技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于監(jiān)測電器的功率消耗的方法和裝置。更具體地，本發(fā)明涉及監(jiān)測裝置的分布式布置和用于匯集來自監(jiān)測裝置的測量結(jié)果的相關(guān)聯(lián)的主裝置。
背景技術(shù)：
：監(jiān)測單獨的電器的功率消耗并將功率或能量測量結(jié)果傳輸?shù)郊惺奖O(jiān)測站是已知的。這樣的系統(tǒng)可用在住宅或商業(yè)樓宇中，且允許用戶發(fā)現(xiàn)哪些裝置正在消耗功率；多少功率正在被消耗；以及何時被消耗。將測量結(jié)果傳送給電力供應(yīng)商用于計量目的或其它分析也是可能的。用于專注于監(jiān)測市場的大部分現(xiàn)有設(shè)備使用了測量裝置和中央(“主”)匯集器之間的無線通信。然而，也已經(jīng)提出了使用電力線通信用于該目的。例如，家庭插電聯(lián)盟(HomePlugPowerlineAlliance)已經(jīng)提出，對于智能電網(wǎng)/智能能源應(yīng)用，通信協(xié)議應(yīng)被標準化。這將使用現(xiàn)有的電力線通信技術(shù)，使得該規(guī)范將是IEEEP1901標準的輪廓。這是針對通過電力線網(wǎng)絡(luò)提供寬帶(高速)通信的世界范圍的標準。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明人已認識到，無線解決方案將受到有限的通信范圍、干擾和巨大的節(jié)點成本的影響。他們也已經(jīng)認識到，基于現(xiàn)有的高速電力線數(shù)據(jù)通信技術(shù)的功率監(jiān)測系統(tǒng)不必要是復(fù)雜的，因為將被傳輸?shù)臏y量結(jié)果規(guī)模較小，且它們可相對不頻繁地(例如每秒一次)被傳輸。因此，本發(fā)明人已確定了對于更簡單和更經(jīng)濟的基于電力線的系統(tǒng)的需要。因此，提供了一種裝置，其適合于：從另一裝置接收擴頻定時基準信號；檢測接收到的基準信號的碼相位；以及使用關(guān)于檢測到的碼相位定義的定時將數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪谎b置。本裝置的一個有利的用途是作為通過電力線通信的功率消耗監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)測裝置。根據(jù)第一發(fā)明構(gòu)思的第一方面，提供了一種用于測量由電器消耗的功率的功率消耗監(jiān)測裝置，所述裝置可連接到電源電路，且可操作來通過所述電路將測量結(jié)果傳輸?shù)街餮b置，其中所述裝置適合于：從主裝置接收擴頻定時基準信號；檢測接收到的基準信號的碼相位；以及使用關(guān)于檢測到的碼相位定義的定時將測量結(jié)果傳輸?shù)街餮b置。當使用傳統(tǒng)的電力線技術(shù)用于該應(yīng)用時，效率低的最顯著的來源之一是在設(shè)置主裝置、控制器裝置和(潛在地許多)監(jiān)測節(jié)點之間的通信中所涉及的開銷。以通常在寬帶通信中所見的高數(shù)據(jù)速率，該開銷是必要的以支持復(fù)雜的應(yīng)用；而且與總的數(shù)據(jù)帶寬相比也是可忽略的。在本系統(tǒng)中，擴頻定時基準信號用于使網(wǎng)絡(luò)中的所有監(jiān)測裝置同步到主裝置的時鐘。然后，單獨的裝置可以用關(guān)于這個中央基準的指定的定時傳輸它們的測量結(jié)果。擴頻基準信號允許非常精確的定時恢復(fù)，而同時對電力線環(huán)境中遇到的干擾類型具有魯棒性。在電力線通信中，衰減的問題(在RF通信中所見到的)通常是最小的。通道的變化往往僅僅由布線結(jié)構(gòu)中的主要的變化導(dǎo)致，因此，一旦通信通道被建立，它通常將保持可靠。然而，電源通信遭受更大的干擾源，所述干擾源通常是寬帶的和短的持續(xù)時間的，由負載(脈沖噪聲)的切換所導(dǎo)致。已經(jīng)表明電器，如爐具、咖啡機，是家庭環(huán)境中產(chǎn)生這種類型的干擾的罪魁禍首中的一些。擴頻基準信號的使用使監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)能夠基本上不受這種類型的突發(fā)性的脈沖干擾的影響。因此，具有一種在短期寬帶噪聲脈沖串的存在下保持魯棒性的通信協(xié)議是可取的。本文中，“擴頻”指的是至少由偽隨機擴展碼(或“片碼(chippingcode)”)序列調(diào)制的信號。這些信號已被用于其它
技術(shù)領(lǐng)域：
如RF通信中的其它用途——例如，在如GPS衛(wèi)星定位和第三代移動通信(例如CDMA)的應(yīng)用中。在本應(yīng)用中，片碼的相位可以被恢復(fù)并用作定時基準。因此，網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備共享相同的定時，并且當數(shù)據(jù)消息被發(fā)送時，沒有對復(fù)雜的定時恢復(fù)的需要，也不需要在可能希望同時傳輸?shù)难b置之間進行復(fù)雜的判斷。例如，一旦監(jiān)測裝置已經(jīng)恢復(fù)了定時基準信號，則它不需要請求許可來進行傳輸。除根據(jù)基準信號的定時來定時其傳輸之外，監(jiān)測裝置可調(diào)整其內(nèi)部時鐘或本機振蕩器的頻率，以更好地匹配擴頻基準信號的頻率。優(yōu)選地，擴頻基準信號被同步符號周期性地調(diào)制，監(jiān)測裝置適合于：通過檢測同步符號確定粗略的定時。通常，片碼將在給定的傳輸幀中重復(fù)多次。這意味著代碼可以更短，這反過來使它更快地檢測。然而，在這種情況下，對碼相位的檢測提供了精細的定時，但留下了粗略定時的模糊，因為接收器不知道檢測到的是傳輸幀中的片碼的哪個重復(fù)片碼。這可以通過提供同步符號——例如作為每個傳輸幀中的第一個符號來解決。功率消耗監(jiān)測裝置優(yōu)選包括用于檢測碼相位的時域相關(guān)器?？扇〉氖潜３直O(jiān)測裝置的成本盡可能低，因為將需要單獨的裝置用于監(jiān)測感興趣的每個電器或電器組(例如，共用延長的導(dǎo)線)。使用時域相關(guān)器檢測碼相位幫助簡化了該裝置，且因此降低了它的成本。監(jiān)測裝置優(yōu)選適合于將上游信號傳輸?shù)街餮b置，上游信號包括由數(shù)據(jù)消息調(diào)制的擴展碼，數(shù)據(jù)消息包括功率測量結(jié)果、上游信號被傳輸?shù)膫鬏敃r間間隔和/或關(guān)于檢測到的基準信號的碼相位定義的擴展碼的傳輸碼相位。通過選擇唯一的時間間隔，監(jiān)測裝置可實現(xiàn)時分多址(TDMA)系統(tǒng)。可替換地或另外，該裝置可以以碼分多址(CDMA)方式操作，其中在該方式，不同裝置的傳輸由具有低互相關(guān)度的擴展碼調(diào)制。再次，為了最小化監(jiān)測裝置的復(fù)雜性，優(yōu)選的是它們都使用相同的單一的、預(yù)定義的擴展碼。因此，低互相關(guān)度通過在每個單獨的監(jiān)測裝置使用具有不同相位的這種單一的、共享的擴展碼來實現(xiàn)。這是可能的，因為它們?nèi)抗蚕碛芍骺刂破?匯集器提供的相同的準確的全局定時基準。監(jiān)測裝置優(yōu)選還適合于在與從主裝置接收到的擴頻定時基準信號的頻帶不同的頻帶中傳輸上游信號。這可以幫助避免“近-遠”問題，其中在通信鏈路的近端傳輸?shù)膹娦盘柛蓴_從遠端接收更微弱的信號。例如，由于近-遠問題，監(jiān)測裝置可能難以檢測或保持與定時基準信號的同步，原因在于相比于由監(jiān)測裝置本身所傳輸?shù)纳嫌涡盘柕墓β?，這種接收到的信號的相對低的信號電平。同樣地，在主/匯集器裝置處，定時基準信號的(近端)傳輸可干擾對來自(遠端)遠程監(jiān)測裝置的上游信號的接收。通過對上游和下游通信使用不同的頻帶，來自相對端的擴頻信號不再相互干擾。因此，該系統(tǒng)除了從上面描述的TDMA和/或CDMA技術(shù)中受益之外，還可從頻分復(fù)用(FDM)的使用中受益。監(jiān)測裝置可選地具有：配置模式和正常模式，在配置模式中，它適合于：使用用于與主裝置協(xié)商(negotiation)而保留的第一、預(yù)定的時間間隔和/或碼相位傳輸上游信號；以及從主裝置接收配置信息，所述配置信息分配第二、不同的時間間隔和/或碼相位，在正常模式中，它適合于：使用所分配的、第二時間間隔和/或碼相位傳輸上游信號。以這種方式，當每個監(jiān)測節(jié)點第一次連接到電源網(wǎng)絡(luò)時，它將以固定的且預(yù)先安排的時隙和/或碼相位輪詢主(匯集器)裝置。主裝置將把其它時隙和/或碼相位間隙中的一個分配給新連接的裝置，并將把該配置信息傳回監(jiān)測裝置。配置信息優(yōu)選地可在擴頻定時基準信號上被傳輸調(diào)制。配置好后，監(jiān)測裝置將使用其被唯一地分配的時隙和/或碼相位用于與主裝置通信。