專利名稱：通信裝置、傳輸線通信芯片和通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信裝置、傳輸線通信芯片和通信方法。
技術(shù)背景如今，使用電力線執(zhí)行通信的電力線通信(PLC)是已知的。在PLC中， 如果存在不同的通信方法、并且同時使用多種通信方法的裝置而沒有同步， 則每個這種裝置用作其它裝置的干擾源。因此，必須依賴于時間分割改變多 種方法，但是使用電力線的裝置沒有相互通信，因此，通過檢測其它裝置的 信號的載波的存在和連接簡單的l位信號發(fā)送/接收時間分割信息。由于必須 在通過每種方法同步后輸出l位信號，所以使用根據(jù)預(yù)定參照定時來同步信 號的技術(shù)。在PLC的情況下，例如，稱為AC電源的過零點(diǎn)的明確參照是已 知的，并且參照該過零點(diǎn)同步各信號。日本專利申請/>開No. 2007-19662發(fā)明內(nèi)容然而，如果AC電源的過零點(diǎn)用作參照，則由于電路特性、波形的失真 和噪聲的影響，在過零點(diǎn)的檢測中出現(xiàn)誤差。因此，為了保持不同裝置的信 號不重疊，必須通過假設(shè)對于每個裝置的每個信號出現(xiàn)最大誤差，為各信號 安排兩倍最大誤差的間隔。在該情況下，因?yàn)楦餍盘栔g的間隔寬，所以傳 輸效率劣化。下面將基于圖13到15詳細(xì)討論該問題。圖13是示出在裝置A和裝置B 的兩個裝置中、如何基于AC電源的過零點(diǎn)傳輸傳輸信號的示意圖。如圖13 所示，裝置A和裝置B的每個在從過零的檢測點(diǎn)開始的預(yù)定偏置時間后，順 序傳輸?shù)谝恍盘?位l)、第二信號(位2)…。圖13示出其中裝置A的過零檢測點(diǎn)的定時和裝置B的過零檢測點(diǎn)的定 時不同的情況。因?yàn)槿缟纤觯霈F(xiàn)由于電路特性、波形失真或噪聲的影響 導(dǎo)致的過零檢測的誤差，所以在裝置A和裝置B之間的過零檢測點(diǎn)的定時不固定時間的時隙作為 包括每個裝置中的假設(shè)的過零檢測誤差的余量，提供各信號之間的間隔。通 過以預(yù)期的過零檢測誤差在每個裝置的各信號之間提供間隔，如圖14所示， 可以抑制其它裝置的信號的重疊。然而，根據(jù)該技術(shù)，在參照信號的檢測中 出現(xiàn)誤差的4艮設(shè)下，每位包含檢測誤差的余量，因此，在一定時間段內(nèi)可以 傳輸?shù)男盘柕臄?shù)量減少，引起劣化的傳輸效率的問題。圖15是示出考慮余量時信號的間隔的示意圖。如果用于實(shí)現(xiàn)同步的過零 點(diǎn)的檢測誤差為tEref,則當(dāng)裝置A和裝置B的信號最大地偏移時，裝置A 和裝置B的信號可以處于具有相互2Eref的偏移的空間關(guān)系。因此，如果每 個裝置的第一輸出信號應(yīng)當(dāng)在定義的偏置時間后輸出，則如圖15所示，位置 將偏移2 x Eref。這里，因?yàn)檠b置A和裝置B的每個識別自身裝置相對于參照定時的誤差 的幅度是困難的，所以必須考慮其它裝置的信號存在于距離自身裝置的信號 位置土2Eref處的可能性。類似地，其它裝置也必須考慮其它裝置的位信號存 在于距離自身裝置的信號位置土2Eref處的可能性。因此，每個裝置將下一位 信號放置在由每個裝置傳輸?shù)男盘柕耐?Eref內(nèi)是困難的。因此，每個裝置必須在每個裝置的第一信號后，利用至少4Eref的間隔 傳輸每個裝置的第二信號，以便防止由其它裝置傳輸?shù)牡谝恍盘柵c由每個裝 置傳輸?shù)牡诙盘栔丿B。類似地，必須在第二信號后利用至少4Eref的間隔 輸出第三信號。在如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，由于參照定時的檢測誤差，需要在各 信號之間提供寬的間隔，因此導(dǎo)致劣化的傳輸效率的問題。已經(jīng)考慮到上述問題做出了本發(fā)明，并且期望提供一種新穎的并且改進(jìn) 的通信裝置、傳輸線通信芯片和通信方法，其能夠抑制由其它裝置傳輸?shù)男?號的干擾并且改進(jìn)傳輸線通信中的傳輸效率。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種通信裝置，包括電源單元，其從與 外部連接的傳輸線獲取電壓；傳輸控制單元，其將數(shù)據(jù)信號和放置在數(shù)據(jù)信 號的開始處的引導(dǎo)信號傳輸?shù)剿鰝鬏斁€；引導(dǎo)信號檢測單元，其檢測由其 它裝置傳輸?shù)剿鰝鬏斁€的引導(dǎo)信號；以及定時調(diào)整單元，其根據(jù)由其它裝置傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號的傳輸定時調(diào)整通信裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時。所述引導(dǎo)信號檢測單元可以使用由所述傳輸控制單元傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號的傳輸定時作為參照，檢測預(yù)定時間限制內(nèi)的引導(dǎo)信號。如果所述引導(dǎo)信號檢測單元只檢測到由一個其它裝置傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號，則所述定時調(diào)整單元可以使通信裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時適合于(fit)所檢測的51導(dǎo)信號的傳輸定時。