专利名称：抑制泄漏电磁场的改进通信方案的利记博彩app
技术领域：
本发明一般涉及抑制泄漏电磁场的方法及抑制泄漏电磁场的传输方法和装置，尤其涉及一种抑制泄漏电磁场的方法及抑制泄漏电磁场的传输方法和装置，这些方法和装置应用于电源线通信调制解调器以采用电源线进行高速数据通信，并通过抑制信号传输中电源线辐射的泄漏电磁场(电磁波)减少干扰其它接收机的不希望的无线电波。
相关技术描述
图1示出电源线通信(PLC)系统的结构示意图。如图1所示，电源线包括配置在配电站9-1和杆式变压器(pole transformer)9-3之间的6.6KV高压配电线，配置在杆式变压器9-3和房屋9-6之间的100/200V低压配电线9-4和引入线9-5。
根据PLC系统，光信号通过与配电站9-1的接入点9-11和杆式变压器9-3内的调制解调器之间的高压配电线9-3并联的光纤传输，通信信号通过在杆式变压器9-3与插入房屋9-6引出插口的调制解调器之间低压配电线9-4、引入线9-5以及室内线9-7进行传输。
大量家用电器连接于低压配电线9-4、引入线9-5以及室内线9-7。从家用电器的开关电源和逆变器电路发出随机噪声，这样，传输质量被这种大的噪声降低。从而，PLC采用了被认为具有很大噪声抗扰度的调制方法，如频率调制、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)及扩展频谱。或者，将不使用包含高噪声电平的载波带进行通信的技术(如多载波调制或正交频分复用(OFDM))用于PLC。
根据上述PLC系统，这种大的泄漏电磁场在信号传输中从电源线发出，很有可能使其他通信或广播媒体大受此泄漏电磁场的影响。甚至有可能使短波广播接收机中的噪声非常大而几乎听不见广播内容。
为降低这种泄漏电磁场波，有必要降低PLC系统的传输电平。然而，如果传输电平降低，PLC系统的通信质量因家用电器的开关电源和逆变器电路发出的噪声而大大退化。
另外，在整个电源线上还有分支点，这样又产生多径。其结果，某频率的传输信号又从一个分支点反射回发射机而相位相反。图2示出电源线等效电路的示意图，其中反射波是由多径产生的。图2中，杆式变压器的调制解调器的传输部分10-1及配置于室内的调制解调器的接收部分10-2由包含大量分支点的电源线10-3连接。
来自分支点的N个(整数n＞1)反射波返回到电源线10-3的传输部分10-1侧，在各自延迟时间Δt1直至Δtn经过之后合并。在某频率的传输信号中，产生反射波与传输波相互重叠而形成电压零的点，即阻抗为零的点。在这一点，流过大信号电流，也就产生大的泄漏电磁场波。
还有，在PLC系统中，低压配电线是一电感器，接于低压配电线的引入线和室内线对于杆式变压器是电容器。连接室内线的每一台家用电器都有连接在AC100V线之间的防噪声电容器，以便提供大电容负荷。
因此，从杆式变压器角度看，电源线是一R、L和C的串联谐振电路，其中包括杆式变压器的调制解调器的输出阻抗。图3A是从杆式变压器看示出的电源线等效电路的示意图。图3B是示出流过电源线的信号电流的频率特性示意图。
图3A中，R表示杆式变压器的调制解调器的输出阻抗，L表示低压配电线的电感，C表示引入线和室内线的电容。R、L和C形成串联谐振电路。因此，在谐振频率f0＝1/{2π√(LC)}，电路阻抗最小，这样这一频率的信号使得大电流流过，如图3B所示，从而产生大泄漏电磁场波。
再者，电源线变成分布常数电路(distributed constant circuit)，这样由分支线形成不同谐振频率的多个串联谐振电路。图4A和4B是示出阻抗和流动电流如何分别随频率改变而变化，从而在传输信号频带中产生多个谐振点的示意图。如图4A和4B所示，在某些谐振点，阻抗最小而电流最大，并产生大的泄漏电磁场波。
