專利名稱：一種網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電力線通信的系統(tǒng)和方法，具體而言，本發(fā)明涉及用戶寬帶電力線通信的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字內(nèi)容(例如MP3音頻、MPEG4視頻和數(shù)碼照片)使用的不斷增長(zhǎng)，廣泛認(rèn)為需要改進(jìn)數(shù)字通信系統(tǒng)。電力線通信(Power line communication, PLC)是一種將數(shù)據(jù)編碼成信號(hào)并在現(xiàn)有電力線上以未被用于提供電力的頻帶發(fā)射該信號(hào)的技術(shù)。因此，PLC 利用了到處都有的現(xiàn)有電力線網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供廣闊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。此外，由于PLC使得能夠從傳統(tǒng)的電源插口訪問(wèn)數(shù)據(jù)，因而不需要在建筑(或建筑的不同部分)內(nèi)安裝新的線纜。因此， PLC還提供了降低安裝成本的額外優(yōu)點(diǎn)。參見(jiàn)圖1，一家庭住宅10通常具有分布式電源線系統(tǒng)(未示出)，其由一個(gè)或多個(gè)環(huán)形線路、幾個(gè)接線柱和一些配電器接回到接線盒12組成。例如，假設(shè)該家庭住宅10包括四個(gè)房間14、16、18和20。每個(gè)房間14-20可有不同數(shù)量的電源插座和其它電源連接。例如，房間14僅有一個(gè)連接22，房間16有兩個(gè)連接對(duì)、26，房間18有三個(gè)連接觀、30、32，房間 20 有六個(gè)連接 34、36、38、40、42、44。
因此，家庭住宅10內(nèi)的不同電源插座之間存在不同的距離和路徑。特別是，彼此最接近的電源插座是那些位于多插孔排插上的插座，彼此距離最遠(yuǎn)的插座是不同環(huán)路的接線柱末端上的插座(例如花園和閣樓內(nèi)的電源插座)。這些最遠(yuǎn)插座之間的通信通常經(jīng)過(guò)接線盒12。雖然如此，與特定應(yīng)用(例如家庭影院)相關(guān)的主要插座都一般相對(duì)彼此靠近。由于電力線和連接器的信道容量依據(jù)發(fā)射的信號(hào)的頻率而衰減，當(dāng)前的這一代 PLC系統(tǒng)以相對(duì)較低的頻率(即低于30MHz)發(fā)射信號(hào)，從而獲得合適的傳輸距離。然而，低傳輸頻率的使用限制了 PLC系統(tǒng)可以獲得的最大數(shù)據(jù)吞吐量。不同的PLC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接收模擬信號(hào)和發(fā)射調(diào)制信號(hào)的處理方式都不同。目前的方法對(duì)信號(hào)路徑執(zhí)行一些模擬調(diào)節(jié)(例如，針對(duì)圖形保真和平滑化的帶通濾波，或AC耦合以去除電力線的低頻[<< IKHz]高電壓內(nèi)容)。然而，沒(méi)有一種模擬系統(tǒng)可以將能夠同時(shí)工作的兩種或多種寬帶PLC技術(shù)結(jié)合起來(lái)。目前已經(jīng)制定了大量的電力線通信標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)包括Hom印lug 1. 0/1. 1標(biāo)準(zhǔn)、 Hom印lug AV 標(biāo)準(zhǔn)、CEPCA 標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字家庭標(biāo)準(zhǔn)、IEEE 1901、和 ITU-T G. 9960。和大多數(shù)通信系統(tǒng)一樣，現(xiàn)有PLC系統(tǒng)的一個(gè)主要問(wèn)題是以合理的實(shí)現(xiàn)成本獲得高吞吐量和廣的覆蓋范圍，同時(shí)維持與現(xiàn)有技術(shù)的兼容性。盡管目前已有幾種PLC系統(tǒng)上市，其提供幾百兆位每秒的傳輸率，由于采用需要高精數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和極線性接口電子器件的高bps/Hz調(diào)制方案(即接近lObps/Hz)，由于調(diào)制計(jì)算的復(fù)雜而增加了數(shù)字實(shí)現(xiàn)的成本， 這些系統(tǒng)具有很高的實(shí)施成本。因此，需要有能夠克服上述的以及其它問(wèn)題的改進(jìn)的PLC系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各實(shí)施例涉及通過(guò)在多個(gè)寬帶頻率范圍上同時(shí)發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)進(jìn)行電力線通信的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的不同實(shí)施例包括電力線通信網(wǎng)絡(luò)，其包括至少一個(gè)電路線通信設(shè)備，被配置為使用多個(gè)寬帶頻率范圍。某些實(shí)施例包括具有通過(guò)電力線進(jìn)行通信的設(shè)備的電力線通信系統(tǒng)，用于連接至電力線的系統(tǒng)，以及用于從所述設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)給合適的應(yīng)用或從該應(yīng)用發(fā)送數(shù)據(jù)給所述設(shè)備的系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，所述電力線通信設(shè)備通過(guò)將數(shù)據(jù)傳輸分布到能夠同時(shí)且獨(dú)立操作的多個(gè)獨(dú)立的寬帶頻帶內(nèi)，來(lái)改進(jìn)電力線網(wǎng)絡(luò)與當(dāng)前代PLC網(wǎng)絡(luò)相比的吞吐量/覆蓋范圍/成本性能平衡。此外，通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)頻帶來(lái)實(shí)現(xiàn)與采用以前的電力線技術(shù)的節(jié)點(diǎn)通信，所述電力線通信設(shè)備還可選擇地實(shí)現(xiàn)交互可操作性。通過(guò)該方法，所述電力線通信設(shè)備提供了一種創(chuàng)建可調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的途徑，其中以前技術(shù)的節(jié)點(diǎn)與新一代電力線技術(shù)一起工作而不會(huì)有性能損失。更具體來(lái)說(shuō)，所述電力線通信設(shè)備可在使用高于30MHz的頻率的同時(shí)維持與當(dāng)前世界范圍內(nèi)的EMC規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。這通過(guò)使用頻率低于30MHz (與當(dāng)前電力線標(biāo)準(zhǔn)和/或技術(shù)使用的一樣)的信號(hào)和頻率高于30MHz的至少一個(gè)其它信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，不會(huì)因?yàn)楦蓴_而影響任何一個(gè)信號(hào)的性能。結(jié)果產(chǎn)生新一代PLC系統(tǒng)，促進(jìn)與寬帶(當(dāng)前為IMHz到30MHz的頻率范圍)內(nèi)已有電力線通信技術(shù)的交互可操作性，并提供將系統(tǒng)擴(kuò)展到新的更高寬帶頻率(30MHz到 IGHz之間的頻率)以改進(jìn)得到的通信系統(tǒng)的總吞吐量并同時(shí)簡(jiǎn)化任一個(gè)給定寬帶的實(shí)現(xiàn)的能力。所述電力線通信設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，其采用模擬信號(hào)分離裝置(例如模擬濾波器)來(lái)分離從電力線接收的不同寬帶信號(hào)的路徑，然后再將他們轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。模擬信號(hào)分離裝置還分離將在電力線上發(fā)送的不同寬帶信號(hào)路徑(在他們從數(shù)字信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換之前)。網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備可選擇地采用TDMA(時(shí)分多址)和/或FDMA(頻分多址)作為實(shí)現(xiàn)共存、同步和/或雙向傳輸?shù)姆桨?。模擬信號(hào)分離裝置由模塊組件(block elements)配置成，該模塊組件包括離散的和/或集成的電子器件以及用于互聯(lián)所述器件的線路和/或印刷電路板跡線的固有特性。在某些實(shí)施例中，所述電力線通信設(shè)備被用于一系統(tǒng)內(nèi)，所述系統(tǒng)可擴(kuò)展成提供更大的總帶寬，但是在不同的頻率范圍內(nèi)具有不同的入射功率級(jí)，和/或可與同一網(wǎng)絡(luò)上的其它已有技術(shù)共存和交互操作。在不同的實(shí)施例中，已有的和新一代的電力線技術(shù)均可執(zhí)行不同的調(diào)制方案(例如0FDM、CDMA (碼分多址)和/或OWDM(正交子波域調(diào)制)，單獨(dú)使用或結(jié)合使用)。依據(jù)其配置，電力線通信設(shè)備可通過(guò)任意或全部的寬帶來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，依據(jù)其網(wǎng)絡(luò)功能，電力線通信設(shè)備可分發(fā)來(lái)自單個(gè)源的數(shù)據(jù)或?qū)⑵渑c來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上另一節(jié)點(diǎn)的重復(fù)的數(shù)據(jù)相結(jié)合。在不同的實(shí)施例中，電力線通信網(wǎng)絡(luò)上的每一節(jié)點(diǎn)是將模擬信號(hào)分離裝置和調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換器(例如DFE(數(shù)字前端)、MAC(媒介訪問(wèn)控制)等)即成為電力線網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的一部分的裝置；應(yīng)用，如計(jì)算機(jī)、大容量存儲(chǔ)設(shè)備、顯示設(shè)備、揚(yáng)聲器、DVD播放器、PVR (個(gè)人攝像機(jī))等等；和/或連接一應(yīng)用的接口，如數(shù)字音頻接口、數(shù)字視頻接口、模擬音頻接口、模擬視頻接口、以太網(wǎng)接口、IEEE 1394/火線/iLink接口、USB接口、SDIO接口、 PCIExpress接口和/或類(lèi)似接口。在某些實(shí)施例中，所述電力線通信設(shè)備使用頻率低于30MHz(與當(dāng)前電力線標(biāo)準(zhǔn)和/或技術(shù)使用的一樣)的信號(hào)和頻率高于30MHz的至少一個(gè)其它信號(hào)而不會(huì)因?yàn)楦蓴_而影響任何一個(gè)信號(hào)的性能。這一特征使得電力線通信設(shè)備在增加吞吐量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)與以前的PLC技術(shù)的交互可操作性。使用低頻帶(簡(jiǎn)稱低帶)的一個(gè)好處是比高頻帶(簡(jiǎn)稱高帶)能實(shí)現(xiàn)更大的覆蓋范圍(例如，更大距離上的通信)，因?yàn)橐?guī)定允許有較高的入射功率和較低的信道衰減。使用高頻帶的一個(gè)好處是因?yàn)橛休^大的可用帶寬而可達(dá)到較高的吞吐量。