專利名稱：電力線網(wǎng)絡(luò)中層次多維頻率的傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用層次多維頻率方法，經(jīng)過(guò)重復(fù)的層次調(diào)制將多個(gè)待調(diào)制的數(shù)據(jù)(信號(hào)頻率)分別調(diào)制到指定的頻率軸、頻率層次和指定頻率上，經(jīng)過(guò)線性疊加，構(gòu)成層次多維頻率調(diào)制波，以模擬或數(shù)字方式，經(jīng)過(guò)電力線(四路電線)進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向傳輸，再經(jīng)過(guò)線性分支，選頻放大、檢波濾波，將各個(gè)數(shù)據(jù)逐層分離出來(lái)的電力網(wǎng)信息傳輸方法。
信息時(shí)代到來(lái)的一個(gè)重要的標(biāo)志就是全社會(huì)能夠廣泛共享信息資源。然而，在進(jìn)行國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的過(guò)程中，對(duì)廣大的農(nóng)村如何進(jìn)行信息共享問(wèn)題，并沒(méi)有引起人們的高度重視。農(nóng)村地域遼闊，地理環(huán)境復(fù)雜，不可能象城市那樣布設(shè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)絡(luò)。而對(duì)城市，智能大廈、智能小區(qū)以及智能家庭的建設(shè)已成為市場(chǎng)熱點(diǎn)。每個(gè)小區(qū)、每幢大樓、每個(gè)家庭和每一房間都存在通訊線路鋪設(shè)難的問(wèn)題，因?yàn)榧彝ダ锿鶝](méi)有進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，只有極少數(shù)有先見(jiàn)之明的建筑商在布設(shè)電力線、電話線和同軸電纜的同時(shí)也布設(shè)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)線。一個(gè)現(xiàn)代化的家庭對(duì)各種電器設(shè)備控制和家庭辦公等的要求也已經(jīng)提出。因此人們提出了“無(wú)須新線路”口號(hào)，并不約而同地將目光聚集到目前網(wǎng)絡(luò)布設(shè)最廣的電力線網(wǎng)絡(luò)。電力線在現(xiàn)代生活中已無(wú)處不在，如果能夠利用電力線網(wǎng)絡(luò)實(shí)施現(xiàn)代通信，接入Internet，那將是信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重大突破。
國(guó)外很早就對(duì)電力線載波通訊技術(shù)進(jìn)行研究，多家公司推出了電力線載波modem芯片，并指定了電力線載波適用頻率范圍的標(biāo)準(zhǔn)。目前有針對(duì)北美洲地區(qū)電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率范圍100KHz-450KHz和針對(duì)歐洲地區(qū)電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率范圍9KHz-150KHz，前蘇聯(lián)電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率范圍為30KHz-800KHz。由于國(guó)外電力線載波modem芯片是針對(duì)其本地電網(wǎng)特性和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的，且一般是針對(duì)家庭內(nèi)部自動(dòng)化而設(shè)計(jì)，在我國(guó)的使用難盡人意。目前以電力線為數(shù)據(jù)傳輸載體的電力線局域網(wǎng)已經(jīng)誕生，利用220V電源線作為傳輸網(wǎng)線，交流電源插座作為節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的通信速率達(dá)到了115.2Kbps，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，也可以進(jìn)行廣播式通信。