專利名稱：電力線上的多寬帶通信的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于電力線通信的系統(tǒng)和方法，具體而言，涉及用于寬帶 電力線通信的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
隨著對數字內容(例如MP3音頻、MPEG4視頻和數字照片)的不 斷增長的利用，已普遍iU只到需要改善數字通信系統(tǒng)。電力線通信(Power Line Communication, PLC )是將數據編碼在信號中并在現有電力線上不 用于供電的頻帶中發(fā)送所述信號的技術。因此，PLC利用現有電網的普 遍存在來提供廣泛的網絡覆蓋。此外，因為PLC使得能夠從傳統(tǒng)的電源 插座訪問數據，所以不需要在建筑物(或者建筑物的不同部分)中安裝新 的布線。因此，PLC提供了減少安裝成本的另外的優(yōu)點。
參考圖1，住宅IO通常具有分布式的電源布線系統(tǒng)，其由一個或多 個環(huán)形電路、幾個短截線(stub)和返回到接線盒12的某些分布構成。 舉例而言，假設住宅10包括四個房間14、 16、 18和20。每個房間14-20 可以具有不同數量的插座和其他的電源連接。例如，房間14可以僅具有 一個連接22，房間16可以具有兩個連接24、 26，房間18可以具有三個 連接28、 30、 32,而房間20可以具有6個連接34、 36、 38、 40、 42、 44。
因此，在住宅10中的不同電源插座之間有多種距離和路徑。具體地， 彼此最靠近的插座是在多插頭帶上的那些插座，而彼jH^目距最逸的插座是
中的電源插座)。這些最遠的插座之間的連通通常通過接線盒12。盡管如 此，與特定應用(例如家庭影院)相關聯的大多數插座彼此相對靠近。
由于電力線和連接器的信道容量根據(特別是)所發(fā)送的信號的頻率 而衰減，因此當代的PLC系統(tǒng)已開發(fā)成以較低的頻率(即30 MHz以下) 發(fā)送信號，由此獲得適當的傳輸距離。但是，使用這樣低的發(fā)送頻率P艮制 了 PLC系統(tǒng)可獲得的最大數據吞吐量。接收模擬信號和注入經調制信號的過程按照不同的PLC標準以不同 的方式進行處理。當前的手段對信號路徑進行某種模擬調節(jié)(例如用于抗 混疊或者平滑的低通濾波或者用于去除電源的低頻[^KHzl高壓成分的 AC耦合)。但是，沒有可用于組合兩種或更多種可以同時工作的寬帶PLC 技術的模擬系統(tǒng)。
已經限定了多個電力線通信標準。這些標準包括Homeplug 1.0/1.1標 準、Homeplug AV標準、CEPCA標準和數字家庭標準(Digital Home Standard )。
與大多數通信系統(tǒng)相同，現有技術中PLC系統(tǒng)的主要問題之一是在 保持與現有技術的兼容性的同時以合理的實施成本獲得高的吞吐量和寬 的覆蓋。雖然目前市場上有一些提供每秒幾百兆比特的傳輸率的PLC系 統(tǒng)，但這些系統(tǒng)實施成本高，原因是它們使用高的bps/Hz調制方案(即 約10 bps/Hz )，這樣的調制方案要求高精度的數據轉換器、極其線性的接 口電子設備，并且由于調制的計算復雜性而提高了數字實施方式的成本。
因此，需要克服了上述和其他的問題的改善的PLC系統(tǒng)。

發(fā)明內容
各個實施例包括通過在多個寬帶頻率范圍中同時發(fā)送和/或接收數據 而在電力線上通信的系統(tǒng)和方法。各個實施例包括電力線通信網絡，電力 線通信網絡包括至少一個電力線通信裝置，所述裝置被配置為利用多個寬 帶頻率范圍。
一些實施例包括一種用于在電力線上通信的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于 在電力線上通信的裝置；用于連接到所述電力線的系統(tǒng)；以及，用于將來 自所述裝置的數據發(fā)送到適當的應用或者將來自所述應用的數據發(fā)送到 所述裝置的系統(tǒng)。
在一些實施例中，所述電力線通信裝置被配置成與當代PLC網絡 相比，通過將數據的發(fā)送擴展到可以同時和/或獨立工作的多個獨立的寬 帶頻帶中，改善電力線網絡的吞吐量/覆蓋/成本性能權衡。
而且，所述電力線通信裝置還可選地通過利用一個或多個頻帶來促進 互操作性，以i更于與使用先前的電力線^支術的節(jié)點進行通信。以這種方式， 所述電力線通信裝置提供了用于建立可升級的網絡實施的方式，在所述網 絡中，現有技術的節(jié)點在不損失性能的情況下與新一代的電力線技術一起工作。
更具體而言，所述電力線通信裝置使得能夠在與當前世界范圍的
EMC規(guī)則和標準保持兼容的同時使用30 MHz以上的頻率。這是通過使 用頻率在30 MHz以下的信號(如當前由電力線標準和/或規(guī)則使用的) 和頻率在30 MHz以上的至少一個其他信號來實現的，而不會由于干擾而 損害所述信號中的任何一個的性能。
結果是一種新的PLC系統(tǒng)，該系統(tǒng)促進在寬帶中(當前在1 MHz到 30 MHz的頻率范圍中)與現有電力線通信技術的互IMt性，并且提供了 將所述系統(tǒng)擴展到新的高得多的頻率寬帶(例如30 MHz和l GHz之間 的頻率)中的能力，以改善結果的通信系統(tǒng)的總吞吐量，同時簡化任何單 個的給定寬帶的實施。
所述電力線通信裝置包括網絡接口裝置，該網# 口裝置采用模擬信 號分離裝置(例如模擬濾波器)，以在將從電力線接收的不同的寬帶信號 轉換為它們的數字表示之前分離它們的#。所^擬信號分離裝置還分 離要在電力線上傳輸的不同寬帶信號的#(在所述寬帶信號從其數字表 示轉換之后)。所述網絡接口裝置可選地采用TDMA (時分多址)和/或 FDMA(頻分多址)，作為用于實現共存性、同步和/或雙向傳輸的方案。
所述模擬信號分離裝置以塊元件來配置，所述塊元件包括分立的和/ 自然特性。
在一些實施例中，所述電力線通信裝置用于一種系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)被 配置為可擴展的，以提供更高的總帶寬，但是在不同的頻率范圍內具有非 常不同的注入功率電平，并且/或者與在同一網絡上的其他預先存在的技 術共存和互^Mt。
在各個實施例中，預先存在的電力線技術和新一代的電力線技術的每 個被配置成單獨地或者以組合的方式來實施不同的調制方案(例如 OFDM、 CDMA (碼分多址)和/或OWDM (正交小波域調制))。根據其 信道狀態(tài)，所述電力線通信裝置可以通過任何或者所有的寬帶來發(fā)送數 據。而且，根據其網絡功能，所述電力線通信裝置可以分配來自單個源的 數據，或者使其與從所述網絡上的另一個節(jié)點轉發(fā)的數據配合在一起。
在各個實施例中，所述電力線通信網絡上的每個節(jié)點是將作為電力線 網絡接口裝置的一部分的模擬信號分離裝置和調制解調器轉換器(例如DFE (數字前端)、MAC (媒體訪問控制)等)和應用以;5l/或者用于連 接應用的接口集成在一起的設備;所述應用例如是計算機、海量存儲裝置、 顯示裝置、揚聲器、DVD (數字多功能盤)播放器、PVR (個人視頻記 錄器)等；所述接口例如是數字音頻接口 、數字視頻接口 、模擬音頻接口 、 模擬視頻接口 、以太網接口 、 IEEE1394/防火墻/iLink接口和/或USB (通 用串行總線)接口等。
在一些實施例中，所述電力線通信裝置被配置成4吏用頻率在30 MHz 以下的信號(符合當前的標準和注入功率規(guī)則)和頻率在30 MHz以上的 至少一個其他信號，而不會由于干擾而損害所述信號中的任何一個的性 能。這個特征可以使所述電力線通信裝置能夠在實現與先前的PLC技術 的互操作性的同時提高吞吐量。使用低頻帶的優(yōu)點是由于所述規(guī)則所允 許的較大的注入功率和較低的信道衰減，因此與使用高頻帶可獲得的覆蓋 相比有可能獲得更高的覆蓋(例如更大距離上的通信)。使用高頻帶的優(yōu) 點是由于較大的可用帶寬，可獲得的較高的吞吐量。