在某些實(shí)施例中，所述電力線通信設(shè)備使用家庭內(nèi)的電力線網(wǎng)絡(luò)固有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，一組相關(guān)的設(shè)備和插槽一般被集中在一起(例如起居室內(nèi)的等離子顯示屏、DVD 播放器和揚(yáng)聲器)，其它組設(shè)備和插槽被簇集在其它地方(例如，家庭辦公室內(nèi)的桌面打印機(jī)、掃描儀和ADSL路由器)。這樣的家庭拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可受益于由高帶寬(其在每一組設(shè)備內(nèi)是同時(shí)且獨(dú)立可用的)提供的高吞吐量短距離覆蓋，同時(shí)低頻帶可用于執(zhí)行各組之間的主要數(shù)據(jù)通信。還應(yīng)該理解的是，某些通信節(jié)點(diǎn)可受益于兩種頻帶上的通信。在某些實(shí)施例中，多個(gè)寬帶的并行使用實(shí)現(xiàn)了不同入射功率級(jí)、接收器靈敏度、傳輸時(shí)間、符號(hào)長(zhǎng)度和調(diào)制技術(shù)的使用以優(yōu)化每一寬帶的性能和成本，帶來(lái)更好的成本性能解決方案，即使需要提供不止一個(gè)的模擬和數(shù)字前端。一部分實(shí)施成本優(yōu)勢(shì)來(lái)自于減低每一寬帶內(nèi)的bps/Hz但仍維持吞吐量性能(由于額外的帶寬可用)的能力。這一效果非線性地補(bǔ)償了執(zhí)行不止一個(gè)寬帶通信技術(shù)的成本。此外，高頻帶的縮減的覆蓋距離可通過(guò)低頻帶(及其較大的可用入射功率)的并行使用而得到彌補(bǔ)。例如，在不同實(shí)施例中，所述電力線通信設(shè)備可通過(guò)在多個(gè)寬帶上使用較低的bps/Hz調(diào)制方案(即接近^ps/Hz，而不是 lObps/Hz)，來(lái)以比當(dāng)前200Mbps系統(tǒng)更低的成本提供(ibit/s性能。在不同的實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備被配置用于采用模擬信號(hào)分離并包括多個(gè)模擬前端。模擬信號(hào)分離的使用，基于頻率，使得每一寬帶技術(shù)可選擇地獨(dú)立操作，并可具有以下一個(gè)或多個(gè)特征(a)所述網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備被配置用于處理來(lái)自特定頻帶的信號(hào)所采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和PGA或線路驅(qū)動(dòng)器(line driver)的獨(dú)立性能優(yōu)化，其中針對(duì)要求的帶寬、頻帶的線性度和動(dòng)態(tài)特征、匹配EMC規(guī)定和/或頻帶覆蓋距離所需的功率級(jí)來(lái)執(zhí)行所述優(yōu)化；(b)所述網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備針對(duì)所述電力線通信設(shè)備配置用于使用多個(gè)頻帶中的一個(gè)頻帶維持與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的兼容性和交互可操作性，同時(shí)單獨(dú)地利用(未產(chǎn)生抑制干擾)另一頻帶進(jìn)行額外的通信(例如，使用2ΜΗζ48ΜΗζ范圍內(nèi)的頻率的Hom印lug AV標(biāo)準(zhǔn)可與使用大于30MHz的頻率的另一標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)工作)。(c)所述網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備被配置用于通過(guò)允許納入額外的寬帶來(lái)增加電力線通信設(shè)備的容量，該額外的寬帶不需使用相同的調(diào)制技術(shù)，但可使用與新頻帶的電力線信道特性最匹配的調(diào)制技術(shù)；(d)所述網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備可允許不同的寬帶工作，無(wú)需與其它寬帶同步或依賴于其它寬帶。在不同的實(shí)施例中，所述電力線通信設(shè)備還允許將其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獨(dú)立地層疊在其上，例如(a)將各不同通信級(jí)上來(lái)自不同頻帶的數(shù)據(jù)相結(jié)合，不論是數(shù)字前端中，還是MAC 層或應(yīng)用層中；(b)使用調(diào)制方案中的陷波(notch)來(lái)限制一個(gè)模擬寬帶頻率內(nèi)的某些頻率的發(fā)射；(c)使用一節(jié)點(diǎn)內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)以相同或不同的頻帶重傳；(d)使用大量的調(diào)制方案如OFDM、⑶MA和/或OWDM ；和/或(e)形成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和/或多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信模式。在某些實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備可將通過(guò)不同路徑傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并和分割來(lái)最大化性能、共存和交互可操作性，同時(shí)最小化系統(tǒng)成本。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及一種方法，包括從一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的第一部分編碼成第一寬帶頻率范圍內(nèi)的第一信號(hào)，該第一寬帶頻率范圍的至少一部分小于30MHz ；將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的第二部分編碼成第二寬帶頻率范圍內(nèi)的第二信號(hào)， 該第二寬帶頻率范圍的至少一部分大于30MHz ；將第一信號(hào)和第二信號(hào)合并以生成合并信號(hào)；通過(guò)電力線發(fā)送該合并信號(hào)。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及一種方法，包括通過(guò)電力線接收信號(hào)；將接收的信號(hào)分離成第一寬帶頻率范圍內(nèi)的第一信號(hào)分量和第二寬帶頻率范圍內(nèi)的第二信號(hào)分量，第一寬帶頻率范圍和第二寬帶頻率范圍均有至少I(mǎi)OMHz寬；單獨(dú)處理第一信號(hào)分量和第二信號(hào)分量以提取出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；提供該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)給一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及一種通信網(wǎng)絡(luò)，包括使用至少I(mǎi)OMHz寬的第一寬帶頻率范圍和至少5MHz寬的第二寬帶頻率范圍進(jìn)行通信的第一通信節(jié)點(diǎn)，通過(guò)電力線同時(shí)使用第一寬帶頻率范圍和第二寬帶頻率范圍與第一通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的第二通信節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及一種通信設(shè)備，包括通過(guò)電力線傳送數(shù)據(jù)的耦連器，其中所述數(shù)據(jù)的第一部分使用第一寬帶頻率范圍傳送，所述數(shù)據(jù)的第二部分使用與第一寬帶頻率范圍分隔開(kāi)的第二寬帶頻率范圍傳送，所述數(shù)據(jù)的第一部分獨(dú)立于所述數(shù)據(jù)的第二部分；第一邏輯，處理所述數(shù)據(jù)的第一部分；第二邏輯，處理所述數(shù)據(jù)的第二部分。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及一種通信網(wǎng)絡(luò)，包括使用第一寬帶頻率范圍進(jìn)行通信的第一通信節(jié)點(diǎn)，使用與第一寬帶頻率范圍分隔開(kāi)的第二寬帶頻率范圍進(jìn)行通信的第二通信節(jié)點(diǎn)，同時(shí)且獨(dú)立地接收來(lái)自第一通信節(jié)點(diǎn)的通過(guò)電力線且使用第一寬帶頻率范圍的通信以及來(lái)自第二通信節(jié)點(diǎn)的通過(guò)電力線且使用第二寬帶頻率范圍的通信的第三通信節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及一種方法，包括在第一通信節(jié)點(diǎn)和第二通信節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)電力線使用第一寬帶頻率范圍傳送第一數(shù)據(jù)，在第一通信節(jié)點(diǎn)和第三通信節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)電力線使用與第一寬帶頻率范圍分隔開(kāi)的第二寬帶頻率范圍傳送第二數(shù)據(jù)，所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)同時(shí)傳送。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及一種方法，包括從第一通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)電力線使用第一寬帶頻率范圍發(fā)送第一通信，所述第一通信包括有識(shí)別第二通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，所述第二通信節(jié)點(diǎn)用于在所述第一頻帶范圍內(nèi)進(jìn)行通信；從第二通信節(jié)點(diǎn)接收對(duì)所述第一通信的響應(yīng)；從所述第一通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)電力線使用第二寬帶頻率范圍發(fā)送第二通信，所述第二通信包括有識(shí)別第三通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，所述第三通信節(jié)點(diǎn)用于在所述第二寬帶頻率范圍內(nèi)進(jìn)行通信；從第三通信節(jié)點(diǎn)接收對(duì)所述第二通信的響應(yīng)；基于所述對(duì)第一通信的響應(yīng)和所述對(duì)第二通信的響應(yīng)確定通信策略。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及一種網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，包括第一模塊、第二模塊、數(shù)據(jù)分發(fā)模塊、耦連/解耦級(jí)(coupling/decoupling stage)、第一和第二模擬帶通濾波器。所述第一模塊包括第一 PHY層與第一 MAC層通信，所述第一模塊用于執(zhí)行與第一寬帶頻率范圍相關(guān)的第一寬帶通信技術(shù)。同樣地，所述第二模塊包括第二 PHY層與第二 MAC層通信，所述第二模塊用于執(zhí)行與第二寬帶頻率范圍相關(guān)的第二寬帶通信技術(shù)。所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊與第一和第二 MAC層通信，并用于接收并分發(fā)數(shù)據(jù)給第一和第二模塊。耦連/解耦級(jí)用于將第一和第二寬帶頻率范圍內(nèi)的信號(hào)耦連到AC電力線上。第一模擬帶通濾波器設(shè)置在第一 PHY 層和耦連/解耦級(jí)之間，用于衰減掉頻率位于第一寬帶頻率范圍外的信號(hào)。同樣地，第二模擬帶通濾波器設(shè)置在第二 PHY層和耦連/解耦級(jí)之間，用于衰減掉頻率位于第二寬帶頻率范圍外的信號(hào)。