電力線網(wǎng)絡(luò)的Internet接入也正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，采用擴(kuò)頻通信技術(shù)，低比特率與數(shù)字編碼壓縮技術(shù)，智能高速多路復(fù)用技術(shù)，通過(guò)低壓、中壓和高壓輸配電線路(220V、380V、10KV、35KV、110KV)的供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)Internet接入。西門子公司、韓國(guó)的Keyin通信公司日前都推出了傳輸?shù)乃俾?Mbps電力線通信方案。美國(guó)Inari公司繼完成第一代350Kbps和第二代1Mbps傳輸速率的芯片之后，正準(zhǔn)備推出的第三代傳輸速率為10Mbps的芯片。德國(guó)Veba公司與美國(guó)的Enikia公司也透露，它們即將推出一項(xiàng)用電力線實(shí)現(xiàn)高速Internet接入的服務(wù)。新加坡能源公司正在利用瑞士的Ascom公司開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)。第一階段數(shù)據(jù)的傳輸速度為800Kbps，第二階段試驗(yàn)的數(shù)據(jù)傳輸速度為2200Kbps，到2001年數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)4000Kbps。
目前還無(wú)一款真正適合我國(guó)電力線載波通訊的modem芯片。我國(guó)的電網(wǎng)特性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、居民住宅分布狀況和電力線載波通訊的應(yīng)用領(lǐng)域等方面與國(guó)外有一些不同之處。電力線載波通訊modem芯片的瓶頸作用越來(lái)越突出，使國(guó)內(nèi)電力線載波通訊市場(chǎng)難以馴熟增長(zhǎng)，也延緩了用戶對(duì)電力線載波通訊技術(shù)的認(rèn)同和接收。但現(xiàn)代通訊技術(shù)發(fā)展已完全能消除這個(gè)瓶頸，這就需要國(guó)內(nèi)電力線載波通訊領(lǐng)域的公司及相關(guān)人員根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)特性、住宅結(jié)構(gòu)和市場(chǎng)需求等情況，加上對(duì)國(guó)外電力線載波通訊技術(shù)的深入研究，定制出我國(guó)電力線載波通訊modem芯片的最佳模式。
然而，電力線由于線路上輻射損耗非常大，并考慮到對(duì)其它頻率的干擾，可以利用的頻帶寬度有限，目前的利用一般都是在低頻范圍內(nèi)，即不到2MHz，雖然設(shè)計(jì)了多種的調(diào)制與解調(diào)方案，并利用電力線高壓三相(3根電線和2根避雷線)和低壓三相四線(4根電線)的特性，使得利用電力線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字傳輸速度得到了很大的提高，從350Kbps到1Mbps，準(zhǔn)備發(fā)展到10Mbps。但是，現(xiàn)在所有調(diào)制解調(diào)器均只利用一維頻率軸上的頻率資源，屬于單頻使用，因此，如果不能在頻率資源的瓶頸問(wèn)題上有很大的突破，要想真正實(shí)現(xiàn)電力線的Internet的高速接入，仍然是非常困難的。
本發(fā)明的目的就是提供一種層次多維頻率技術(shù)，開(kāi)發(fā)和利用頻率資源，提高單信道的傳輸能力，使得在一個(gè)頻道上能夠傳輸若干個(gè)多節(jié)目，增加基帶的寬度，從而提高信息傳輸速度的電力線網(wǎng)絡(luò)中層次多維頻率的傳輸方法。
本發(fā)明的方案是采用層次調(diào)制的方法，經(jīng)過(guò)重復(fù)的層次調(diào)制將多個(gè)待調(diào)制的數(shù)據(jù)(信號(hào)頻率)分別調(diào)制到指定的頻率軸、頻率層次和指定頻率上。這個(gè)指定的頻率就是一個(gè)載波，這樣一個(gè)經(jīng)過(guò)多層次調(diào)制的載波就不再是一個(gè)頻率的概念了，而是層次多維頻率的概念，即一個(gè)載波可以對(duì)應(yīng)有很多層次多維的頻率，他在頻道一定和帶寬一定的情況下，經(jīng)過(guò)多層次和多維的頻率利用，傳輸?shù)男畔⒘繉⑹鞘志薮蟮?。在發(fā)送端，將數(shù)據(jù)調(diào)制在載波上，利用四端網(wǎng)絡(luò)將將載波耦合到220V或380V的電力線上傳輸?shù)浇邮斩?。在接收端，首先利用四端網(wǎng)絡(luò)濾除電力線固有的50Hz的頻率。再通過(guò)線性分支器，選頻放大器和檢波濾波器，將各個(gè)數(shù)據(jù)逐層還原出來(lái)。