在一些實施例中，所述電力線通信裝置被配置成利用住宅中的電力線 網絡的自然拓樸，其中， 一組相關裝置和插座通常彼此靠近群集(例如在 起居室內的等離子體屏幕、DVD播放器和揚聲器)，而其他群集的裝置和 插座(例如在家庭辦公室內的臺式打印機、掃描器和ADSL路由器)在 其他位置群集。這樣的住宅拓樸可以受益于高頻帶(其可在每個群集中同 時和獨立地獲得)提供的高吞吐量短程覆蓋，同時可以使用低頻帶iMc載 群集之間的大多數的數據通信。還應理解，某些通信節(jié)點可受益于兩個頻 帶上的通信。
在一些實施例中，多個寬帶的并行使用使得能夠使用不同的注入功率 電平、接收器靈敏度、發(fā)送時間、符號長度和調制技術來優(yōu)化每個寬帶的 性能和成本，這樣，即使需要提供多個模擬和數字前端，也可導致較好的 成本性能解決方案。實施成本優(yōu)點的一部分源自由于附加的可用帶寬而減 少每個寬帶中的bps/Hz但仍然保持吞吐量性能的能力。這種效果非線性 地補償實現多于一個寬帶通信技術的成本。而且，高頻帶的降低的覆蓋通 過并行4吏用低頻帶(利用其更大的可允許的注入功率)來##。例如，在 各個實施例中，所述電力線通信裝置可以用于通過在多個寬帶上4吏用較低 的bps/Hz調制方案(即約5 bps/Hz，而不是10 bps/Hz )，以比當前的200 Mbps系統(tǒng)的成本更低的成本來提供Gbit/s性能。
在各個實施例中，網^:口裝置被配置成采用模擬信號分離，并且包括多個模擬前端?；陬l率的使用模擬信號分離使得每個寬帶技術能夠可
選地獨立工作，并且可以包括一個或多個下列特征
(a) 所述網洛接口裝置被配置用于對模數轉換器(ADC)、數模轉 換器(DAC )和PGA或者在對來自給定頻帶的信號的處理中4吏用的線驅 動器的獨立的性能優(yōu)化，其中，所述優(yōu)化針對頻帶的所需帶寬、線性和動 態(tài)特征進行，并且針對匹配EMC規(guī)則和/或頻帶的覆蓋所需的功率電平進 行優(yōu)化。
(b) 所述網絡接口裝置被配置用于電力線通信裝置，以保持與使用 所述頻帶之一的現有標準的兼容性和互操作性，同時獨立地(并且不引起 對用于附加通信的另 一頻帶的禁止性干擾)使用用于附加通信的另 一頻帶
(例如，使用在2 MHz-28 MHz的范圍內的頻率的Homeplug AV標準可 以與^f吏用30MHz以上的頻率的另一標準同時工作)。
(c) 所述網絡接口裝置被配置成通過允許包括附加帶寬來提高所 述電力線通信裝置的容量，所述附加帶寬不必使用同一調制技術，而是可 以使用最佳匹配新頻帶的電力線的通道特性的調制技術。
(d) 所述網洛接口裝置被配置成允許不同的寬帶工作，而不必與 其他頻帶同步或者依賴于其他頻帶。
在各個實施例中，所述電力線通信裝置還被配置成允許其他的網絡 技術在其之上獨立地成層，例如
(a) 來自不論是在數字前端、MAC層還是在應用層中的各種不同 通信等級的不同頻帶的數據的組合；
(b) 使用在調制方案中的凹槽(notch),將特定頻率的發(fā)送限制在 模擬的限定的寬帶頻率之一內；
(c) 使用節(jié)點中的轉發(fā)器，在同一頻帶或者不同的頻帶上重發(fā)；
(d) 使用一定范圍的調制方案，諸如OFDM、 CDMA和/或ODWM 的；并且/或者
(e) 形成點到點、點到多點和/或多點到多點的通信模式。
在一些實施例中，網洛接口裝置可以對在不同路徑上傳送的數據進行 組合或分割，以使性能、共存性和互操作性最大化，同時使系統(tǒng)成本最小。
本發(fā)明的各個實施例包括一種方法，該方法包括從一個或多個應用 接收數字數據；將所述數字數據的第一部分編碼為在第一寬帶頻率范圍內的第一信號，第一寬帶頻率范圍的至少一部分小于30MHz;將所述數字 數據的第二部分編碼為在第二寬帶頻率范圍內的第二信號，所述第二寬帶 頻率范圍的至少 一部分大于30 MHz;組合所述第 一信號和所述第二信號， 以產生組合的信號；以及通過電力線發(fā)送所i^ia合的信號。
本發(fā)明的各個實施例包括一種方法，該方法包括通過電力線接收信 號；將所接收的信號分為在第一寬帶頻率范圍內的第一信號分量和在第二 寬帶頻率范圍內的第二信號分量，所述第一寬帶頻率范圍和第二寬帶頻率 范圍的每個是至少lOMHz寬；分別處理所述第一信號分量和所述第二信 號分量以提取數字數據；并且，向一個或多個應用提供所述數字數據。
本發(fā)明的各個實施例包括一種通信網絡，該通信網絡包括第一通信 節(jié)點，其被配置成利用至少lOMHz寬的第一寬帶頻率范圍和至少5MHz 寬的第二寬帶頻率范圍來通信；第二通信節(jié)點，其被配置成通過同時利用 所述第一寬帶頻率范圍和所述第二寬帶頻率范圍二者、通過電力線與第一 通信節(jié)點通信。
本發(fā)明的各個實施例包括一種通信裝置，該通信裝置包括耦合器， 其被配置成通過電力線傳送數據，所述數據的第一部分是利用第一寬帶頻 率范圍來傳送的，所述數據的第二部分是利用與笫一寬帶頻率范圍分離的 第二寬帶頻率范圍來傳送的，所述數據的第一部分獨立于所述數據的第二 部分；第一邏輯，其被配置成處理所述數據的笫一部分；以及第二邏輯， 其被配置成處理所述數據的第二部分。
本發(fā)明的各個實施例包括一種通信網絡，該通信網絡包括第一通信 節(jié)點，其被配置成利用第一寬帶頻率范圍來通信；第二通信節(jié)點，其被配 置成利用與第一寬帶頻率范圍分離的第二寬帶頻率范圍來通信；以及第三 通信節(jié)點，其被配置成同時和獨立地接收來自第 一通信節(jié)點的通過電力 線、利用第一寬帶頻率范圍的通信和來自第二通信節(jié)點的通過所述電力 線、利用第二寬帶頻率范圍的通信。
本發(fā)明的各個實施例包括一種方法，該方法包括通過利用第一寬帶 頻率范圍，通過電力線在第一通信節(jié)點和第二通信節(jié)點之間傳送第一數 據；以及通過利用第二寬帶頻率范圍，通過所述電力線在所述第一通信節(jié) 點和笫三通信節(jié)點之間傳送第二數據，所述第一數據和所述第二數據同時 被傳送，
本發(fā)明的各個實施例包括一種方法，該方法包括通過利用第一寬帶頻率范圍，通過電力線從第一通信節(jié)點發(fā)送第一通信，所述第一通信包括 被配置成識別第二通信節(jié)點的數據，所述第二通信節(jié)點被配置成以第 一寬
帶頻率范圍進行通信；接收來自第二通信節(jié)點的對第一通信的響應；通過 利用第二寬帶頻率范圍，通過所述電力線從第一通信節(jié)點發(fā)送第二通信， 所述第二通信包拾故配置成識別第三通信節(jié)點的數據，所述第三通信節(jié)點 被配置成以第二寬帶頻率范圍進行通信；接收來自第三通信節(jié)點的對第二 通信的響應；以及根據對第 一通信的響應和對第二通信的響應來確定通信 策略。
本發(fā)明各個實施例包括一種方法，該方法包括通過電力線接收在第 一寬帶頻率范圍內的命令和控制信號，所述第一寬帶頻率范圍的至少一部 分小于30 MHz;以及利用所接收的命令和控制信號來接收或者處理通過 所述電力線發(fā)送的第二寬帶頻率范圍中的數據信號，所述第二寬帶頻率范 圍的至少一部分大于30 MHz。


將通過僅僅是參考附圖的示例來描述本發(fā)明的多個實施例，其中 圖1是現有技術住所的框圖2A^i根據各實施例的包括多個節(jié)點的示例性網絡的框圖，其中一 些節(jié)點具有多寬帶的能力；
圖2B是根據各實施例的圖2A的示例性網絡的框圖，其示出其中的 兩個同時的雙向通信^^接；
圖2C^i根據各實施例的圖2A的示例性網絡的框圖，其示出其中的 三個同時的通信鏈接；