還提供了一種用于接收由一個或多個其它裝置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的裝置，該裝置適合于生成擴頻定時基準信號并將擴頻定時基準信號傳輸?shù)剿鲆粋€或多個其它裝置。這個裝置的一種有利的用途是作為通過電力線通信的功率消耗監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的主匯集裝置。根據(jù)第一發(fā)明構(gòu)思的第二方面，提供了一種主裝置，其用于通過電源電路接收由一個或多個功率消耗監(jiān)測裝置傳輸?shù)墓β蕼y量結(jié)果，主裝置適合于生成擴頻定時基準信號并通過電源電路將擴頻定時基準信號傳輸?shù)揭粋€或多個監(jiān)測裝置。因此，該主裝置適合于與上面所概述的監(jiān)測裝置一起使用。主裝置還適合于以預(yù)定的定時從一個或多個監(jiān)測裝置中的每個接收功率測量結(jié)果，所述預(yù)定的定時關(guān)于所傳輸?shù)亩〞r基準信號的碼相位來定義。主裝置優(yōu)選適合于從一個或多個監(jiān)測裝置中的每個接收上游信號，上游信號包括由數(shù)據(jù)消息調(diào)制的擴展碼，數(shù)據(jù)消息包括功率測量結(jié)果，主裝置還適合于通過它的上游信號的接收定時和/或在該信號中的擴展碼的碼相位來識別每個單獨的監(jiān)測裝置。監(jiān)測裝置全部共用由主裝置提供的相同的定時基準。由于這個原因，對于主裝置，根據(jù)(指定的)時隙和/或傳輸?shù)拇a相位識別每個監(jiān)測裝置是可能的。這避免了對于節(jié)點向主裝置識別其自身的需要——簡化了監(jiān)測裝置本身和通信協(xié)議兩者。主裝置優(yōu)選適合于在與上游信號被接收的頻帶不同的頻帶中傳輸擴頻定時基準信號。這有助于減小上文結(jié)合監(jiān)測裝置解釋的近-遠問題的影響。主裝置優(yōu)選地包括用于檢測來自一個或多個監(jiān)測裝置中的每個的上游信號的碼相位的頻域相關(guān)器。如果每個監(jiān)測裝置使用不同的碼相位傳輸，則主裝置需要能夠檢測多個碼相位。這可以借助頻域相關(guān)來完成。根據(jù)第一發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種電力線通信網(wǎng)絡(luò)，其包括：如上所描述的主裝置；和如上所描述的一個或多個功率消耗監(jiān)測裝置。還提供了大致上如在本文中和/或參照附圖所描述的功率消耗監(jiān)測裝置、主裝置或電力線通信網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)第二發(fā)明構(gòu)思的一個方面，提供了一種功率消耗監(jiān)測裝置，其用于測量由電器消耗的功率，所述裝置可連接到電源電路，且可操作來通過所述電路將測量結(jié)果傳輸?shù)街餮b置，其中所述裝置適合于：在一系列時間間隔的每一個中測量由電器消耗的能量，并保持所得到的能量測量結(jié)果的第一累加總和；周期性地將表示所述累加總和的第一量化值傳輸?shù)街餮b置；以及從所述累加總和中減去所傳輸?shù)牧炕?。傳輸?shù)闹档牧炕`差被隱含地計算在所述累加總和中，并傳遞(carryover)在后續(xù)周期中傳輸?shù)闹?。因此，總的量化誤差不累加，因為前面的周期中的誤差將被后續(xù)的傳輸自動校正。量化優(yōu)選是非均勻的，最優(yōu)選浮點量化。非均勻量化是指對于值的某些范圍，量化相對地更準確。當能量消耗落入這些范圍時，先前的量化誤差將被更準確地校正。優(yōu)選地，非均勻量化是：量化誤差的大小直接與傳輸?shù)闹档拇笮∮嘘P(guān)。例如，這可以通過浮點量化來實現(xiàn)。浮點值與消耗的能量數(shù)量的累加總和的保持值的結(jié)合意味著較寬范圍的能量值可用少量的位來表示。因為量化誤差對于接近零的值將是最小的，所以當電器關(guān)閉時，由于量化到浮點格式而導(dǎo)致的任何殘余誤差將被抵消。因此，例如，非常準確地確定由電器在它被接通的持續(xù)時間內(nèi)消耗的總能量將是可能的。以獲得精確值的過程中的短暫延遲為代價，非常高的精度是可實現(xiàn)的。該裝置優(yōu)選還適合于：保持能量測量結(jié)果的第二累加總和；以及間歇地將第二累加總和的值傳輸?shù)街餮b置。傳輸?shù)闹挡粡牡诙奂涌偤椭袦p去。因此，第二累加總和表示了能量測量結(jié)果的整個歷史的總和(例如，從監(jiān)測裝置最近一次被激活、連接到功率監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)或復(fù)位時起)。在間歇的基礎(chǔ)上傳輸所有能量測量結(jié)果的整個總和允許主裝置校正誤差，如果第一量化值的一個或多個周期性傳輸未被正確地接收，則所述誤差可被引入。如果僅僅考慮了第一量化值且數(shù)據(jù)包丟失，則系統(tǒng)誤差可被引入，因為主裝置將永遠不會發(fā)現(xiàn)在丟失的數(shù)據(jù)包中編碼的所消耗的能量的值。完整的累加總和的重新傳輸為主裝置提供了檢測到這樣的誤差并從這樣的誤差中恢復(fù)的機會。因此，這樣的系統(tǒng)可以自動進行自校正。完整的累加總和的間歇性傳輸可以按相比于第一量化值較不頻繁的周期性間隔來執(zhí)行；可由來自主裝置的請求觸發(fā)；和/或可根據(jù)檢測到的網(wǎng)絡(luò)狀況觸發(fā)。例如，如果監(jiān)測裝置檢測到網(wǎng)絡(luò)上的差的信號質(zhì)量，則它可增加傳輸?shù)诙奂涌偤偷闹档念l率。第二累加總和的值可被傳輸，代替第一累加總和的周期性傳輸中的一次。這意味著第一累加總和的周期性傳輸中的一次被抑制，且作為代替，第二累加總和被傳輸。主裝置應(yīng)認識到代替值具有不同的含義。這種認識可由下列情況導(dǎo)致，監(jiān)測裝置將第二累加總和正在被傳輸?shù)男畔l(fā)信號到主裝置；或者它可以是隱含的，因為主裝置先前已請求傳輸?shù)诙奂涌偤?；或者由于已約定的傳輸定時。由于延遲，第一累加總和的隨后的周期性傳輸?shù)闹悼上鄳?yīng)地更大(因為在介于中間的額外周期中，額外的能量可能已經(jīng)被消耗)。然而，主裝置將認識到這一點，且可將測量結(jié)果的一部分分配給前面的周期。例如，主裝置可將隨后傳輸?shù)闹档囊话敕峙浣o當前的間隔，且將所述值的一半分配給先前的間隔(它的值被第二累加總和替換)。在接收到第二累加總和時，主裝置可以回溯地檢測和校正先前所接收的第一累加總和的值中的誤差。優(yōu)選地，當傳輸功率測量結(jié)果時，每個監(jiān)測裝置使用誤差校正碼。不同的發(fā)明構(gòu)思的不同方面可以結(jié)合來實現(xiàn)本發(fā)明的特別有利的實施方式。本發(fā)明還涉及以下項目：(1)一種功率消耗監(jiān)測裝置，其用于測量由電器消耗的功率，所述功率消耗監(jiān)測裝置可連接到電源電路，且可操作來通過所述電路將測量結(jié)果傳輸?shù)街餮b置，其中所述功率消耗監(jiān)測裝置適合于：從所述主裝置接收擴頻定時基準信號；檢測所接收到的擴頻定時基準信號的碼相位；以及使用關(guān)于所檢測到的碼相位定義的定時將所述測量結(jié)果傳輸?shù)剿鲋餮b置。(2)根據(jù)項目(1)所述的功率消耗監(jiān)測裝置，其中所述擴頻定時基準信號由同步符號周期性地調(diào)制，所述功率消耗監(jiān)測裝置適合于：通過檢測所述同步符號確定定時。(3)根據(jù)項目(1)或項目(2)所述的功率消耗監(jiān)測裝置，包括用于檢測所述碼相位的時域相關(guān)器。(4)根據(jù)任一前述項目所述的功率消耗監(jiān)測裝置，其中所述功率消耗監(jiān)測裝置適合于將上游信號傳輸?shù)剿鲋餮b置，所述上游信號包括由數(shù)據(jù)消息調(diào)制的擴展碼，所述數(shù)據(jù)消息包括所述測量結(jié)果，所述上游信號被傳輸?shù)膫鬏敃r間間隔，和/或關(guān)于所述擴頻定時基準信號的所述檢測到的碼相位定義的所述擴展碼的傳輸碼相位。(5)根據(jù)項目4所述的功率消耗監(jiān)測裝置，其中所述功率消耗監(jiān)測裝置具有：配置模式，在所述配置模式下，它適合于：使用為了與所述主裝置協(xié)商而保留的第一、預(yù)定的時間間隔和/或碼相位傳輸所述上游信號；和從所述主裝置接收分配第二、不同的時間間隔和/或碼相位的配置信息，以及正常模式，在所述正常模式下，它適合于：使用所分配的、第二時間間隔和/或碼相位傳輸所述上游信號。(6)根據(jù)項目(4)或項目5所述的功率消耗監(jiān)測裝置，其中所述功率消耗監(jiān)測裝置適合于在與從所述主裝置接收到的所述擴頻定時基準信號的頻帶不同的頻帶中傳輸所述上游信號。(7)根據(jù)任一前述項目所述的功率消耗監(jiān)測裝置，其中所述功率消耗監(jiān)測裝置還適合于：測量由所述電器在一系列的時間間隔中的每一個中消耗的能量，并保持所得到的能量測量結(jié)果的第一累加總和；將表示所述累加總和的第一量化值周期性地傳輸?shù)剿鲋餮b置；以及從所述第一累加總和中減去所傳輸?shù)牡谝涣炕怠?8)如項目(7)所述的功率消耗監(jiān)測裝置，其中用于生成所述第一量化值的量化是非均勻的，最優(yōu)選浮點量化。