在不同的實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分發(fā)模塊基于網(wǎng)絡(luò)流量特性，或基于第一和第二寬帶頻率范圍的相應(yīng)信道容量，或基于來(lái)自第一和第二 PHY層的反饋，或基于一定要求例如延遲要求或服務(wù)質(zhì)量要求，分發(fā)數(shù)據(jù)給第一和第二模塊。數(shù)據(jù)分發(fā)模塊還基于這些因素的各種組合分發(fā)數(shù)據(jù)給第一和第二模塊。在網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的各種實(shí)施例中，第一寬帶頻率范圍包括第一高帶，某些實(shí)施例中，第二寬帶頻率范圍包括第二高帶。各種實(shí)施例中，第一寬帶頻率范圍是從2MHz到 30MHz，第二寬帶頻率范圍是從50MHz到300MHz。在網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的各種實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分發(fā)模塊進(jìn)一步用于從單個(gè)應(yīng)用接收數(shù)據(jù)，并同時(shí)分發(fā)該數(shù)據(jù)給第一和第二模塊。數(shù)據(jù)分發(fā)模塊還可進(jìn)一步從兩個(gè)應(yīng)用接收數(shù)據(jù)， 并將來(lái)自第一應(yīng)用的數(shù)據(jù)分發(fā)給第一模塊，同時(shí)將來(lái)自第二應(yīng)用的數(shù)據(jù)分發(fā)給第二模塊。 在各種實(shí)施例中，分發(fā)模塊還可從單個(gè)應(yīng)用接收數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)分發(fā)給第一模塊，同時(shí)從第二 MAC層接收其它數(shù)據(jù)并將該其它數(shù)據(jù)傳遞給第二應(yīng)用。數(shù)據(jù)分發(fā)模塊還可同時(shí)從第一 MAC層和第二 MAC層接收其它數(shù)據(jù)，并將該其它數(shù)據(jù)傳遞給單個(gè)應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的各種實(shí)施例還包括第三模塊，所述第三模塊包括第三PHY層與第三MAC層通信，其中第三模塊用于執(zhí)行與第三寬帶頻率范圍相關(guān)的第三寬帶通信技術(shù)。所述第三模塊設(shè)置在數(shù)據(jù)分發(fā)模塊和耦連/解耦級(jí)之間。這些實(shí)施例還包括設(shè)置在第三PHY 層和耦連/解耦級(jí)之間的第三模擬帶通濾波器，用于衰減掉頻率位于第三寬帶頻率范圍外的信號(hào)。某些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分發(fā)模塊進(jìn)一步接收來(lái)自第一應(yīng)用和第二應(yīng)用的數(shù)據(jù)，并將來(lái)自第一應(yīng)用的數(shù)據(jù)分發(fā)給第一模塊，同時(shí)將來(lái)自第二應(yīng)用的數(shù)據(jù)分發(fā)給第二模塊，并還同時(shí)接收來(lái)自第三MAC層的其它數(shù)據(jù)，并將該其它數(shù)據(jù)傳遞給第三應(yīng)用。在某些其它實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分發(fā)模塊進(jìn)一步接收來(lái)自第一應(yīng)用的數(shù)據(jù)并同時(shí)分發(fā)該數(shù)據(jù)給第一模塊和第二模塊，并同時(shí)接收來(lái)自第三MAC層的其它數(shù)據(jù)，并將該其它數(shù)據(jù)傳遞給第二應(yīng)用。不同實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分發(fā)模塊還可接收來(lái)自一應(yīng)用的數(shù)據(jù)，并同時(shí)分發(fā)該數(shù)據(jù)給第一、第二和第三模塊。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)家庭住宅的示意圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)的示意圖，其中多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一部分節(jié)點(diǎn)具有多寬帶能力；圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在圖2A所示的網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)同時(shí)、雙向通信鏈路的示意圖；圖2C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在圖2A所示的網(wǎng)絡(luò)中三個(gè)同時(shí)通信鏈路的示意圖；圖2D是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在圖2A所示的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)一個(gè)分組數(shù)據(jù)發(fā)射過(guò)程的第一階段的示意圖；圖2E是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，圖2D所示的一個(gè)分組數(shù)據(jù)發(fā)射過(guò)程的第二階段的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，電力線通信設(shè)備中的調(diào)制解調(diào)器的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4A是現(xiàn)有技術(shù)的電力線發(fā)射系統(tǒng)中單個(gè)耦連單元中的信號(hào)路徑的示意圖；圖4B是現(xiàn)有技術(shù)的電力線發(fā)射系統(tǒng)中雙耦連單元中的信號(hào)路徑的示意圖；圖4C是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力線通信設(shè)備的信號(hào)路徑的示意圖；圖4D是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電力線通信設(shè)備的信號(hào)路徑的示意圖；圖4E是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的電力線通信設(shè)備的信號(hào)路徑的示意圖；圖4F是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的電力線通信設(shè)備的信號(hào)路徑的示意圖；圖5A是電力線通信設(shè)備的第一集成電路實(shí)施例的示意圖；圖5B是電力線通信設(shè)備的第二集成電路實(shí)施例的示意圖；圖5C是電力線通信設(shè)備的第三集成電路實(shí)施例的示意圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，用于電力線通信設(shè)備中的電容性耦連單元的示意圖；圖6B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，用于電力線通信設(shè)備中的電感性耦連單元的示意圖；圖7A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，三種電力線技術(shù)的功率發(fā)射頻譜的示意圖；圖7B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，圖7A所示的三種電力線技術(shù)所使用分離的寬帶中使用的一組模擬濾波器的示意圖；圖7C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第二模擬濾波器FiltB (如圖7B所示)對(duì)TechB信號(hào) (如圖7A所示)提供的信號(hào)隔離的示意圖；圖8A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，本發(fā)明第三方面的具有單個(gè)設(shè)備的簡(jiǎn)單初始安裝的電力線通信網(wǎng)絡(luò)的家庭住宅的示意圖；圖8B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，具有較復(fù)雜安裝的電力線通信網(wǎng)絡(luò)的家庭住宅的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的其他通信節(jié)點(diǎn)的方法的流程圖，所述網(wǎng)絡(luò)使用不同的寬帶頻率范圍；圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第一通信節(jié)點(diǎn)同時(shí)與第二通信節(jié)點(diǎn)和第三通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的方法的流程圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，通信節(jié)點(diǎn)使用至少兩個(gè)不同的寬帶同時(shí)接收信號(hào)的方法的流程圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，通信節(jié)點(diǎn)使用至少兩個(gè)不同的寬帶同時(shí)發(fā)送信號(hào)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了清楚起見(jiàn)，此處所使用的術(shù)語(yǔ)“電力線”是指能夠?qū)⒐β蕚魉徒o與其連接的電器的低電壓閾值主配電電纜(一般是100-M0V AC功率)或任何其他配電電纜。此外，此處所使用的術(shù)語(yǔ)“電力線技術(shù)”是指一種規(guī)范，當(dāng)一系列網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備與電力線相連時(shí)，實(shí)施該規(guī)范使得設(shè)備使用疊加到已經(jīng)在電力線上出現(xiàn)的配電信號(hào)上的信號(hào)彼此雙向通信。另外，此處所使用的術(shù)語(yǔ)“信道”是指連接發(fā)射器和接收器的物理介質(zhì)。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備”描述了這樣一種裝置，其實(shí)現(xiàn)全部或部分通信技術(shù)(如電力線技術(shù))以使得該裝置與連接到同一網(wǎng)絡(luò)(如電力線)的其他設(shè)備通信而無(wú)需考慮該裝置是否與單個(gè)外殼中的其他裝置或功能相結(jié)合。為了清楚起見(jiàn)，在此與電力線網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備通常稱為“節(jié)點(diǎn)”。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“覆蓋”是指在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)男盘?hào)仍能被另一節(jié)點(diǎn)檢測(cè)的最大距離。另外，此處所使用的術(shù)語(yǔ)“吞吐量”將被理解為表示節(jié)點(diǎn)發(fā)送或接收網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)的速率。為了完整起見(jiàn)，本發(fā)明涉及寬帶通信。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“寬帶”是指電力線技術(shù)信號(hào)使用的頻帶或范圍，其特征是在不考慮出現(xiàn)陷波的情況下，該寬帶具有從第一(最低) 頻率到最后(最高)大于或等于5MHz的帶寬。然而，在各個(gè)實(shí)施例中，寬帶可具有至少7、 10、12、15、20、150、100、200或250MHz的帶寬。類(lèi)似地，將使用的術(shù)語(yǔ)“窄帶”是指電力線技術(shù)信號(hào)使用的頻帶或范圍，其特征是，該窄帶具有小于5MHz的帶寬。