圖2D是根據各實施例在圖2A的網絡上實現的一個分組數據傳輸過 程的第一階段的框圖2E是根據各實施例的圖2D中所示的一個分組數據傳輸過程的第 二階段的框圖3是根據各實施例的在電力線通信裝置中的調制解調器的硬件架 構的沖匡圖4A是根據各實施例的在單個耦合單元現有技術電力線傳輸系統(tǒng)中 的信號5M^的沖匡圖；圖4B是根據各實施例的在雙耦合單元現有技術電力線傳輸系統(tǒng)中的 信號路徑的方框圖4C是電力線通信裝置的第一實施例中的信號路徑的框圖4D是電力線通信裝置的第二實施例中的信號漆經的框圖4E是電力線通信裝置的第三實施例中的信號路徑的框圖4F是電力線通信裝置的第四實施例中的信號路徑的框圖5A是電力線通信裝置的第一集成電路實施例的框圖5B是電力線通信裝置的以替換的方式分割的第二集成電路實施例 的框圖5C是電力線通信裝置的以替換的方式分割的第三集成電路實施例 的框圖6A是根據各實施例的在電力線通信裝置中使用的示例電容性耦合 單元的電路圖6B是根據各實施例的在電力線通信裝置中使用的示例電感性耦合 單元的電路圖7A是根據各實施例的三種電力線技術的示例性功率傳輸鐠；
圖7B示出根據各實施例的用于分離圖7A中所示的三種電力線技術 所4吏用的寬帶的一組示例性的模擬濾波器的頻率特性；
圖7C示出根據各實施例的由第二模擬濾波器FiltB (圖7B中所示) 提供給TechB信號(在圖7A中所示)的信號隔離；
圖8A是根據各實施例的具有本發(fā)明的第三方面的電力線通信網絡的 簡單初始安裝的住宅的框圖8B是根據各實施例的具有本發(fā)明的第三方面的電力線通信網絡的 較復雜的安裝的住宅的框圖9示出根據各實施例的一個通信節(jié)點可以發(fā)現網絡上的使用不同 的寬帶頻率范圍的其他通信節(jié)點的方法；
圖10示出根據各實施例的第一通信節(jié)點同時與第二通信節(jié)點和第三 通信節(jié)點進行通信的方法；
圖11示出根據各實施例的通信節(jié)點接收使用至少兩個不同寬帶的同時信號的方法；以及
圖12示出根據各實施例的通信節(jié)點發(fā)送使用至少兩個不同寬帶的同 時信號的方法。
具體實施例方式
為了清楚，在此使用術語"電力線"來表示低電壓、住宅用、主配電 線纜(通常是100-240 V的AC電力)或者任何其他分布式的導電線纜(即 AC或者DC)，其能夠向與其連接的設備傳送電力。另外，術語"電力線 技術"在此用于表示當被實施為連接到電力線的一系列的網^#口裝置時 使得所述裝置能夠利用已經在所述電力線上存在的電力分配信號上疊加 的信號彼此進行雙向通信的規(guī)范。
術語"網絡接口裝置"在此用于描述一種i殳備，該i殳R部或者部分 地實現通信技術(諸如電力線技術)以使得所述設備能夠與連接到同一網 絡(諸如電力線)的其他裝置進行通信，而不論所述設備是否與其他設備 或功能集成在單個外殼內。為了清楚，連接到電力線網絡的裝置在此統(tǒng)稱 為"節(jié)點"。
術語"覆蓋"在此用于表示兩個節(jié)點之間的最大距離，在所述兩個節(jié) 點間傳輸的數據仍可被任一個節(jié)點檢測到.另夕卜，可以理解，術語"吞吐 量"用于表示節(jié)點在網絡上發(fā)送或者接收數據的速率。
為了清楚，按照當前的電力線技術對電力線通信裝置的操作的解釋， 電力線通信裝置中使用的頻率小于約30 MHz的寬帶頻帶在此被稱為"低 頻帶"。類似地，電力線通信裝置中使用的頻率大于約30 MHz的寬帶頻 帶在此被稱為"高頻帶"。
為了完整并且因為本發(fā)明涉及寬帶通信，術語"寬帶(wideband)" 在此用于表示由電力線技術信號使用的頻帶或者頻率范圍，其特點是從頻 帶的第一 (最低)頻率到最后(最高)頻率具有大于或者等于5 MHz的 帶寬，而與凹槽的存在無關。但是，在各個實施例中，寬帶可以具有至少 7、 10、 12、 15、 20、 100或者250 MHz的帶寬。類似地，術語"窄帶 (narrowband)"用于表示由電力線技術信號使用的、特點是具有小于5 MHz的帶寬的頻帶。寬帶可以包括用于傳送數據的多個不同的栽波信道。 例如，在各實施例中，寬帶包括超過25、 50、 100或者200個數據信道。
術語"傳輸時間"在此用于描iOL送單個共存消息所需要的最大時間量。所述傳輸時間包括但是不限于傳輸標記時間(如果有的話)的開始、 同步時間(如果有的話)、信道訪問分辨時間(如果有的話)、協(xié)商時間(如 果有的話)、消息傳輸時間、確認傳輸時間(如果有的話)和傳輸標記時 間的結尾(如果有的話)。
術語"凹槽(notch)"在此用于表示電力線技術信號的能量水平已被 故意降低以防止對鐠的其他用戶的干擾(不論電力線接通還是斷開)的頻 帶。凹槽的特點是其帶寬比電力線技術信號本身的帶寬窄，并且凹槽一般 是通過單個數字信號處理塊或者模擬前端內的數字或模擬信號分離裝置 來實施的。
為了清楚，術語"子頻帶(sub-band)"在此用于表示其中電力線技 術信號特點與與該信號的帶寬的剩余部分中的電力線技術信號的特點不 同的頻帶。這樣的差別可以包括子頻帶的可選的或者強制的存在、子頻帶 的信號功率電平和子頻帶的方向性。子頻帶的特點是其帶寬比所述電力線 技術信號本身的帶寬窄。在OFDM中使用重疊的子頻帶使得可以產生凹 槽，其中如果子頻帶的接收收到嚴重損害或者該子頻帶會干擾另 一服務， 則禁止所述子頻帶。另外，由于OWDM較低的旁瓣，因此，OWDM可 以簡化載波外的凹槽。
為了簡化，術語"發(fā)送器信號路徑"用于表示v^i殳^^發(fā)送到電力線的 信號的路徑。類似地，術語"接收器信號路徑"用于表示由設備從電力線 接收的信號的路徑。相關的注意事項是，可以不必對接收器和發(fā)送器信號 路徑進行隔離(依賴于模擬分量的g和在此使用的調制技術)。
為了清楚，本發(fā)明的電力線通信裝置在此有時被稱為"改善的電力線 通信裝置"。類似地，所述改善的電力線通信裝置的網絡接口裝置在此被 稱為"改善的網洛接口裝置"。最后，包括作為改善的通信裝置的節(jié)點的 電力線通信網絡在此有時被稱為"改善的電力線通信網絡"。
在此對于寬帶使用的術語"分離(separate)"用于表征對于通信數 據或者命令不使用(除了偶然地)相同的頻率的寬帶。寬帶可以是分離的， 但是交織的，例如是重疊的。
在此相對于傳送數據使用術語"同時(simultaneously)"表示在通過 利用第二寬帶來傳送第二數據或命令的至少一部分的同時利用第一寬帶 來傳送第一數據或者命令的至少一部分。同時傳輸與一個接一個或者從一 個跳到另 一個地交替或者交織地4吏用頻率的系統(tǒng)形成對比。在此相對于被發(fā)送的數據使用術語"獨立(independent)"來表示利 用一個寬帶傳輸的數據不依賴于并行地利用另 一寬帶傳輸的數據。獨立的 數據傳輸可以包括(例如)^JC送到不同位置或者從不同位置接收的數據。 其中利用不同的頻率來傳輸交錯的比特的數據不是獨立的，因為所述比特 彼此依賴以形成有用的字節(jié)。在第一寬帶中傳輸并且包括通信建立信息、 加密密鑰或者通信命令等的數據被認為獨立于在第二寬帶中傳輸的數據， 即使當對第二頻帶中傳輸的數據的接收或者處理可能使用在第一寬帶中 的數據時，也是如此。這是因為通信建立信息、加密密鑰或者通信命令等 的傳輸不依賴于在第二寬帶中傳輸的數據。
應該理解，在這些部分中描述的具體網絡和其他示例僅僅用于i兌明的 目的。具體而言，在這些部分中描述的示例絕不應當被理解為限制所述改 善的電力線通信裝置。
所述改善的電力線通信網絡的 一些實施例包括多個節(jié)點，其中的 一些 使用網絡接口裝置，該網絡接口裝置實現通過兩個或者更多個寬帶向類似 的多寬帶節(jié)點或者傳統(tǒng)節(jié)點進行同時和獨立的通信。按照當前標準和注入 的功率電平，第一寬帶可選地包括小于30 MHz的頻率(在此稱為低頻 帶)，并且其他寬帶包括大于30 MHz的頻率(在此被稱為高頻帶)。或者， 第一和第二寬帶二者可以包括大于30 MHz的頻率。這4吏得能夠對每個寬 帶來優(yōu)化電力線技術，這樣，成本、覆蓋和吞吐量之間的權衡會優(yōu)于通過 單純的單寬帶方法而獲得的權衡。
具體而言，用于在改善的電力線通信網絡中所使用的每種技術的調制