再者，电源线的分支线起着天线的作用。在谐振频率，比如30MHz的情况下，电波传输速度为3×108[米/秒]，故波长为10米。因此，如图5所示，在每5米的半波长线长处产生一个使电流或电压最大的节点。
在谐振频率整数倍的频率时也能获得谐振。大泄漏电磁场在每一频率的每个半波长点产生。鉴于家用电器有电容负载，大泄漏电磁场在每一高于或约等于100KHz频率的每个半波长点产生。
发明概要本发明的一般目的是提供抑制泄漏电磁场的方法及抑制泄漏电磁场的传输方法和装置，由此消除上述缺点。
本发明具体的目的是提供抑制泄漏电磁场的方法及抑制泄漏电磁场的传输方法和装置，在采用产生反射波的通信线，如电源线、电话线或同轴传输线的信号传输中，防止因反射波干扰或符号间干扰造成的大电流导致大电磁场的产生。
本发明的上述目的通过抑制在产生反射波的通信线或电源线上的泄漏电磁场的方法达到，该方法包括下列步骤(a)从传输端传输第一个脉冲；(b)经过一定时间段之后从传输端传输第二个脉冲，在此时间段期间，第一脉冲的反射波在返回传输端之前消失，由此使泄漏电磁场减至最小。
根据上述方法，脉冲被间隔地传输以防止反射波干扰和符号间干扰，从而防止由此干扰产生的大泄漏电磁场。
本发明的上述目的还通过一种抑制在产生反射波的通信线或电源线上的泄漏电磁场的方法达到，该方法包括下列步骤(a)传输第一个脉冲；(b)在步骤(a)中传输的第一个脉冲之后紧接着传输第二个脉冲，其相位跟第一个脉冲相差180°，由此传输一个信号。
根据上述方法，传输第一个脉冲之后，紧接着传输相位跟第一个脉冲相差180°的第二个脉冲来进行信号传输，这样第一和第二脉冲的反射波具有相反极性而相互抵消，从而抑制了泄漏电磁场。
本发明的上述目的还可通过一种抑止在采用电源线传输信号的电源线通信中的泄漏电磁场的传输方法达到，其中，第一和第二脉冲信号从传输装置以电源线脉冲响应波形的时间间隔进行发送，这样防止第二脉冲信号与第一脉冲信号的反射波在传输装置输出端的电源线上合并，第二脉冲信号对应于第一脉冲信号之后待发送的数据。
根据上述传输方法，第一和第二脉冲信号以电源线脉冲响应波形的时间间隔进行发送，这样避免反射波干扰和符号间干扰，从而防止由此干扰产生的大泄漏电磁场。
本发明的上述目的还可通过一种抑止在采用电源线传输信号的电源线通信中的泄漏电磁场的传输方法达到，其中，信号从传输装置通过一个滤波器传送至电源线，该滤波器的传递函数是电源线传递函数的逆函数，这样防止传送的信号及其反射波在传输装置输出端的电源线上合并。
根据上述传输方法，反射波具有相反极性而相互抵消，从而抑制泄漏电磁场。
本发明的上述目的还可通过一种抑止在采用电源线传输信号的电源线通信中的泄漏电磁场的传输装置达到，所述传输装置包括以电源线脉冲响应波形的时间间隔产生和发送第一和第二脉冲信号的信号发生部分，这样防止第二脉冲信号与第一脉冲信号的反射波在传输装置输出端的电源线上合并，第二脉冲信号对应于第一脉冲信号之后待发送的数据。
根据上述传输装置，第一和第二脉冲信号以电源线脉冲响应波形的时间间隔进行发送，这样避免反射波干扰和符号间干扰，从而防止由此干扰产生的大泄漏电磁场。
本发明的上述目的还可进一步通过一种抑止在采用电源线传输信号的电源线通信中的泄漏电磁场的传输装置达到，所述传输装置包括一个滤波器，气传递函数是电源线传递函数的逆函数，这样防止传送的信号及其反射波在传输装置输出端的电源线上合并，其中，信号通过所述滤波器从传输装置传送至电源线。
根据上述传输装置，反射波具有相反极性而相互抵消，从而抑制泄漏电磁场。