在此進(jìn)一步限定“頻帶”作為OFDM信號(hào)在頻譜中占據(jù)的從攜帶數(shù)據(jù)的最低頻率到攜帶數(shù)據(jù)的最高頻率之間的頻率范圍。每個(gè)頻帶，不管是窄帶還是寬帶，包括多個(gè)載波。在OFDM調(diào)制中，對(duì)應(yīng)于用于構(gòu)建 OFDM符號(hào)的每個(gè)FFT點(diǎn)的每個(gè)頻率點(diǎn)是載波。在此術(shù)語(yǔ)“載波”和“子載波”同時(shí)使用。在各個(gè)實(shí)施例中，寬帶中載波的數(shù)量可等于或超過(guò)25、50、100或200。為了清楚起見(jiàn)，圍繞當(dāng)前電力線技術(shù)的電力線通信設(shè)備的操作的術(shù)語(yǔ)解釋，在電力線通信設(shè)備中使用、頻率低于約30MHz的寬帶頻帶在此稱為“低帶”。同樣地，在電力線通信設(shè)備中使用、頻率高于約30MHz的寬帶頻帶在此稱為“高帶”。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“發(fā)送時(shí)間”描述了用于發(fā)送單個(gè)同時(shí)消息(single co-existent message)所需的時(shí)間。發(fā)送時(shí)間包括但不限于，發(fā)送標(biāo)記時(shí)間的開(kāi)始(如果存在的話)，同步時(shí)間(如果存在的話)、信道訪問(wèn)解析時(shí)間(如果存在的話)、協(xié)商時(shí)間 (如果存在的話)、消息發(fā)送時(shí)間、確認(rèn)發(fā)送時(shí)間(如果存在的話)以及發(fā)送標(biāo)記時(shí)間的結(jié)束(如果存在的話)。將在此使用的術(shù)語(yǔ)“陷波”是指一頻帶，在該頻帶電力線技術(shù)信號(hào)的功率級(jí)被有意降低以防止與頻譜的其他用戶相互干擾(不管該用戶是在電力線上或是線下)。陷波的特征是具有比電力線技術(shù)信號(hào)自身更窄的帶寬，并且通常由單個(gè)數(shù)字信號(hào)處理模塊或模擬前端中的數(shù)字或模擬信號(hào)分離裝置實(shí)現(xiàn)。為了清楚起見(jiàn)，此處將使用的術(shù)語(yǔ)“子帶”是指一頻帶，在該頻帶電力線技術(shù)信號(hào)特征與信號(hào)寬帶的其他頻帶的電力線技術(shù)信號(hào)特征顯著不同。這些不同包括子帶的隨意或強(qiáng)制出現(xiàn)，子帶的信號(hào)功率級(jí)和子帶的方向性。子帶的特征是具有比電力線技術(shù)信號(hào)自身更窄的帶寬。OFDM中重疊子帶的使用使得陷波可以被創(chuàng)建，其中如果子帶的接收是嚴(yán)重有害或者是子帶將干擾其他服務(wù)時(shí)，該子帶是無(wú)效的。此外，由于OWDM的旁瓣(side lobe) 較低，因此其可以從載波中簡(jiǎn)化陷波。為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，將使用的術(shù)語(yǔ)“發(fā)射器信號(hào)路徑”是指信號(hào)從裝置發(fā)送到電力線的路徑。同樣地，術(shù)語(yǔ)“接收器信號(hào)路徑”是指從裝置從電力線接收信號(hào)的路徑。在相關(guān)節(jié)點(diǎn)，可能不需要在接收器和發(fā)射器信號(hào)路徑上均實(shí)現(xiàn)隔離(取決于模擬組件的規(guī)范和在此采用的調(diào)制技術(shù))。為了清楚起見(jiàn)，在此有時(shí)將本發(fā)明的電力線通信設(shè)備稱作“改進(jìn)的電力線通信設(shè)備”。類(lèi)似地，在此將改進(jìn)的電力線通信設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備稱作“改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備”。 最后，包括節(jié)點(diǎn)是改進(jìn)的電力線通信設(shè)備的電力線通信網(wǎng)絡(luò)有時(shí)稱為“改進(jìn)的電力線通信網(wǎng)絡(luò)”。在此使用的與寬帶有關(guān)的術(shù)語(yǔ)“分離(separate) ”意在表征除偶然情況外，不使用相同頻率通信數(shù)據(jù)或命令的帶寬。帶寬可以被分離但不能被交織(例如重疊)。在此使用的與通信數(shù)據(jù)有關(guān)的術(shù)語(yǔ)“同時(shí)”是指使用第一帶寬通信至少部分第一數(shù)據(jù)或命令且同時(shí)使用第二帶寬通信至少部分第二數(shù)據(jù)。同時(shí)發(fā)送與輪流或是交織使用頻率一個(gè)接另一個(gè)或從一個(gè)頻率躍遷到另一個(gè)頻率的系統(tǒng)形成對(duì)照。在此使用的與數(shù)據(jù)發(fā)送有關(guān)的術(shù)語(yǔ)“獨(dú)立”是指使用一個(gè)寬帶發(fā)送數(shù)據(jù)而不依賴于使用另一寬帶同時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)。獨(dú)立數(shù)據(jù)發(fā)送可包括如發(fā)送數(shù)據(jù)給不同位置或從不同位置接收數(shù)據(jù)。使用不同頻率輪流發(fā)送其中比特的數(shù)據(jù)不是獨(dú)立的，因?yàn)檫@些比特彼此依賴以形成有用的字節(jié)。應(yīng)了解，在這些段落中描述的特定網(wǎng)絡(luò)和其他例子僅是用于示例目的的。特別地， 在這些段落中描述的例子將不會(huì)構(gòu)成對(duì)改進(jìn)的電力線通信設(shè)備的限制。改進(jìn)的電力線通信設(shè)備的某些實(shí)施例包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中某些節(jié)點(diǎn)采用能夠在兩個(gè)或多個(gè)寬帶上與同樣的多帶寬節(jié)點(diǎn)或傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)同時(shí)或獨(dú)立通信的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備。第一寬帶可包括低于30MHz的頻率，這符合當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)和注入的功率級(jí)(且在此將稱為低帶)，且另一寬帶可包括高于30MHz的頻率(且在此將稱為高帶)。或，第一和第二寬帶可包括高于 30MHz的頻率。這使得電力線技術(shù)可以為各個(gè)寬帶優(yōu)化使得其在費(fèi)用、覆蓋和吞吐量的平衡方面優(yōu)于純單寬帶方案。特別地，可優(yōu)化用于在改進(jìn)的電力線通信網(wǎng)絡(luò)中使用的每個(gè)技術(shù)的調(diào)制方案以節(jié)省費(fèi)用。例如，在低帶使用特別高的調(diào)制密度(bps/Hz)以增加吞吐量是不必要的，因?yàn)榈蛶Э梢耘c特別高吞吐量的高帶并行工作。改進(jìn)的電力線通信網(wǎng)絡(luò)通過(guò)支持多寬帶節(jié)點(diǎn)和單寬帶節(jié)點(diǎn)(使用低帶和高帶中支持的一個(gè)電力線技術(shù)和在低或高帶中的頻率通信)之間的通信提供與現(xiàn)有技術(shù)的電力線技術(shù)的交互操作性。改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備可以是外部調(diào)制解調(diào)器裝置的一部分，或者嵌入到另一裝置中(如，計(jì)算機(jī)、TV等)。然而，不考慮改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備包含在節(jié)點(diǎn)中的方式，該設(shè)備保持與導(dǎo)電電纜(傳送AC或DC功率)物理連接，且能使用低帶和高帶中的一些或全部發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)電纜。根據(jù)當(dāng)前制定的標(biāo)準(zhǔn)，低帶信號(hào)可使用約高達(dá)-50dBm/Hz半峰(quasi-peak)的功率發(fā)送，而高帶信號(hào)可僅以使得在該頻帶中的發(fā)送低于-80dBm/Hz半峰的功率發(fā)送。因此， 低帶中的信號(hào)可以約高于高帶中的信號(hào)一千倍的功率發(fā)送。結(jié)果，如果信號(hào)在這些帶中將均不使用某些模擬頻率隔離的形式同時(shí)發(fā)送，高帶信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍和電壓兼容要求將顯著增加。然而，低功率信號(hào)的干擾或飽和更存在問(wèn)題。特別，如果一個(gè)帶是用于接收線性衰減信號(hào)(該線性衰減信號(hào)的功率級(jí)接近電力線上的噪聲(也就是，-150dBm/Hz))，而同時(shí)另一個(gè)帶用于發(fā)送處于其最大允許發(fā)送功率的信號(hào)，所需的用以阻止來(lái)自兩個(gè)帶的信號(hào)相互干擾的隔離是約100dB。然而，這超過(guò)了模擬技術(shù)的當(dāng)前實(shí)現(xiàn)狀態(tài)且將具有很高的實(shí)現(xiàn)費(fèi)用。總之，允許高和低帶的同時(shí)和獨(dú)立通信的所需的有效隔離落入以下三個(gè)主要范(1)防止在網(wǎng)絡(luò)上接收到的、一個(gè)寬帶中的信號(hào)的強(qiáng)度飽和(saturating)其他寬帶的接收器的隔離；(2)防止一個(gè)帶的發(fā)射器與另一個(gè)帶的接收相互干擾的隔離；(3)防止當(dāng)一個(gè)帶在發(fā)送時(shí)另一個(gè)帶的發(fā)射器的功能受損的隔離。在以上觀點(diǎn)中，改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備采用模擬信號(hào)分離裝置來(lái)隔離每個(gè)寬帶的從電力線連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的路徑。提供該隔離的一個(gè)最有效的方法是通過(guò)高通濾波或帶通濾波高帶信號(hào)，同時(shí)最小化低帶中的帶外信號(hào)(使用高線性組件且可使用模擬低通平滑或抗鋸齒)。高帶和低帶中的信號(hào)可使用相同或者不同的調(diào)制技術(shù)(例如，0FDM、CDMA或0WDM) 或時(shí)分方案以便于同時(shí)和/或雙向通信。在一個(gè)可能場(chǎng)景中，該低帶可采用與現(xiàn)有電力線調(diào)制器標(biāo)準(zhǔn)或建議可交互操作的調(diào)制方案，然而高帶用于超越先前標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。數(shù)據(jù)和/或控制可經(jīng)一個(gè)寬帶傳送或經(jīng)兩個(gè)寬帶同時(shí)傳送，并且經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)器(如中繼器)網(wǎng)絡(luò)形式的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。有多種實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的電力線通信設(shè)備的方法。例如，該改進(jìn)的電力線通信設(shè)備可在一個(gè)或多個(gè)集成電路中實(shí)現(xiàn)(不管是專用于調(diào)制解調(diào)器功能或是作為片上應(yīng)用系統(tǒng)的一部分)，且結(jié)合有無(wú)源組件和互連的特征。然而，分離低帶和高帶的模擬信號(hào)分離裝置的實(shí)現(xiàn)采用不同信號(hào)路徑中的組件的組合，不管這些組件是有源的還是無(wú)源的、集成的還是離散的。特別地，這些寬帶可以(a)共享它們的路徑的一部分(例如，通過(guò)耦連單元)；或(b)僅在電力線接合；和/或(c)在裝置的相對(duì)端?？蓴U(kuò)展該改進(jìn)的電力線通信設(shè)備以使其在兩個(gè)以上的寬帶通信。同樣地，如果需要的話，這些寬帶可稍微重疊，且在特定描述中引用的頻率范圍或帶寬中不同。