方案可以針對成本來優(yōu)化，例如，不必在低頻帶中使用特別高的調制密度 (bps/Hz)來增加吞吐量，因為低頻帶可以與固有地高吞吐量的高頻帶并 行工作。
通過也支持在多寬帶節(jié)點和單寬帶節(jié)點(其使用在低頻帶或者高頻帶 中支持的電力線技術之一 ，并且以所述低頻帶或者高頻帶中的頻率進行通 信)之間的通信，所述改善的電力線通信網絡提供與現有技術的電力線技 術的互操作性。所述改善的網絡接口裝置可以是外部調制解調器設備的一 部分或者被^在另一個設備(例如計算機、電視機等)中。但是，不論 所述改善的網絡接口裝置如何被包括在節(jié)點內，所述裝置都保持物理地連 接到導電線纜(其通過AC或者DC電源)，并且能夠使用低頻帶或高頻 帶中的任何一個或者全部，在線纜上發(fā)送數字數據。
按照當前的管理標準，可以用高達約-50 dBm/Hz的功率來發(fā)送低頻帶信號，而僅可以用使得在高頻帶的發(fā)射小于-80 dBm/Hz的功率來發(fā)送 高頻帶信號。因此，可以用高頻帶中的信號約1000倍的功率來發(fā)送低頻 帶中的信號。因此，如果要同時發(fā)送這兩種頻帶中的信號而不使用某種形 式的模擬頻率隔離，則將大大地提高對高頻帶信號的動態(tài)范圍和電壓M 性的要求。
但是，較低功率的信號的干擾或者飽和的可能性可能更成問題。具體 而言，如果頻帶之一用于接收功率電平接近電力線上的噪聲(例如-150 dBm)的線衰減的信號，同時，另一個頻帶用于以最大的可允i午發(fā)送功率 來發(fā)送信號，防止來自兩個頻帶的信號彼此干擾所需要的隔離約為100 dB。但是，這超出了當前現有的模擬實施方式，因而會具有高的實施成 本。
總之,有效地允許高頻帶和低頻帶的同時和獨立的通信所需要的隔離 分為三個主要的類別
(1) 防止在一個寬帶中通過網絡接收的信號的強度使另一寬帶的接 收器飽和的隔離；
(2) 防止一個頻帶的發(fā)送器千擾另一頻帶的接收的隔離；以及
(3) 防止用于一個頻帶的發(fā)送器在另一頻帶仗良送時劣化的隔離。
鑒于此，改善的網絡接口裝置使用模擬信號分離裝置，以將路徑與到 一個設備、到每個寬帶的數據轉換器的電力線連接隔離。用于提供這種隔 離的最有效的方式之一是對高頻帶信號進行高通濾波或者帶通濾波，同時 使低頻帶中的帶外信號最小化(使用高線性分量，并且可能使用模擬低通 平滑或者抗混疊)。
高頻帶和低頻帶中的信號可以使用相同的或者不同的調制技術(例如 OFDM、 CDMA和/或ODWM)或者時分方案，以利于共存性和/或雙向 通信。在一種可能的情形下，低頻帶可以采用可與現有的電力線調制解調 器標準或者建議之一互操作的調制方案，而高頻帶用于先前的標準之外的 性能擴展。數據和/或控制可以通過所述寬帶之一或者兩者同時傳遞，或 者經由轉發(fā)器(例如中繼)網絡形式的多個節(jié)點來傳遞。
存在用于實施所述改善的電力線通信裝置的許多不同的方式。例如， 可以在一個或多個集成電路上(不論是專用于調制解調器功能還是作為芯 片上的應用系統(tǒng)的一部分)并結合互連和無源部件的特性來實施所述改善 的電力線通信裝置。但是，用于分離低頻帶和高頻帶的模擬信號分離裝置的實施使用不同的信號路徑中的部件的組合，不論所述部件是無源的還是
有源的、是集成的還是分立的。具體地，寬帶有可能
(a) 共享它們的路徑的一部分(例如通it^合單元)；或者
(b) 僅在電力線處掩^;并且/或者
(c) 在設備的相對端。
還可以將所述改善的電力線通信裝置擴展成在多于兩個的寬帶上通 信。類似地，所述寬帶還可以在需要時略微重疊，并且在頻率范圍或者帶 寬上不同于在所述具體i兌明中所引用的。
在一些實施例中，在不同寬帶中傳送不同類型的信號。例如，在一個 實施例中，在第一寬帶中傳送通信建立信息、節(jié)點發(fā)現信號、M發(fā)現信 號、加密或者解密密鑰、通信命令和/或其他類型的命令和控制信號，而 在第二寬帶中傳送其他類型的數據(例如非命令和控制)。笫一寬帶可以 包括數據吞吐率比第二寬帶的數據吞吐率低的低頻寬帶。在第二寬帶中傳 送的其他類型的數據可以包括視頻、音頻和/或文本等。參考圖2A,用于 表示改善的電力線通信網絡的網絡50包括多個節(jié)點54-76。所述節(jié)點中的 一些包括改善的電力線通信裝置，因此實施多于一種PLC技術。不包括 所述電力線通信裝置的節(jié)點僅可實施一種PLC技術。為了簡化，僅可實 施一種PLC技術的節(jié)點在此被稱為"單寬帶節(jié)點"。類似地，可以實施多 種技術的節(jié)點在此被稱為"多寬帶節(jié)點"。
采用三種不同的PLC技術用于網絡上的通信，所述PLC技術即 TechA、 TechB和Techc。節(jié)點54和76包括改善的網絡接口裝置，并且能 夠實施PLC技術TechA和TechB。節(jié)點58和66包括改善的網# 口裝置， 并且能夠實施PLC技術TechB和Techc。最后，節(jié)點60和68包括改善的 網洛接口裝置，并且可選地能夠實施所有三個PLC技術。
剩余的節(jié)點(即節(jié)點56、 62、 64、 72和74)不包括改善的網^r口 裝置，因此僅可實施所述PLC技術之一。具體而言，節(jié)點62和70僅實 施PLC技術TechA，節(jié)點56和72僅實施PLC技術TechB，且節(jié)點64和 74僅實施PLC技術Techc?？蛇x地，網絡50上的節(jié)點之間的所有通信通 過公共電力線52發(fā)生。
在一些實施例中，改善的電力線通信網絡支持在實施不同的PLC技 術的各節(jié)點之間進行的通信。與此相比，現有技術的PLC系統(tǒng)僅可支持 在實施相同的PLC技術的節(jié)點(例如節(jié)點56和72)之間進行的通信，即使所討論的節(jié)點在網絡上與實施其他PLC技術的節(jié)點(例如節(jié)點64 和74)共存。
圖2B示出了在圖2A的網絡50中的兩個同時、雙向和非干擾的通信 鏈路。第一通信鏈路80是節(jié)點54和68之間的點到點的通信鏈路，其同 時使用高頻帶和低頻帶，以便能夠在這兩個節(jié)點之間同時傳送Teclu和 TecliB消息。
應當注意，盡管節(jié)點68可選地能夠實施所有三種技術(即TecliA、 TecliB和Techc)，但在第一通信炮洛80中僅使用了節(jié)點68的Teclu和 TediB能力。另夕卜，還應當注意，第一通信鏈路80可以根據當前的網絡特 性(例如信道損傷)在高頻帶和低頻帶上重新分配來自Tedu和TecliB技 術的數據。
第二通信鏈路82連接節(jié)點68、 58、 60、 74和64。因為節(jié)點64和74 僅可實施PLC技術Techc，所以第二通信鏈路82僅支持Techc技術的通 信。
兩個通信鏈路80和82的存在允許節(jié)點68、 58、 60、 74和64在節(jié)點 68與56 (通過第一通信鏈路80 )通信的同時(通過第二通信鏈路82 )建 立通信。換句話說，圖2B中所示的網絡布置使得兩個同時、并發(fā)的通信 能夠執(zhí)行，其中，第一通信鏈路80實現使用技術TediA和/或TechB進行 的動態(tài)數據發(fā)送和接收，并且第二通信鏈路82實現使用技術Techc進行 的動態(tài)數據發(fā)送和接收。
圖2C示出了圖2A的網絡50中的三個同時、并發(fā)的通信鏈路84、 86和88。第一通信鏈路84提供節(jié)點54及節(jié)點68和70之間的雙向的、 點到多點的連接。因為節(jié)點70僅能夠實施技術TechA，所以第一通信鏈 路僅支持TechA技術的通信。同時，第二通信鏈路86通過使用諸如時分 多址(TDMA)(即多址技術，其中，在任何給定的時間僅有一個發(fā)送器 在特定信道上發(fā)送)等的共存策略、利用技術TecliA來實現在技術TechB 的節(jié)點56和72之間的通信。