本發(fā)明的具體方案是采用層次調(diào)制的方法將多個(gè)待傳輸?shù)男盘?hào)頻率經(jīng)過(guò)重復(fù)的逐層調(diào)制，分別調(diào)制到指定的頻率軸、指定的頻率層次和指定的頻率上，再將被調(diào)制的載波直接或數(shù)字化后利用四端網(wǎng)絡(luò)將將載波耦合到220V或380V的電力線上傳輸?shù)浇邮斩?。在接收端，首先利用四端網(wǎng)絡(luò)濾除電力線固有的50Hz的頻率。利用“剝離器”，帶通濾波器(如選頻放大器)，逐層將層次多維頻率剝離出來(lái)，最后經(jīng)檢波濾波還原出原數(shù)據(jù)(信息)。采用層次調(diào)制方法將許多待調(diào)制的頻率分別調(diào)制到指定的調(diào)制層次和指定的頻率上形成(f1→f2→f3→……fn)，即將若干個(gè)待調(diào)制的頻率f1(1)至f1(k1)用調(diào)制器將它們逐個(gè)調(diào)制在分別對(duì)應(yīng)指定的任一個(gè)頻率上，形成第一層調(diào)制的f2(1)至f2(k2)，再將分別調(diào)制后的頻率f2(1)至f2(k2)經(jīng)過(guò)調(diào)制器將它們?cè)俅沃饌€(gè)調(diào)制在分別對(duì)應(yīng)指定的任一個(gè)頻率上，形成第二層調(diào)制的f3(1)至f3(k3)，以此類推經(jīng)過(guò)n-1次的層次調(diào)制形成第n層調(diào)制的fn(1)至fn(kn)，調(diào)制后的頻率fn(jn)大于等于調(diào)制前被調(diào)制頻率fn-1(jn-1)的3倍即fn(jn)≥3fn-1(jn-1)。其中待調(diào)制的頻率有“k”個(gè)，即f1(1)至f1(k)，在1至k個(gè)頻率中的第j個(gè)頻率是f1(j)。相對(duì)原頻率第n層調(diào)制的頻率即為fn(1)至fn(k)，第j個(gè)頻率在n層的調(diào)制結(jié)果fn(j)。采用的調(diào)制器為調(diào)幅波調(diào)制器或調(diào)頻波調(diào)制器或調(diào)相調(diào)制器或頻率幅度兼調(diào)調(diào)制器。系統(tǒng)的接收部分采用剝離器，即采用線性接收，帶通濾波，檢波濾波，分層剝離。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于這一方法使層次多維頻率同時(shí)使用在一個(gè)給定的頻率上，這相當(dāng)與一種模擬數(shù)據(jù)的壓縮技術(shù)，在將被調(diào)制的載波數(shù)字化后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，則是一種全新的數(shù)字壓縮方法。
這一方法完全不同于一般意義上的頻分復(fù)用的概念，使用這一方法可以在保持一定帶寬和一定傳輸速率的前提下，大幅度提高信息的傳輸能力，特別是在解決單信道中大幅度提高信息傳輸能力的前提下，可以使給定的一個(gè)傳輸通道傳輸很多路的數(shù)據(jù)，如廣播頻道、電視頻道和數(shù)字通信等。使得只需要有限的通道就可以滿足人們對(duì)寬帶和網(wǎng)絡(luò)速度的需求。
采用調(diào)制(解調(diào))、復(fù)用(解復(fù)用)技術(shù)，在目前的條件下，器件比較便宜，性能也可靠，電濾波器可以設(shè)計(jì)為高效的、近乎理想的多點(diǎn)濾波器。整個(gè)設(shè)計(jì)方法可行，電路簡(jiǎn)單。
這一方法的使用由于頻道資源的大幅度增加，完全能夠滿足多媒體寬帶網(wǎng)接入的要求，可以安排足夠的上行與下行通道的頻帶寬度，使得交互式實(shí)時(shí)視頻點(diǎn)播、可視電話、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教育等業(yè)務(wù)都可以利用電力線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。
