[发明专利]PRIME装置、S-FSK装置和G3装置在电力线通信中的共存

说明书

技术领域

本发明一般涉及电力线通信（PLC）装置，更具体地，涉及用于最小化由来自根据不同的PLC标准工作的装置的传输造成的冲突的设备和方法。

背景技术

PRIME（电力线相关智能计量演化）标准定义针对在42-90kHz频带中的使用正交频分复用（OFDM）的电力网络的PLC窄带数据传输系统的低层。

国际电工委员会（IEC）61334-5-1标准定义了60-76kHz频带中的低速电力线通信。IEC 61334-5-1还被称为S-FSK（扩展频移键控），并且先前被称为IEC 1334。为了简化下面的讨论，在本文件中S-FSK/IEC 61334-5-1标准被称为“S-FSK”。

G3是促进在35-90kHz频带的智能输电网络实现中的互用性的基于OFDM的电力线通信标准。

OpenMeter论坛，在其工作包2（Working Package 2）中，已经回顾了已有的PLC技术并且确定研究区域和当前知识状态的差距。存在于PRIME和S-FSK之间的共存缺口使PRIME和S-FSK之间的互用性受到挑战。

基于窄带OFDM（NB-OFDM）的电力线通信系统在智能输电网络技术中正在得到普及。欧洲电力公司，特别是Iberdrola（PRIME）和ERDF（G3）是部署用于先进计量的NB-OFDM PLC系统的先导。SAE和ISO把基于PRIME和G3的NB-OFDM系统列入用于车辆充电应用的候选名单。受到这些和其它可能的应用的激励，至少两个主要标准开发组织——IEEE和ITU，现在正在规定基于NB-OFMD的通信系统。

发明内容

各种标准的相对普及度可能将在接下来几年在市场中确定。然而，必须确保全部初生标准提供共存/互用方法。应注意以下几点：

可网络级别实现不同标准之间的互用性，因为大多数标准提供方法来会合到IPv4在IPv6（或者在计量应用中，IEC 432）。因此，在PHY/MAC级别，共存是更实际并且有效的目标。

在一些情况下通过频率分离自动实现PHY级别的非中断性共存。European Cenelec规章通过将可用频带划分为公用事业公司拥有的频带、户内频带和共享频带来便于这个做法。

Cenelec-C频带中的共存由Cenelec规章批准，利用使用中频带音调信号以及管理每一个技术的占空比的规则。此方法的变形形式，涉及技术专有宽带签名（而不是一般的音调），已经被宽带OFDM PLC系统采用。

尽管使用中频带信令实现了共存，但是它经常引起尤其是吞吐量的明显损耗，并且带来关于在区域中针对不同技术的不同部署密度下接入规则的“公平性”的问题。

在可能的情况下，优选地普及标准/联盟开发公平和有效的共存机制。公开一种用于两个最普及的窄带OFDM标准即PRIME和G3共存的方法。由于PRIME和G3是本领域中初始标准的强基础，因此实施方式提供一种新涌现的窄带PLC技术之间无缝共存的路径。

附图说明

下面参照附图描述用于实现本发明原理的示例实施方式。

图1例示PRIME标准中使用的帧结构；

图2例示PRIME标准中的物理协议数据单元（PPDU）；

图3列出PRIME OFDM符号的参数；

图4例示S-FSK PPDU结构；

图5例示针对PRIME和各种S-FSK传输的FFT输出能量；

图6例示当PRIME传输与S-FSK传输干扰时经匹配的滤波器输出噪声分布；

图7例示添加了信道保留前言序列的PRIME PPDU；

图8例示包括前导码和报头/数据片段的G3PPDU；

图9例示具有作为前缀添加的PRIME前导码的G3PPDU结构；以及

图10是电力线通信（PLC）网络的框图。

具体实施方式

通过例示而不是通过限制来描述示例实施方式。

PRIME特征

图1例示PRIME标准中使用的帧结构101。PRIME以介质接入控制（MAC）帧划分时间。在当前的PRIME规范中，每一个帧101持续565.248ms。“基本节点”在每一个帧的开始处发射信标符号102。还分配信标时隙以切换用于发射其自己的信标的节点。