最后，第三通信鏈路88支持Techc的通信，其中，在不干擾其他通 信銜洛的不同寬帶中進行這些通信。
參考圖2D, ^fgi殳存在圖2A中所示的網絡50的節(jié)點68、 58和60之 間的第 一通信鏈路卯。第 一通信鏈路50是雙向的，并且支持TechB和Techc 的通信。另外，個二沒在同一網絡50的節(jié)點70和62之間存在同時的第二通信鏈路92 。第二通信鏈路92支持TechA的通信。
舉例而言，假設存在源自節(jié)點58、要分發(fā)到網絡50的各節(jié)點的消息。 支持TediB和Techc的諸如68、 60和66的節(jié)點可以解調和接收來自節(jié)點 58的消息。但是，在網絡50上的剩余節(jié)點不能接收所述消息。為了解決 這個問題，實施一個兩階段的通信過程，其中
(i) 在第一階段中，利用PLC技術TechB和Techc從節(jié)點58向68 發(fā)送消息；并且
(ii) 在第二階段中，由節(jié)點68通過使用其技術能力而重發(fā)(例如中 繼)該消息，這樣，網絡50上的所有節(jié)點可選地可以接收和解調該消息。
轉發(fā)器也可以用于提高給定技術的覆蓋(當節(jié)點可以檢測其相鄰節(jié)點 而不能檢測其后的其他節(jié)點時)。
圖2E是圖2D中所示的一個分組數據傳輸過程的第二階段的框圖。 這個第二階段可選地包括在多于一個寬帶中同時進行的廣播。同樣，所述
廣播可包括多于一個通信標準。
參考圖3，改善的網洛接口裝置中的調制解調器80包括N個塊 82A-82N，這些塊對應于節(jié)點支持的每種PLC技術。換句話說，塊82A 與TecliA技術對應，塊82B與TechB技術對應等，直到塊82N，其與TechN 技術對應。
每個塊82A-82N包括用于每種技術的OSI (開放系統(tǒng)互連)棧的第 一 (PHY)和第二 (MAC)層。例如，塊82A包括塊PHYA和MACA。 類似地，塊82B包括塊PHYB和MACB。調制解調器80還包括lt據分配 塊84,該數據分配塊84根據信號的技術和當前的網絡通信流量特性在塊 80A和80N之間分配lt據。
當用于發(fā)送時，來自節(jié)點支持的每種技術的信號由模擬濾波器組(未 示出)處理。下文中將更詳細地描述所述模擬濾波器組的^Mt。經處理的 信號86被轉發(fā)到數據分配塊84以在塊82A-82N之間分配。來自塊 82A-82N的輸出在耦合/去耦合級88中^i且合，所述輸出從該耦合/去耦合 級88被注入到電力線90中。
當用于從電力線90中接收信號時，耦合/去耦合級88對每個被支持 的PLC技術的分量信號進行去耦合。被去耦合的信號通過塊82A-82N來 處理，并且通過數據分配塊84被轉發(fā)到在節(jié)點上運行的適當應用。PHY塊(PHYA-PHYN)中的每個可以具有反饋信號92A-92N,反饋 信號92A-92N提供關于每個技術信號路徑的使用的信息。數據分配塊84 使用該信息，以在N個可用的塊82A-82N之間重新分配數據流。還應當 注意，MAC和PHY塊(PHYa-PHYn)和(MACA-MACN)的部分可以 是能夠共享資源的。
參考圖4A，在現有技術的電力線傳輸系統(tǒng)的第一形式中，電力線100 連接到單個耦合單元102，耦合單元102具有高通傳輸特性，能夠濾除電 力線100的AC線路頻率。耦合單元102還連接到接收器和發(fā)送器# 104、 106，路徑104、 106通過利用RX/TX (接>^/發(fā)送)切換裝置108 在半雙工階段期間被隔離。
接收器路徑104通常包括帶限抗混疊濾波器110、可編程的增益放大 器(PGA )112和模數轉換器114。所得到的數字信號116然后被解調(118 )。 抗混疊濾波器110可以有不同的階數，并且可以部分地或者全部地通過 PGA的帶寬被提供。
發(fā)送器路徑106通常包括線驅動器120 (其可以或者不可以能夠以高 阻^^式運行)和帶限平滑濾波器122。所述帶限平滑濾波器122限制模 擬信號中的諧波(在帶外的范圍中)的功率(通過DAC (數模轉換器) 124對接收的之前已經被調制(128)的數字信號126的^Mt而產生所述 諧波)?？梢岳斫?，調制和解調方案118、 128的一部分也可以在模擬域中 執(zhí)行。
參考圖4B， ^WL不同的形式的現有技術的單寬帶系統(tǒng)采用分離的發(fā) 送器和接收器耦合單元130、 132。在這種形式的現有技術電力線傳輸系 統(tǒng)中不需要TX/RX切換裝置，因為線驅動器120的阻抗不代表對電力線 100的額外的阻抗負荷，或者因為線驅動器120本身能夠進入高阻私漠式 中。
參考圖4C，改善的網絡接口裝置包括兩個或更多個模擬前端，所述 模擬前端分別由耦合單元142、 148、 154和160分為兩個低頻帶模擬路徑 LBi和LB2以及兩個高頻帶路徑HBi和HB2。
不同路徑(包括耦合單元140-146和有源部件)的模擬濾波特性被設 計成使給定頻帶的信號通過，同時濾除其他頻帶的信號。每種技術152、 154的調制方案可以另:相同或者不同的，如可以是解調方案148、 150。
參考圖4D，在改善的網^#口裝置的第二實施例中有兩個耦合單元166、 176，其中耦合單元166用于低頻帶通信，耦合單元176用于高頻帶 通信。除了針對不同PLC技術的功率、頻率和調制方案對低頻帶路徑 (167-171和172-175)和高頻帶路徑(177-181和182-185)的優(yōu)化之外， 耦合單元166和176可以被優(yōu)化為具有不同的通過頻率特性。
參考圖4E，在改善的網洛接口裝置的第三實施例中有兩個耦合單元 186和190，其中耦合單元186用于接收，并且耦合單元l卯用于發(fā)送。 但是，每個高頻帶路徑(188-191和203-206)通過有意插入的、具有高 通或者帶通特性的濾波器187、 202與低頻帶路徑(192-195和197-201) 相隔離。
圖4F示出了初應用到如圖4E中那樣的兩種不同的寬帶^t術的、改 善的網絡接口裝置的第四實施例。盡管存在許多可能的其他組合，但是， 在接收器或者發(fā)送器中不必有用于高頻帶路徑和低頻帶路徑的分離的路 徑和轉換器，因為一個方向上的通信與另一方向上的通信相比可以更多地 受益于改善的網洛接口裝置。
改善的網絡接口裝置包括用于發(fā)送的一個耦合單元218和用于接收 的一個耦合單元208。通過有意插入的具有高通或者低通特性的濾波器 209，在接收器路徑上高頻帶與低頻帶相隔離。但是，發(fā)送器調制方案在 數字域222A、222B中被組合,然后通過高性能的DAC(數模轉換器)221、 平滑濾波器220和線驅動器219祐:傳遞。
參考圖5A，改善的網^口裝置的一個示例性的集成電路250實施 方式包括用于改善的電力線通信裝置的兩個寬帶的兩個模擬前端AFEA、 AFEB。示例性集成電路250還包括邏輯元件226，邏輯元件226被配置 成實施不同的電力線調制解調器技術(包括DFE和MAC),并且提供到 所述裝置中的下一級應用228的數字接口。
高頻帶模擬前端(AFEb)包含高頻帶轉換器230、 232和有源接口電 子裝置(即PGA 234和線驅動器236 )，并且經由耦合單元沿著路徑238 連接到電力線。低頻帶模擬前端(AFEa)包括低頻帶轉換器240、 242和 有源接口電子裝置(即PGA244和線驅動器246)，并且經由耦合單元沿 著路徑248連接到電力線。
在邏輯元件226中產生低頻帶和高頻帶上的待發(fā)送的信號的數字表 示，并且該數字表示在接口 250、 252被提供到模擬前端AFEA、 AFEb。
參考圖5B，在改善的網絡接口裝置的集成電路實施方式的替換集成分區(qū)300中有兩個集成電路，即數字調制解調器集成電路302和包括兩個 前端AFEa和AFEB的模擬調制解調器集成電路304。模擬調制解調器集 成電路304可以被配置為幾個部分，如圖5B中所示，或者被配置為單個 部件.