(9)一種主裝置，其用于通過電源電路接收由一個或多個功率消耗監(jiān)測裝置傳輸?shù)墓β蕼y量結(jié)果，所述主裝置適合于生成擴頻定時基準信號并通過所述電源電路將所述擴頻定時基準信號傳輸?shù)剿鲆粋€或多個功率消耗監(jiān)測裝置，所述主裝置還適合于使用關(guān)于所傳輸?shù)臄U頻定時基準信號的碼相位定義的預(yù)定的定時從所述一個或多個功率消耗監(jiān)測裝置中的每一個接收所述功率測量結(jié)果。(10)根據(jù)項目(9)所述的主裝置，其中所述主裝置適合于從所述一個或多個功率消耗監(jiān)測裝置中的每一個接收上游信號，所述上游信號包括由數(shù)據(jù)消息調(diào)制的擴展碼，所述數(shù)據(jù)消息包括所述功率測量結(jié)果，所述主裝置還適合于通過其上游信號的接收定時和/或所述上游信號中的所述擴展碼的碼相位來識別每個單獨的功率消耗監(jiān)測裝置。(11)根據(jù)項目(10)所述的主裝置，其中所述主裝置適合于在與所述上游信號被接收的頻帶不同的頻帶中傳輸所述擴頻定時基準信號。(12)根據(jù)項目(9)至(11)中任一項所述的主裝置，包括用于檢測來自所述一個或多個功率消耗監(jiān)測裝置中的每一個的所述上游信號的碼相位的頻域相關(guān)器。(13)一種電力線通信網(wǎng)絡(luò)，包括：如項目(9)至(12)中任一項所述的主裝置；以及如項目(1)至(8)中任一項所述的一個或多個功率消耗監(jiān)測裝置。附圖說明現(xiàn)將參照附圖，借助實例來描述本發(fā)明，其中：圖1示出了連接在電力線網(wǎng)絡(luò)中的主裝置和多個監(jiān)測裝置；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的主裝置的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的功率消耗監(jiān)測裝置的框圖；圖4示出了根據(jù)一種實施方式的監(jiān)測裝置從主裝置接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；圖5示出了根據(jù)一種實施方式的數(shù)據(jù)幀的格式化和傳輸。應(yīng)注意，這些圖形是示意性的且未按比例繪制。在附圖中，為了清楚和方便起見，這些圖形的某些部分的相對尺寸和比例已在大小上被放大或縮小。具體實施方式具有大量的低成本的‘可配置的’節(jié)點是可取的，所述節(jié)點可監(jiān)測電源供電的靠電操作的設(shè)備的功率消耗并使用電源通信方法將所消耗的功率傳遞到集中式的匯集器。在本描述中，術(shù)語“節(jié)點”是指傳輸功率消耗的測量結(jié)果的功率消耗監(jiān)測裝置，且術(shù)語“匯集器”是指接收這些測量結(jié)果的主裝置。主要目標是以在匯集器上的復(fù)雜性為可能的代價使附接到電器的節(jié)點的成本和復(fù)雜性最小化，使得裝置節(jié)點可廉價地甚至沒有成本地提供給終端用戶。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要單一的裝置，其作為從裝置節(jié)點接收的信息的匯集器。這可以通過互聯(lián)網(wǎng)耦合到應(yīng)用服務(wù)器，所述應(yīng)用服務(wù)器通過基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用為用戶提供等級服務(wù)應(yīng)用和賬單。通過使用電力線通信，與RF干擾以及匯集器的操作范圍相關(guān)聯(lián)的問題被消除，使得用戶可以不具備專業(yè)知識而簡單地通過插入所述裝置并將匯集器連接到他們的家庭網(wǎng)絡(luò)來安裝所述設(shè)備。該結(jié)構(gòu)需要大量節(jié)點，所述節(jié)點能夠使用有限的通道帶寬，例如Cenelec波段A、B或C中的一個與匯集器通信。本發(fā)明的本實施方式使用Cenelec波段B。可取的是具有一種通信協(xié)議，其在存在短期寬帶噪聲脈沖串的情況下仍然是魯棒的。所選擇的結(jié)構(gòu)通過使用擴頻技術(shù)解決了這個問題，借此大量節(jié)點可以以很慢的數(shù)據(jù)速率同時傳輸，使得典型的噪聲持續(xù)時間大大短于符號持續(xù)時間。因此，可能的是約束這些干擾脈沖串，使得它們通常干擾單一的符號并因此可以使用誤差校正碼來克服。為了本目的，傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)是低效的，因為它們需要大量開銷以允許接收器同步到發(fā)射器；以及需要明顯的包間間隙以避免節(jié)點之間的干擾，因為節(jié)點定時經(jīng)常具有顯著的誤差。發(fā)生在數(shù)據(jù)包中的不可校正的多位誤差的概率與數(shù)據(jù)包長度成比例。因此，使數(shù)據(jù)包長度最小化增加了通信的完整性。然而，當需要判斷時，這是不實際的，因為判斷需要不能由FEC編碼保護的附加位。因此，消除判斷增加了通信的整體完整性。另外，當使用RF網(wǎng)絡(luò)時，通常需要使用相對穩(wěn)定的基準振蕩器以既滿足關(guān)于雜散發(fā)射的規(guī)定又避免由于殘余載波導(dǎo)致的明顯偏移，殘余載波使信號解調(diào)變得困難。因此，通常有附加到每個數(shù)據(jù)包的相當大的前同步碼(pre-amble)，以允許RF接收器在嘗試解調(diào)該信號之前相位鎖定到到來的信號。這些效果的影響是，對于每個傳輸?shù)膸酗@著的開銷，當所述幀如用于文件傳送和流媒體應(yīng)用的數(shù)據(jù)通信常見的幀一樣大時，這不是一個問題。這反映了該事實，即這些技術(shù)通常被設(shè)計用于在相對少量的節(jié)點之間的大脈沖串中的大量數(shù)據(jù)的通信。遺憾地，當需要傳輸來自非常多的節(jié)點的大量的短數(shù)據(jù)包時，開銷成為一個明顯的限制——正如在本申請中一樣。本發(fā)明的通信結(jié)構(gòu)可利用家中安裝的布線來提供低成本的小數(shù)據(jù)包傳送或短的數(shù)據(jù)報類型的傳送，在短的數(shù)據(jù)包類型的傳送中，通信是足夠可靠的，以至于不需要確認序列。通過避免復(fù)雜的判斷方案和鎖相接收器，鎖相接收器需要在每一幀的開始的訓(xùn)練序列(前同步碼)，這個協(xié)議有效利用了可用的帶寬，因為這些過程的開銷可以控制到該點的通信，在該點，它們成為可實現(xiàn)的吞吐量和/或可實現(xiàn)的節(jié)點數(shù)量的限制性因素。為了實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明的實施方式使用了主定時基準，其必須是在所有節(jié)點的有界的不確定性之內(nèi)，因為這確定了幀之間的空閑時段?？臻e時段必須盡可能短，以使效率最大化，但是必須足夠長以防止來自其它通道的幀之間的沖突。這可以使用擴展碼來實現(xiàn)。使用從主設(shè)備傳輸?shù)臄U展碼，我們可以容易地實現(xiàn)遠遠小于傳統(tǒng)的住宅建筑中的1微秒的定時不確定性。這種不確定性的最大部分是由于信號穿過電源線花費的時間。通常，電源線中的信號傳播將是約0.6C或200米/微妙。使用相關(guān)度的一個缺點是，當裝置被接通時對于搜索的需求：它必須搜索擴展碼的所有可能的相位，以便檢測它，然后通常將使用多個相關(guān)器指針跟蹤擴展碼相位。如果我們連續(xù)地傳輸擴展碼，那么我們可以容易地跟蹤任意長度的代碼。然而，為了使在啟動階段搜索代碼的時間、復(fù)雜性和成本最小化，我們要求所述代碼相比于正被標記的數(shù)據(jù)幀的持續(xù)時間是相對短的。通常，以6KHz傳輸?shù)募s128碼片持續(xù)時間的代碼將每20ms左右重復(fù)一次，而數(shù)據(jù)幀可能需要幾百ms來完成；因此，該代碼被重復(fù)并使用附加的幀定時標記信號來調(diào)制，所述附加的幀定時標記信號用于解決幀定時模糊。此外，使用用于定時的主裝置傳輸擴展碼不僅是高度魯棒的，而且將信息提供給了可用于調(diào)整低成本的振蕩器的節(jié)點，以便保持傳輸來自該節(jié)點的數(shù)據(jù)的非常準確的頻率。這使接收器(主匯集器裝置)處的相關(guān)丟失最小化，且從而改善了接收的信噪比(SNR)。當使用調(diào)制的擴展碼時，對于接收器最初確定載波的相位以及因此調(diào)制信號的相位是不可能的，然而，如稍后將被描述的，這可以容易地被克服。然后，擴展碼的這種調(diào)制以廣播的方式提供了匯集器和所有附接的節(jié)點之間的通信的一種方法，并且一種協(xié)議被定義用于調(diào)制信號，其允許實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和幀定時同步兩者。