

關(guān)于聯(lián)邦政府贊助的研究或開發(fā)的聲明

不適用。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及通過配電網(wǎng)的通信，以例如從供電局向客戶供電。更尤其地，本發(fā)明涉及對供電局的配電網(wǎng)全相位上的通信信號，尤其是那些從客戶設(shè)施反向發(fā)回供電局的那些信號，的同步檢測。

供電局所采用的通信系統(tǒng)在本領(lǐng)域中是已知的。見例如，第6,940,396號和第5,262,755號美國專利。典型地，供電局使用該系統(tǒng)從發(fā)射器地點(diǎn)（通常為網(wǎng)絡(luò)變電站）向客戶設(shè)施發(fā)送消息或命令（出站（outbound）信號）。典型地結(jié)合在個(gè)別設(shè)施處的儀表中的收發(fā)器，響應(yīng)于命令的執(zhí)行或?qū)π畔⒌恼埱螅谑菍⑿盘枺ㄈ胝荆╥nbound）信號）發(fā)回供電局。

先前，位于供電局的用于接收輸入消息的設(shè)備并不具有同步地接收網(wǎng)絡(luò)多相位上的消息的能力。但是現(xiàn)在，接收機(jī)具備了這種能力；并且，由于通常在網(wǎng)絡(luò)的所有三個(gè)相位上都存在入站信號（inbound?signal）的一部分，所有這些相位上的信號組合起來可產(chǎn)生最優(yōu)的信號強(qiáng)度。

供電局所使用的一種通信系統(tǒng)為雙向自動通信系統(tǒng)，或在此系統(tǒng)的早期實(shí)現(xiàn)中，入站信號檢測硬件僅具有一次采樣一個(gè)相位上的信號的能力。現(xiàn)在，電流信號檢測硬件具備了同時(shí)對去往變電站的所有輸入（相位）上的信號進(jìn)行采樣的能力。在第6,940,396號美國專利中揭示了一種檢測多個(gè)相位上同時(shí)發(fā)送的信號的方法，但是該方法是為一次檢測一個(gè)相位上的信號所設(shè)計(jì)的，并且依賴于信號之間的時(shí)間差異來區(qū)分它們。取決于線路配置，所有入站信號將出現(xiàn)在該變電站可能存在的三個(gè)相位（或四個(gè)相位，如果存在中性相位）中的至少兩個(gè)相位上，并且因此對入站信號的最優(yōu)的檢測應(yīng)包括來自這些多個(gè)相位的信號的檢測。但是迄今為止這還無法實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的方法用于實(shí)現(xiàn)“全相位”檢測，并且其目前是在并發(fā)相位（concurrent?phase）的模式下工作的。

除了全相位檢測產(chǎn)生信號強(qiáng)度更高的信號以外，優(yōu)化組合信號的信噪比（SNR）也需要檢測方法將不同相位上噪聲信號中的相關(guān)性（如果存在）考慮在內(nèi)。依據(jù)本發(fā)明的方法，信號強(qiáng)度和噪聲相關(guān)性是針對每一個(gè)入站信號自適應(yīng)性地估計(jì)的，并且產(chǎn)生的組合方案將產(chǎn)生更高的信噪比。

最后，之前的并發(fā)相位的實(shí)現(xiàn)方法較復(fù)雜，需要分別的信號處理算法用于檢測和用于消除信號在其它相位上的干擾。本發(fā)明的方法整合了這些算法，產(chǎn)生的單個(gè)算法同時(shí)產(chǎn)生更好的通信性能，并且相對于以前的算法減少了運(yùn)算的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明指向一種全相位檢測器和檢測方法，用于供電局的配電網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)中。該檢測器以及方法檢測存在于該網(wǎng)絡(luò)中所有三個(gè)（或四個(gè)）相位上的信號，并將來自所有相位的結(jié)果組合以產(chǎn)生信號強(qiáng)度比個(gè)體信號中任意一個(gè)的信號強(qiáng)度更強(qiáng)的信號。該檢測器和方法進(jìn)一步具有抑制噪聲的效果，在一個(gè)以上的相位上這些噪聲的統(tǒng)計(jì)值不相關(guān)。該算法獲得了信號求和的最佳權(quán)重，使得提高了信號功率并使噪聲抑制在可能使信噪比最大的程度。

本發(fā)明的方法采用了并發(fā)相位算法，其結(jié)合了以前的用于檢測信號并消除來自其它相位上的信號的干擾的分別處理信號的算法。該結(jié)合導(dǎo)致檢測器設(shè)計(jì)的復(fù)雜性較低并且更為可靠。進(jìn)一步地，在中性導(dǎo)體上存在的所有附加信號都被用在本發(fā)明的算法中，從而消除了以前那種必須重試所錯(cuò)過的中性導(dǎo)體上的通信的實(shí)現(xiàn)。

該檢測器已經(jīng)能夠在諸如TWACS的現(xiàn)有供電局通信系統(tǒng)中實(shí)施，以在供電局及其客戶之間提供對于從客戶現(xiàn)場發(fā)送到供電局變電站的入站信號的更好的通信

其它的目的和特征將部分地顯而易見，而部分在下面指出。

附圖說明

本發(fā)明的目標(biāo)如在附圖中所示的示意性實(shí)施例中闡述的那樣實(shí)現(xiàn)，該附圖形成本說明書的一部分。

圖1是用于單相位信號檢測的數(shù)據(jù)處理流的簡化框圖。

圖2是用于全相位信號檢測的數(shù)據(jù)處理流的簡化框圖。

圖3是用于全相位信號檢測的窗口方案（windowing?scheme）的表達(dá)；以及

圖4是表示將處于并發(fā)相位模式的本發(fā)明的全相位檢測器和方法與處于單相位模式和并發(fā)相位模式的單相位檢測器進(jìn)行對比的曲線圖。

貫穿附圖中的若干視圖，相應(yīng)的參考符號指示相應(yīng)的部分。

具體實(shí)施方式