附图简述当结合附图详细阅读下述内容便会更加明了本发明的其他目的、特性及优点，其中图1是示出电源线通信(PLC)系统的结构示意图；图2示出用于PLC系统的电源线的等效电路示意图，其中电源线反射波因多径产生；图3A示出从PLC系统的杆式变压器看的电源线等效电路，图3B示出流过电源线的信号电流的频率特性示意图；图4A和4B示出在电源线上的传输信号频带如何产生多个谐振点的示意图；图5示出电源线上电流或电压最大的节点是如何产生的示意图；图6A至6D示出根据本发明的以脉冲响应间隔进行信号传输的示意图；图7示出根据本发明的信号间零点插入示意图；图8示出描述根据本发明相互间相位相差180°的脉冲传输的信号时序图；图9示出根据本发明的第一实施例的调制解调器结构的方框图；图10A至10C是描述根据第一实施例信号传输中信号点产生的示意图11是描述根据本发明第二实施例抵消反射波的示意图；图12示出根据本发明的第二实施例的调制解调器结构的方框图；图13是描述正交频分复用(OFDM)的示意图。
优选实施例的详细描述下面将参阅附图描述本发明的实施例。
参阅图6A至6D说明根据本发明抑制泄漏电磁场的传输装置。由于有分支线，电源线的等效电路如图6A所示。依次通过电源线传输的信号与其从分支点反射和返回的反相反射波合并，因此在某些点电流最大。这种电源线的脉冲响应波形的最大宽度(时间间隔)大约为2微秒。
在此，对应于传输数据的脉冲以图6C所示的2微秒间隔在图6B所示的1.7至30MHz的传输频带中传输。这防止了反相反射波的干扰，如图6D所示。这样，防止了传输的脉冲在干扰波上叠加，因此无论如何不会产生电压零。即，防止了电源线上流过大电流，从而可抑制泄漏电磁场。
再者，如图7所示，根据Nyquist定理，在提供给电源线比如30Mbaud(兆波特)的宽带宽中，以每一间隔对应于电源线脉冲响应波形宽度的间隔(约为2微秒)传输脉冲，因此避免了脉冲响应在传输的脉冲上叠加，在每两个脉冲之间的Nyquist间隔位置(比如间隔约为33毫微秒)插入零点。从而抑制了反射波的干扰和符号间的干扰，也就避免了干扰引起的大电流。这样就减小了泄漏电磁场。
通过在传输第一个脉冲之后，紧接着传输相位跟第一个脉冲相差180°的第二个脉冲来进行信号传输，可以减小反射波，从而抑制泄漏电磁场。图8示出描述泄漏电磁场如何被抑制的信号时序图。
图8中，当第一脉冲被传输，如(a)所表示，第一脉冲的反射波返回，如(b)所示。然后，在第一脉冲传输之后紧接着传输其相位跟第一个脉冲相差180°的第二个脉冲，如图8中的(c)所表示，第二脉冲的反射波返回，其波形与第一脉冲的反射波相反，如图8中的(d)所表示。
电源线上，如图8中的(e)所表示，第一和第二脉冲的反射波(其波形正好相反)相互抵消，这样可减小反射波引起的泄漏电磁场。图8中，(f)表示按下述方式依次传输脉冲时的波形，即紧接着前一个脉冲传输的脉冲的相位跟前一个相差180°。这种情况下，波形极性在每两个接连的脉冲之间切换，因此每两个接连的脉冲的波形也相互抵消。从而可减小泄漏电磁场。
图9示出根据本发明的第一实施例的杆式变压器的调制解调器结构的方框图。调制解调器以对应于脉冲响应间隔的间隔传输脉冲。调制解调器包括传输部分40和接收部分41。在图9的调制解调器传输部分40中，扰频器(SCR·S/P)4-5对传输信号(SD)扰频，把串行信号转换为并行信号，将转换的信号传输到矢量和电路(G/N·sum)4-6。
矢量和电路4-6输入的并行信号将(格雷二进制码数据(G))转换成自然二进制码(N)。进一步，在进行对应于在接收机端作相位检测的矢量差分电路(差分·N/G)4-7的矢量和计算之后，矢量和电路4-6将信号发送至信号点产生部分4-1。