實(shí)施這一技術(shù)，可以大大降低通信領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的強(qiáng)度和資金的投入，使得廣大的農(nóng)村在信息化建設(shè)的過(guò)程中能夠盡快地跟上信息時(shí)代發(fā)展的要求，對(duì)形成全新的以電力線網(wǎng)絡(luò)為載體的信息傳輸系統(tǒng)，對(duì)加速信息化進(jìn)程和推進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將是一個(gè)重大的突破。更重要的是在當(dāng)今全球都在爭(zhēng)奪電力線高速接入Interent制高點(diǎn)的情況，形成我國(guó)的特式和優(yōu)勢(shì)，形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展一片市場(chǎng)，就尤為迫切。正如韓國(guó)人預(yù)計(jì)的，他們發(fā)展電力線高速接入Internet，可以在他們本國(guó)形成50億美元的市場(chǎng)。


圖1為利用多車道、立體交通和多層次車輛來(lái)說(shuō)明層次多維頻率的電力線網(wǎng)絡(luò)傳輸原理。
圖1a為傳統(tǒng)的電力線載波雙工通信示意圖。
圖1b為現(xiàn)行電力線寬帶網(wǎng)接入信息傳輸示意圖。
圖1c為利用層次多維頻率技術(shù)構(gòu)建的能級(jí)信息通道示意圖。
圖1d為利用層次多維頻率技術(shù)構(gòu)建的層次立體信息通道。
圖2為電力線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為層次多維頻率構(gòu)造示意圖。
圖4為m條頻率軸中第k一條頻率軸上的載波fa、fb……fn同時(shí)對(duì)data1、data2、……、datan進(jìn)行處理和模擬傳輸?shù)氖疽鈭D1。
圖5為m條頻率軸中第k一條頻率軸上的載波fa、fb……fn同時(shí)對(duì)data1、data2、……、datan進(jìn)行處理和傳輸?shù)氖疽鈭D之2。
圖6為m條頻率軸中第k一條頻率軸上的載波fa、fb……fn同時(shí)對(duì)data1、data2、……datan進(jìn)行處理和數(shù)字傳輸?shù)氖疽鈭D。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
我們可以將四根電力線看成一條高速公路上的四條車道，把四條車道的一條設(shè)定為上行道，三條設(shè)定為下行道。同樣我們也可以把電力線中的一根看成是一條高速公路，按照頻譜的分配，在這條公路上有若干條通道。對(duì)于每一條通道其主要職能有所不同，可以分為上行通道、數(shù)字廣播電視業(yè)務(wù)、數(shù)字通信、個(gè)人通信等，我們將這些通道上的業(yè)務(wù)用不同顏色的汽車表示。由于公路的寬度有限(小于2GHz)，在這有限的路寬上能夠劃分出來(lái)的通道就非常有限，劃分的通道越多，單個(gè)通道的寬度就越窄，傳輸速度越低。因此，在現(xiàn)行的情況下或未來(lái)對(duì)信息量需求增大的情況下，不是感到因?yàn)轭l道資源不夠造成的業(yè)務(wù)不能滿足要求，就是感到信息傳輸?shù)乃俣雀簧稀?br> 如圖1所示，圖1a表示傳統(tǒng)的電力線網(wǎng)絡(luò)的單向樹(shù)型結(jié)構(gòu)(圖2)，網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶分享這一相同樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)及其帶寬，在干線和每條支線上的車輛類型數(shù)量可以是相同的。
圖1b表示現(xiàn)在實(shí)施的寬帶網(wǎng)接入方式，由于很多用戶共享有限的帶寬資源，當(dāng)同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)的用戶激增的時(shí)候，各種業(yè)務(wù)都在爭(zhēng)搶著進(jìn)入信息通道，在這條通道上業(yè)務(wù)十分繁忙，雖然可以采用正交頻分復(fù)用方法，盡可能增加對(duì)有限頻率資源的利用，但因?yàn)閹捄苷?，常常?huì)出現(xiàn)傳輸速度顯著下降和信息阻塞。隨著視頻會(huì)議、可視電話、遠(yuǎn)程教育等業(yè)務(wù)的開(kāi)展，對(duì)帶寬的分配和要求越來(lái)越高，雖然可采用動(dòng)態(tài)頻率分配的智能調(diào)制解調(diào)器，動(dòng)態(tài)分配各種業(yè)務(wù)需要的頻率，但在現(xiàn)行情況下頻率資源仍然是十分有限的。