如果所述引導(dǎo)信號檢測單元在通信期間檢測到所述引導(dǎo)信號，則所述定時調(diào)整單元可以朝向所檢測的引導(dǎo)信號的傳輸定時移動通信裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時。如果所述引導(dǎo)信號檢測單元檢測到由多個其它裝置傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號，則 所述定時調(diào)整單元可以朝向多個所檢測的引導(dǎo)信號的傳輸定時的變化中心輸 出通信裝置的引導(dǎo)信號。如果所述引導(dǎo)信號;f全測單元在新開始通信時檢測到所述多個引導(dǎo)信號， 則所述定時調(diào)整單元可以朝向多個所^r測的引導(dǎo)信號的傳輸定時的變化中心 輸出通信裝置的引導(dǎo)信號。如果所述引導(dǎo)信號檢測單元在通信期間檢測到所述多個引導(dǎo)信號，則所 述定時調(diào)整單元可以朝向包括多個所檢測的引導(dǎo)信號的傳輸定時和通信裝置 的引導(dǎo)信號的傳輸定時的整個變化的中心，移動通信裝置的引導(dǎo)信號的傳輸 定時。所述通信裝置可以包括參照定時信號生成單元，其根據(jù)從所述傳輸線獲 取的電壓的過零點(diǎn)生成參照定時信號，并且可以基于所述參照定時信號設(shè)置 引導(dǎo)信號的傳輸定時。所述通信裝置可以包括收斂確定單元，其確定通信裝置的引導(dǎo)信號的傳 輸定時和由其它裝置傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號的傳輸定時是否收斂到預(yù)定范圍，并且 如果所述收斂確定單元確定通信裝置和其它裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時收斂 到預(yù)定范圍，則所述定時調(diào)整單元可以停止調(diào)整引導(dǎo)信號的傳輸定時?？梢栽谝龑?dǎo)信號和引導(dǎo)信號后的數(shù)據(jù)信號之間提供預(yù)定時間間隔。所述傳輸控制單元可以傳輸引導(dǎo)信號和引導(dǎo)信號后的信號作為OFDM 信號，并且所述引導(dǎo)信號和引導(dǎo)信號后的信號可以具有不同的相位矢量。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種傳輸線通信芯片，包括傳輸控 制單元，其將引導(dǎo)信號和引導(dǎo)信號后的信號傳輸?shù)絺鬏斁€；引導(dǎo)信號檢測單6元，其檢測由其它裝置傳輸?shù)剿鰝鬏斁€的引導(dǎo)信號；以及定時調(diào)整單元， 其根據(jù)其它裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時調(diào)整其自身裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種通信方法，包括以下步驟檢測 由其它裝置傳輸?shù)絺鬏斁€的引導(dǎo)信號；獲取所述弓1導(dǎo)信號的傳輸定時的變化 中心；以及設(shè)置其自身裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時，4吏得傳輸定時朝向獲取 的變化中心移動，并且輸出其自身裝置的引導(dǎo)信號到傳輸線。根據(jù)本發(fā)明，變得可以抑制由其它裝置傳輸?shù)男盘柕母蓴_，并且還可以 改進(jìn)傳輸線通信中的傳輸效率。


圖1是示出安裝在家中的電力線通信系統(tǒng)的配置的示意圖； 圖2是示出調(diào)制解調(diào)器的配置的方塊圖； 圖3是示出調(diào)制解調(diào)器的配置的方塊圖； 圖4是示出MAC的功能配置的方塊圖； 圖5是由每個裝置傳輸?shù)男盘柕氖疽鈭D；圖6A和6B是當(dāng)裝置A進(jìn)入通信之前、裝置B已經(jīng)通信并輸出引導(dǎo)信 號S2時的示意圖；圖7A和7B是當(dāng)裝置A發(fā)送引導(dǎo)信號S1到電力線、并且裝置B發(fā)送引 導(dǎo)信號S2到電力線時的示意圖；圖8A到8D是當(dāng)裝置A和裝置B輸出信號到電力線、然后裝置C開始 通信時的示意圖；圖9是當(dāng)多個裝置的引導(dǎo)信號重疊時的示意圖；圖IO是示出當(dāng)裝置A和裝置B傳輸信號時、第一信號的傳輸定時匹配 的狀態(tài)的示意圖；圖11是當(dāng)裝置A的第一信號領(lǐng)先裝置B的第一信號過零點(diǎn)的檢測誤差 Eref時的示意圖；圖12是示出在本實(shí)施例中通過調(diào)制解調(diào)器的處理的流程圖；圖13是示出如何基于AC電源的過零點(diǎn)由裝置A和裝置B的兩個裝置 傳輸傳輸信號的示意圖；圖14是示出這樣的狀態(tài)的示意圖，其中通過形成固定時間的時隙作為包括每個裝置中的假設(shè)的過零檢測誤差的余量，在各信號之間提供間隔；以及 圖15是示出考慮余量時的各信號的間隔的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。