參照?qǐng)D2A，網(wǎng)絡(luò)50表示改進(jìn)的電力線通信網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)M-76。某些節(jié)點(diǎn)包括改進(jìn)的電力線通信設(shè)備且因此只需多種PLC技術(shù)。并不包括改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的節(jié)點(diǎn)可僅實(shí)現(xiàn)一種PLC技術(shù)。為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，僅實(shí)現(xiàn)一種PLC技術(shù)的節(jié)點(diǎn)在此將稱為“單寬帶節(jié)點(diǎn)”。類(lèi)似地，實(shí)現(xiàn)超過(guò)一種PLC技術(shù)的節(jié)點(diǎn)在此將稱為“多寬帶節(jié)點(diǎn)”。可采三個(gè)不同的PLC技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上通信，也就是 ^(Λα、Τθ(Λβ* 1Techctj節(jié)點(diǎn)討和76包括改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，且能夠?qū)崿F(xiàn)PLC技術(shù)TechA和Tectv節(jié)點(diǎn)58和66包括改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，且能夠?qū)崿F(xiàn)PLC技術(shù)Τθ(Λβ和Techc。最后，節(jié)點(diǎn)60和68改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，且能夠?qū)崿F(xiàn)全部三種PLC技術(shù)。剩余節(jié)點(diǎn)(也就是，節(jié)點(diǎn)56、62、64、72和74)并不包括改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，因此只能實(shí)現(xiàn)一種PLC技術(shù)。特別地，節(jié)點(diǎn)62和70僅實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)TechA,節(jié)點(diǎn)56和72僅實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)Tectv節(jié)點(diǎn)64和74僅實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)Tectv可選地，網(wǎng)絡(luò)50上的節(jié)點(diǎn)間的全部通信經(jīng)公共電力線52發(fā)生。在某些實(shí)施例中，改進(jìn)的電力線通信網(wǎng)絡(luò)支持實(shí)現(xiàn)不同的PLC技術(shù)的節(jié)點(diǎn)間的通信。相反地，即使正在被討論的節(jié)點(diǎn)位于具有實(shí)現(xiàn)其他PLC技術(shù)的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)有技術(shù) PLC系統(tǒng)只能支持實(shí)現(xiàn)同一 PLC技術(shù)的節(jié)點(diǎn)(例如節(jié)點(diǎn)56和72)間的通信。圖2B示出了圖2A的網(wǎng)絡(luò)50中的兩個(gè)同時(shí)、雙向和無(wú)干擾通信鏈路。第一通信鏈路81是節(jié)點(diǎn)M和68之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，節(jié)點(diǎn)M和68同時(shí)使用高帶和低帶以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間TechA和TeCtiB消息的同時(shí)通信。應(yīng)注意，雖然節(jié)點(diǎn)68可實(shí)現(xiàn)全部的三種PLC技術(shù)，也就是TeChA、TeCtiB和Techc,在第一通信鏈路8中節(jié)點(diǎn)68僅能使用TechA、TechB性能。此外，應(yīng)注意，第一通信鏈路81可根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)特性(例如信道故障)重分發(fā)來(lái)自TechA、Tech技術(shù)，越過(guò)(across)高帶和低帶的數(shù)據(jù)。第二通信鏈路83連接節(jié)點(diǎn)68、58、60、74和64。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)64和74僅能實(shí)現(xiàn)一種 PLC技術(shù)，也就是Tech。，第二通信鏈路83僅支持Tech。技術(shù)的通信。兩個(gè)通信鏈路81和83的出現(xiàn)允許節(jié)點(diǎn)68、58、60、74和64在節(jié)點(diǎn)68與56通信 (經(jīng)第一通信鏈路81)的同時(shí)建立通信(經(jīng)第二通信鏈路83)。換句話說(shuō)，圖2B示出的網(wǎng)絡(luò)安排使得可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)同時(shí)同步通信，其中第一通信鏈路81使用技術(shù)TechA和/或Tech 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，且第二通信鏈路83使用技術(shù)Tech。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。圖2C示出了在圖2A的網(wǎng)絡(luò)50中的三個(gè)同步和同時(shí)通信鏈路85、87和89。第一通信鏈路在節(jié)點(diǎn)M和節(jié)點(diǎn)68和70之間提供雙向點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)連接。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)70僅能實(shí)現(xiàn)技術(shù)TechA，該第一通信鏈路僅支持TechA技術(shù)的通信。同時(shí)，第二通信鏈路87使用同時(shí)策略 (如時(shí)分多址)采用Tech技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)56和72之間的技術(shù)TeCtiB通信。最后，第三通信鏈路89支持Techc的通信，其中這些通信以不同寬帶引導(dǎo)，這些寬帶不會(huì)與其他通信鏈路發(fā)生干擾。參照?qǐng)D2D，有圖2A中示出的網(wǎng)絡(luò)50的節(jié)點(diǎn)68、58和60之間的第一通信鏈路91。 第一通信鏈路91是雙向的且支持TechA和Τθ(Λβ的通信。此外，在同一網(wǎng)絡(luò)50的節(jié)點(diǎn)70 和62之間有同步第二通信鏈路93。該第二通信鏈路93支持TechA的通信。為了舉例說(shuō)明，有源于節(jié)點(diǎn)58的消息將在網(wǎng)絡(luò)50的節(jié)點(diǎn)中分發(fā)。支持Techc* / 或Τθ(Λβ的節(jié)點(diǎn)，如節(jié)點(diǎn)68、60和66能解調(diào)并從節(jié)點(diǎn)58接收消息。然而，網(wǎng)絡(luò)50上的剩余節(jié)點(diǎn)不能接收該消息。為了解決這一難題，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)階段的通信過(guò)程，其中(i)在第一階段中，使用PLC技術(shù)Tech。和Tech該消息從節(jié)點(diǎn)58發(fā)送到節(jié)點(diǎn)68 ； 以及(ii)在第二階段中，節(jié)點(diǎn)68使用其技術(shù)性能重新發(fā)送(轉(zhuǎn)發(fā))該消息，這些網(wǎng)絡(luò) 50上的全部節(jié)點(diǎn)都可接收和解調(diào)該消息。
也可使用轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)增加給定技術(shù)的覆蓋(當(dāng)節(jié)點(diǎn)可檢測(cè)其相鄰節(jié)點(diǎn)但不能檢測(cè)其后的另一節(jié)點(diǎn)時(shí))。圖2E是圖2D中示出的一個(gè)數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程的第二階段的框圖。該第二階段可包括同時(shí)在一個(gè)以上的寬帶中廣播。這樣，該廣播可包括一個(gè)以上的通信標(biāo)準(zhǔn)。參照?qǐng)D3，在改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備中的調(diào)制解調(diào)器80包括N個(gè)模塊82A-82N，每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)于該節(jié)點(diǎn)支持的一種PLC技術(shù)。換句話說(shuō)，模塊82A對(duì)應(yīng)于TechA技術(shù)，模塊82B 對(duì)應(yīng)于Tech技術(shù)等等，直到模塊82N對(duì)應(yīng)于TechN技術(shù)。模塊82A-82N布置在數(shù)據(jù)分發(fā)模塊84和模擬濾波器模塊86之間。該模擬濾波器模塊86經(jīng)耦連/解耦級(jí)88耦連到電力線。模擬濾波器模塊86包括N個(gè)模擬帶通濾波器。每個(gè)這樣的帶通濾波器配置成在分離帶中傳送信號(hào)，該分離帶可以是寬帶，并衰減位于該帶的特定頻率范圍外的頻率的信號(hào)。每個(gè)帶通濾波器與特定的模塊82A-82N相關(guān)，這些模塊82A-82N配置成發(fā)送和接收帶通濾波器的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)。每個(gè)模塊82A-82N包括OSI (開(kāi)放性系統(tǒng)互連)的第一(PHY)和第二(MAC)層堆棧用于各個(gè)技術(shù)。例如，模塊82A包括模塊PHYa*MACa。同樣地，模塊82B包括模塊POTb和 MACbo數(shù)據(jù)分發(fā)模塊84根據(jù)例如每個(gè)帶的信道容量和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)通信量特性在模塊82A-82N 之間分發(fā)數(shù)據(jù)。關(guān)于每個(gè)帶上的信道的容量，數(shù)據(jù)分發(fā)模塊84基于每個(gè)帶上的物理吞吐量 (與信道容量直接相關(guān))和每個(gè)帶中已出現(xiàn)的通信量負(fù)荷(traffic load)在模塊82A-82N 之間分發(fā)數(shù)據(jù)，以找出網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)吞吐量。其他的度量也可用來(lái)代替或者補(bǔ)充先前已知的度量，如每個(gè)連接所需的服務(wù)質(zhì)量和延時(shí)要求。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)通信量特性可由數(shù)據(jù)分發(fā)模塊 84以多種不同方式接收。例如，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)可發(fā)送消息給其他節(jié)點(diǎn)，該消息可以指示每個(gè)帶中使用的每個(gè)吞吐量的數(shù)量。或，集中化節(jié)點(diǎn)可維持這樣的信息并將其提供給其他節(jié)點(diǎn)。這樣，每個(gè)帶的通信量負(fù)荷在網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)更新。當(dāng)用于發(fā)送時(shí)，來(lái)自一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)分發(fā)模塊84接收以在模塊 82A-82N之間分發(fā)。