[发明专利]非对称混合模式电力线通信收发机

说明书

相关申请

本申请要求2012年4月2日提交的美国申请序列号61/619,044和2013年2月4日提交的美国申请序列号13/758,916的优先权权益。

背景

本发明主题内容的诸实施例一般涉及通信系统领域，尤其涉及用于电力线通信的非对称混合模式收发机。

电力线通信是通过电线传送和接收通信信号的技术。传统的电力线通信系统使用一对导线(火线(L)和零线(N))来传送和接收数据。信号在其上被差分地传送或接收的导线对可被分别称为TX(发射)端口或RX(接收)端口。单输入单输出(SISO)系统利用单个用于通信的端口(例如，L-N端口)。然而，一些电力系统包括第三导线：接地(G)或即保护地线，其允许三个端口(L-N、L-G和N-G)被用于通信。信号通过多个端口同时传送和接收的通信系统被称为多输入多输出(MIMO)系统。根据基尔霍夫定律，第三端口上的电压是其他两个端口上的电压的线性组合。因此，第三端口不能用作TX端口，但它因组件中的失配、寄生电容和在第三接收链上使用的接收放大器而可被用作RX端口。此类失配可使得在第三端口上接收到的信号与在其他两个端口上接收到的信号相对无关。除了在这三个导线对上接收到的信号以外，共模信号(例如，泄漏到地的信号)也可提供接收机处的独立的收到信号。因此，电力线MIMO通信系统可具有2个TX端口(例如，L-N和L-G)以及4个RX端口(L-N、L-G、N-G和共模)。

电力线通信系统通常利用正交频分复用(OFDM)。在与SISO系统相比较时，在相同带宽上操作的MIMO系统招致CMOS(互补金属氧化物半导体)面积(栅极数目)方面的显著惩罚。例如，与传输信号以采样频率Fs被采样的SISO系统相比，传输信号以采样频率F_M被采样的2x2MIMO系统中的TX端口利用双倍数目的映射器、滤波器、放大器等。具有较小工作带宽的2x2MIMO发射机可通过同时使用两个传输流在2x2MIMO系统中达成的处理增益来在性能上胜过具有相对较大带宽的SISO发射机。然而，MIMO电力线系统并不适用于某些市场；例如由于在一些地理环境中缺乏地线可用、禁止在涉及地线的任何导线对上进行传输的规章等等。

概述

公开了用于非对称混合模式收发机的各个实施例。在一些实施例中，一种电力线通信发射机包括网络接口、以及与该网络接口耦合的模式选择单元，该模式选择单元被配置成：确定与通信地耦合至网络接口的目的地电力线通信设备相关联的操作模式是多输出多输入(MIMO)模式还是单输出单输入(SISO)模式；确定目的地电力线通信设备的操作模式是否匹配于电力线通信发射机的操作模式；以及响应于确定目的地电力线通信设备的操作模式不匹配于电力线通信发射机的操作模式，动态地将电力线通信发射机的操作模式改变成MIMO模式或SISO模式以匹配于目的地电力线通信设备的操作模式。

在一些实施例中，模式选择单元被进一步配置成，响应于确定要动态地将操作模式从SISO模式改变成MIMO模式，动态地启用与第一电力线通信信道相关联的第一发射链和与第二电力线通信信道相关联的第二发射链两者以动态地将操作模式从SISO模式改变成MIMO模式；以及响应于确定要动态地将操作模式从MIMO模式改变成SISO模式，动态地启用与第一电力线通信信道相关联的第一发射链并禁用与第二电力线通信信道相关联的第二发射链以动态地将操作模式从MIMO模式改变成SISO模式。

在一些实施例中，模式选择单元被配置成禁用第二发射链包括：模式选择单元被进一步配置成关掉对第二发射链的一个或多个组件的供电。

在一些实施例中，模式选择单元被配置成禁用第二发射链包括：模式选择单元被进一步配置成指令第二发射链的一个或多个组件旁路掉第二发射链。

在一些实施例中，第一发射链被配置成以第一频率操作并且第二发射链被配置成以第二频率操作，其中第一频率大于第二频率。

在一些实施例中，模式选择单元被配置成确定与目的地电力线通信设备相关联的操作模式是MIMO模式还是SISO模式包括：模式选择单元被配置成：确定目的地电力线通信设备所利用的协议；以及基于目的地电力线通信设备所利用的协议来确定与目的地电力线通信设备相关联的操作模式。

在一些实施例中，模式选择单元被配置成确定与目的地电力线通信设备相关联的操作模式是MIMO模式还是SISO模式包括：模式选择单元被配置成：确定目的地电力线通信设备的目的地网络地址；以及基于目的地网络地址来确定目的地电力线通信设备的操作模式。