注意，在該說明書和 附圖中，具有基本相同功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件用相同的參考標(biāo)號表示，并且 省略這些結(jié)構(gòu)元件的重復(fù)說明。在根據(jù)本實(shí)施例的電力線通信系統(tǒng)500中，多個通信裝置連接到電力線 100，并且提供有每個通信裝置的調(diào)制解調(diào)器200連接到電力線100。然后， 通過時間分割設(shè)置調(diào)制解調(diào)器200的傳輸間隔，以便避免通過電力線100上 不同的調(diào)制解調(diào)器200的傳輸信號的沖突。為了基于時間分割設(shè)置傳輸間隔， 每個調(diào)制解調(diào)器200具有用于生成參照定時的參照定時生成單元218，以基 于市電電壓執(zhí)行時間分割處理，并且在參照定時之前和之后的時段中設(shè)置傳 輸間隔。[系統(tǒng)配置]首先，將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電力線通信系統(tǒng)500的配置。圖l是 示出在家中安裝的電力線通信系統(tǒng)500的配置的示意圖。如圖1所示，電力 線100布線在家中，并且安裝在門口、兒童房1/2、起居室、書房等的各種通 信裝置連接到每條電力線100。如圖1所示，通信裝置是包括監(jiān)視相機(jī)、電 子鑰匙、TV接收機(jī)(TV)、音頻設(shè)備(音頻)、個人計算機(jī)(PC)、音頻服務(wù) 器、視頻服務(wù)器和打印機(jī)的設(shè)備。每個通信裝置具有調(diào)制解調(diào)器200。電力 線100連接到提供有每個通信裝置的調(diào)制解調(diào)器200。在本實(shí)施例中例示了 對其提供市電電壓的電力線100，以下描述的本實(shí)施例不限于此。除了電力 線100,本實(shí)施例可以廣泛應(yīng)用于如電話線和同軸電纜的傳輸線，并且在該 情況下，如在電力線100中一樣，可以同步各信號。[調(diào)制解調(diào)器的配置]接著，將描述提供有每個通信裝置的調(diào)制解調(diào)器200的配置。圖2和圖 3是示出調(diào)制解調(diào)器200的配置的方塊圖。這里，圖2示出了單機(jī)PLC調(diào)制 解調(diào)器類型的調(diào)制解調(diào)器200,而圖3示出了內(nèi)置PLC調(diào)制解調(diào)器類型的調(diào) 制解調(diào)器200。圖2所示的調(diào)制解調(diào)器200包括電源202、耦合器204、濾波器206、執(zhí)換器208、 PHY層傳輸處理單元(PHY) 210、 MAC (介質(zhì)訪問控制)層處理單元(MAC) 212、接口 214、耦合器216和 參照定時生成單元218。圖3所示的調(diào)制解調(diào)器200包括電源202、耦合器 204、濾波器206、轉(zhuǎn)換器208、 PHY 210、 MAC 212、耦合器216、參照定時 生成單元218、以及應(yīng)用電路220。圖2和圖3示出在發(fā)送和接收側(cè)共同的濾 波器206、轉(zhuǎn)換器208和PHY 210,但是這些組件可以在發(fā)送和接收側(cè)分開 提供。MAC212和其相鄰組件可以配置為集成芯片。在圖2中，從更高層接收的傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)由接口 214輸入MAC212,然后 經(jīng)由PHY210、執(zhí)行DA轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器208和濾波器206輸入耦合器204。傳 輸信號經(jīng)由耦合器204輸出到電力線100。另 一方面，通過耦合器204從經(jīng)由耦合器204接收的信號移除市電電壓， 并且將提取的高頻信號經(jīng)由濾波器206、執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器208和PHY 210輸入到MAC212。然后，正確接收的數(shù)據(jù)從接口 214輸出到更高層。從電力線100提取的源電壓輸入到電源202。電源202提供作為操作通 信裝置的電源的電力，即，作為圖2所示的每個組件的電源的電力。圖3所示的調(diào)制解調(diào)器200從應(yīng)用電路220接收傳輸數(shù)據(jù)，并且輸出該 傳輸數(shù)據(jù)到電力線IOO。接收的數(shù)據(jù)還輸出到應(yīng)用電路220。在其他方面，該 配置與圖2所示的調(diào)制解調(diào)器200的配置相同。耦合器216包含用于從電力線IOO上的信號提取市電電壓的濾波器。因 為電力線通信系統(tǒng)500通過在市電電壓上疊加信號來執(zhí)行通信，所以耦合器 216移除信號來提取市電電壓。參照定時生成單元218通過提供與由耦合器216提取的AC市電電壓的 時段同步的參照定時，生成參照定時信號TGref，并且將該參照定時信號TGref 提供給MAC 212。更具體地，參照定時生成單元218通過使用市電電壓的 AC時段檢測電壓為0的點(diǎn)(過零點(diǎn))，并且生成與市電電壓的過零定時同步 的參照定時信號。參照定時信號是由提供有電力線通信系統(tǒng)500中的所有通 信裝置的調(diào)制解調(diào)器200生成的共同定時信號。