一旦監(jiān)測節(jié)點準確地知道系統(tǒng)定時，它需要知道何時傳輸。根據(jù)本實施方式，這個決定基于一些先前協(xié)議的定時約束來做出。從用戶的角度來看，在應(yīng)該是“即插即用”的低成本應(yīng)用中，在制造時手動地對每個節(jié)點唯一地編程或提供用于配置的開關(guān)是不可能的。所以，需要一種自配置機制，其允許節(jié)點發(fā)現(xiàn)用于其傳輸?shù)暮线m的一組參數(shù)(如時隙)。當使用擴展碼時，這導(dǎo)致了額外的挑戰(zhàn)，因為傳統(tǒng)上，共用相同頻率的通道將使用不同的擴展碼以避免干擾。根據(jù)本實施方式，當節(jié)點第一次被連接時，它將進入發(fā)現(xiàn)和配置模式。配置好后，它接著將進入一般通信模式，借此判斷隱含于系統(tǒng)幀定時標記和在配置過程期間保存的信息。這具有幾個優(yōu)點。首先，它最小化了成本和復(fù)雜性；以及其次，它允許匯集器在啟動時有選擇地配置節(jié)點，使得在每個時隙期間，可以實現(xiàn)最佳的SNR。為了保持最佳的通信完整性以及使可被連接的節(jié)點的數(shù)量最大化，本實施方式將使用時隙判斷訪問介質(zhì)與CDMA訪問技術(shù)相結(jié)合，使得在任何時刻，系統(tǒng)中的節(jié)點的一個子集使用擴頻技術(shù)同時傳輸數(shù)據(jù)。這減輕了系統(tǒng)中的突發(fā)噪聲。整體的吞吐量是電源電路中的布線環(huán)境的一個函數(shù)，且匯集器將通過把節(jié)點配置成共享每個時隙的集合且配置整體的幀重復(fù)率以確保所有節(jié)點獲得對通信通道的平等訪問機會來管理可用的帶寬。用于分配這些資源的算法可以考慮在每個時隙中實現(xiàn)的SNR：默認的最小數(shù)目的時隙最初被配置，然后根據(jù)具有最佳的SNR的時隙，節(jié)點被順序地添加。因為SNR接近一閾值，在該閾值，進一步分配節(jié)點將降低信號完整性，所以匯集器將僅通過增加所使用的時隙的數(shù)量來添加更多的容量。因此，正在將它們的測量結(jié)果報告給匯集器的節(jié)點應(yīng)該足夠靈活以支持可變的幀速率，并參考它們的傳輸時隙作為來自幀定時標記的時隙數(shù)量。為了從節(jié)點到匯集器的傳輸，本實施方式使用CDMA，其允許許多節(jié)點同時傳輸。使用這種方法，數(shù)據(jù)位持續(xù)時間(以及因此幀持續(xù)時間)被延長。然而，因為有較多的同時傳輸?shù)墓?jié)點，所以總的數(shù)據(jù)吞吐量被保持。這種技術(shù)具有幾個益處：第一，在存在噪聲的情況下它是非常可靠的；以及第二，由于位持續(xù)時間被顯著增加，所以比較起來監(jiān)視期間變得可忽略不計。因此，解調(diào)信號并且不使用任何位同步過程恢復(fù)數(shù)據(jù)流成為可能。在匯集器處，接收到的信號包含來自所有傳輸節(jié)點的載波，其必須被解調(diào)。然而，每個節(jié)點將具有相對于主時鐘的變化的載波相位，而且這還將是漂移的。為了避免匯集器同步到每個節(jié)點的需要，這將需要多個相關(guān)器和訓(xùn)練序列，本實施方式使用了簡單的數(shù)據(jù)的二進制相移鍵控(BPSK)編碼。這種編碼僅提供具有180度相移的兩種符號狀態(tài)，這意味著接收到的數(shù)據(jù)可被簡單地解碼，而無需使用任何訓(xùn)練序列，且僅具有初始碼相位的模糊。在開始接收幀時，匯集器首先必須搜索每個節(jié)點的擴展碼。為使復(fù)雜性最小化，所有節(jié)點將使用相同的擴展碼同時傳輸，對于每個傳輸節(jié)點，所述擴展碼將被相移使得來自每個節(jié)點的能量將呈現(xiàn)在匯集器中的頻域相關(guān)器的輸出處的不同的非重疊的碼相位窗口內(nèi)。使用頻域相關(guān)器使搜索過程更高效，因為所有碼相位被同時地相關(guān)。因為使用了一種共享的擴頻碼，所以對于多個擴頻碼，執(zhí)行頻域相關(guān)是不必要的。對于本實施方式，128個碼片的碼序列已被選擇，其在所有未對齊的相移處具有最低的互相關(guān)。因此，節(jié)點之間的干擾被最小化。當在匯集器處解調(diào)數(shù)據(jù)時，必要的是確定傳輸信號的相位。這可通過利用擴展碼的BPSK調(diào)制來進行，其已被發(fā)現(xiàn)使用簡單的不歸零(NRZ)編碼方案和BPSK調(diào)制非常奏效。該方法類似于在用于跟蹤衛(wèi)星信號的GPS接收器的背景下所使用的方法。假設(shè)同時傳輸大量的節(jié)點以及另外時域復(fù)用節(jié)點，匯集器跟蹤它們中的每個是不可能的，因為這將涉及改變相關(guān)器的定時。然而，即使具有顯著的載波偏移(殘余載波)，使擴展碼相互關(guān)聯(lián)并通過查看復(fù)雜相關(guān)器的輸出獲得載波相位測量結(jié)果是可能的。通過監(jiān)測復(fù)雜相關(guān)器的輸出的相位旋轉(zhuǎn)速率，這閉合了跟蹤回路。通過使用BPSK調(diào)制和簡單地測量相關(guān)峰值的碼相位，跟蹤絕對的信號相位是不必要的。相反，匯集器可以僅僅確定每個相干相關(guān)的相對的載波相位，對于調(diào)制中的每一個變化，有180度的相移。除了BPSK調(diào)制，每個節(jié)點將使用數(shù)據(jù)的不歸零倒置(NZRi)編碼，使得對于傳輸?shù)拿總€1有180度相移；且對于傳輸?shù)拿總€0有0度相移。因此，檢測相位變化中的任何誤差將導(dǎo)致接收到的消息的僅僅2位被損壞。然后，這使前向糾錯(FEC)技術(shù)能夠減輕這個問題。不使用NRZ或NRZi編碼，為了克服初始的相位模糊，將必要的是知道傳輸?shù)牡谝粋€數(shù)據(jù)位。也就是說，每一幀將必須以一個已知的位極性開頭以提供基準。這當然使系統(tǒng)在這個起始位的檢測上非常容易失敗。假設(shè)節(jié)點和匯集器的相對載波頻率足夠接近，以上所概述的協(xié)議可以可靠地工作；但是，不確定性的主要來源是每個節(jié)點中的內(nèi)部時鐘不準確。假設(shè)節(jié)點的時鐘是相對準確的，我們將看到由于時鐘的不一致，每個數(shù)據(jù)符號的較小的相位旋轉(zhuǎn)。這應(yīng)該被充分地限制，使得由于時鐘導(dǎo)致的相位旋轉(zhuǎn)在一個符號周期期間是不顯著的。在本實施方式的結(jié)構(gòu)中，每個節(jié)點具有取自接收到的擴展碼的準確的時間基準，并且如果使用了非常低成本的時鐘，則可以使用這個基準來校正時鐘誤差。這留下了保持碼相位的問題，這將通過在每個數(shù)據(jù)幀的開始重新對準來解決。因此，該系統(tǒng)在一個幀周期期間容許明顯的時鐘漂移。相關(guān)器中的剩余的相位不確定性可歸因于噪聲功率，其將受控于在相同的頻帶傳輸功率的其它CDMA通道(對應(yīng)于其它節(jié)點)。這限制了可以同時傳輸?shù)耐ǖ赖臄?shù)量，因為來自位于匯集器附近的節(jié)點的強信號可導(dǎo)致來自遠節(jié)點的信號的SNR低于可接受的水平。通常，可接受的信號水平是這樣的，在該水平，噪聲的影響導(dǎo)致相關(guān)器輸出相位測量結(jié)果中的模糊明顯小于+/-90度。這通過控制傳輸功率來實現(xiàn)，以使在匯集器處觀察到的相對信號功率對于每個節(jié)點而言近似相等。這可以通過匯集器發(fā)送指示哪些節(jié)點應(yīng)增加或減少它們的傳輸功率的簡單的廣播消息來實現(xiàn)。通過使用NRZi編碼，系統(tǒng)對第一數(shù)據(jù)位的相位的誤檢測的靈敏性被消除。然而，這導(dǎo)致一個缺點：不能正確地檢測一個符號的相位將導(dǎo)致多位誤差，因為它將插入或去除對隨后的符號的額外轉(zhuǎn)換。然而，作為副益處，不能正確地檢測2個符號將絕不會導(dǎo)致2個相鄰的位被不正確地接收。單個的位誤差可通過漢明碼使用前向誤差校正算法來校正。本實施方式使用11B/15B編碼，其中11個位的每個組被15個位替換，使得任何單個的位誤差可被檢測和校正。這些碼不能校正多位誤差，且有時將不能檢測到它們。為了克服這個問題，塊插入用來擴展幾個數(shù)據(jù)塊之間的多位誤差，使得每個塊接收單一的可糾正的位誤差。以上所概述的信令系統(tǒng)將導(dǎo)致合理地可靠的通信協(xié)議。然而，將仍然有損壞的數(shù)據(jù)包所導(dǎo)致的誤差。由于主要的應(yīng)用是用于功率監(jiān)測，所以實現(xiàn)>95％的數(shù)據(jù)包傳送速率被認為是可接受的，因為這將導(dǎo)致在整體的功率監(jiān)測上優(yōu)于5％的準確度，這是一個被視為對于監(jiān)測其中功率正被消耗的地方的目的而言足夠準確的數(shù)字。注意，這遠遠小于在最傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中可接受的值。為了適應(yīng)寬范圍的功率消耗值，且為了準確地指示功率而不發(fā)送不必要的高精度數(shù)據(jù)(其將加長所述消息)，功率使用浮點格式來傳遞。