模塊82A-82N之間分發(fā)的輸出經(jīng)模擬濾波器模塊86傳送且接著在耦連 /解耦級(jí)88合并，從該耦連/解耦級(jí)88，這些輸出可注入到電力線90.當(dāng)調(diào)制解調(diào)器80用于接收時(shí)，耦連/解耦級(jí)88解耦來(lái)自多個(gè)頻帶并在電力線90 上傳送的信號(hào)，模擬濾波器模塊86中的每個(gè)帶通濾波器傳送一個(gè)頻帶，且拒絕其他頻帶。 每個(gè)頻帶中的信號(hào)通過(guò)模塊82A-82N的合適的模塊處理，接著生成的數(shù)據(jù)經(jīng)該數(shù)據(jù)分發(fā)模塊80轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的合適的應(yīng)用。將了解的是，對(duì)于調(diào)制解調(diào)器來(lái)說(shuō)，發(fā)送和接收并不是相互排斥的行為。相反地，調(diào)制解調(diào)器80能從一個(gè)或多個(gè)頻帶接收同時(shí)在一個(gè)或多個(gè)頻帶上發(fā)送。當(dāng)需要時(shí)，可在發(fā)送和接收之間可動(dòng)態(tài)重分配頻帶。每個(gè)PHY模塊(PHYa-PHYn)可具有反饋信號(hào)92A-92N，該反饋信號(hào)92A-92N為PHY模塊提供對(duì)應(yīng)的頻帶上的通信量和頻帶質(zhì)量的相關(guān)信息。該信息由數(shù)據(jù)分發(fā)模塊84使用以在N個(gè)可用模塊82A-82N之間重新分發(fā)數(shù)據(jù)流。應(yīng)注意，MAC (MACa-MACn)和PHY (PHYa-PHYn) 模塊中的一部分可共享資源。參照?qǐng)D4A，在現(xiàn)有技術(shù)電力線發(fā)送系統(tǒng)的第一形式中，電力線100連接到單個(gè)耦連單元102。該單個(gè)耦連單元102，具有高通發(fā)送特性以運(yùn)行電力線100拒絕AC線頻率。耦連單元102依次連接到接收器和發(fā)射器路徑104、106。接收器和發(fā)射器路徑104、106在半雙工階段(half duplex phase)使用RX/TX切換器108隔離。
接收器路徑104 —般包括限帶抗鋸齒濾波器110、可編程增益放大器(PGA) 112和 ADC 114。生成的數(shù)據(jù)信號(hào)接著送到解調(diào)器118。該抗鋸齒濾波器110可處于不同的操作狀態(tài)(order)，并且可部分或全部由PGA 112的帶寬提供。發(fā)射器路徑106 —般包括線路驅(qū)動(dòng)器120(其可能或不能在高阻抗模式中操作) 和限帶平滑濾波器22。該限帶平滑濾波器22限制模擬信號(hào)中(諧波在DAC IM對(duì)從調(diào)制器1 接收到的調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)126的操作產(chǎn)生)諧波(帶外范圍內(nèi))的功率。應(yīng)了解， 調(diào)制器1 和解調(diào)器118實(shí)現(xiàn)的至少某些功能將在模擬域?qū)崿F(xiàn)。參照?qǐng)D4B，現(xiàn)有技術(shù)的單個(gè)寬帶系統(tǒng)的稍有不同的形式采用了分離的發(fā)射器和接收器耦連單元130和136。在該形式的現(xiàn)有技術(shù)的電力線發(fā)送系統(tǒng)中不需要TX/RX切換器 108(圖4A)，線路驅(qū)動(dòng)器102的阻抗不需要顯著呈現(xiàn)額外的阻抗負(fù)荷給電力線100，或者線路驅(qū)動(dòng)器120自身能進(jìn)入高阻抗模式。參照?qǐng)D4C，改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備包括兩個(gè)或更多個(gè)模擬前端，這些模擬前端分別通過(guò)耦連單元142、148、IM和160分離成兩個(gè)低帶路徑LB1和LB2以及兩個(gè)高帶路徑HB1和 HB20每個(gè)模擬前端包括發(fā)送路徑和接收路徑。不同路徑(包括耦連單元142、148、154、160和有源組件(濾波器143、149、156、 162，線路驅(qū)動(dòng)器155和161，以及PGA 144和150)設(shè)計(jì)成傳送給定頻帶的信號(hào)并拒絕其他頻帶的信號(hào)。每個(gè)調(diào)制器159、164采用的調(diào)制方案可以相同或者不同，可以是解調(diào)方案 147,152ο參照?qǐng)D4D，在改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的第二實(shí)施例中，有耦連單元166和176。其中， 耦連單元166用于低帶通信，且耦連單元176用于高帶通信。除了低帶路徑(LB1和LB2)和高帶路徑(HB1和HB2)的用于不同PLC技術(shù)的功率、頻率和調(diào)制方案的優(yōu)化以外，可優(yōu)化耦連單元166、176以具有不同的通過(guò)頻率(pass-frequency)特性.參照?qǐng)D4E，在改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的第三實(shí)施例中，有耦連單元186和196，其中耦連單元186是用于接收且耦連單元196用于發(fā)送。然而，每個(gè)發(fā)送路徑0Λ和HB2)通過(guò)有意插入的濾波器187、202從其他發(fā)送隔離，該濾波器187、202分別具有低通或帶通和高通或帶通特性。圖4F示出了改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的第四實(shí)施例，該改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備應(yīng)用到圖4E中示出的兩個(gè)不同寬帶技術(shù)。雖然有多種可能的其他組合，在此無(wú)需在接收器或者發(fā)射器中設(shè)置分離路徑和轉(zhuǎn)換器，因?yàn)樵谝粋€(gè)方向上通信比在其他方向上通信可從改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備獲利更大。該改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備包括用于發(fā)送的耦連單元218和用于接收的耦連單元 208。采用有意插入的濾波器143在接收器路徑上隔離高帶和低帶。該濾波器具有高通或帶通特性。同樣地，采用有意插入的濾波器149在接收器路徑上隔離高帶和低帶。該濾波器具有低通或帶通特性。然而可將發(fā)射器調(diào)制方案結(jié)合到數(shù)字域222A、222B，接著傳送通過(guò)極高性能的DAC (數(shù)模轉(zhuǎn)換器)221、平滑濾波器220和線路驅(qū)動(dòng)器219。參照?qǐng)D5A，改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的典型的集成電路250實(shí)現(xiàn)包括用于兩個(gè)不同寬帶的兩個(gè)模擬前端AFEa、AF&。典型的集成電路250還包括配置成實(shí)現(xiàn)不同電力線調(diào)制解調(diào)器技術(shù)(包括DFE和MAC)并在設(shè)備中為下一階段應(yīng)用提供數(shù)字接口的邏輯元件226。高帶模擬前端(AFEb)包含高帶轉(zhuǎn)換器230、232和有源接口電子器件(也就是，PGA234和線路驅(qū)動(dòng)器236)并沿路徑238經(jīng)耦連單元連接到電力線。低帶模擬前端(AFEa) 包含低帶轉(zhuǎn)換器對(duì)0、242和有源接口電子器件(也就是，PGA244和線路驅(qū)動(dòng)器M6)并沿路徑248經(jīng)耦連單元連接到電力線。典型的集成電路250還包括沿著路徑238和248耦連到有源接口電子器件的濾波器(未示出，參見(jiàn)如圖4C-4F中的濾波器149)。將要在低帶和高帶上發(fā)送的信號(hào)的數(shù)字表示在邏輯元件226中產(chǎn)生并在接口 251、252呈現(xiàn)給模擬前端AFEa、AF&。參照?qǐng)D5B，在改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的集成電路實(shí)現(xiàn)的可選集成電路部分300中， 包括兩個(gè)集成電路，也就是數(shù)字調(diào)制解調(diào)器集成電路302和模擬調(diào)制解調(diào)器集成電路304， 該模擬調(diào)制解調(diào)器集成電路304包括兩個(gè)模擬前端AFEa、AFEb。該模擬調(diào)制解調(diào)器集成電路 304可包括多個(gè)分離的集成電路，例如每個(gè)模擬前端能是如圖5B所示的分離的集成電路， 或該模擬調(diào)制解調(diào)器集成電路304可在單個(gè)集成電路中實(shí)現(xiàn)。參照?qǐng)D5C，在改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的集成電路實(shí)現(xiàn)的另一集成電路部分400中， 每個(gè)寬帶的模擬前端劃分成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器CorwA、C0nVB和接口電路I/i^CeA、I/FaceBO在該例子中，轉(zhuǎn)換器(011%、&)11%與一個(gè)集成電路402中的電力線調(diào)制解調(diào)器的數(shù)字邏輯401集成到一起，而高頻電流/電壓接口電路在另一集成電路401中提供。應(yīng)了解，有多種其他可能，包括將全部或部分有源電子器件嵌入到系統(tǒng)中的其他設(shè)備，或使用各種模塊的離散模塊。如本文中其他地方所述，耦連單元具有頻率特性。參照?qǐng)D6A，電容性耦連單元500 包括Xl型電容器502，所述Xl型電容器502用于將信號(hào)源504耦連到電力線508 (經(jīng)隔離變壓器506)。在該例子中，變壓器(transformer) 506、電容器502、信號(hào)源504和電力線508 的阻抗確定了電容性耦連單元500的頻率響應(yīng)。參照?qǐng)D6B，電感性耦連單元520包括信號(hào)變壓器522，所述信號(hào)變壓器522電感耦連到與Yl型電容器526串聯(lián)的信號(hào)源524。該電感性耦連單元520與所述電容性耦連單元 500 (如圖6A所示)大致相同，基于信號(hào)變壓器522、電容器526、信號(hào)源5M和電力線5 各自的阻抗確定了其頻率響應(yīng)。此外，電力線508、528的低通濾波版本(version)可在改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備中使用以提供電源。也可在具有多個(gè)無(wú)源組件的耦連單元中實(shí)現(xiàn)高階濾波器。但是，應(yīng)了解，可在電力線網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備中采用多種其他的耦連單元(如光學(xué)耦連單元)。圖7A至7C所示為多種不同電力線技術(shù)的頻譜，其示出模擬信號(hào)分離裝置如何被用于將給定技術(shù)的信號(hào)(來(lái)源于其他技術(shù)的信號(hào))分離到特定的信號(hào)路徑。參見(jiàn)圖7A，第一技術(shù)TechA具有發(fā)射功率Pa*由頻率fA1和fA2界定的寬帶MO。 寬帶540具有內(nèi)部陷波M2，以符合電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。第二技術(shù)Tech具有發(fā)射功率Pk和由頻率fB1和fB2界定的寬帶M4。寬帶544也具有陷波M6，以符合電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)注意， fB1大于fA2以避免頻帶重疊。最后，第三技術(shù)TechN具有發(fā)射功率1\和由頻率fN1和fN2界定的寬帶M8。寬帶548也具有陷波550，以符合電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。參見(jiàn)圖7B，第一、第二和第三模擬濾波器(分別標(biāo)記為FiltA、FiUB*FiltN)分別將來(lái)自TechA、Tech和TechN中每一個(gè)的信號(hào)與來(lái)自其他技術(shù)的信號(hào)隔離。