在調(diào)制解調(diào)器200中，MAC212基于由參照定時生成單元218生成的參 照定時控制傳輸定時。MAC 212基于參照定時信號TGref和傳輸間隔數(shù)據(jù)SP 計算用于傳輸數(shù)據(jù)的定時，并且控制傳輸信號使得數(shù)據(jù)以該定時傳輸。圖4是示出MAC 212的配置的功能方塊圖。MAC 212包括傳輸控制單9元212a、引導(dǎo)信號檢測單元212b、定時調(diào)整單元212c以及收斂確定單元212d。 傳輸控制單元212a通過調(diào)整引導(dǎo)信號(第一信號)和引導(dǎo)信號后的數(shù)據(jù)信號 (第二和隨后的信號)之間的間隔，將它們傳輸?shù)诫娏€100。引導(dǎo)信號檢 測單元212b檢測通過其它裝置傳輸?shù)诫娏€100的引導(dǎo)信號。定時調(diào)整單元 212c根據(jù)由其它裝置傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號的傳輸定時，調(diào)整其自身裝置(自身裝 置)的引導(dǎo)信號的傳輸定時。收斂確定單元212d確定自身裝置和其它裝置的 引導(dǎo)信號是否已經(jīng)收斂到預(yù)定時間的范圍內(nèi)。圖4所示的MAC 212的功能方 塊圖可以由硬件(電路)、或算術(shù)處理單元和用于使得算術(shù)處理單元工作的軟 件(程序)配置。
可以使得圖2和圖3中所示的調(diào)制解調(diào)器200的配置為不同的配置。通 常，調(diào)制解調(diào)器中的發(fā)送/接收電路實(shí)現(xiàn)為一個芯片，但是例如，耦合器216 和參照定時生成單元218可以是連接到調(diào)制解調(diào)器200的外部電路。
在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，如上所述，由于參照定時信號的檢測誤差，必須 加寬各信號之間的間隔。另一方面，為了改進(jìn)信號的傳輸效率，必須最小化 各信號之間的余量。這里，信號的寬度和信號之間的間隔可以基于一個裝置 中的內(nèi)部電路的時鐘正確地確定，因此，各信號之間的位置的誤差非常小。 因此，如果沒有出現(xiàn)參照定時信號的檢測誤差Eref，則可以沒有間隙地封裝 每位的信號，導(dǎo)致改進(jìn)的傳輸效率。
因此，本實(shí)施例中的系統(tǒng)檢測其它裝置的信號的位置，并且以一種方式 執(zhí)行控制使得自身裝置的信號適合于其它裝置的信號的位置。即使自身裝置 的信號關(guān)于過零點(diǎn)偏移，也可以通過檢測其它裝置的信號位置并且使自身裝 置的信號適合于其它裝置的信號位置來進(jìn)行校正。下面將詳細(xì)描述本實(shí)施例 中執(zhí)行的處理。
在本實(shí)施例中，圖5是由每個裝置傳輸?shù)男盘柕氖疽鈭D。如圖5所示， 第 一信號首先傳輸為？I導(dǎo)信號。？ 1導(dǎo)信號是示出通信自身裝置的存在的信號， 并且安排在數(shù)據(jù)信號的報頭。然后，在第一信號后，第二和隨后的信號作為 數(shù)據(jù)信號傳輸。引導(dǎo)信號是在參照定時信號后經(jīng)過預(yù)定偏置時間時傳輸?shù)男?號。第二和隨后的信號是使用第一信號作為參照傳輸?shù)男盘?。第二和隨后的 信號的傳輸定時由MAC212確定。
因此，本實(shí)施例中的系統(tǒng)通過在用作參照的引導(dǎo)信號后提供預(yù)定定時，輸出作為共同載波信號的數(shù)據(jù)信號，并且接收在引導(dǎo)信號后的預(yù)定定時的載 波信號。因此，使用不同通信方法的裝置可以基于載波的存在/不存在或相位 矢量的差交換信息。
如上所述，預(yù)期引導(dǎo)信號與參照定時信號的:tEref的偏移。因此，如果通 過考慮該偏移試圖傳輸?shù)诙碗S后的信號，則必須提供各信號之間的足夠的 時間間隔，導(dǎo)致劣化的傳輸效率。
在本實(shí)施例中，當(dāng)多個裝置傳輸信號到傳輸路徑時，每個裝置檢測其它 裝置的引導(dǎo)信號(第一信號)。然后，在檢測到其它裝置的第一信號后，通過 適合于該其它裝置的第一信號的定時，調(diào)整自身裝置的第一信號的定時。這 里，其它裝置的第一信號和自身裝置的第一信號可以從開始匹配，或者自身 裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時可以逐漸調(diào)整，使得自身裝置的引導(dǎo)信號的傳輸 定時匹配其它裝置的引導(dǎo)信號的定時。通過以此方式重復(fù)調(diào)整，每個裝置的
引導(dǎo)信號的傳輸定時最終可以匹配。每個裝置通過考慮其它裝置的引導(dǎo)信號 存在于距離自身裝置的信號位置的位置:h2Eref處的可能性，檢測其它裝置的 引導(dǎo)信號。然而，引導(dǎo)信號的檢測范圍不限于上面的示例。
如果在還沒有檢測到第 一信號時檢測到第二信號，則存在通過將第二信 號識別為第一信號的同步的可能性。同樣，當(dāng)?shù)诙盘栆越咏谝恍盘柕亩?時輸出時，存在通過將第二信號識別為第一信號的同步的可能性。因此，在 本實(shí)施例中，假設(shè)沒有故障地傳輸?shù)谝恍盘枺送?，在第一和第二信號之間 提供預(yù)定時段的時間(2Eref)。因此，可以基于與下一信號的間隔來識別檢 測的信號是否為引導(dǎo)信號。然后，如果檢測到其它裝置的第一信號，則執(zhí)行 控制，使得自身裝置的第 一信號適合于其它裝置的第 一信號。
