[发明专利]电力线通信装置及其噪声检测方法

说明书

相关申请交叉引用

通过全文引用将于2011年1月27日提交的日本专利申请No.2011-15301的、包括说明书、附图以及摘要的公开内容合并于此。

技术领域

本发明涉及电力线通信装置以及噪声检测方法，且更具体涉及能够检测周期性噪声的电力线通信装置以及能够检测周期性噪声的噪声检测方法。

背景技术

近年来，采用电力线的电力线通信已经广泛用作内部通信。电力线通信是通过充满噪声的介质进行的通信系统。例如，许多电器都耦接至电力线。因此，电器产生的噪声也耦接至电力线，且这些产生的噪声彼此重叠，结果噪声总量变得很大。在从电器产生的噪声中包括与电力线中的交流电(以下称为AC循环)同步的脉冲噪声以及由于阻抗变化而产生的噪声。因此，为了改善电力线通信的通信质量，需要避免受脉冲噪声和阻抗变化影响来进行电力线通信。

参考图13说明同步脉冲噪声。在图13中，在纵轴代表同步噪声的振幅的绝对值而横轴代表时间的同时，示出了在电力线中产生的同步噪声信号的示例的振幅变化。此外，AC循环被示于示出噪声信号的振幅变化的上述曲线图之下。如该图中所示，在电力线中产生的噪声信号的振幅与AC循环的振幅的峰值同步地急剧变得很大。以这种方式与AC循环同步产生的噪声被称为同步脉冲噪声。接下来，将参考图14说明同步阻抗变化。在图14中，在纵轴代表电力线信号的振幅的绝对值而横轴代表时间的同时，示出了电力线信号的振幅变化。此外，AC循环被示于示出电力线信号的振幅变化的上述曲线图之下。如该图中所示，电力线信号的电压值与AC循环的振幅峰值同步地急剧变化(减小)。这种现象的发生归因于电力线上负载(阻抗)的变化(减小)。

电力线中产生的脉冲噪声产生以下情形：大的脉冲噪声输入进模数(A/D)转换器，且同时，输入进A/D转换器的脉冲噪声超过A/D转换器的输入动态范围。在这种情形下，时域信号难于进行精确地A/D转换，且通过A/D转换获得的数字信号在其之后进行D/A转换时通常表现为矩形波。因此，在对待发送的信号进行FFT处理之后，会出现整个频带上的SNR劣化的现象。但是，这种现象的发生归因于A/D转换器的操作，且不会直接地指示电力线的实际质量。

为了避免受脉冲噪声等的影响，根据日本未审专利申请公开No.2007-258897的电力线载波通信装置公开了一种技术，其中在MAC层中检测周期性噪声，且在电力线的通信质量低劣时的时隙中，不将电力线用于通信，因此改善了通信质量。参考图15将解释根据日本未审专利申请公开No.2007-258897的电力线载波通信装置的具体构造的示例。在电力线载波通信装置中，AFE(模拟前端)102接收经由电力线101发送的信号。AFE 102将接收的信号发送到A/D(模数转换单元)103。A/D 103将接收的信号转换成数字信号并将该数字信号发送到物理层100中的信号水平测量单元105和载波频率同步单元106。信号水平测量单元105监测数字信号的信号强度并将该强度反馈给AFE 102。借助于使用该强度，调节输入进A/D 103的信号的振幅。

载波频率同步单元106从数字信号中抽取同步信号，并将该同步信号发送给FFT 107。FFT 107将时域中的接收的数字信号转换成频域中的数字信号。根据由信道估计单元108估计的每个传输信道失真，在信道估计单元108中均衡每个子载波信号。在子载波解调器110中解调均衡的信号之后，在纠错解码单元111中对该信号进行纠错处理，且将纠错的信号发送到MAC层120。

在发送数据的情况下，在纠错编码单元112中对MAC层120输出的信号进行编码处理，以便可对信号进行纠错。随后，将从纠错编码单元112输出的信号发送到IFFT，在其中对信号进行IFFT处理。对其进行了IFFT处理的信号通过D/A 104被转换成模拟信号，且将该模拟信号发送到AFE 102。

MAC层120包括质量控制单元121、周期性噪声确定单元122、训练单元123以及调度单元124。质量控制单元121借助于使用在物理层100等中监测的关于信号强度的信息来监测传输信道的变化。在从质量控制单元121接收训练指令时，训练单元123进行预定义的训练，并将训练结果通知给调度单元。

周期性噪声确定单元122根据在物理层100中获得的信号强度、信道失真的估计结果等来定量地捕获在每一特定时段的传输信道的状况，并确定周期性噪声。调度单元124分配用于通信的适当时隙，以便免受由周期性噪声确定单元122检测的周期性噪声的影响，从而形成帧。