例如，假設(shè)我們需要考慮在1到3000焦耳/秒的范圍中的值，如果要使用具有1焦耳的精度的無符號的定點格式，那么最大值3000將需要13個數(shù)據(jù)位來表示它。(假設(shè)消耗的能量永遠不會是負的，因此無符號的值是足夠的)。作為替代，在本實施方式中，使用了15位的浮點值，其中11個位分配給尾數(shù)且4個位被分配給指數(shù)，這給出了[0到2047]*2∧[0到15]焦耳的范圍。隨著測量結(jié)果被獲得，節(jié)點累加消耗的總功率(能量)的總和。在每一幀中，值使用上述的浮點格式傳輸。由于這種格式的有限的精度，只有小于或等于2047焦耳的值可被保證準確地編碼。從2048焦耳到4095焦耳，傳輸?shù)闹狄?焦耳的步長被量化。從4096到8191焦耳，步長大小為4焦耳，依此類推。因此，浮點的、量化的、傳輸?shù)闹低ǔ⒉煌耆扔诶奂涌偤偷漠斍爸怠榱丝紤]這個量化誤差以及避免在接收器(匯集器)處建立累加誤差，傳輸?shù)牧炕当粡拇鎯Φ睦奂涌偤椭袦p去。在隨后的時間間隔中消耗的能量繼續(xù)添加到所述總和；所以，在下一次累加總和被量化且值被傳輸時，它將不僅包含新消耗的能量而且包含來自先前傳輸?shù)臍堄嗔炕`差。因此，隨后的量化的傳輸值將校正先前的值中引入的量化誤差。因此，整體的精度沒有損失，但在傳遞精確的功率使用上有短暫的延遲。在一天中的某些時間，大部分電器將被關(guān)閉。當功率消耗降到零時，存儲的累加總和中的殘余量化誤差可被完全消除，因為要被傳輸?shù)氖Ｓ嗟牧孔罱K將下降到低于2048焦耳的可被精確地表示的一個值。注意，量化總是四舍五入為可以以15位的浮點格式表示的最接近的數(shù)字。表1示出了執(zhí)行的計算和傳輸?shù)闹档囊粋€例子，其以消耗2551焦耳/秒并按1秒的時間間隔傳輸(對應(yīng)于1秒的傳輸幀)的電器為例。在這種情況下，為簡單起見，使用了較小的5、3位的浮點值。設(shè)備運行了9秒。功率標示在瓦特列中，且消耗的總能量累加在焦耳列中。累加的能量值總和每秒累加一次。消息表示在所述時間間隔期間被發(fā)送的量化值，這是小于累加的總和的最大值，其可使用8位來表示，其中3位為指數(shù)、5位為無符號尾數(shù)。在這個例子中，消息每兩秒被發(fā)送一次。表1示出了在監(jiān)測節(jié)點處執(zhí)行的計算以便將功率測量結(jié)果發(fā)送到主匯集器的一個例子。例如，在時間2處，總和是2551，其表示直到那一瞬間所消耗的焦耳數(shù)?？梢砸赃@種格式表示的最接近的較小數(shù)字是2528(79*2∧5)，其被編碼為尾數(shù)＝79，指數(shù)＝5。因此，值2528被傳輸并從總和的累加值中減去，而且下一能量讀數(shù)被累加剩余的23焦耳(2551+2551-2528)＝2574焦耳。表1如果消息中的一條損壞或丟失(即，不正確的值在匯集器被解碼或數(shù)據(jù)包丟失)，那么系統(tǒng)誤差可被引入。節(jié)點假設(shè)匯集器已經(jīng)正確地接收所有消息——當聚集器未能正確地接收消息時，它無法知道(不存在更高級別的消息確認協(xié)議)。在一些情況下，匯集器可能能夠檢測到消息已被不準確地接收(例如，使用誤差檢測或誤差校正碼)，或者可認識到來自特定節(jié)點的傳輸?shù)闹芷谛阅Ｊ揭驯恢袛?。但是，為了從“不可糾正的”誤差中恢復(fù)，需要某些另外的機制。由于這個原因，在本實施方式中，每個節(jié)點保持能量測量結(jié)果的單獨的總計累加總和。這個總計相當于上述的當前累加總和，但在每次量化的值被傳輸時不遞減。在上方的表1中，總計累加總和由“焦耳”列標示。節(jié)點間或地將該總計值傳輸?shù)絽R集器。當匯集器接收所述總計值時，它可以校正任何先前的誤差，這允許它將操作中的總計值與節(jié)點重新同步。用于傳輸總計值的觸發(fā)是基于信號狀況和/或來自匯集器的請求?？傆嬛狄脖恢芷谛缘貍鬏?例如，在固定數(shù)量的規(guī)定的消息之后)，且每次節(jié)點被供電。在目前描述的實施方式中，總計累加值替換了通常的周期性消息中的一條。這避免了發(fā)送額外的數(shù)據(jù)的需要。然而，它導(dǎo)致了測量結(jié)果中的一個的有效位的丟失，因為它被累加的功率消息的開頭取代。然而，能量消耗仍然累加在節(jié)點中，且被包含在隨后的消息中所傳輸?shù)闹抵?。匯集器，其知道它先前接收了包含總計累加總和的消息，過濾該消息對，使得隨后的值在2個測量周期上被平均，這隱藏了遺漏的測量結(jié)果。因此，該系統(tǒng)是自恢復(fù)的，且系統(tǒng)的偏移量將不會無限地傳播。一旦匯集器受到校正，它可以檢測它以前是否已經(jīng)接收了錯誤的消息并使用后面的總計累加值計算那個消息本應(yīng)該是什么。因此，回頭看測量結(jié)果的歷史時，該故障或遺漏的消息未導(dǎo)致問題。下面概述了主裝置/匯集器和監(jiān)測裝置/節(jié)點的主要功能以及它們之間的差異。匯集器以基準載波頻率傳輸PN序列。這種PN序列為所有低成本裝置節(jié)點提供了定時和頻率基準。使用用于成幀的同步代碼來調(diào)制信號，并可以另外攜帶幀同步標記之間的其它通知信息。匯集器操作使用了頻域相關(guān)的多通道相關(guān)器，且解調(diào)BPSK信號以提取每個節(jié)點的NRZi編碼的數(shù)據(jù)通道。數(shù)據(jù)通道被解碼，且匯集器累加每個節(jié)點所消耗的功率。此外，匯集器連續(xù)監(jiān)測專用的時隙(時隙0，相位偏移量0)以確定新節(jié)點的引入，并根據(jù)當前的系統(tǒng)狀況(例如，通過參考SNR)配置所述新節(jié)點。當接收數(shù)據(jù)通道時，對于節(jié)點，沒有識別自身的需要，或?qū)τ趨R集器，沒有輪詢或?qū)ぶ访總€節(jié)點的需要。相反，這隱含于碼相位和時隙中。匯集器還將監(jiān)測所接收的每個通道的功率(SNR)，并將定期發(fā)送廣播功率控制消息，所述消息將命令節(jié)點增加或減少它們的傳輸功率以在匯集器保持適當?shù)腟NR和BER。監(jiān)測裝置節(jié)點是低成本的節(jié)點，其監(jiān)測功率并累加能量讀數(shù)，它使用量化的、累加值的消息流傳遞到匯集器。節(jié)點實現(xiàn)了更簡單的、時域相關(guān)器，它使用所述相關(guān)器來檢測來自匯集器的同步代碼。它使用此代碼以同步它的傳輸，且在本實施方式中，還使用幀定時來計算和校正本地時鐘誤差。節(jié)點使用時域相關(guān)來執(zhí)行搜索，且一旦它已經(jīng)檢測到幀定時標記并接收到配置信息時，它進入跟蹤模式，在跟蹤模式下，它連續(xù)地監(jiān)測代碼且將它的中心定位在相關(guān)器。然后，在其所分配的時隙中，它使用幀定時標記來同步功率測量結(jié)果消息到匯集器的傳輸，且同時適當?shù)匾莆粩U展碼。為了解碼BPSK調(diào)制，必要的是在接收器具有足夠的SNR，使得相位角中的不確定性小于+/-90度，且實際上，它應(yīng)該是相當小的以保持完整性。有影響相位檢測的準確性的三個主要的問題：1.頻率偏移量：如果傳輸節(jié)點載波頻率不同于接收器載波頻率，則每個相關(guān)周期之間將有固有的相位旋轉(zhuǎn)。2.接收功率：如果接收功率低，則相關(guān)器輸出的精度降低，導(dǎo)致了相位分辨率的損失。3.SNR：如果信號在存在噪聲的情況下被接收，則該噪聲通常將是高斯型的，且在I/Q通道之間是不同的。因為噪聲的主要來源是同時傳輸?shù)钠渌?jié)點，所以可取的是通過選擇具有最低的非零移位的自相關(guān)的擴展碼使這種噪聲最小化。分析已表明，為了這個目的，m-碼PN[7432]提供了最低的所有128位代碼的互相關(guān)，因此，這被用于節(jié)點到匯集器通道。必要的是對于定時同步通道使用不同的擴展碼。一種這樣的合適的代碼是m-碼[7654]，盡管有幾種其它的可能。用于這個通道的精確的代碼應(yīng)選擇為與PN[7432]具有最低的互相關(guān)的代碼。對于這種代碼，自相關(guān)不是一個重要的考慮因素，因為它僅由匯集器傳輸。多路徑效應(yīng)(來自，例如環(huán)網(wǎng)拓撲)不具有顯著的影響。在Cenelec波段B(100Khz時)，波長為約2KM(在0.66C)，在住宅或小規(guī)模的商業(yè)環(huán)境中，從用戶電箱(consumerunit)中見到超過100M的長度的電纜是極不可能的；因此，破壞性的干擾是非常低的，這不同于具有12.5cm的數(shù)量級的波長的更高頻率的RF解決方案。在本實施方式中，匯集器必須解擴多個同時發(fā)生的具有約1-2微秒的相位不確定性的擴展碼。這可以使用時域或頻域技術(shù)實現(xiàn)。然而，時域技術(shù)將需要大量的物理相關(guān)器或更小的相關(guān)器資源的時域雙工，其是相對低效的，且通常將需要FPGA或ASIC實現(xiàn)，增加了復(fù)雜性以及因此增加了成本。出于這些原因，本實施方式在頻域中實現(xiàn)相關(guān)。這使用了FFT/iFFT方法，其類似于有時用在GPS接收器中的搜索相位中的方法。