參考圖5C，在改善的網洛接口裝置的集成電路實施方式的另一集成 分區(qū)400中，每個寬帶的模擬前端被劃分為數據轉換器Coiiva和Coiivb 以及接口電路I/FaceA、 I/FaceB。在這種情況下，轉換器Coiiva和ConvB 與電力線調制解調器的數字邏輯401被集成在一個集成電路402中，同時 在另一集成電路404中提供較高頻率的電;力電壓接口電路。
可以理解，存在多種其他的可能性，包括將有源電子裝置全部或者一 部分嵌入在系統(tǒng)中的其他裝置內，或者將分立的塊用作各塊。
如在其他之處所述，耦合單元可以具有頻率特性。參考圖6A，電容 性耦合單元500包括X1類型的電容器502，電容器502用于將信號源504 (經由隔離變壓器506 )耦合到電力線508上。在這種情況下，變壓器506、 電容器502、信號源504和電力線508的阻抗確定電容性耦合單元500的 頻率響應。
參考圖6B，電感性耦合單元520包括信號變換器(signal transformer) 522，信號變換器522以電感的方式耦合ff號524,使信號524與Yl類型 的電容器526串接。電感性耦合單元520大致相當于電容性耦合單元500 (圖6A中所示)，其中變換器522、電容器526、信號源524和電力線528 的各自的阻抗確定電感性耦合單元520的頻率響應。
另外，在改善的網絡接口裝置中可以使用低通濾波型式的電力線 508、 528，以提供電源。還可以在具有更多的無源部件的耦合單元中實施 較高階的濾波器。盡管如此，應該理解，在電力線網絡接口裝置中可以使 用許多其他類型的耦合單元(例如光學耦合單元)。
圖7A-7C示出多種不同的電力線技術的示例性頻鐠，并且演示了如 何使用模擬信號分離裝置將給定技術的信號(與其他技術的信號分離)分 離到特定的信號路徑中。
參考圖7A，第一技術TechA具有發(fā)送功率Pa和由頻率fA1和限界 的寬帶540。寬帶540具有內部凹槽542，以符合EMC規(guī)則。第二技術 TechB具有發(fā)送功率PB和由頻率fM和fB2P艮界的寬帶544。寬帶544同樣 具有凹槽546，以符合EMC (電磁兼容)規(guī)則。應當注意fB1可以大于fA2以避免頻帶重疊。最后，第三技術TechN具有發(fā)送功率Pn和由頻率fN1 和fN2p艮界的寬帶548。寬帶548同樣具有凹槽550以符g則。
參考圖7B,第一、第二和第三模擬濾波器(分別為FilU、FiltB和FiltN) 分別將來自TechA、 TechB和TediN中的每個技術的信號與來自其他技術 的倌號隔離。模擬濾波器特性適用于節(jié)點內的每種技術的發(fā)送器和/或接 收器。
第一模擬濾波器FilU由通帶開始和結束頻率fA3和fA4來限定。類似 地，第二模擬濾波器FiltB由通帶開始和結束頻率fB3和fB4來限定。最后，
第三模擬濾波器FiltN由通帶開始和結束頻率fN3和fN4來限定。
在一個實施例中，電力線通信裝置的模擬信號分離裝置的通帶的至少
一個的起點在1 MHz和30 MHz之間，并且?guī)捠侵辽?0 MHz?？蛇x地， 其他寬帶中的至少一個寬帶包括在大于30、 40、 50、 75、 100、 200或500 MHz且可選地小于1 GHz的頻率處的信號。對于模擬信號分離裝置的元 件中的任何一個元件，通帶和阻帶之間的差可以大于6dB。
應當注意，不同的模擬濾波器有可能重疊(例如fA4>fB3)或者不重疊 (例如fB4《N3)。還應當注意，不必是所有的模擬濾波器的通帶都具有相 同的發(fā)送功率、衰減功能或者其他特性。給定的PLC技術的調制方案和 模擬濾波器特性的結合確定通過每個模擬濾波器進行的隔離的效果。濾波 器在它們各自的通帶中的絕對傳輸不如通帶與阻帶的比值重要，因為這些 濾波器中的任何衰減差通?？梢岳迷跒V波器的前級的更大的注入功率 和/或提高的接收器靈敏度來補償。
圖7C示出由第二模擬濾波器FiltB向TechB信號提供的隔離的一個示 例。在使用中，第二模擬濾波器使信號PathB通過，信號PathB是第二模 擬濾波器的通帶的發(fā)送功率(PFb)和TechB信號的發(fā)送功率(Pb)的乘 積。FiltB對功率電平PFn的阻帶使其他技水(Teclu和TechN)的信號衰 減，功率電平PFN比PFB足夠小，以保證它們不嚴重地干擾Pa仇b信號。
在一些實施例中，改善的電力線通信網絡具有在網絡中的節(jié)點的數量 增加時提高吞吐量的能力。具體而言，這樣的提高的吞吐量要求通常與增 加的節(jié)點數量一致，因為當多個裝置共享網絡時需要傳輸更多的數據。
圖8A示出了單個服務的簡單初始安裝，在這種情況下所述服務是經 由DSL連接602遞送到家庭600的IPTV (因特網協(xié)議電視)，所述服務 (通過利用改善的電力線通信網絡)從辦公室內的DSL調制解調器602被分配到起居室內的電視機604。因為DSL調制解調器602和電視機604 之間的距離比較長，因此其之間的連接C1由于低頻帶固有的較大的覆蓋 而主務使用低頻帶。
由低頻帶提供的帶寬對于電脅來說AA夠的，因為僅傳輸單個電視 頻道。
當改善的電力線通信網絡增長(即其添加了更多的節(jié)點)時，節(jié)點之 間的平均距離趨向于減少。在如圖8B (示出了復雜的室內多媒體網絡， 其具有多個同時的視頻和音頻流)中所述那樣安裝4艮復雜的情形下，通過 在所存在的相對短的距離上主要使用高頻帶(由于其較大的吞吐量)，來 實現連接C2-C7。當低頻帶連接C8、 C9的效率大于使用多跳的高頻帶鏈 路時，則仍然使用低頻帶連接C8、 C9。另外，通過利用兩個頻帶的通信 來服務于多個連接(例如C10 )。
在使用中，在網絡上的節(jié)點通常通過某種形式的同步發(fā)現電力線上的 其他節(jié)點，所述同步通常在頻帶之一中所使用的電力線技術中定義。節(jié)點 還識別所檢測的節(jié)點的技術能力和虛擬網絡隸屬關系，以確定什么通信是 可能的和/或者可允許的(例如，盡管某個被檢測的節(jié)點可能物理地具有 特定的技術能力，但這些能力可能被干擾損害，或者在使用上受限)。當 已識別了物理上可能的和可允許的通信時，發(fā)送節(jié)點將根據多個因素來確 定用于發(fā)送/接收數據的最佳路徑，所述因素例如要傳送的數據的類型、 其QoS (服務質量)等級以及可用的信道容量。
圖9示出一種方法，通過該方法， 一個通信節(jié)點可以發(fā)i^y吏用不同寬
帶頻率范圍的網絡上的其他通信節(jié)點。在發(fā)送步驟910中，使用第一寬帶 頻率范圍通過電力線從第 一通信節(jié)點發(fā)送第 一通信，第 一通信包括被配置 成識別第二通信節(jié)點的數據，第二通信節(jié)點被配置成以第一寬帶頻率范圍 通信。該第一通信被配置成請求來自其他通信節(jié)點(如第二通信節(jié)點)的 響應，所述其他通信節(jié)點被配置成在第一寬帶頻率上通信。
在接收步驟920中，接收來自第二通信節(jié)點的對第一通信的響應。
在發(fā)送步驟930中，使用第二寬帶頻率范圍通過所述電力線從第 一通 信節(jié)點發(fā)送第二通信，所述第二通信包拾故配置成識別第三通信節(jié)點的數 據，所述第三通信節(jié)點被配置成以第二寬帶頻率范圍通信。該第二通信被 配置成請求來自其他通信節(jié)點(如第三通信節(jié)點)的響應，所述其他通信 節(jié)點被配置成在第二寬帶頻率上通信。在接收步驟940中，接收來自第三通信節(jié)點的對第二通信的響應。如 果第二通信節(jié)點進一步被配置成使用第二寬帶通信，則接收步驟940可以 包括從第二和第三通信節(jié)點二者接收通信。
在確定步驟950中，基于對第一通信的響應和對第二通信的響應來確 定通信策略。該確定可以包括選擇JH吏用的寬帶或者標準。例如，如果通 信是直接的或者第一通信節(jié)點作為中繼，則該確定可以包括用于第三和第 二通信節(jié)點之間的通信的策略。在一些實施例中，除了使用不同的寬帶， 或者可替換地，發(fā)送步驟910和930還包括使用不同的標準。
在可選的另外的通信步驟中，根據所確定的通信策略進4亍通信。
圖10示出一種方法，其中，第一通信節(jié)點與第二通信節(jié)點和第三通 信節(jié)點同時通信?？蛇x地，所述通信是獨立的。第一通信節(jié)點可選地作為 在第二通信節(jié)點和第三通信節(jié)點之間的中繼器來工作。
在第一通信步驟IOIO中，通過利用第一寬帶頻率范圍、通過電力線 在第一通信節(jié)點和第二通信節(jié)點之間傳送笫一數據。在第二通信步驟 1020中，通過利用與第一寬帶頻率范圍分離的第二寬帶頻率范圍、通過 所述電力線在第一通信節(jié)點和第三通信節(jié)點之間傳送第二數據，所述第一 數據和第二數據被同時傳送。
可選地可以采用圖10中所示的方法，其中，第二通信節(jié)點用作第二 和第三通信節(jié)點二者。在這些實施例中，可以利用第一寬帶頻率來發(fā)送數 據的第一部分，并且可以利用第二寬帶頻率來發(fā)送數據的第二部分。在這 些實施例中，可選地配置對兩個不同寬帶頻率的使用，以使總的數據帶寬 最大化。
圖ll示出一種方法，其中，通信節(jié)點利用至少兩個不同的寬帶來接 收同時信號。被編碼在這些信號中的數據可選地是獨立的，并且可以從網 絡上的不同通信節(jié)點接收。所述數據還可利用不同的通信標準來傳輸和/ 或解碼。
在接收第一信號的步驟1110中，通過電力線接收信號。該信號包括 經編碼的數據。所述編碼可以包括已知用于將數據編碼在時間相關的信號 上的各種方法的任何一種。在分離分量的步驟1120中，在第一寬帶頻率 范圍中的信號的第一分量與在第二寬帶頻率范圍中的信號的第二分量分 離。在各個實施例中，第一寬帶頻率范圍和第二寬帶頻率范圍的每個至少 是5、 7、 10、 12、 15、 20、 100和/或200MHz寬。例如，在一個實施例中，第一寬帶頻率范圍是至少10MHz寬，而第二寬帶頻率范圍是至少5 MHz寬。在一個實施例中，第一寬帶頻率范圍是至少10 MHz寬，而第 二寬帶頻率范圍是至少200 MHz寬。在一些實施例中，利用模擬帶通濾 波器來執(zhí)行對信號分量的分離。例如， 一個帶通濾波器可以被配置成隔離 第一寬帶頻率范圍，而另一帶通濾波器可以被配置成隔離第二寬帶頻率范 圍。
在處理步驟1130中，在分離分量的步驟1120中分離的笫一信號分量 和第二信號分量各自被單獨地處理。該處理通常是并行執(zhí)行的。例如，可
以利用低頻帶模擬路徑LBi來處理一個信號分量，而可以使用高頻帶路徑 HBi來處理另一信號分量。低頻帶模擬路徑LBi和高頻帶路徑HBi可選 地共享一個或多個分量。處理步驟1130產生兩組數字數據。
在提供步驟1140中，向一個或多個應用提供所述兩組數字數據。所 述兩組數字數據可以被獨立地使用.
