[发明专利]用于电力线通信的传输系统和方法

说明书

                           技术背景

本发明涉及网络系统，尤其是，本发明涉及用于使用交流(AC)电力线作为传输介质发送射频(RF)信号的系统和方法。

由于在工作单位和家庭中计算机使用的增长，对网络系统的需求也随之增加。而且，在家用设备中计算机、通信及娱乐系统的技术汇合正为连接计算机、计算机外设、电话、调制解调器、有线电视、电视机、计算机控制的电器、家用自动和安全系统的单个网络创造了新的需求。用于联网的替代方法包括无线联网、电话线联网、实体线(hard ware)联网及电力线联网。

实体线联网，诸如用同轴线缆，一般被认为是用于数字通信联网的标准方法。这种方法要求穿过工业场所或家庭安装单独的线路网络，因而，实体线联网要求额外的线缆安装成本，并且在同一个网络线上也不能容纳计算机数据和模拟电视(信号)的同时传输。

RF(射频)无线网络透过大气典型地以900MHz到2.4GHz之间的频率传输，并能传输视频信号、音频信号和包括计算机数字数据的其它数据。虽然如此，射频无线网络受损于带宽限制而产生信号干涉并违反由FCC强制执行的规则。IR(远红外)无线网络要求操作视线，并且不易用于在建筑或家庭的房间中传输。

电话线网络目前被引入以大约10Mbps的速率传输数据。尽管这样的电话线网络不要求新的布线，但该网络受限于可得到的电话线引出线的数量。

电力线通信(PLC)系统使用AC电力线作为传输介质。电力线通信系统超出电话线网络的一个优点是：一般地可得到的比电话线引出线更多的用于联接的电插座。如此，AC电力线可被定型为从架空引入线开始的遍及建筑或家庭的同质线缆。

传统电力线通信系统要求对线路噪声和高频信号恰当地处理。高频信号及噪声在AC电力线环境中经常产生，并被线路拾获，因而是呈现给PLC系统设计者复杂的设计问题。

传统的电力线通信系统通常靠在电力线携载的交流信号上叠加调制过的载波频率来运行。一般地，传统的PLC系统包括能在AC电力线信号上加入通信信号的发送单元，和能从AC功率分量信号上分离通信信号的接收单元。

在理想的PLC系统中，接收器的输出信号是被导入发送器的信号的完全拷贝。也就是说，接收器忽略发送器之外的信号源产生的、可能影响系统的任何信号(如噪声)。此外，这个理想的PLC系统通过直接传输或经由辐射也不会变成噪声源。

传统的PLC系统典型地以160kHz到455kHz的相对低的载波频率使用。一些系统也许会利用高达1.5MHz的频率。

AC电力线能广播通信信号。这可能产生也许会干扰其它通信信号的噪声。假如该通信信号强度太低，线路上的噪声水平将压倒该信号。假如该通信信号很强且频率很高，此电力线开始辐射，并因而违反关于干扰和有害辐射水平的政府规定。

而且，许多RF信号源，如有线电视接收盒，包括在AC电力线上产生不期望噪声的电源。因而，带入到常用PLC系统的噪声多是来自于此PLC系统试图传输的非常多的信号源。

综上所述，所需要的是以如此方式利用建筑物的AC电力线作传输介质的PLC系统，其RF信号通过此介质被传输，并且在此AC电力线上的任何一点被恢复。最好此系统不产生不期望的信号并具有较高的抗噪声性。该系统最好对交流线路透明。另外，系统应能以低成本生产，以便允许家庭和工业用户能经济地购买和使用该系统。

                           发明概述

本发明针对这些需求，提供一种使用AC电力线作为透明传输介质能够发送和接收从1到900MHz的RF信号的系统。此系统包括：发射器电路，用于耦合RF输入信号到三线AC电力线的火线和中性线上；和接收器电路，用于接收电力线上的RF信号并提供此RF信号作为输出。发射器电路包括：用于滤波RF输入信号的滤波单元；用于放大RF信号的放大器级；和用于耦合经滤波和放大的RF信号到AC电力线上的环形变压器。接收器电路包括用于在AC电力线上接收RF信号和输出此RF信号的无源部件。

本发明的优点是，与用于使用电力线连接的各种电子设备的单个网络的概念相兼容。这样的电子设备包括计算机、计算机外设、电话、电视机系统、音频系统、互联网接入设备、用于家用自动系统和电器的控制器。

                           图例简述

本发明，及其进一步的优点，通过参考结合附图的下列描述将会得到更好的理解：

图1A是根据本发明的实施例的PLC系统结构的示意图解；