如果只有一個傳輸信號到電力線100的其他裝置，則相對容易使自身裝 置的第一信號的位置適合于其它裝置的信號的位置。然而，如果檢測到從多 個其它裝置傳輸?shù)亩鄠€第一信號，則當(dāng)使自身裝置的第一信號適合于第一信 號之一時，難以使自身裝置的第一信號適合于其它裝置的第一信號。
因此，在本實(shí)施例中，假設(shè)每個裝置根據(jù)相同算法操作，每個裝置根據(jù) 以下規(guī)則輸出引導(dǎo)信號。
首先，如果自身裝置還沒有開始通信并且將很快開始通信，則檢測已經(jīng) 輸出信號到電力線100的其它裝置的第一信號，并且朝向其它裝置的第一信 號的變化范圍的 ii一信號開始傳輸后，^f企測到偏離自身裝置的第一信號的另一裝置的第一信號， 則自身裝置的信號的位置朝向包括其它裝置的第一信號和自身裝置的第一信 號的整個變化的范圍的中心移動。
這里，如果每個裝置移動自身裝置的第一信號以適合另一裝置的^r測的 第一信號，則預(yù)期在各第一信號的位置相互交換時，所有裝置的第一信號的 位置不收斂到一個點(diǎn)。根據(jù)本實(shí)施例，可以通過朝向包括其它裝置的第一信 號和自身裝置的第一信號的整個變化的范圍的中心移動自身裝置的第一信 號，使得可以校正整體偏移，使所有裝置的第一信號適合于同一定時。
順帶提及，不需要必須實(shí)現(xiàn)在一次調(diào)整中將自身裝置的引導(dǎo)信號朝向其 它裝置的引導(dǎo)信號的變化中心的移動，并且可以在各引導(dǎo)信號的整個變化的 范圍內(nèi)執(zhí)行將自身裝置的引導(dǎo)信號更朝向中心側(cè)的移動處理。例如，每個裝 置可以在檢測的引導(dǎo)信號的變化范圍內(nèi)，將引導(dǎo)信號的傳輸定時朝向中心側(cè) 移動大約范圍的1/3或1/4的值。根據(jù)該方法，盡管在使得每個裝置的引導(dǎo)信 號的位置收斂之前花費(fèi)相對長的時間，但是可以通過多次執(zhí)行用于移動引導(dǎo) 信號的處理，使得引導(dǎo)信號的位置最終收斂。
然后，在引導(dǎo)信號的傳輸定時匹配后，消除了每個裝置的傳輸定時關(guān)于 參照定時信號的誤差，因此，不需要考慮第二信號以及之后的信號的傳輸?shù)?誤差提供傳輸間隔。因此，可以改進(jìn)由每個裝置傳輸?shù)男盘柕膫鬏斝省?br> 將基于附圖描述佳_得每個裝置的引導(dǎo)信號的位置匹配的具體處理。首先， 將描述當(dāng)其它裝置已經(jīng)通信時新開始傳輸?shù)那闆r。圖6示出了在裝置A進(jìn)入 通信前裝置B已經(jīng)通信、并且輸出引導(dǎo)信號S2的情況。在該情況下，裝置A 檢測裝置B的引導(dǎo)信號S2的位置。然后，如圖6A所示，如果裝置A試圖輸 出引導(dǎo)信號S1的位置從裝置B的引導(dǎo)信號S2的位置偏移，則如圖6B所示， 裝置A通過適合于裝置B的引導(dǎo)信號S2的位置，輸出引導(dǎo)信號S1。利用該 操作，裝置A和裝置B的引導(dǎo)信號的定時可以匹配。
在操作期間，電力線通信系統(tǒng)500中的每個裝置從經(jīng)由耦合器204接收 的信號中檢測其它裝置的引導(dǎo)信號。圖7A示出了裝置A傳輸引導(dǎo)信號Sl到 電力線100、并且裝置B傳輸引導(dǎo)信號S2到電力線100的情況。在該情況下， 如圖7B所示，裝置A檢測裝置B的引導(dǎo)信號S2，并且移動裝置A的引導(dǎo)信 號S1的傳輸定時，使得該傳輸定時匹配引導(dǎo)信號S2的傳輸定時。另一方面， 裝置B檢測裝置A的引導(dǎo)信號Sl ，并且移動裝置B的引導(dǎo)信號S2的傳輸定時，使得該傳輸定時匹配引導(dǎo)信號S1的傳輸定時。通過重復(fù)該操作，裝置A和裝置B的引導(dǎo)信號的定時可以匹配。
由于在通信期間裝置A和裝置B必須檢測其它裝置的51導(dǎo)信號，所以裝置A和裝置B有時停止引導(dǎo)信號的傳輸以檢測由其它裝置輸出的引導(dǎo)信號。如果在裝置A停止引導(dǎo)信號Sl的傳輸?shù)亩〞r、裝置B停止引導(dǎo)信號S2的傳輸，則裝置A和裝置B的每個不可能檢測其它裝置的引導(dǎo)信號。因此，停止引導(dǎo)信號的傳輸以檢測其它裝置的引導(dǎo)信號的定時應(yīng)當(dāng)具有一定程度的隨機(jī)性。此外，可以通過多次檢測引導(dǎo)信號可靠地防止檢測遺漏的發(fā)生。此外，可以通過多次檢測引導(dǎo)信號，計算引導(dǎo)信號的位置的平均值，以改進(jìn)檢測精度。
在圖7的情況下，如果更多裝置已經(jīng)通信，則裝置A檢測到多個裝置的引導(dǎo)信號，并且朝向引導(dǎo)信號(自身裝置的引導(dǎo)信號)的位置的變化范圍的中心輸出自身裝置的引導(dǎo)信號。其它裝置執(zhí)行相同處理。通過重復(fù)該處理，可以使得所有裝置的引導(dǎo)信號的定時匹配。
同樣在圖6的情況下，如果在裝置A進(jìn)入通信前多個裝置已經(jīng)通信，則裝置A檢測到多個裝置的引導(dǎo)信號，并且朝向其變化范圍的中心輸出引導(dǎo)信號。然后，每個裝置檢測其它裝置的引導(dǎo)信號，并且朝向引導(dǎo)信號(自身裝置的引導(dǎo)信號)的位置的變化范圍的中心輸出自身裝置的引導(dǎo)信號。如果重復(fù)該處理，則所有裝置的引導(dǎo)信號的位置將匹配。