圖12示出一種方法，其中，通信節(jié)點利用至少兩個不同的寬帶來發(fā) 送同時信號。被編碼在這些信號中的數據可選地是獨立的，并且可以用于 網絡上的不同通信節(jié)點。所述數據可以利用不同的通信標準來傳輸和/或 編碼。
在接收數據的步驟1210中，接收來自一個或多個應用的數字數據。 該數據可選地是獨立的。在編碼步驟1220中，數字數據的第一部分被編 碼到第一寬帶頻率范圍內的第一信號中，所述第一寬帶頻率范圍的至少一 部分可選地小于30 MHz?？梢岳美绲皖l帶模擬路徑LB2來執(zhí)行該編 碼。
在編碼步驟1230中，數字數據的第二部分被編碼到第二寬帶頻率范 圍內的第二信號中，所述第二寬帶頻率范圍的至少一部分可選地大于30 MHz?？梢岳美绺哳l帶i^HB2來執(zhí)行該編碼。編碼步驟1230和編 碼步驟1220可以并行地執(zhí)行。
在組合步驟1240中，第一信號和第二信號祐i且合，以產生組合的信 號。該步驟可選地通過利用Tx耦合196或者HB Tx耦合154和LB Tx 耦合160來執(zhí)行。例如，當兩個信號耦接到電力線時，利用HBTx耦合 154和LBTx耦合160，可以發(fā)生所述組合。
在發(fā)送步驟1250中，通過電力線來發(fā)送所述組合的信號。所述組合 的信號的不同部分可以被同時發(fā)送，并且可以去往不同的目的地。在此具體示出和/或說明了幾個實施例。但是，應該理解，在不脫離本發(fā)明的精 神和范圍的情況下，各種修改和改變涵蓋于上述的公開以及所附的權利要 求的范圍內。例如，在此所述的技術可以在住宅、工業(yè)和/或汽車電源系 統(tǒng)中使用?？梢杂密浖?存儲在計算機可讀介質中)、固件和/或硬件來實 施在此示出和說明的其他的各種元件。這些元件形式在此統(tǒng)稱為"邏輯"。
在此所述的實施例是對本發(fā)明的說明。由于參考

了本發(fā)明的 這些實施例，因此，在此所述的方法和/或具體結構的各種修改或者改變 對于本領域內的技術人員來說變得明顯。依賴于本發(fā)明的公開并且已經使 得本領域進步的所有的這樣的修改、變化或者變型應視為在本發(fā)明的精神 和范圍內。因此，不應當將這些說明和附圖視為限定的含義，因為可以理 解本發(fā)明絕不僅限于在此說明的實施例。
權利要求
1.一種通信網絡，包括第一通信節(jié)點，其被配置成利用第一寬帶頻率范圍來通信；第二通信節(jié)點，其被配置成利用與所述第一寬帶頻率范圍分離的第二寬帶頻率范圍來通信；以及第三通信節(jié)點，其被配置成同時和獨立地接收來自所述第一通信節(jié)點的通過電力線的、利用所述第一寬帶頻率范圍的通信和來自所述第二通信節(jié)點的通過所述電力線的、利用所述第二寬帶頻率范圍的通信。
2. 根據權利要求l的通信網絡，其中，所述第三通信節(jié)點被進一步 配置成利用所述第二寬帶頻率范圍與所述第一通信節(jié)點通信。
3. 根據權利要求1或者2的通信網絡，其中，所述第三通信節(jié)點被 進一步配置成同時利用所述第一寬帶頻率范圍和所述第二寬帶頻率范圍 二者與所述第二通信節(jié)點通信。
4. 根據前述權利要求中的任一項的通信網絡，其中，所述第一寬帶 頻率范圍的至少一部分在30 MHz以下，并且所述第二寬帶頻率范圍的至 少一部分在30 MHz以上。
5. 根據前述權利要求中的任一項的通信網絡，其中，所述第一通信 節(jié)點和所述第三通信節(jié)點都被配置成利用與所述第一寬帶頻率范圍和所 述第二寬帶頻率范圍分離的第三寬帶頻率范圍來通信。
6. 根據前述權利要求中的任一項的通信網絡，其中，所述第一通信 節(jié)點被配置成利用第一標準來通信，所述笫二通信節(jié)點被配置成利用第二 標準來通信，所述第一標準和不同的所述第二標準中的至少一個被包括在 由Homeplug 1.0/1.1標準、Homeplug AV標準、CEPCA標準和數字家庭 標準組成的組中。
7. 根據前述權利要求中的任一項的通信網絡，其中，所述第三通信 節(jié)點被進一步配置成確定在與所述第 一通信節(jié)點和所述第二通信節(jié)點的 通信中務使用哪個或者哪些寬帶頻率范圍。
8. 根據權利要求7的通信網絡，其中，所述第三通信節(jié)點被配置成: 確定在利用所述第 一寬帶頻率范圍通信時要—吏用的標準，并確定在利用所 述第二寬帶頻率范圍通信時務使用的不同的標準。
9. 根據前述權利要求中的任一項的通信網絡，其中，所述第三通信 節(jié)點被配置成將來自所述第一通信節(jié)點的數據中繼到所述第二通信節(jié) 點。
10. 根據前述權利要求中的任一項的通信網絡，其中，所述第三通信 節(jié)點包括模擬頻率濾波器，所#擬頻率濾波器被配置成將所述第一寬 帶頻率范圍內的信號與所述第二寬帶頻率范圍內的信號分離。
11. 根據權利要求10的通信網絡，其中，所述模擬頻率濾波器被配 置成將所述第一寬帶頻率內的信號傳送到第一處理電子裝置，并且將所 述第二寬帶頻率內的信號傳送到第二處理電子裝置。
12. 根據前述權利要求中的任一項的通信網絡，其中，所述第一寬帶 頻率范圍包括比所述第二寬帶頻率范圍的頻率高的頻率，并且所述第三通 信節(jié)點被進一步配置成在不通過接線盒來發(fā)送信號的情況下通過電力線 與所述第 一通信節(jié)點通信，并且通過經由接線盒發(fā)送信號而與所述第二通 信節(jié)點通信。
13. 根據前述權利要求中的任一項的通信網絡，其中，所述第三通信 節(jié)點被進一步配置成分別利用所述第一寬帶頻率范圍和所述第二寬帶頻 率范圍來自動檢測所述第 一通信節(jié)點和所述第二通信節(jié)點。
14. 根據前述權利要求中的任一項的通信網絡，其中，所述第一寬帶 頻率范圍和所述第二寬帶頻率范圍各自是至少5MHz寬。
15. —種方法，包括利用第一寬帶頻率范圍通過電力線在第一通信節(jié)點和第二通信節(jié)點 之間傳送第一數據；以及利用與所述第一寬帶頻率范圍分離的第二寬帶頻率范圍通過電力線 在所述第 一通信節(jié)點和第三通信節(jié)點之間傳送第二數據，所述第 一數據和 所述第二數據被同時傳送。
16. 根據權利要求15的方法，其中，所述第一通信節(jié)點和所述第二 通信節(jié)點之間的通信使用第一通信標準，并且所述第一通信節(jié)點和所述第 三通信節(jié)點之間的通信使用第二通信標準。
17. 根據權利要求15或者權利要求16的方法，其中，所述第一寬帶 頻率范圍的至少一部分在30MHz以下，并且所述第二寬帶頻率范圍的至 少一部分在30 MHz以上。
18. 根據權利要求15-17中的任一項的方法，其中，傳送所述第一數 據和傳送所述第二數據包括將來自所述第二通信節(jié)點的信息通過所述笫 一通信節(jié)點中繼到所述第三通信節(jié)點。
19. 一種方法，包括利用第 一寬帶頻率范圍通過電力線從第 一通信節(jié)點發(fā)送第 一通信，所 述第 一通信包括被配置成識別第二通信節(jié)點的數據，所述第二通信節(jié)點被 配置成以所述第一寬帶頻率范圍來通信；接收來自所述第二通信節(jié)點的對所述第一通信的響應；利用第二寬帶頻率范圍通過所述電力線從所述第 一通信節(jié)點發(fā)送笫 二通信，所述第二通信包拾故配置成識別第三通信節(jié)點的數據，所述第三 通信節(jié)點被配置成以所述第二寬帶頻率范圍來通信；接收來自所述第三通信節(jié)點的對所述第二通信的響應；以及基于對所述第 一通信的響應和對所述第二通信的響應來確定通信策略。