信号点产生部分4-1将传输数据分成调制单元，每一调制单元具有给定位数，产生对应于针对每一调制单元的位数的信号点之一。比如说，将数据分成两位调制单元的情况下，信号点产生部分4-1产生针对每个调制单元的22＝4个信号点之一，如图10A所示。
如图10B所示，信号点以脉冲形式按间隔时间产生，每一脉冲有实部与虚部，每一间隔时间足够长以使脉冲反射波消失(比如2微秒)。零点插入部分4-2在传输信号和下一个信号之间插入零点信号之后，第一个滚降滤波器(ROF1)4-8将传输频带限制在PLC容许的频带并进行波形整形。由此，传输信号如图10C所示输出。
调制电路(MOD)4-9调制传输信号。然后，传输信号在数模转换电路(D/A)4-10中由数字信号转换成模拟信号。此后，低通滤波器(LPF)从传输信号中抽取一个包括PLC载波频带的低频带信号，将抽取的信号传送至传输线TX线。从传输线TX线传输的信号通过接收线RX线由一个相对的调制解调器接收。在相对的调制解调器接收部分41，带通滤波器(BPF)4-12从接收的信号中抽取特定频带的分量，而且模数转换电路(AD)4-13又将抽取的信号分量转回数字信号。
解调电路(DEM)4-14将该数字化模拟信号解调成基带信号。第二滚降滤波器(ROF2)4-15对信号进行波形整形，然后将该信号输出至压控晶体振荡器型锁相环电路4-16(PLL·VCXO)。
PLL电路4-16从该信号抽取每一零点的相位，将此提供给A/D转换电路4-13作为抽样定时信号，并将此提供给接收部分41的接收时钟(RX-CLK)分配部分4-3作为接收时钟信号。
在零点去除部分4-4将零点从接收部分41的第二滚降滤波器4-15的输出信号中去除后，自动增益控制器(AGC)4-17对零点去除部分4-4的输出信号进行增益控制。然后，自动载波相位控制器(CAPC)4-18对AGC4-17的输出信号进行相位匹配。此后，确定电路(DEC)4-19对CAPC4-18的输出信号进行信号确定，并将确定的结果输出至矢量差分电路4-7。
矢量差分电路4-7进行矢量差计算，是矢量和电路4-6进行的矢量和计算的相反运算，矢量和电路发送自然二进制码信号。此后，矢量差分电路4-7将信号转换回格雷二进制码，并将转换的信号送至解扰器(P/S·DSCR)4-20。解扰器4-20进行解扰，即将该并行格雷二进制码信号转换成串行信号并将该串行信号作为接收信号(RD)输出。
再者，传输部分40的传输时钟(TX-CLK)分配电路4-21将传输时钟信号分配给零点插入部分4-2、D/A转换电路4-10及其他传输电路部分。接收时钟分配部分4-3从PLC电路4-16抽出接收时钟，并将接收时钟信号分配给零点去除部分4-4和其他接收电路部分。
接收时钟分配部分4-3仅仅是传送从PLC电路4-16抽出并表示零点相位的抽样定时信号。该信号只是一个符号定时信号。
接下来，描述本发明的第二实施例。图11示出第二实施例的示意图，其中反射波被多径平衡抵消。
根据本实施例，在杆式变压器内的调制解调器中，传输信号通过多径平衡部分6-1传送至电源线的通信线6-2。如前参阅图2所述，n个反射波从许多分支点反射返回，在相应的时延经过后于通信线6-2合并。因此，通信线6-2的传递函数为1/(1+K1XZ-1+K2XZ-2+…+KnXZ-n)为抵消反射波，在调制解调器中提供多径平衡部分6-1，该部分由一个滤波器构成，该滤波器的传递函数是通信线6-2的传递函数的逆函数。即，用作多径平衡部分6-1的滤波器是有限脉冲响应(FIR)滤波器，其传递函数为1+C1XZ-1+C2XZ-2+…+CnXZ-n多径平衡部分6-1包括n个延迟元件6-11，对应于相应反射波的估算的最大延迟时间；n个乘法器6-12，用相应的系数乘以延迟元件6-11的输出，系数校正部分6-13，用最小均方(LMS)计算每一系数并校正系数；误差计算部分6-14，比较输入传输信号和输出传输信号并将两信号间的误差输出到系数校正部分6-13作为误差信号；以及合并和相加部分6-15，将由延迟元件6-11的输出乘以相应系数而得的信号合并和相加。