圖8示出了裝置A和裝置B輸出信號到電力線100、然后裝置C開始通信的情況。首先，引導(dǎo)信號S1和引導(dǎo)信號S2在圖8A的狀態(tài)下傳輸，但是其位置分離，因此，裝置A和裝置B難以識別其它裝置的引導(dǎo)信號。
接著，在圖8B中，裝置C輸出信號到電力線100以開始通信。新進(jìn)入通信的裝置朝向已經(jīng)通信的裝置的引導(dǎo)信號的變化中心輸出自身裝置的引導(dǎo)信號。在圖8B的示例中，裝置C檢測引導(dǎo)信號S1和引導(dǎo)信號S2的位置，并且朝向引導(dǎo)信號S1和S2的中心輸出自身裝置的引導(dǎo)信號S3。因此，裝置A和裝置B可以檢測到以相對接近自身裝置的引導(dǎo)信號的定時輸出的引導(dǎo)信號S3。
然后，在圖8C中，檢測到引導(dǎo)信號S3的裝置A移動自身裝置的引導(dǎo)信號S1，使得引導(dǎo)信號S1移動得更接近裝置C的引導(dǎo)信號S3。同樣，檢測到引導(dǎo)信號S3的裝置B移動自身裝置的引導(dǎo)信號S2，使得引導(dǎo)信號S2移動得
13更接近裝置C的引導(dǎo)信號S3。另一方面，盡管裝置C朝向檢測的引導(dǎo)信號Sl和引導(dǎo)信號S2的變化中心移動引導(dǎo)信號S3， ^f旦是引導(dǎo)信號S3的位置幾乎不變，這是因?yàn)橐龑?dǎo)信號S3已經(jīng)朝向引導(dǎo)信號S1和S2的中心輸出。
然后，通過重復(fù)圖8C的操作，引導(dǎo)信號Sl和引導(dǎo)信號S2移動得更接近引導(dǎo)信號S3，并且最后，引導(dǎo)信號S1、 S2和S3的位置將匹配。
因此，即使引導(dǎo)信號S和引導(dǎo)信號S2的位置分離、并且裝置A和裝置B難以識別其它裝置的引導(dǎo)信號，定位在它們之間的引導(dǎo)信號S3也可以用于使得所有的引導(dǎo)信號S1、 S2和S3的位置匹配。
在圖8的情況下，如果當(dāng)裝置C進(jìn)入通信時更多裝置已經(jīng)通信，則裝置C檢測到多個裝置的引導(dǎo)信號，并且朝向多個裝置的引導(dǎo)信號的變化范圍的中心輸出引導(dǎo)信號。然后，每個裝置檢測其它裝置的引導(dǎo)信號，并且朝向引導(dǎo)信號(自身裝置的引導(dǎo)信號)的位置的變化范圍的中心輸出自身裝置的引導(dǎo)信號。通過重復(fù)該處理，可以4吏得所有裝置的引導(dǎo)信號的位置匹配。
圖9示出多個裝置的引導(dǎo)信號重疊的情況。在該情況下，新進(jìn)入通信的裝置朝向在重疊狀態(tài)中檢測的引導(dǎo)信號的定時分布中的中心位置輸出自身裝置的引導(dǎo)信號。每個已經(jīng)通信的裝置朝向所有引導(dǎo)信號(包括自身裝置的引導(dǎo)信號)的時間分布的中心移動自身裝置的引導(dǎo)信號。因此，所有引導(dǎo)信號的位置可以匹配。
在其它裝置的引導(dǎo)信號的定時測量中可能出現(xiàn)誤差，并且該測量誤差設(shè)置為Esig。另一方面，如果從家庭AC電源的過零點(diǎn)生成參照定時信號，如上所述，則由.于正和負(fù)波形之間的差、電路響應(yīng)、家用電器噪聲等，在參照定時信號中出現(xiàn)誤差Eref。因?yàn)橐龑?dǎo)信號的定時測量是高頻檢測，所以該誤差Esig相對小，并且關(guān)系Esig<Eref成立。
圖10示出當(dāng)裝置A和裝置B傳輸信號時第一信號的傳輸定時匹配的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，沒有由于參照定時信號的檢測誤差導(dǎo)致的裝置A和裝置B的信號的偏移。因此，如圖IO所示，第二和隨后的信號可以可替代地以一種方式安排，使得這些信號不相互干擾。在該情況下，測量誤差Esig足夠作為相鄰信號之間的間隔，并且當(dāng)與圖15相比時，相鄰信號之間的間隔可以最小化。因此可以顯著改進(jìn)傳輸效率。在根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)中，可以通過匹配的引導(dǎo)信號的傳輸定時，使得相互不通信的通信裝置同步，以最小化由每個裝置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的間隔，使得可以增強(qiáng)傳輸效率。通過所有檢測的其它裝置的引導(dǎo)信號和自身裝置的引導(dǎo)信號是否落入預(yù) 定時間限制內(nèi)，在每個裝置中確定引導(dǎo)信號的傳輸定時是否匹配。該預(yù)定時
間可以基于測量誤差Esig確定。如果每個裝置確定引導(dǎo)信號的傳輸定時落入 難以進(jìn)一步變窄的限制內(nèi)，則每個裝置確定引導(dǎo)信號的傳輸定時匹配，并且 繼續(xù)以該定時輸出引導(dǎo)信號。在該狀態(tài)下，在已經(jīng)通信的多個裝置中，引導(dǎo) 信號的傳輸定時匹配。因此，如果存在將進(jìn)入通信的裝置，則只有將進(jìn)入通 信的裝置需要將其引導(dǎo)信號匹配已經(jīng)通信的裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時，而 已經(jīng)通信的裝置不需要移動引導(dǎo)信號的傳輸定時。