模擬濾波器特性適用于節(jié)點(diǎn)內(nèi)的每一種技術(shù)的發(fā)射器和/或接收器。第一模擬濾波器FiltA由通帶開(kāi)始和結(jié)束頻率fA3和fA4定義。類(lèi)似地，第二模擬濾波器通帶開(kāi)始和結(jié)束頻率fB3和fB4定義。最后，第三模擬濾波器通帶開(kāi)始和結(jié)束頻率fN3和fN4定義。在一個(gè)實(shí)施例中，電力線通信設(shè)備的模擬信號(hào)分離裝置的至少一個(gè)通帶的開(kāi)始是在IMHz和30MHz之間，且至少I(mǎi)OMHz的帶寬。可選地，至少一個(gè)其他寬帶包括頻率大于30、 40、50、75、100、200或500MHz的信號(hào)，且可選地小于IGHz的信號(hào)。模塊信號(hào)分離裝置的任一部件的通帶和阻帶之間的差可以大于6dB。應(yīng)注意，如圖7B所示，不同的模擬濾波器可能重疊(例如fA4 > fB3)，也可能不重疊(例如fB4 < fN3)。還應(yīng)注意，所有模擬濾波器的通帶不必要具有相同的特性(如帶內(nèi)衰減或損失、帶內(nèi)脈動(dòng)、帶外頻率上的衰減抑制或其他)。給定PLC技術(shù)的模擬濾波器特性和調(diào)制方案的結(jié)合決定了每一模擬濾波器隔離的效力。濾波器在其通帶內(nèi)的絕對(duì)損失相對(duì)于其通帶與阻帶比來(lái)說(shuō)重要性較低，這是因?yàn)檫@些濾波器中的任何衰減差值一般可通過(guò)在預(yù)濾波級(jí)注入更多功率和/或提高接收器的靈敏度進(jìn)行補(bǔ)償。圖7C所示為第二模擬濾波器FiUB對(duì)Tech信號(hào)提供的隔離的示意圖。使用中， 第二模擬濾波器通過(guò)信號(hào)I^attv其是第二模擬濾波器通帶的發(fā)射功率(PFb)與Tech信號(hào)的發(fā)射功率的乘積。其他技術(shù)(TechA*TechN)的信號(hào)被第二模擬濾波器FiUB的阻帶衰減至PI7n功率電平，其遠(yuǎn)小于Pi^以保證它們不會(huì)嚴(yán)重地干擾Patt!B信號(hào)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加時(shí)，改進(jìn)的電力線通信網(wǎng)絡(luò)具有提供增加的吞吐量的能力。具體來(lái)說(shuō)，該增加的吞吐量的需求通常與增加的節(jié)點(diǎn)數(shù)相匹配，這是由于當(dāng)多個(gè)設(shè)備共享網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要發(fā)射更多的數(shù)據(jù)。圖8A所示為單個(gè)設(shè)備的簡(jiǎn)單初始安裝，在這一情形中，IPTV(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視)通過(guò)DSL調(diào)制解調(diào)器602傳送至家庭住宅600，其從房間18中的DSL調(diào)制解調(diào)器602分發(fā)至房間20中的電視機(jī)604。由于DSL調(diào)制解調(diào)器602與電視機(jī)604之間的距離比較長(zhǎng)，其間的連接Cl最好使用低帶(歸因于其固有的較大覆蓋范圍)。由于只傳輸一個(gè)電視信道，低帶提供的帶寬足夠電視機(jī)使用。隨著改進(jìn)的電力線通信網(wǎng)絡(luò)的增大(其上增加了更多的節(jié)點(diǎn))，節(jié)點(diǎn)之間的平均距離趨向于減小。在圖8B所示的復(fù)雜的情形中(示出了同時(shí)有多個(gè)視頻流和音頻流的復(fù)雜的家庭內(nèi)多媒體網(wǎng)絡(luò))，連接C2-C7主要使用高帶(歸因于其較大的吞吐量)在相對(duì)短距離上實(shí)現(xiàn)。當(dāng)?shù)蛶нB接C8、C9的效率高于使用高帶鏈接的多個(gè)中繼段(hop)時(shí)，低帶連接 C8、C9仍將使用。另外，許多連接(例如C10)兩種帶都可使用。在使用中，網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)一般會(huì)通過(guò)一些同步形式(通常由這些低帶和高帶中的一個(gè)所使用的電力線技術(shù)來(lái)定義)發(fā)現(xiàn)電力線上的其他節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)還將識(shí)別被檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的技術(shù)能力和虛擬網(wǎng)絡(luò)成員，以確定哪個(gè)通信將有可能和/或是允許的(例如，當(dāng)被檢測(cè)節(jié)點(diǎn)本身具有一定的技術(shù)能力時(shí)，這些技術(shù)能力可能由干擾而減弱或被限制使用)。在識(shí)別了本身的可能的和可允許的通信后，基于一些因素，例如將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的類(lèi)型、其在QoS(服務(wù)質(zhì)量)上的等級(jí)、流量負(fù)載和可用的信道容量，發(fā)送節(jié)點(diǎn)將決定用于發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的最佳路徑。圖9所示為通信節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的其他通信節(jié)點(diǎn)的方法的流程圖，所述網(wǎng)絡(luò)使用不同的寬帶頻率范圍。圖9以建立特別的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(ad-hoc peer-to peer network)的方法進(jìn)行說(shuō)明，其中每一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)都是同等的。這是與主從網(wǎng)絡(luò)對(duì)照而言，在主從網(wǎng)絡(luò)中，從節(jié)點(diǎn)相互之間不能直接通信，除非通過(guò)主節(jié)點(diǎn)。在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中，是不需要主節(jié)點(diǎn)的，這是因?yàn)槊恳粋€(gè)節(jié)點(diǎn)都可以或者直接或者通過(guò)作為中繼器的第三節(jié)點(diǎn)與每一個(gè)其他節(jié)點(diǎn)通信。在發(fā)送步驟910中，使用第一寬帶頻率范圍從第一通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)電力線發(fā)送第一通信，該第一通信包括用于識(shí)別第二通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，第二通信節(jié)點(diǎn)也配置為在第一寬帶頻率范圍通信。例如，第一通信可以是用于請(qǐng)求來(lái)自其他通信節(jié)點(diǎn)例如第二通信節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)的消息，其也使用第一寬帶頻率進(jìn)行通信。在接收步驟920，響應(yīng)于該第一通信，從第二通信節(jié)點(diǎn)接收其他通信。該響應(yīng)可以指示例如第二節(jié)點(diǎn)連接至網(wǎng)絡(luò)。在發(fā)送步驟930中，使用第二寬帶頻率范圍從第一通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)電力線發(fā)送第二通信，該第二通信包括用于識(shí)別第三通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，第三通信節(jié)點(diǎn)配置為在第二寬帶頻率范圍通信。第二通信是用于請(qǐng)求來(lái)自其他通信節(jié)點(diǎn)例如第三通信節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)的消息，其使用第二寬帶頻率進(jìn)行通信。除了在不同的頻段通過(guò)電力線通信外，步驟910和步驟930 相同。步驟910和步驟930相互獨(dú)立地執(zhí)行，由第一通信節(jié)點(diǎn)執(zhí)行，使得任一個(gè)步驟可在另一步驟之前執(zhí)行，或者兩個(gè)步驟同時(shí)執(zhí)行。在接收步驟940中，從第三通信節(jié)點(diǎn)接收對(duì)第二通信的響應(yīng)。如果第二通信節(jié)點(diǎn)還配置為使用第二寬帶通信，則接收步驟940可包括從第二和第三通信節(jié)點(diǎn)兩者接收通在確定步驟950，基于對(duì)第一通信的響應(yīng)和對(duì)第二通信的響應(yīng)，確定通信策略。該確定可包括選擇寬帶和要使用的標(biāo)準(zhǔn)。該確定可包括在第三和第二通信節(jié)點(diǎn)之間的通信策略的確定，例如，是直接通信還是把第一通信節(jié)點(diǎn)作為中繼進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，發(fā)送步驟910和930包括使用不同標(biāo)準(zhǔn)和/或使用不同寬帶。在一可選的通信中該方法的下一步，根據(jù)在步驟950中確定的通信策略，在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信。圖10所示為在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中，第一通信節(jié)點(diǎn)同時(shí)與第二通信節(jié)點(diǎn)和第三通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的方法的流程圖。可選地，通信是獨(dú)立的。第一通信節(jié)點(diǎn)可選地作為第二通信節(jié)點(diǎn)和第三通信節(jié)點(diǎn)之間的中繼進(jìn)行操作。在第一通信步驟1010中，使用第一寬帶頻率范圍通過(guò)電力線在第一通信節(jié)點(diǎn)和第二通信節(jié)點(diǎn)之間傳送第一數(shù)據(jù)。在第二通信步驟1020中，使用第二寬帶頻率范圍通過(guò)電力線在第一通信節(jié)點(diǎn)和第三通信節(jié)點(diǎn)之間傳送第二數(shù)據(jù)，其中，第二寬帶頻率范圍與第一寬帶頻率范圍相分離，第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)同時(shí)傳送。在與圖10所示的方法類(lèi)似的一種方法中，第一通信節(jié)點(diǎn)與第二通信節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)或更多的分離的寬帶上同時(shí)通信。在一些實(shí)施例中，在分離的寬帶上進(jìn)行的通信是獨(dú)立的， 而在另一些實(shí)施例中，該通信是非獨(dú)立的。在后一類(lèi)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)的第一部分可以使用第一寬帶發(fā)送，數(shù)據(jù)的第二部分可以使用第二寬帶發(fā)送。在這些實(shí)施例中，使用兩種不同的寬帶是可選地進(jìn)行配置，以最大化總的數(shù)據(jù)帶寬。圖11所示為通信節(jié)點(diǎn)使用至少兩個(gè)不同的寬帶同時(shí)接收信號(hào)的方法的流程圖。 可選地，編碼在這些信號(hào)中的數(shù)據(jù)是獨(dú)立的，且可接收自網(wǎng)絡(luò)上的不同通信節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)還可以使用不同的通信標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送和/或編碼。在接收第一信號(hào)的步驟1110中，接收通過(guò)電力線傳送的模擬信號(hào)。該信號(hào)包括編碼數(shù)據(jù)。編碼可以包括任何已知的在時(shí)間依賴信號(hào)上編碼數(shù)據(jù)的各種方法。在分離分量步驟1120，信號(hào)的第一分量(在第一寬帶頻率范圍內(nèi))與信號(hào)的第二分量(在第二寬帶頻率范圍內(nèi))分離。