圖1c表示我們?cè)跇?shù)型結(jié)構(gòu)的每個(gè)夫結(jié)點(diǎn)上(變壓器、分支箱)進(jìn)行改造，將各子結(jié)點(diǎn)上行的信息(或載波)利用層次多維頻率技術(shù)通過(guò)調(diào)制和線性疊加，進(jìn)入上一層次。將在干線和支線處設(shè)置雙向分配器，上行時(shí)每個(gè)支線上的小汽車全部搭上運(yùn)輸小汽車的運(yùn)輸車上，這樣在干線上就不會(huì)因?yàn)樾∑囂?，造成擁擠和阻塞。下行的汽車我們利用層次多維頻率技術(shù)將表示各種業(yè)務(wù)的小汽車分別搭載在專門運(yùn)輸小汽車的運(yùn)輸車上，到各干支線交接點(diǎn)，小汽車下車自己運(yùn)行。
圖1d表示原來(lái)單一的信息通道變成了立體信息通道，在一個(gè)信息通道的某一個(gè)頻率上可以同時(shí)傳輸多個(gè)數(shù)字/模擬電臺(tái)的節(jié)目、數(shù)字電視臺(tái)的節(jié)目、數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)。
我們采用層次多維頻率方法，即采用層次調(diào)制方法將許多待調(diào)制的頻率分別調(diào)制到指定的調(diào)制層次和指定的頻率上形成(f1→f2→f3→……fn)，即將若干個(gè)待調(diào)制的頻率f1(1)至f1(k1)用調(diào)制器將它們逐個(gè)調(diào)制在分別對(duì)應(yīng)指定的任一個(gè)頻率上，形成第一層調(diào)制的f2(1)至f2(k2)，再將分別調(diào)制后的頻率f2(1)至f2(k2)經(jīng)過(guò)調(diào)制器將它們?cè)俅沃饌€(gè)調(diào)制在分別對(duì)應(yīng)指定的任一個(gè)頻率上，形成第二層調(diào)制的f3(1)至f3(k3)，以此類推經(jīng)過(guò)n-1次的層次調(diào)制形成第n層調(diào)制的fn(1)至fn(kn)。調(diào)制后的頻率fn(jn)大于等于調(diào)制前被調(diào)制頻率fn-1(jn-1)的3倍即fn(jn)≥3fn-1(jn-1)。其中待調(diào)制的頻率有“k”個(gè)，即f1(1)至f1(k)，在1至k個(gè)頻率中的第j個(gè)頻率是f1(j)。相對(duì)原頻率第n層調(diào)制的頻率即為fn(1)至fn(k)，第j個(gè)頻率在n層的調(diào)制結(jié)果fn(j)(圖3)。
目前，電力線網(wǎng)絡(luò)的利用的帶寬一般是小于2MHz，擴(kuò)頻技術(shù)與4路電力線合用是當(dāng)前解決電力線帶寬有限和頻率不足的主要方法。如果我們將4根電力線中的一根確定為上行線，其他三根為下行線，每根電力線的帶寬確定為2MHz，以3KHz(起點(diǎn)頻率9KHz)和5KHz(起點(diǎn)頻率為15KHz)、10KHz(起點(diǎn)頻率為30KHz)、20KHz(起點(diǎn)頻率為60KHz)為頻帶寬度，利用層次多維頻率構(gòu)造技術(shù)，來(lái)計(jì)算在不同情況下可以利用的頻率資源數(shù)(表1)。
表1在一維、二維和三維頻率軸上一根電力線上支持的信道數(shù)的對(duì)比(高頻2MHz)
由表1可見(jiàn)，層次多維頻率的構(gòu)造使得頻率資源得到了極大幅度的提高，在頻率資源足夠的情況下，我們就可以增加帶寬，提高傳輸速度。
圖4為我們方案的構(gòu)架之示意1。
(1)振蕩器A與隔離器1、隔離器2、……隔離器n組成了一個(gè)載波。
(2)振蕩器1與視頻信號(hào)或語(yǔ)音信號(hào)組成了調(diào)制器1，調(diào)制器1的輸出與振蕩器A又組成了調(diào)制器2，振蕩器2與視頻信號(hào)或語(yǔ)音信號(hào)組成了調(diào)制器3，調(diào)制器3的輸出與振蕩器A又組成了調(diào)制器4，……。
(3)將調(diào)制器2、調(diào)制器4、……、調(diào)制器n的輸出頻率進(jìn)行線性疊加。
需要滿足的條件為振蕩器A的振蕩頻率應(yīng)大于等于3倍的調(diào)制器1、調(diào)制器2、……、調(diào)制器n中輸出的最高頻率。