如圖11所示，如果裝置A的第一信號領(lǐng)先裝置B的第一信號Eref,則 裝置B檢測到在其引導(dǎo)信號的士2 x Eref范圍內(nèi)的其它裝置的引導(dǎo)信號。因此， 裝置B可以將裝置A的第二信號或隨后的一個檢測為第一信號。然而，即使 在該情況下，裝置B也可以檢測到裝置A的第一信號，并且裝置B的引導(dǎo)信 號位于裝置A的引導(dǎo)信號和第二信號之間，因此不移動其引導(dǎo)信號。另一方 面，因?yàn)檠b置A檢測到裝置B的第一信號，所以裝置A朝向裝置B的引導(dǎo) 信號移動其引導(dǎo)信號。因此，通過重復(fù)該操作，裝置A和裝置B的引導(dǎo)信號 的位置最終可以匹配。
因此，盡管根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)必須在第一和第二信號的各位之間提供 4Eref的時間間隔，但是在本實(shí)施例中可以通過確保其1/2 (即，2Eref)使得 第一信號的位置匹配，4吏得可以增強(qiáng)傳輸效率。此外，只有第一信號用于實(shí) 現(xiàn)同步，因此，不需要用于第二和隨后的信號的余量，使得可以顯著改進(jìn)傳 輸效率。順帶提及，當(dāng)測量引導(dǎo)信號載波的位置時出現(xiàn)誤差Esig，因此，在 第二和隨后信號中，優(yōu)選地為相鄰信號之間的間隔提供誤差Esig的余量。
如果要傳輸?shù)男盘柺荗FDM信號，則第一信號以及第二和隨后信號之間 的差可以通過例如改變載波的相位矢量的技術(shù)來識別。在該情況下，不需要 第 一和第二信號之間的間隔的余量，使得可以進(jìn)一步改進(jìn)傳輸效率。
接著，將基于圖12的流程圖描述本實(shí)施例中的調(diào)制解調(diào)器200中的處理。 首先，在步驟SIO，確定自身裝置是否新進(jìn)入通信，即，是否傳輸信號到電 力線IOO。然后，如果新進(jìn)入通信，則進(jìn)到步驟S12。在步驟S12，檢測已經(jīng) 操作的其它裝置的引導(dǎo)信號，并且檢測存在引導(dǎo)信號的范圍中的中心位置。 在該情況下，通過多次檢測引導(dǎo)信號來檢測中心位置的最大值和最小值的中 間值。另一方面，在步驟SIO，如果自身裝置已經(jīng)通信，則進(jìn)到步驟S14。在步 驟S14,自身裝置的通信有時停止，以檢測其它裝置的引導(dǎo)信號。在該情況 下，多次檢測引導(dǎo)信號，并且多次檢測包括自身裝置的引導(dǎo)信號的位置的變 化中心，以便檢測所檢測的值的最大值和最小值的中間位置。
在步驟S12和S14后，進(jìn)到步驟S16。在步驟S16，自身裝置的引導(dǎo)信 號在步驟S12和S14計算的最大值和最小值的中間位置輸出。
在接下來的步驟S18,確定所有裝置的檢測的引導(dǎo)信號是否落入預(yù)定時 間限制內(nèi)。如果所有裝置的檢測的引導(dǎo)信號落入預(yù)定時間限制內(nèi)，則終止處 理。另一方面，如果至少一個檢測的引導(dǎo)信號沒有落入指定的時間限制內(nèi)， 則處理返回到步驟S12以執(zhí)行步驟S12和之后的處理。
根據(jù)圖12的處理，由于參與通信的所有裝置基于其它裝置的引導(dǎo)信號的 位置調(diào)整自身裝置的引導(dǎo)信號的位置，因此可以使得所有操作裝置的《I導(dǎo)信 號落入指定的時間限制內(nèi)。因此，可以校正關(guān)于參照定時信號的誤差，使得 可以改進(jìn)傳輸效率。
根據(jù)本實(shí)施例，如上所述，通過4吏用下述算法，所有裝置的引導(dǎo)信號可 以集中到一個點(diǎn)，通過該算法每個裝置朝向其它裝置的檢測的引導(dǎo)信號的變 化中心移動自身裝置的引導(dǎo)信號。因此，不需要考慮引導(dǎo)信號后的數(shù)據(jù)信號
的各位的檢測誤差，并且可以在指定時間內(nèi)傳輸大量信號，使得可以顯著增 強(qiáng)傳輸效率。
本發(fā)明包含涉及于2008年8月7日向日本專利局提交的日本專利申請 JP2008-204741的主題內(nèi)容，在此通過引用并入其全部內(nèi)容。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依賴于設(shè)計需求和其他因素可以出現(xiàn)各種修 改、組合、子組合和更改，只要它們在權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
1.一種通信裝置，包括電源單元，其從與外部連接的傳輸線獲取電壓；傳輸控制單元，其將數(shù)據(jù)信號和放置在數(shù)據(jù)信號的開始處的引導(dǎo)信號傳輸?shù)剿鰝鬏斁€；引導(dǎo)信號檢測單元，其檢測由其它裝置傳輸?shù)剿鰝鬏斁€的引導(dǎo)信號；以及定時調(diào)整單元，其根據(jù)由其它裝置傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號的傳輸定時，調(diào)整所述通信裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時。
2. 如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中所述引導(dǎo)信號檢測單元使用由所 述傳輸控制單元傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號的傳輸定時作為參照，檢測預(yù)定時間限制內(nèi) 的引導(dǎo)信號。