系数校正部分6-13n计算和校正系数C1至Cn，使得误差计算部分6-14输出的误差信号减至最小。由此，系数K1至Kn分别等于系数C1至Cn，这样合并多径平衡部分6-1和电源线通信线路6-2的整个传输系统的传递函数成为一。因此，就不存在阻抗为零的谐振点，从而防止了强泄漏电磁场波的发生。
图12是示出根据本发明第二实施例的杆式变压器中调制解调器结构的示意框图。调制解调器以对应于脉冲响应间隔的间隔输出脉冲，抵消传输的脉冲的反射波。图12的结构不同于图9，多径平衡部分6-1和快速傅立叶逆变换部分(IFFT)7-1及进行OFDM的防护时间添加部分7-2，被加进传输部分40，在接收部分41中提供对OFDM多路复用信号进行多路分解的快速傅立叶变换部分7-3。
如图11所示，多径平衡部分6-1比较了通过接收线路接收的信号和输出传输信号，基于两信号间的误差信号计算了FIR滤波器的系数，因此，FIR滤波器的传递函数是多径电源线的传递函数的逆函数，这样就消除了多径效应。
根据OFDM，一个其中如图13所示的在最小频率间隔的多个正交载频的数字调制波被同步多路复用的传输信号被连续传送。因为OFDM中采用多载波调制信号，OFDM中的符号周期间可以比在用单载波传输情况下的长。而且，通过用防护时间添加部分7-2在传输信号之间沿时间轴添加防护间隔，即使是多径情况下也能减少符号间干扰。从而，传输特性退化可以得到减小，虚反射(ghosting)现象得到抑制。
添加防护间隔使符号长度被拉长了防护间隔的量，该量是基于多径波的估算时延而不改变子信道的频率间隔所确定的。图12的接收部分41忽略了防护时间添加部分7-2的符号数据(该符号数据可能受多径引起的符号间干扰的影响)，并用剩余符号数据解调OFDM数据。
如上所述，根据本发明，传输信号的信号点在间隔时间产生，每一间隔对应于电源线的通信线路的脉冲响应的波形宽度，传输信号的脉冲根据Nyquist定理传送，在脉冲之间插入零点。这样，通过在脉冲间隔传输信号以避免反射波干扰和符号间干扰，就可防止由这种干扰引起的大泄漏电磁场的产生。
另外，通过在第一脉冲传输后紧接着传输第二脉冲来传送信号，第二脉冲的相位跟第一脉冲相差180°，第一和第二脉冲的反射波的极性相反而相互抵消，从而抑制了泄漏电磁场。
而且，通过在传输装置的输出端提供其特性跟电源线通信线路的传输特性相反的多径平衡部分，并通过多径平衡部分传送传输信号，反射波被抵消，这样就可防止由反射波引起的干扰。
本发明不限于特别公开的实施例，在不背离本发明范围的前提下可作变化与改进。
本申请基于2002年1月24日提出的日本优先权申请No.2002-015098，其中全部内容以参考形式包含在内。
权利要求
1.一种抑制产生反射波的通信线或电源线上的泄漏电磁场的方法，所述方法包括下列步骤(a)从传输端传输第一个脉冲；(b)经过一定时间段之后从传输端传输第二个脉冲，在此时间段期间，第一脉冲的反射波在返回传输端之前消失，由此使泄漏电磁场减至最小。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述一定时间段的时间长度足以使第一脉冲的反射波消失。