在各個(gè)實(shí)施例中，第一寬帶頻率范圍和第二寬帶頻率范圍中的每一個(gè)至少為5、7、10、12、15、20、50、100和/或200MHz寬。例如在一個(gè)實(shí)施例中，第一寬帶頻率范圍至少為IOMHz寬，第二寬帶頻率范圍至少為200MHz寬。在一些實(shí)施例中，信號(hào)分量的分離使用模擬帶通濾波器實(shí)現(xiàn)。例如，一個(gè)帶通濾波器可配置為隔離 (isolate)第一寬帶頻率范圍，而另一個(gè)帶通濾波器可配置為隔離第二寬帶頻率范圍。在處理步驟1130，在分離分量步驟1120中分離開(kāi)的第一信號(hào)分量和第二信號(hào)分量中的每一個(gè)被分別進(jìn)行處理。該處理一般是并行執(zhí)行的。例如一個(gè)信號(hào)分量可以使用低帶模擬路徑LB1進(jìn)行處理，另一信號(hào)分量可使用高帶路徑HB1進(jìn)行處理。低帶模擬路徑LB1 和高帶路徑HB1可選地分擔(dān)一個(gè)或更多的分量。處理步驟1130的結(jié)果是產(chǎn)生兩組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在提供步驟1140，該兩組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被提供給一個(gè)或更多的應(yīng)用。這兩組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可獨(dú)立地使用。圖12所示為通信節(jié)點(diǎn)使用至少兩個(gè)不同的寬帶同時(shí)發(fā)送信號(hào)的方法的流程圖。 可選地，編碼在這些信號(hào)中的數(shù)據(jù)是獨(dú)立的，其目的地可以是網(wǎng)絡(luò)上的不同通信節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)可以使用不同的通信標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送和/或編碼。在接收數(shù)據(jù)步驟1210，從一個(gè)或更多的應(yīng)用接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可選地是獨(dú)立的。在編碼步驟1220，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的第一部分被編碼為第一寬帶頻率范圍內(nèi)的第一信號(hào)，第一寬帶頻率范圍的至少一部分可選地小于30MHz。這一編碼可使用例如低帶模擬路徑LB2進(jìn)行。在編碼步驟1230，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的第二部分被編碼為第二寬帶頻率范圍內(nèi)的第二信號(hào)，第二寬帶頻率范圍的至少一部分可選地大于30MHz。這一編碼可使用例如高帶路徑HB2 進(jìn)行。編碼步驟1220和編碼步驟1230可并行執(zhí)行。在可選的合并步驟1240，第一信號(hào)和第二信號(hào)被合并以生成合并信號(hào)。這一步驟可選地使用iTx耦連196、或HB Tx耦連巧4和LB Tx耦連160實(shí)現(xiàn)。例如使用HB Tx耦連154和LB Tx耦連160，當(dāng)兩個(gè)信號(hào)都耦連到電力線上時(shí)，即發(fā)生合并。在發(fā)送步驟1250，通過(guò)電力線發(fā)送合并信號(hào)。合并信號(hào)的不同部分被同時(shí)發(fā)送，并可以發(fā)送至不同的目的地。作為替代，如果省略了步驟1240，則發(fā)送步驟1250包括了在電力線上合并第一和第二信號(hào)，其中合并信號(hào)的不同部分被同時(shí)發(fā)送，且可以發(fā)送至不同的目的地。此處示出和/或描述了幾個(gè)實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，基于上述的教導(dǎo)，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和/或變換，而不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和精神。例如，此處描述的技術(shù)可用于家用、工業(yè)和/或交通工具電力系統(tǒng)。此處描述的各種部分可以嵌入軟件(存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中)、固件和/或硬件。這些部件形式在這里通常被稱為“邏輯”。此處描述的實(shí)施例是用于說(shuō)明本發(fā)明。由于本發(fā)明的實(shí)施例只是示例說(shuō)明，對(duì)其中所述的方法和/或特定結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種修改或適應(yīng)性修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。所有的這些修改、適應(yīng)性修改、或變換都可在本發(fā)明的教導(dǎo)下得到，從而提升本領(lǐng)域技術(shù)，且不脫離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)。因此，本發(fā)明不局限于所公開(kāi)的具體實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)與以下專利申請(qǐng)有關(guān)申請(qǐng)日為2006年8月M日、申請(qǐng)?zhí)枮?1/467,141的美國(guó)專利申請(qǐng)，名稱為 "Multi-Wideband Communications over Power Lines，，，其要求了名禾爾為“Powerline Communication Device and Method，，、申請(qǐng)日為2005年10月3日的歐洲專利申請(qǐng) EP05256179. 2的優(yōu)先權(quán)；本申請(qǐng)將這兩件專利申請(qǐng)公開(kāi)的內(nèi)容引用并結(jié)合如此；申請(qǐng)日為2009年6月15日、申請(qǐng)?zhí)枮?2/484，7M的美國(guó)專利申請(qǐng)，名稱為“Power Line Communication Networks and Methods employing Multiple Widebands，，,其是美國(guó)專利申請(qǐng)11/467，141的繼續(xù)申請(qǐng)；申請(qǐng)日為2006年9月觀日、申請(qǐng)?zhí)枮?1/536，539的美國(guó)專利申請(qǐng)，名稱為 "Multi-Wideband Communications over Power Lines”，其是美國(guó)專利申請(qǐng) 11/467，141 的繼續(xù)申請(qǐng)；申請(qǐng)日為2009年9月4日、申請(qǐng)?zhí)枮?2/5M，440的美國(guó)專利申請(qǐng)，名稱為 "Multi-Wideband Communications over Power Lines”，其是美國(guó)專利申請(qǐng) 11/467，141 的分案申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，其特征在于，包括第一模塊，所述第一模塊包括第一 PHY層與第一 MAC層通信，所述第一模塊用于執(zhí)行與第一寬帶頻率范圍相關(guān)的第一寬帶通信技術(shù)；第二模塊，所述第二模塊包括第二 PHY層與第二 MAC層通信，所述第二模塊用于執(zhí)行與第二寬帶頻率范圍相關(guān)的第二寬帶通信技術(shù)，所述第二寬帶頻率范圍與所述第一寬帶頻率范圍相分離；數(shù)據(jù)分發(fā)模塊，所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊與第一和第二 MAC層通信，并用于接收并分發(fā)數(shù)據(jù)給第一和第二模塊；耦連/解耦級(jí)，用于將第一和第二寬帶頻率范圍內(nèi)的信號(hào)耦連到AC電力線上；第一模擬帶通濾波器，設(shè)置在第一 PHY層和耦連/解耦級(jí)之間，用于衰減掉頻率位于第一寬帶頻率范圍外的信號(hào)；第二模擬帶通濾波器，設(shè)置在第二 PHY層和耦連/解耦級(jí)之間，用于衰減掉頻率位于第二寬帶頻率范圍外的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊基于網(wǎng)絡(luò)流量特性分發(fā)數(shù)據(jù)給第一和第二模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊基于第一和第二寬帶頻率范圍的相應(yīng)信道容量分發(fā)數(shù)據(jù)給第一和第二模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊基于來(lái)自第一和第二 PHY層的反饋分發(fā)數(shù)據(jù)給第一和第二模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蠓职l(fā)數(shù)據(jù)給第一和第二模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊進(jìn)一步用于從單個(gè)應(yīng)用接收數(shù)據(jù)，并同時(shí)分發(fā)該數(shù)據(jù)給第一和第二模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊還進(jìn)一步從兩個(gè)應(yīng)用接收數(shù)據(jù)，將來(lái)自第一應(yīng)用的數(shù)據(jù)分發(fā)給第一模塊，并將來(lái)自第二應(yīng)用的數(shù)據(jù)分發(fā)給第二模塊，其中數(shù)據(jù)被同時(shí)分發(fā)給第一模塊和第二模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊還從單個(gè)應(yīng)用接收數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)分發(fā)給第一模塊，同時(shí)從第二 MAC層接收其它數(shù)據(jù)并將所述其它數(shù)據(jù)傳遞給第二應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分發(fā)模塊還同時(shí)從所述第一 MAC層和第二 MAC層接收其它數(shù)據(jù)，并將所述其它數(shù)據(jù)傳遞給單個(gè)應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，其特征在于，還包括第三模塊，所述第三模塊包括第三PHY層與第三MAC層通信，所述第三模塊用于執(zhí)行與第三寬帶頻率范圍相關(guān)的第三寬帶通信技術(shù)，所述第三模塊設(shè)置在數(shù)據(jù)分發(fā)模塊和耦連/ 解耦級(jí)之間；第三模擬帶通濾波器，設(shè)置在第三PHY層和耦連/解耦級(jí)之間，用于衰減掉頻率位于第三寬帶頻率范圍外的信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，通過(guò)在多個(gè)寬帶頻率范圍上同時(shí)發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)進(jìn)行電力線通信。信號(hào)可同時(shí)以不同的頻率傳送給兩個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，或可從通信節(jié)點(diǎn)同時(shí)以不同的頻率傳送信號(hào)。這些信號(hào)可以通過(guò)不同的節(jié)點(diǎn)交換，和/或包含有獨(dú)立的數(shù)據(jù)。某些實(shí)施例中，某些寬帶頻率范圍高于30MHz。
文檔編號(hào)H04B3/54GK102291164SQ20111011185
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者弗爾倫·哈肯·尼爾斯, 瑞維羅·卡洛斯·喬安, 赫維茨·伊弗雷姆·大衛(wèi)·喬納森 申請(qǐng)人:吉歌里網(wǎng)絡(luò)公司