3. 如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中如果所述引導(dǎo)信號檢測單元只檢 測到由一個其它裝置傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號，則所述定時調(diào)整單元使所述通信裝置 的引導(dǎo)信號的傳輸定時適合于所檢測的引導(dǎo)信號的傳輸定時。
4. 如權(quán)利要求3所述的通信裝置，其中如果所述引導(dǎo)信號檢測單元在通 信期間檢測到所述引導(dǎo)信號，則所述定時調(diào)整單元朝向所檢測的引導(dǎo)信號的 傳輸定時移動所述通信裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時。
5. 如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中如果所述引導(dǎo)信號檢測單元檢測 到由多個其它裝置傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號，則所述定時調(diào)整單元朝向多個所檢測的 I導(dǎo)信號的傳輸定時的變化中心輸出所述通信裝置的引導(dǎo)信號。
6. 如權(quán)利要求5所述的通信裝置，其中如果所述引導(dǎo)信號檢測單元在新 開始通信時檢測到所述多個引導(dǎo)信號，則所述定時調(diào)整單元朝向多個所檢測 的S1導(dǎo)信號的傳輸定時的變化中心輸出所述通信裝置的引導(dǎo)信號。
7. 如權(quán)利要求5所述的通信裝置，其中如果所述引導(dǎo)信號檢測單元在通 信期間^r測到所述多個引導(dǎo)信號，則所述定時調(diào)整單元朝向包括多個所;險測 的引導(dǎo)信號的傳輸定時和所述通信裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時的整個變化的 中心，移動所述通信裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時。
8. 如權(quán)利要求1所述的通信裝置，包括參照定時信號生成單元，其根據(jù) 從所述傳輸線獲取的電壓的過零點(diǎn)生成參照定時信號，其中基于所述參照定時信號設(shè)置引導(dǎo)信號的傳輸定時。
9. 如權(quán)利要求1所述的通信裝置，包括收斂確定單元，其確定所述通信 裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時和由其它裝置傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號的傳輸定時是否收 斂到預(yù)定范圍，其中如果所述收斂確定單元確定所述通信裝置和其它裝置的引導(dǎo)信號的傳輸 定時收斂到預(yù)定范圍，則所述定時調(diào)整單元停止調(diào)整引導(dǎo)信號的傳輸定時。
10. 如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中在引導(dǎo)信號和引導(dǎo)信號后的數(shù) 據(jù)信號之間提供預(yù)定時間間隔。
11. 如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中所述傳輸控制單元傳輸引導(dǎo)信 號和引導(dǎo)信號后的信號作為OFDM信號，并且所述引導(dǎo)信號和引導(dǎo)信號后的 信號具有不同的相位矢量。
12. —種傳輸線通信芯片，包括傳輸控制單元，其將引導(dǎo)信號和引導(dǎo)信號后的信號傳輸?shù)絺鬏斁€； 引導(dǎo)信號檢測單元，其檢測由其它裝置傳輸?shù)剿鰝鬏斁€的引導(dǎo)信號；以及定時調(diào)整單元，其根據(jù)其它裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時，調(diào)整其自身裝 置的引導(dǎo)信號的傳輸定時。
13. —種通信方法，包括以下步驟檢測由其它裝置傳輸?shù)絺鬏斁€的引導(dǎo)信號； 獲取所述引導(dǎo)信號的傳輸定時的變化中心；以及 設(shè)置其自身裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時，使得朝向獲取的變化中心移動 傳輸定時，并且輸出其自身裝置的引導(dǎo)信號到傳輸線。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的通信裝置包括電源，其從與外部連接的電力線獲取源電壓；傳輸控制單元，其將引導(dǎo)信號和引導(dǎo)信號后的信號傳輸?shù)剿鲭娏€；引導(dǎo)信號檢測單元，其檢測由其它裝置傳輸?shù)剿鲭娏€的引導(dǎo)信號；以及定時調(diào)整單元，其根據(jù)由其它裝置傳輸?shù)囊龑?dǎo)信號的傳輸定時，調(diào)整所述通信裝置的引導(dǎo)信號的傳輸定時。
文檔編號H04B3/00GK101651470SQ20091016035
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
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