20. 根據權利要求19的方法，其中，確定通信策略包括確定所述 第二通信節(jié)點和所述第三通信節(jié)點之間的通信是否應通過所述第一通信 節(jié)點來中繼。
21. 根據權利要求19或者權利要求20的方法，其中，確定通信策略 包括確定將多個可替換的通信協(xié)議中的哪個協(xié)i義用于在所述第一通信節(jié) 點和所述笫二通信節(jié)點之間進行通信。
22. 根據權利要求21的方法，其中，所述多個可替換的通信協(xié)議包 括來自由Homeplug 1.0/1.1標準、Hom印lugAV標準、CEPCA標準和數 字家庭標準構成的組中的至少 一個協(xié)議。
23. 根據權利要求19-22中的任一項的方法，其中，所述第一寬帶頻 率范圍的至少一部分在30MHz以下，并且所述第二寬帶頻率范圍的至少 一部分在30 MHz以上。
24. 根據權利要求19-23中的任一項的方法，還包括利用所述第一 寬帶頻率范圍在所述第一通信節(jié)點和所述第二通信節(jié)點之間通信，同時利 用所述第二寬帶頻率范圍在所述第 一通信節(jié)點和所述第三通信節(jié)點之間 通信。
25. —種通信裝置，包括耦合器，其被配置成通過電力線來傳送數據，所述數據的第一部分是 利用第 一寬帶頻率范圍來傳送的，所述數據的第二部分是利用與所述第一寬帶頻率范圍分離的第二寬帶頻率范圍來傳送的；所述數據的第一部分獨 立于所述數據的第二部分；第一邏輯，其被配置成處理所述數據的第一部分；以及 第二邏輯，其被配置成處理所述數據的第二部分。
26. 根據權利要求25的通信裝置，其中，所述傳送被配置成利用第 一通信標準來傳送所述數據的第一部分，并且利用第二通信標準來傳送所 述lt據的第二部分。
27. 根據權利要求26的通信裝置，其中，所述第一通信標準和所述 第二通信標準中的至少一個被包括在由Hom印lug 1.0/1.1標準、 Homeplug AV標準、CEPCA標準和數字家庭標準構成的組中。
28. 根據權利要求25-27中的任一項的通信裝置，其中，所述通信裝 置被配置成同時傳送所述數據的第一部分和所述數據的第二部分。
29. 根據權利要求25-28中的任一項的通信裝置，其中，所迷通信裝 置被配置成同時地，分別向第一目的地和第二目的地傳送所述數據的第 一部分和所述數據的第二部分。
30. 根據權利要求25-29中的任一項的通信裝置，其中，所述第一寬 帶頻率范圍和第二寬帶頻率范圍各自至少是5 MHz寬。
31. 根據權利要求25-30中的任一項的通信裝置，其中，所述第一寬 帶頻率范圍的至少一部分在30 MHz以下，并且所述第二寬帶頻率范圍的 至少一部分在30 MHz以上。
32. 根據權利要求25-31中的任一項的通信裝置，還包M配置成自 動識別應將所述第一寬帶頻率范圍和所述第二寬帶頻率范圍中的哪個用 于與特定的網絡通信節(jié)點進行通信的邏輯。
33. 根據權利要求25-32中的任一項的通信裝置，還包括被配置成自 動識別網絡上的通信節(jié)點4吏用的通信標準的邏輯。
34. 根據權利要求25-33中的任一項的通信裝置，其中，所^合器 件包括模擬頻率濾波器，所i^擬頻率濾波器被配置成將所述第一寬帶頻 率范圍中的信號與所迷第二寬帶頻率范圍內的信號分離。
35. 根據權利要求25-34中的任一項的通信裝置，還包括被配置成利用第一寬帶頻率來發(fā)送利用第二寬帶頻率接收的信息的邏輯。
36. 根據權利要求25-35中的任一項的通信裝置，其中，所述數據的 第一部分獨立于所述數據的第二部分。
37. 根據權利要求25-36中的任一項的通信裝置，其中，所述第一寬 帶頻率范圍與所述第二寬帶頻率范圍不重疊。
38. 根據權利要求25-37中的任一項的通信裝置，還包括被配置成向 一個或多個數據應用分配所述數據的第 一部分和所述數據的第二部分的 邏輯。
39. 根據權利要求25-38中的任一項的通信裝置，還包括被配置成處 理所述數據的第三部分的第三邏輯，其中，所^合器還被配置成利用第 三寬帶頻率來傳送所述數據的第三部分。
40. —種通信網絡，包括第一通信節(jié)點，其被配置成利用至少10 MHz寬的第一寬帶頻率范圍 和至少5MHz寬的第二寬帶頻率范圍來通信；以及第二通信節(jié)點，其被配置成通過同時利用所述第一寬帶頻率范圍和所 述第二寬帶頻率范圍二者、通過電力線與所述第一通信節(jié)點通信。
41. 根據權利要求40的通信網絡，其中，所述第一通信節(jié)點被配置 成^_用不同的通信標準來分別利用所述笫 一寬帶頻率范圍和所述第二寬 帶頻率范圍進行通信。
42. 根據權利要求40或者權利要求41的通信網絡，其中，所述第一 寬帶頻率范圍的至少一部分在30 MHz以下，而所述第二寬帶頻率范圍的 至少一部分在30 MHz以上。
43. —種方法，包括 通過電力線接收信號；將所接收的信號分離成第一寬帶頻率范圍內的第一信號分量和第二 寬帶頻率范圍內的第二信號分量，所述第一寬帶頻率范圍和所述第二寬帶 頻率范圍中的每個是至少10MHz寬；分別處理所述第一信號分量和所述第二信號分量以提取數字數據；及向 一個或多個應用提供所述數字lt據。
44. 一種方法，包括從一個或多個應用接收數字數據；將所述數字數據的第一部分編碼為第一寬帶頻率范圍內的第一信號，所述第一寬帶頻率范圍的至少一部分小于30 MHz;將所述數字數據的第二部分編碼為第二寬帶頻率范圍內的笫二信號， 所述第二寬帶頻率范圍的至少一部分大于30 MHz;組合所述第一信號和所述第二信號，以產生組合的信號；并且，通過電力線發(fā)送所述組合的信號。
45. —種方法，包括通過電力線接收第一寬帶頻率范圍內的哞^令和控制信號，所述第一寬 帶頻率范圍的至少一部分小于30MHz;并且，利用所接收的命令和控制信號來接收或者處理在第二寬帶頻率范圍 內通過所述電力線發(fā)送的數據信號，所述第二寬帶頻率范圍的至少一部分 大于30 MHz。
46. 根據權利要求45的方法，其中，所述第二寬帶頻率范圍是至少 10 MHz寬。
47. 根據權利要求45或者46的方法，其中，通過電力線發(fā)送的所述 數據信號包括音頻或視頻信號。
48. 根據權利要求45-47中的任一項的方法，其中，所述第一寬帶頻 率范圍與所述第二寬帶頻率范圍分離。
全文摘要
用于通過電力線通信的系統(tǒng)和方法，其被配置成基本上同時在多個寬帶頻率范圍上通信?？梢杂脙蓚€不同的頻率同時向通信節(jié)點發(fā)送信號并從通信節(jié)點發(fā)送信號。這些信號可以利用不同的節(jié)點來交換，并且/或者包括獨立的數據。在一些實施例中，某些寬帶頻率范圍在30MHz以上。
文檔編號H04B3/54GK101292437SQ200680036584
公開日2008年10月22日 申請日期2006年10月2日 優(yōu)先權日2005年10月3日
發(fā)明者喬納森·埃弗拉伊姆·大衛(wèi)·赫維茨, 尼爾斯·哈坎·福倫, 胡安·卡洛斯·里韋羅·因蘇亞 申請人:吉歌西米導體有限公司