(4)將若干個(gè)載頻經(jīng)過(guò)線性疊加，再經(jīng)過(guò)調(diào)制，經(jīng)電力線傳輸?shù)浇邮斩耍诮邮斩诉M(jìn)入與線性疊加相對(duì)應(yīng)的線性分支器，將線性疊加的語(yǔ)音信號(hào)分路處理。
(5)選頻放大器1、選頻放大器3、……、選頻放大器n，進(jìn)行第一次選頻，選頻放大器2、選頻放大器4、……選頻放大器n進(jìn)行第二次選頻，兩次選頻放大的目的就是增加選頻放大的效果。
(6)經(jīng)過(guò)檢波濾波器還原出原信號(hào)。
圖5為我們方案的構(gòu)架之示意2，表示了在m條頻率軸中的某一頻率軸上的某一個(gè)頻率上的n個(gè)層次的頻率資源層次的的復(fù)用方法。這樣我們可以形象化地認(rèn)為是利用一個(gè)載波同時(shí)傳輸data1、data2、……、datan，也可以利用其他頻率的載波同時(shí)傳輸視頻信號(hào)或語(yǔ)音信號(hào)1、視頻信號(hào)或語(yǔ)音信號(hào)2、……視頻信號(hào)或語(yǔ)音信號(hào)n。
如圖6所示，對(duì)于data1、data2、……、datan在可以是模擬信息，也可以是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。如果data1、data2、……、datan是模擬信息，可以經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。圖示的虛框第一部分增加層次多維頻率形成部分，將載波fa、fb……fk數(shù)字化，即經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，這種模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換方式有多種，技術(shù)比較成熟。再將經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信息發(fā)送，在發(fā)送端，將數(shù)據(jù)調(diào)制在載波上，利用四端網(wǎng)絡(luò)將將載波耦合到220V或380V的電力線上傳輸?shù)浇邮斩?。在接收端，首先利用四端網(wǎng)絡(luò)濾除電力線固有的50Hz的頻率。再通過(guò)線性分支器，選頻放大器和檢波濾波器，將各個(gè)數(shù)據(jù)逐層還原出來(lái)。在虛框的第二部分，經(jīng)過(guò)數(shù)模變換，再進(jìn)行信息還原。當(dāng)然，也可以對(duì)搭載多層信息(模擬/數(shù)字信息)的各層次的載波進(jìn)行數(shù)字化、傳輸、數(shù)/模轉(zhuǎn)換，到信息還原。
本發(fā)明的接收系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)是在接收端利用“剝離器”，對(duì)層次多維頻率調(diào)制波采用線性接收，帶通濾波器(如選頻放大器)，逐層將層次多維頻率剝離出來(lái)，最后經(jīng)檢波濾波取出數(shù)據(jù)(信息)。具體的實(shí)施例為了證明上述的設(shè)計(jì)方案，我們進(jìn)行了m條頻率軸中第k一條頻率軸上的載波fa同時(shí)對(duì)data1、data2、……、datan進(jìn)行處理和傳輸樣機(jī)研制。
振蕩器產(chǎn)生的振蕩頻率為1.4MHz，振蕩器1、振蕩器2、振蕩器3、振蕩器4產(chǎn)生的振蕩頻率分別為100KHz、150KHz、200KHz、250KHz。data1、data2、data3、data4為可以為視頻信號(hào)也可以為音頻信號(hào)。
data1調(diào)制在100KHz上形成的調(diào)制波再調(diào)制在1.4MHz上；data2調(diào)制在150KHz上形成的調(diào)制波再調(diào)制在1.4MHz上；data3調(diào)制在200KHz上形成的調(diào)制波再調(diào)制在1.4MHz上；data4調(diào)制在250KHz上形成的調(diào)制波再調(diào)制在1.4MHz上。將上述所形成的調(diào)制波進(jìn)行線性疊加。1.4MHz調(diào)制波都滿足100KHz、150KHz、200KHz、250KHz調(diào)制波中的最大值的3倍。
在發(fā)送端，將數(shù)據(jù)調(diào)制在載波上，利用四端網(wǎng)絡(luò)將將載波耦合到220V或380V的電力線上傳輸?shù)浇邮斩?。在接收端，首先利用四端網(wǎng)絡(luò)濾除電力線固有的50Hz的頻率。再通過(guò)線性分支器，選頻放大器和檢波濾波器，將各個(gè)數(shù)據(jù)逐層還原出來(lái)。