3.一种抑制产生反射波的通信线或电源线上的泄漏电磁场的方法，所述方法包括下列步骤(a)传输第一个脉冲；(b)在步骤(a)传输第一个脉冲之后紧接着传输第二个脉冲，其相位跟第一个脉冲相差180°，由此传输一个信号。
4.一种抑制采用电源线传输信号的电源线通信中的泄漏电磁场的传输方法，其中第一和第二脉冲信号从传输装置以电源线脉冲响应波形的时间间隔进行发送，以便防止第二脉冲信号与第一脉冲信号的反射波在传输装置输出端的电源线上合并，第二脉冲信号对应于第一脉冲信号之后待发送的数据。
5.根据权利要求4的传输方法，其特征在于所述时间间隔基本上为2微秒。
6.根据权利要求4的传输方法，其特征在于所述第一和第二脉冲信号以Nyquist速率产生；零点信号被插入第一和第二脉冲信号之间的Nyquist间隔位置并发送。
7.一种抑制采用电源线传输信号的电源线通信中的泄漏电磁场的传输方法，其中信号从传输装置通过一个滤波器传送至电源线，滤波器的传递函数是电源线的传递函数的逆函数，由此防止传送的信号及其反射波在传输装置输出端的电源线上合并。
8.根据权利要求7的传输方法，其特征在于第一和第二脉冲信号从传输装置以电源线脉冲响应波形的时间间隔进行发送，由此防止第二脉冲信号与第一脉冲信号的反射波在传输装置输出端的电源线上合并，第二脉冲信号对应于第一脉冲信号之后待发送的数据。
9.根据权利要求8的传输方法，其特征在于所述时间间隔基本上为2微秒。
10.根据权利要求8的传输方法，其特征在于所述第一和第二脉冲信号以Nyquist速率产生；零点信号被插入第一和第二脉冲信号之间的Nyquist间隔位置并发送。
11.一种抑制采用电源线传输信号的电源线通信中的泄漏电磁场的传输装置，所述传输装置包括一信号产生部分，产生并以电源线的脉冲响应波形的时间间隔发送第一和第二脉冲信号来防止第二脉冲信号与第一脉冲信号的反射波在传输装置输出端的电源线上合并，所述第二脉冲信号对应于第一脉冲信号之后待发送的数据。
12.根据权利要求11的传输装置，其特征在于所述时间间隔基本上为2微秒。
13.根据权利要求11的传输装置，其特征在于所述信号产生装置以Nyquist速率产生第一和第二脉冲信号；在第一和第二脉冲信号之间的Nyquist间隔位置插入零点信号并发送零点信号。
14.一种抑制采用电源线传输信号的电源线通信中的泄漏电磁场的传输装置，传输装置包括一滤波器，其传递函数是电源线的传递函数的逆函数以防止传送的信号及其反射波在传输装置输出端的电源线上合并，其中，通过所述滤波器将该信号从传输装置传送至电源线。
15.根据权利要求14的传输装置，进一步包括一信号产生部分，产生并以电源线的脉冲响应波形的时间间隔发送第一和第二脉冲信号来防止第二脉冲信号与第一脉冲信号的反射波在传输装置输出端的电源线上合并，所述第二脉冲信号对应于第一脉冲信号之后待发送的数据。
16.根据权利要求15的传输装置，其特征在于所述时间间隔基本上为2微秒。
17.根据权利要求15的传输装置，其特征在于所述信号产生装置以Nyquist速率产生第一和第二脉冲信号；将零点信号插入第一和第二脉冲信号之间的Nyquist间隔位置并发送零点信号。
全文摘要
一种抑制产生反射波的通信线或电源线上的泄漏电磁场的方法包括下列步骤(a)从传输端传输第一个脉冲，和(b)经过一定时间段之后从传输端传输第二个脉冲，在此时间段期间，第一脉冲的反射波在返回传输端之前消失，由此使泄漏电磁场减至最小。
文档编号H04B15/02GK1434576SQ02122269
公开日2003年8月6日 申请日期2002年6月3日 优先权日2002年1月24日
发明者加来尚, 村田博康 申请人:富士通株式会社