有很多要求和/或限制：1.FFT可以僅解擴單一的擴展碼序列；2.必須計算全部碼相位，即使少量的碼相位被需要時；3.樣本必須與任何數(shù)據(jù)調(diào)制同步，否則明顯的丟失將發(fā)生。如上面所解釋的，相同的擴展碼被用在每個傳輸節(jié)點中，但此代碼被移相，使得來自不同節(jié)點的代碼之間的自相關(guān)性為零。代碼被同步調(diào)制到主定時基準——即，每個節(jié)點將調(diào)制具有不同的相位偏移量的擴展碼。匯集器采樣一個PN長度的數(shù)據(jù)，執(zhí)行基于FFT的相關(guān)并從所有傳輸節(jié)點獲得所有信號。對于每個數(shù)據(jù)位的周期，重復(fù)這個過程，然后，數(shù)據(jù)在位周期之間通過每個通道的復(fù)雜的相關(guān)器輸出的相位比較來提取。節(jié)點的精確的數(shù)據(jù)位定時可以通過計算能量來確定，然后復(fù)數(shù)值可被內(nèi)插以得到峰值相位。那之后，位周期之間的相位變化被計算以恢復(fù)NRZi編碼的位流?？扇〉氖菍崿F(xiàn)具有最小的成本的節(jié)點；因此，優(yōu)選的是避免大的相關(guān)陣列。然而，由于樣本必須被處理的速率，完全在軟件中實現(xiàn)該相關(guān)也是不實際的。具有少量的相關(guān)器抽頭(tap)的主要限制是當節(jié)點被首次接通時同步到主定時基準所花費的時間。然而，可取的是具有一種由匯集器傳輸?shù)拈L代碼以提供定時基準。為了解決這些問題，在本實施方式中，匯集器傳輸將由更慢的位序列(位序列的每一位調(diào)制擴頻碼的一次重復(fù))調(diào)制的擴展碼。PN(擴展)碼提供了在子1-2ms水平的分辨率，且位序列解析更高水平的模糊。這使得能夠確定具有2秒的間隔的準確時間，其使用了標記位序列，使得標記位序列每2秒傳輸一次。然后，擴展碼的剩余的重復(fù)可用任何其它需要的數(shù)據(jù)調(diào)制。位填充用于確保特定的序列能夠不從正常調(diào)制的數(shù)據(jù)流中接收，且這個保留的序列用作標記。代碼長度可以是相同的長度或用于從裝置發(fā)送到匯集器的代碼的長度的倍數(shù)(但使用不同的擴展碼)。具有短的擴展碼，許多小的部分相關(guān)器在低成本的FPGA中實現(xiàn)。這些以較低的速率產(chǎn)生了結(jié)果，所述結(jié)果可如下通過軟件使用軟件控制器搜索進一步集成：每個部分相關(guān)器對于少量的PN碼碼片使用硬件(HW)累加，這些‘部分’相關(guān)結(jié)果以比碼片率(chippingrate)更低的速率產(chǎn)生，因為碼片率對于軟件(SW)累加而言太快，但以PN速率的倍數(shù)產(chǎn)生，這允許另外使用SW進行累加以在整個完整的PN長度上相關(guān)。1.通過增加碼相位來搜索，直到檢測到能量峰值；2.用軟件跟蹤所述峰值幾個周期以計算碼相位的旋轉(zhuǎn)速率并更新鎖相環(huán)(PLL)來微調(diào)振蕩器；3.解碼復(fù)雜的相位以確定數(shù)據(jù)序列和同步點。現(xiàn)在將更加詳細地描述本系統(tǒng)的一種示例性實施方式。圖1示出了根據(jù)一種實施方式的網(wǎng)絡(luò)的一個例子。主(匯集器)裝置20和三個遠程監(jiān)測裝置30連接到電源電路22，電源電路22是環(huán)形電源。電器40，其功率消耗將被監(jiān)測，連接到監(jiān)測裝置30。在本實施方式中，電器還通過監(jiān)測裝置30連接到電源22。主裝置20將每個監(jiān)測裝置30配置為連接到網(wǎng)絡(luò)。配置完成后，每個監(jiān)測裝置30以有規(guī)律的時間間隔間歇性地傳輸測量結(jié)果。這些測量結(jié)果由匯集器20接收并經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)連接21轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器50。由每個裝置在電力線上傳輸?shù)男盘柺怯胢-碼序列和使用了BPSK編碼的NRZI數(shù)據(jù)流調(diào)制的正弦波，因此，我們需要考慮在m-碼和數(shù)據(jù)序列兩者的碼片率的符號。令m序列為一種重復(fù)的128個符號的二進制序列m0..m127，其具有值-1、+1，使用符號周期Pm令m碼相位偏移量為Mp(0<＝Mp<128)令數(shù)據(jù)序列為NRZI編碼的二進制序列d0,d1..dn，其中在時間t處d的值由具有+/-1的值的d(t)表示，且該數(shù)據(jù)用來以每個m序列符號1個數(shù)據(jù)符號的速率調(diào)制m序列。令符號d(n)的周期表示為Pd，因此Pm＝128Pd在時間t處，數(shù)據(jù)符號為d(t)＝d(t/Pd)。在時間t處，m序列值為m(((t+Mp*Pm)ModPd)/Pm)因此，傳輸?shù)男盘枮閐(t/Pd)*m(((t+Mp*Pm)ModPd)/Pm)*(cos(f*t)+jsin(f*t))，其中，f是載波的頻率，這種調(diào)制允許對載波簡單求逆(inverse)，它可以生成為單一的正弦波(sqrt(2)*sin(f*t-pi/4))。如稍后我們可以看到的，pi/4相移可以忽略，因為它是恒定的相移。在接收器處，信號被采樣為表示Cos(ft)+jSin(ft)的復(fù)數(shù)值對I、Q(同相/正交)。此信號被濾波，且通過乘以本機振蕩器的頻率-f1被向下轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生復(fù)數(shù)‘基帶’信號Sb＝(Cos(f*t)+jSin(f*t))*(Cos(f1*t)-jSin(f1*t))，注意，頻率是‘負的’，因為正交分量引起了同相分量。所得到的信號是Sb＝Cos((f-f1)*t)+jSin((f-f1)*t)。因此通過將f1設(shè)置為與傳輸頻率相同，我們生成了復(fù)數(shù)基帶信號，然后我們可以對所述基帶信號解擴和解碼。實際上，本機振蕩器f1的頻率需要被頻率和相位鎖定到傳輸頻率f，以生成真正的基帶信號，這通常使用訓(xùn)練序列實現(xiàn)以鎖定PLL，然而，這對于短數(shù)據(jù)包而言效率較低，其中吞吐量將變得被訓(xùn)練序列長度限制。在本實施方式中使用的可替代的方法是接受在本機振蕩器f1和傳輸載波頻率f之間將有頻率差異，并且在解調(diào)階段適應(yīng)在‘基帶’信號上所得到的殘余頻率。由于向下轉(zhuǎn)換階段的輸出為d(t/Pd)*m(((t+Mp*Pm)ModPd)/Pm)*(cos(fb*t)-jSin(fb*t))，然后我們乘以復(fù)制的m序列以提取數(shù)據(jù)符號。乘以復(fù)制的m序列，我們得到了一個符號復(fù)數(shù)符號序列：d(t/Pd)*m(((t+Mp*Pm)ModPd)/Pm)*(cos(fb*t)+jSin(fb*t))*m(((t+Mp*Pm)ModPd)/(pm*f1/f))。假設(shè)本機振蕩器頻率足夠接近傳輸載波頻率，f1/f足夠接近1以被忽略，且我們得到了符號序列：d(t/Pd)*(cos(fb*t)+jSin(fb*t))其中fb是由于振蕩器中的頻率差異而導(dǎo)致在基帶信號中產(chǎn)生的殘余載波。在時間Pd上的能量被相干地并入以解擴該信號，該信號給出了生成的符號：d(T)*(cos(fb.T)+jSin(fb.T))。由于我們正在使用BPSK調(diào)制，因此，它是一個執(zhí)行atan(d(t/Pd)jSin(fb*t))/d(t/Pd)jSin(fb*t)和測量相移以提取d(t/Pd)符號序列的過程。實際上，fb接近零，且所得到的符號相對于相鄰的符號被相位旋轉(zhuǎn)了Pd*fb，且在符號倒置(inversion)的情況下被相位旋轉(zhuǎn)了180度，由于fb的效果是累加的，所以數(shù)據(jù)通過接收到的符號的相對的相位測量結(jié)果而不是絕對的相位測量結(jié)果提取，從而允許fb被忽略，而不管幀持續(xù)時間。有與此相關(guān)聯(lián)的幾個丟失，其全部是殘余載波fb的函數(shù)，首先有由于集成期間信號相位旋轉(zhuǎn)帶來的丟失，其通常遵循sinc(x)函數(shù)，以及其次有由于m序列碼片之間的累加的相移的丟失。實際上，這兩種損失是相干集成周期期間，殘余載波的總的相位旋轉(zhuǎn)的函數(shù)，因為相關(guān)是在每個相干周期的起始處重新開始，且因為我們正使用符號之間的相對相位而不是絕對相位用于符號解碼。在正常的高速通信系統(tǒng)中，由于在計算atan函數(shù)中涉及的處理功率，在符號之間執(zhí)行相對相位比較是不實際的，但是，在使用BPSK的低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用中，這變成實際的，因為不必要計算實際的相位角，僅僅計算通過星座(constellation)點和原點的線的斜率，對于每個符號，我們測量這條線的斜率并確定前一符號的相對斜率，這需要單一的除法運算而不是超越數(shù)學(xué)函數(shù)。