選頻放大器1和選頻放大器2分別進(jìn)行兩次選頻選出100KHz的頻率；選頻放大器3和選頻放大器4分別進(jìn)行兩次選頻選出150KHz的頻率，選頻放大器5和選頻放大器6分別進(jìn)行兩次選頻選出200KHz的頻率；選頻放大器7和選頻放大器8分進(jìn)行兩次選頻選出250KHz的頻率。(6)經(jīng)過(guò)100KHz的頻率、150KHz的頻率、200KHz的頻率和250KHz的頻率的檢波濾波分別還原出data1、data2、data3和data4。
權(quán)利要求
1．一種電力線網(wǎng)絡(luò)中層次多維頻率的傳輸方法，其特征在于采用層次調(diào)制的方法將多個(gè)待傳輸?shù)男盘?hào)頻率經(jīng)過(guò)重復(fù)的逐層調(diào)制，分別調(diào)制到指定的頻率軸、指定的頻率層次和指定的頻率上，再將被調(diào)制的載波直接或數(shù)字化后利用四端網(wǎng)絡(luò)將將載波耦合到220V或380V的電力線上傳輸?shù)浇邮斩耍诮邮斩耸紫壤盟亩司W(wǎng)絡(luò)濾除電力線固有的50Hz的頻率，利用“剝離器”，帶通濾波器，逐層將層次多維頻率剝離出來(lái)，最后經(jīng)檢波濾波還原出原信息。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線網(wǎng)絡(luò)中層次多維頻率的傳輸方法，其特征在于層次調(diào)制的方法，即采用層次調(diào)制方法將許多待調(diào)制的頻率分別調(diào)制到指定的調(diào)制層次和指定的頻率上形成(f1→f2→f3→……fn)，即將若干個(gè)待調(diào)制的頻率f1(1)至f1(k1)用調(diào)制器將它們逐個(gè)調(diào)制在分別對(duì)應(yīng)指定的任一個(gè)頻率上，形成第一層調(diào)制的f2(1)至f2(k2)，再將分別調(diào)制后的頻率f2(1)至f2(k2)經(jīng)過(guò)調(diào)制器將它們?cè)俅沃饌€(gè)調(diào)制在分別對(duì)應(yīng)指定的任一個(gè)頻率上，形成第二層調(diào)制的f3(1)至f3(k3)，以此類推經(jīng)過(guò)n-1次的層次調(diào)制形成第n層調(diào)制的fn(1)至fn(kn)，調(diào)制后的頻率fn(jn)大于等于調(diào)制前被調(diào)制頻率fn-1(jn-1)的3倍即fn(jn)≥3fn-1(jn-1)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力線網(wǎng)絡(luò)中層次多維頻率的傳輸方法，其特征在于采用的調(diào)制器為調(diào)幅波調(diào)制器或調(diào)頻波調(diào)制器或調(diào)相調(diào)制器或頻率幅度兼調(diào)調(diào)制器。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線網(wǎng)絡(luò)中層次多維頻率傳輸方法其特征在于采用剝離器，即采用線性接收，帶通濾波，檢波濾波，分層剝離。
全文摘要
電力線網(wǎng)絡(luò)中層次多維頻率的傳輸方法是一種將多個(gè)待傳輸?shù)男盘?hào)頻率疊加在一體進(jìn)行傳輸?shù)姆椒?采用層次調(diào)制的方法將多個(gè)待傳輸?shù)男盘?hào)頻率經(jīng)過(guò)重復(fù)的逐層調(diào)制,分別調(diào)制到指定的頻率軸、指定的頻率層次和指定的頻率上,再將被調(diào)制的載波直接或數(shù)字化后利用四端網(wǎng)絡(luò)耦合到220V或380V的電力線上傳輸?shù)浇邮斩?。再利用四端網(wǎng)絡(luò)濾除50Hz的固有頻率。利用“剝離器”,帶通濾波器,逐層將層次多維頻率剝離出來(lái),最后經(jīng)檢波濾波還原出原信息。
文檔編號(hào)H04B3/54GK1305271SQ0110801
公開(kāi)日2001年7月25日 申請(qǐng)日期2001年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月5日
發(fā)明者閭國(guó)年, 朱燦生, 袁惠仁, 葉春, 吳平生 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué), 朱燦生, 袁惠仁, 吳平生