[發明專利]電力線通信裝置及方法

有效

• 申請號: 201711476163.7
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108696300B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 江政憲
• 申請（專利權）人: 貴州濎通芯物聯技術有限公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04L25/02;H04L27/00;H04L27/26
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊;王濤

本發明提供一種電力線通信裝置及方法。該電力線通信裝置用以利用一電力線在一寬頻中以一電力線通信信號與另一電力線通信裝置進行通信。該電力線通信信號包含有至少一幀。該至少一幀包含一前導、一幀控制標頭以及一載荷。該前導包含：多個同步符元，用以供該電力線通信引擎進行同步；多個前導碼符元，用于指定一子頻道及一調變機制的至少其一；及多個通道估測符元，用以供該電力線通信引擎進行通道估測。本發明可讓多種調變機制在電網中共存，充分利用不同調變機制的優點。

技術領域

本發明是關于一種電力線通信裝置及方法，尤其關于一種能夠進行頻道選擇及調變機制選擇的電力線通信裝置及方法。

背景技術

電力線通信(PLC)是一種在住宅、建筑物和其他房屋傳輸電力的介質(例如電線或導線)上，進行傳輸數據的系統。美國專利第9172431號提出一種用于電力線通信的電力分布系統。圖1顯示已知的電力分布系統的示意圖。如圖1所示，接收變電站101的中壓(MV)電力的中壓線路103，通常承載上萬伏范圍內的電壓。儀表106a-106n安裝在接收或消耗電力的任何類型的住所102a-102n。變壓器104將中壓電力轉換成低壓(LV)電力并傳送至低壓線路105其承載的電壓在100-240VAC范圍內。變壓器104通常設計為在50-60Hz范圍內的很低的頻率下操作，而且通常不允許例如大于100KHz的高頻信號，在低壓線路105和中壓線路103之間通過。低壓線路105通過儀表106a-106n向用戶供電。面板107能夠作為儀表106n和住所102n內的電線108之間的介面。電線108將電力傳送給輸出口110、開關111和住所102n內的其他電力裝置。

電力線通信閘道(或數據機)112a-112n設于住所102n處，并通過低壓線路105及中壓線路103處理來自或送去電力線通信數據集中器114的數據信號，而不需要額外的接線。集中器114可以耦合到中壓線路103或低壓線路105。電力線通信閘道112a-112n可以支援多個應用程序，例如高速寬頻網際網絡連結、窄帶控制應用程序、低頻寬數據收集應用程序等等。電力線通信閘道112a-112n可以使電力設備進行AC或DC充電。電力線通信裝置113為一種AC或DC充電器的示例。前述電力線通信網絡，可以提供街道照明控制或遠端電力儀表的數據收集等。

集中器114可以經網絡120耦合到控制中心服務器130。網絡120可以包括網際網絡、蜂窩網絡、WiFi網絡、WiMax網絡等等。同樣，服務器130可以通過至少一集中器114從多個閘道112a-112n和多個電力線通信裝置113，收集電力消耗和其它類型的相關信息。

目前電力線通信系統已廣泛的應用于智能電網(Smart Grid)中，現行的電力線通信協議可以概分為兩種，第一種采用窄頻OFDM為調變機制，第二種采取寬頻OFDM。窄頻OFDM的電力線通信協議包含G3、PRIME、IEEE1901.2及G.hnem等，使用的頻寬從200～600KHz。寬頻OFDM協議目前僅有IEEE1901.1且仍在制定中，使用的信號頻寬高達12.5MHz，為窄頻OFDM的20倍。

窄頻OFDM的協議中并無頻道切換機制，而寬頻OFDM的IEEE1901.1已有制定頻道切換機制，主要由集中器(Concentrator)114通過信標(Beacon)控制達成。OFDM調變充分利用頻寬達到高速的傳輸，對于多重路徑通道有非常好的耐受力，但是在訊雜比(SNR或S/N(SIGNAL-NOISE RATIO))非常低的狀況下，仍無法達到像展頻通信(Spread Spectrum)一樣的穩定傳輸。

頻道切換機制的需求，源自于每個子頻道的通道品質不一，因此若能選擇最好的子頻道傳輸，能讓通信更加的快速與穩定。G3、PRIME、IEEE1901.2、G.hnem等窄頻OFDM通信協議，由于頻道太窄，因此沒有規范頻道切換機制。IEEE1901.1在v0.1版中所制定的頻道切換機制，是由集中器通過信標統一切換，這種方式有以下的缺點。

1、在50Hz的電力線系統，集中器114的信標的周期為40ms，因此每40ms才能做一次切換。