對于每個符號，通過原點的線的斜率被計算并與前一符號的斜率比較，然后被存儲，供下一符號使用，可替換地，每個符號可乘以前一符號的復(fù)共軛，這有效地將其旋轉(zhuǎn)以使前一符號的相位偏移量歸一化。表2給出了由監(jiān)測裝置傳輸?shù)姆柡驮谥鲄R集器處接收的相應(yīng)的符號的序列的一個例子。借助例子，表2標示了由節(jié)點傳輸?shù)男盘?，序列S0..S6具有I/Q值56(忽略大小)，這些使用單一的正弦波來傳輸，所述正弦波在相位角45度和225度處表示1(1)和-1(0)。這些被介質(zhì)失真，且被基帶殘余載波移相，因此在接收器處載波去除濾波、采樣和解擴后，它們從相關(guān)器被輸出為值R0..R6，其是由實線表示的矢量，且虛線是具有180度相移的矢量的延續(xù)部分。表2接收衰減的和失真的信號之后，明確的是使用傳統(tǒng)的方法對信號解碼是不可能的，然而必要的是僅僅通過應(yīng)用前一符號值作為旋轉(zhuǎn)參數(shù)來計算旋轉(zhuǎn)的同相分量的符號以正確地恢復(fù)信號。由于我們使用了復(fù)數(shù)信號，所以我們僅僅需要計算出結(jié)果：SIGN(Q(n)*Q(n-1)+I(n)(n-1))，其由表2中的同相列表示。因為我們將旋轉(zhuǎn)應(yīng)用到每個符號以校正相位，所以具有相同相位的2個符號將相互抵消，且具有大的相位差異的2個符號將產(chǎn)生大的相位偏移，因此以這種方式解碼的符號序列實際上指示符號的變化而不是符號值本身的變化。為了克服這一點，我們傳輸被刪除的單個符號用于訓(xùn)練，我們假設(shè)這個信號表示1，那么所有的隨后的符號通過同相分量的符號與先前解碼的符號相乘被正確地解碼，即使具有大的殘余載波，如在表2的最后一列中所見到的，其中符號序列已被正確地解碼。這是一種簡單的方法，其僅可被用在用于解碼來自匯集器的消息的低成本節(jié)點上，但是稍微更魯棒的方法可在匯集器上使用或作為上述方法的擴展，在上述方法中，匯集器可以假設(shè)由于殘余載波導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)在較長的時間周期上是恒定的，因此，它可以通過監(jiān)測每個節(jié)點隨著時間的相移來計算預(yù)期的相位旋轉(zhuǎn)，然后，這可用來計算將被應(yīng)用于每個符號的預(yù)期的相位旋轉(zhuǎn)作為取自第一接收的符號和每個符號的固定旋轉(zhuǎn)的絕對值，該旋轉(zhuǎn)然后可被應(yīng)用以對產(chǎn)生符號流的每個符號解碼，符號流表示真實的數(shù)據(jù)值而不是它們的變化。在這樣的機制中，又必要的是僅僅計算每個值的同相分量，以便解碼原始的符號流。圖2的框圖示出了匯集器20的基本結(jié)構(gòu)，其通過隔離的耦合器207連接到電力線22，并且通過調(diào)制解調(diào)器200和互聯(lián)網(wǎng)21與集中式服務(wù)器通信。匯集器20維護信息201的數(shù)據(jù)庫，信息201包括網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點的配置和功率測量結(jié)果，在需求時，它將功率測量結(jié)果傳遞到集中式服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫201通過用戶配置接口202配置，用戶配置接口202可包括鍵盤、顯示器、個人電腦接口，或甚至移動裝置接口例如藍牙，此接口主要用于當新節(jié)點被添加到系統(tǒng)時配置新節(jié)點，因為功率管理信息是一種訂閱服務(wù)。匯集器使用通過代碼發(fā)生器205在電力線22上傳輸?shù)男盘柨刂萍彝ブ械难b置，代碼發(fā)生器205在通道管理塊203和中央時間基準204的控制下生成調(diào)制的擴展碼，這個時間基準作為整個網(wǎng)絡(luò)的主時間基準。通道管理單元203生成并將網(wǎng)絡(luò)成幀所需的控制序列按順序排好。從電力線接收的數(shù)據(jù)使用頻域相關(guān)單元206解擴，頻域相關(guān)單元206生成對應(yīng)于接收的信號中的每個能量峰值的多個輸出，這些峰值由通道管理單元203解調(diào)和解碼，通道管理單元203確定傳輸每個數(shù)據(jù)符號的節(jié)點并根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫201中的配置重建將它們與附接的節(jié)點相關(guān)聯(lián)的消息，累加的功率信息然后存儲在數(shù)據(jù)庫201中，直到通過互聯(lián)網(wǎng)21與主服務(wù)器通信。實例節(jié)點結(jié)構(gòu)在圖3中示出。電力線電壓和電器電流消耗用適當?shù)碾娐?01、302采樣，其輸出被濾波器塊317低通濾波，且被AD轉(zhuǎn)換器316數(shù)字化，其結(jié)果傳遞到微控制器307，微控制器307隨時間記錄電流/電壓，并構(gòu)建電器功率消耗的記錄。可選地，微控制器可用來使用繼電器304在電力線管理系統(tǒng)(匯集器)的控制下控制電器功率。由使用BPSK調(diào)制的擴頻信號組成的通信數(shù)據(jù)通過適當?shù)鸟詈蠙C構(gòu)303耦合到電力線。通過電力線接收的擴頻數(shù)據(jù)被緩沖器314緩沖，然后在使用本機振蕩器310和混頻器305與本機振蕩器信號混合之前被帶通濾波器313濾波。在混合以移位接收到的信號的頻譜之后，所述信號接著被低通濾波器309濾波，然后在傳遞到微控制器之前被AD轉(zhuǎn)換器306數(shù)字化，微控制器解擴所述信號并解碼消息幀和來自匯集器的定時基準。相同的本機振蕩器還用來驅(qū)動定時器，所述定時器被SW同步到來自匯集器的時間基準，且被SW使用以控制解擴后的數(shù)據(jù)的采樣和傳輸消息的生成。微控制器同步到使信號成幀的匯集器，并準備電器功耗的適當?shù)膱蟾妫鰣蟾嫒缓蟊痪幋a并使用移相的m序列擴展，這個m序列輸出然后與來自本機振蕩器的信號混合，并在傳遞給電力線耦合電路用于傳輸之前被帶通濾波器312濾波。匯集器應(yīng)使用位填充協(xié)議將信號傳輸?shù)焦?jié)點，以使幀同步符號序列能夠插入通信通道。節(jié)點應(yīng)接收符號，并接著緩沖用于處理，沒有符號應(yīng)被處理直到它們已根據(jù)協(xié)議規(guī)則被驗證為通信的部分。幀同步序列應(yīng)由符號序列011110組成。命令幀頭應(yīng)由序列011111組成。在正常的消息期間，三個連續(xù)的1符號的任何序列后面應(yīng)跟隨有0符號，所述0符號將被節(jié)點刪除。命令幀頭應(yīng)始終以0開頭，所述0應(yīng)總是被刪除，這確保了包含多個1符號的消息序列將總是可區(qū)別于幀或命令同步消息。當消息被完成且不再有數(shù)據(jù)要傳輸時，匯集器應(yīng)傳輸一個0符號的連續(xù)的序列以確保幀同步可被正確地區(qū)分。當匯集器希望發(fā)送將與幀同步序列重疊的命令同步序列時，匯集器應(yīng)始終延遲所述命令同步序列的傳輸，直到所述幀同步已被正確地傳輸。如果在發(fā)送所述幀同步之前，匯集器在正常的消息傳輸期間將立即發(fā)送111的序列，使得完整傳輸?shù)?110序列將與所述幀同步序列重疊，則只有當所述0將在所述幀同步的第一個1符號之前被立即傳輸時，它應(yīng)當發(fā)送所述1110序列，否則所述序列可能被分成2部分并被獨立地處理，因此，0的位填充可被避免，且所述幀同步仍然是清楚的。當接收到符號時，節(jié)點應(yīng)緩沖所述符號，并只有在根據(jù)上述規(guī)則驗證之后將它們傳遞到應(yīng)用程序，這意味著節(jié)點可以同時將多個符號傳遞到應(yīng)用程序。當命令同步序列被節(jié)點接收時，任何部分地被接收的命令將被刪除，且新命令的接收應(yīng)開始。這總結(jié)在表3中。表3概述了監(jiān)測節(jié)點從主匯集器接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，如圖4的狀態(tài)圖所示。這種算法可用狀態(tài)機并使用表4所示的編碼和圖4所示的相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)圖簡單地實現(xiàn)。表4示出了根據(jù)一種實施方式的表3的算法如何用狀態(tài)編碼實現(xiàn)。圖4示出了用于從匯集器接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，水平線上方的標示是接收的符號，且所述線下方的標示是傳遞到應(yīng)用程序的符號。表3表4緩沖器狀態(tài)空00112013114011511160111711118圖5示出了消息的編碼。所示的例子用于24位消息(401)。數(shù)據(jù)首先被分成11位的塊用于傳輸，然后這些塊用15位的FEC序列(402)替換，使得單個的位誤差可被校正。然后，所述塊通過從所述塊中的每一個順序地取出一位來插入以形成新的位序列(403)。然后，這種新的插入的位序列被NRZi編碼(404)，并使用乘法器(405)乘以m序列發(fā)生器(406)的輸出。然后，這種組合的信號使用乘法器(408)乘以由振蕩器(407)生成的載波，以產(chǎn)生用于傳輸(409)的BPSK調(diào)制的信號。為了最大化消息完整性，被編碼的塊的數(shù)量是消息長度的函數(shù)，所述消息長度對于每種消息類型是固定的，交錯應(yīng)始終從每個交錯的塊中取出位0，使得對于一個3字節(jié)的消息，該序列將是0.0,1.0,2.0,1.1,2.1,3.1...0.9,1.9,2.9等，其中第一個數(shù)字表示FEC編碼塊，且第二個數(shù)字表示所述位。匯集器應(yīng)將時間分成足以允許所有配置的節(jié)點將它們的信息傳輸?shù)絽R集器的幀。每一幀應(yīng)細分成n個符號的塊，其對于節(jié)點傳輸一條完整的功率消耗消息而言足夠長。每個節(jié)點應(yīng)被分配與幀標記相關(guān)的時隙，所述幀標記確定何時它被允許傳輸、結(jié)束，節(jié)點應(yīng)保持與幀同步的同步以確保它不干擾其它節(jié)點。每個節(jié)點不僅應(yīng)被分配時隙而且應(yīng)被分配碼相位用于傳輸，這減輕了對于地址信息的需要，因為每個節(jié)點可由匯集器唯一地識別。在初始化時，節(jié)點可能不具有傳輸授權(quán)，且可只在時隙0中以相位偏移量0傳輸，它應(yīng)使用隨機退避機制和重試傳輸在該時隙中重復(fù)地將消息發(fā)送給匯集器，直到它從匯集器接收到使用其它時隙和碼相位偏移量的授權(quán)，一旦這被配置好，當電源被移除時，它將記住這條信息，且當再次被供電時，將繼續(xù)使用這條信息來傳輸?shù)絽R集器。匯集器應(yīng)定期地發(fā)送消息映射，所述消息映射指示自從以前的消息映射被傳輸后，它從哪個通道接收，如果節(jié)點一直傳輸?shù)絽R集器，且不在該消息映射中，則它將向匯集器請求新的授權(quán)。節(jié)點可以試圖在任何時候通過在時隙0碼相位偏移量0處發(fā)送請求從匯集器獲得新的授權(quán)，如果匯集器接收到這樣的請求，它會將新的授權(quán)分配給該節(jié)點，并清除任何先前的授權(quán)。這種機制要求每個節(jié)點具有一個唯一的識別方法，然而在制造之后，節(jié)點可能不是唯一的，如果節(jié)點不具有唯一的識別號碼，則它將請求由匯集器生成一個號碼，所述匯集器應(yīng)確保所有標識符在系統(tǒng)內(nèi)是唯一的，一旦分配了唯一的識別號碼，所述節(jié)點應(yīng)記住這個識別號碼，并在需要時在所有后續(xù)消息中使用它。定義的基本消息為·請求具有ID的時隙·請求無ID的時隙·授予時隙·授予時隙和ID·打開ID·關(guān)閉ID·消息映射·驗證操作(驗證操作消息是將來的安全功能，借此節(jié)點可被鎖定成只在存在匯集器的情況下運行)。盡管本發(fā)明已經(jīng)在附圖和上述描述中被說明和詳細地描述，但是這樣的說明和描述被認為是說明性的或示例性的，且不是限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施方式。例如，在監(jiān)測裝置也作為控制裝置的實施方式中運行本發(fā)明是可能的。因此，監(jiān)測裝置和主裝置之間的通信可以是雙向協(xié)議。在這樣的實施方式中，監(jiān)測裝置可從匯集器接收嵌入在定時信號中的信號，所述信號是“關(guān)閉”或“打開”命令消息。響應(yīng)于該命令，監(jiān)測裝置將在適當時切斷或接通附接的電器。這可由微控制器307切換繼電器304來進行，以供給或斷開到電器的電源(假設(shè)電器通過監(jiān)測裝置連接到電源，如圖3所示)?？商鎿Q地，監(jiān)測裝置可通過某些其它通信通道如無線連接來控制電器。這可以是有益的，例如，其中所述裝置具有應(yīng)該在電源斷開之前完成的關(guān)閉協(xié)議。匯集器可適合于與寬范圍的其它裝置和/或服務(wù)通信。匯集器可通過互聯(lián)網(wǎng)連接(如ADSL)或智能電表協(xié)議發(fā)送它采集的數(shù)據(jù)，智能電表協(xié)議也使用電力線通信。例如，數(shù)據(jù)可通過以太網(wǎng)、USB、或WLAN發(fā)送到建筑物外的ADSL調(diào)制解調(diào)器線路。可替換地，數(shù)據(jù)可通過Zigbee發(fā)送到安裝的智能電表，然后發(fā)送到建筑物外。數(shù)據(jù)可被能源供應(yīng)商用于智能計量和/或智能電網(wǎng)應(yīng)用。建筑物業(yè)主也可以使用該數(shù)據(jù)來分析歷史的消耗或遠程地控制整體的功率使用量或個別的電器。在以上所描述的實施方式中，假設(shè)主匯集器和監(jiān)測節(jié)點在相同的頻帶中傳輸信號，其使用碼分技術(shù)和/或時分技術(shù)來避免干擾。然而，在一些實施方式中，這可能未充分地抑制干擾的影響。特別地，在相同頻帶中傳輸?shù)墓?jié)點和匯集器可能經(jīng)歷“近-遠”問題，其意味著由于近端信號的相對較高的功率，所需的遠端擴頻信號不能被接收。實際上，這可能發(fā)生，因為所使用的不同擴展碼之間的互相關(guān)將始終是非零的。在這種情況下，對于匯集器，優(yōu)選的是使用不同的頻帶從節(jié)點傳輸，從而確保近端的干擾在頻帶外，且可以通過帶通濾波控制。設(shè)想了功率消耗測量結(jié)果和/或監(jiān)測和控制網(wǎng)絡(luò)的如下可能的用途：1)房主可以通過網(wǎng)站在細分的等級處看到他們詳細的功耗。也就是說，用于單獨的電器的單獨的監(jiān)測裝置的測量結(jié)果可以通過網(wǎng)絡(luò)界面檢查。2)房主可以看到來自其它用戶的類似電器的比較數(shù)據(jù)(優(yōu)選是匿名的)，以比較使用量。這可以用于用戶競爭以減少能量消耗的激勵。它也可以幫助用戶與其它用戶相比來識別相對低效的電器。3)服務(wù)供應(yīng)商或應(yīng)用程序供應(yīng)商可以發(fā)送定期的(例如每周的或每月的)消耗報告，所述報告詳細說明了該周/月的使用概況、趨勢、及故障，包括用于減少使用量的提示和小建議。4)公用設(shè)施供應(yīng)商可以遠程地控制所選擇的家中的電器(例如，每周三次在高峰時間(下午5點至晚上10點)關(guān)閉冰箱5分鐘)作為“綠色電器”資費的部分(這可在標準資費下提供折扣)。5)房主可以通過網(wǎng)絡(luò)或智能手機遠程地控制他們所有的電器。6)房主可以使用被稱為“待機節(jié)省”系統(tǒng)的自動家庭管理(AHM)功能。單獨的電器數(shù)據(jù)將由服務(wù)提供商分析(優(yōu)選使用自動算法)，以確定當設(shè)備處于待機模式時，是否有任何功率在被抽取。一旦待機功率在被抽取被確定，歷史的使用模式將被分析以發(fā)現(xiàn)裝置處于待機狀態(tài)時的典型周期。然后，系統(tǒng)將自動設(shè)置相應(yīng)的功率節(jié)省周期，在此期間，電器被關(guān)閉，或簡單地將它的電源斷開。例如，由TV/DVD/機頂盒(STB)組成的組可以在凌晨1時至上午6點之間關(guān)閉，因為它們被發(fā)現(xiàn)抽取了25W的待機功率，且使用歷史表明這些電器在晚上12點之后或上午7點之前從未被使用過。7)房主可使用被稱為功率節(jié)省器的AHM功能，其中，不間斷地或者連續(xù)地使用功率的裝置，如冰箱或冰柜在一段已知的較少活動的時間被循環(huán)打開和關(guān)閉。8)來自服務(wù)提供商的文本服務(wù)，借此房主可被提醒過度消耗或電器的異常的或不允許的使用。顯然，雖然這些使用場景和自動方法涉及“住宅”和“房主”，但它們可同樣適用于商業(yè)樓宇。根據(jù)對附圖、本公開和所附的權(quán)利要求的研究，在實踐所要求的發(fā)明上，所公開的實施方式的其它變化可由本領(lǐng)域那些技術(shù)人員理解和實現(xiàn)。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其它要素或步驟，且不定冠詞“一個”(a)或“一個”(an)不排除多個。單個處理器或其它單元可實現(xiàn)權(quán)利要求中所列舉的幾個項目的功能。某些措施列舉在相互不同的從屬權(quán)利要求中的純粹事實不表明這些措施的組合不可被有利地使用。計算機程序可存儲/分布在合適的介質(zhì)上，如與其它硬件一體供給或作為其它硬件的部分的光存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但也可以以其它形式分布，例如通過互聯(lián)網(wǎng)或其它有線的或無線的電信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的任何引用符號不應(yīng)解釋為限制其范圍。當前第1頁1 2 3