СИСТЕМА СВЯЗИ, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ АДАПТИВНУЮ РЕЖЕКЦИЮ ЧАСТОТЫ Российский патент 2015 года по МПК H04B3/54 

Область техники

Вариант осуществления настоящего изобретения относится к системе связи, использующей адаптивную режекцию частоты, и направлен на адаптацию мощности передачи для облегчения измерений шума во время связи. Дополнительные варианты осуществления относятся к устройствам для системы связи, использующей адаптивную режекцию частоты и адаптивное управление мощностью передачи, и способу управления системой связи, использующей адаптивную режекцию частоты и адаптивное управление мощностью передачи, для измерений шума во время связи.

Уровень техники

Современные телекоммуникации по ЛЭП (PLT) могут приводить к ограничениям сосуществования с широковещательными службами. Публикация ETSI TS 105578; Телекоммуникации с использованием ЛЭП; "Сосуществование модемов PLT и служб коротковолнового радиовещания"; ETSI 2008 описывает технологию адаптивной режекции частоты, которая, с одной стороны, оказывает минимальное воздействие на пропускную способность при передаче данных и требования к QoS (Качество обслуживания), и, с другой стороны, уменьшает взаимное влияние между PLT (Телекоммуникации по ЛЭП) и коротковолновым радиовещанием.

Провода связи и линии электропередачи действуют как двунаправленные антенны, в которых обычная функция передачи или усиления антенны идентичны для излучения сигнала и для приема сигнала. Провода связи и линии электропередачи, способные принимать вещательный сигнал и которые могут передавать сигналы в той же самой полосе частот, могут быть помехой при приеме вещательного сигнала радиоприемником. Адаптивная режекция подавляет использование полосы частот, в которой система связи обнаружила вещательные сигналы.

Модемы PLT обнаруживают присутствие широковещательного сигнала распознаванием "шума". В данной заявке использование термина «шум» соответствует терминологии, установленной в публикации ETSI TS 105578, где шум включает в себя наводку сигналов радиовещания на основную кабельную сеть. Как описано в ЕР 2020758 А1, широковещательные сигналы в линии электропередачи могут быть обнаружены, например, измерением мощности принятого сигнала для множества узкополосных частот.

Идентифицировав полосы частот, используемые для приема сигналов радиовещания, передатчик PLT пропускает идентифицированные полосы частот посредством создания пробела в спектре передачи. Такой провал может быть обеспечен применением подходящих узкополосных режекторных фильтров, например, цифрового фильтра с подходящими коэффициентами фильтрации.

В WO 2008/101593 А1 описан способ передачи, основанный на технологии модуляции множества несущих и адаптивной режекции частоты, в которой несущие, являющиеся соседними по отношению к задерживаемой полосе частот и ослабленные фильтром-пробкой, усиливаются.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа и устройств для своевременного и достоверного обнаружения присутствия широковещательного сигнала в системе связи.

Данная задача может быть решена использованием систем связи по п.1 формулы изобретения, устройствами связи, приспособленными для систем связи, как они заявлены в пунктах 8 и 10, и способа управления системой связи по п.11 формулы изобретения. Дополнительные варианты осуществления описаны, соответственно, в зависимых пунктах формулы изобретения. Подробности изобретения станут более понятными из нижеследующего описания вариантов осуществления и связанных с ним сопроводительных чертежей.

Краткое описание чертежей

Фиг.1А - блок-схема, иллюстрирующая проводную или беспроводную систему связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения, включающую в себя модуль приемника, встроенный в первое модемное устройство, и модуль передатчика с усилителем с переменным коэффициентом усиления, встроенный во второе модемное устройство.

Фиг.1В - блок-схема, иллюстрирующая модемное устройство для проводной системы связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения, в котором модуль приемника и модуль передатчика с усилителем с переменным коэффициентом усиления встроены в одно и то же модемное устройство.

Фиг.2 - блок-схема, иллюстрирующая модуль приемника, включающий в себя блок измерения шума согласно дополнительному варианту реализации настоящего изобретения.

Фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая модуль передатчика, включающего в себя адаптивный фильтр-пробку согласно дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - блок-схема, иллюстрирующая модемное устройство для определения мощности принятого сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая модемное устройство с регулируемым усилением передачи согласно другому варианту осуществления.

Фиг.6 - упрощенная временная диаграмма, иллюстрирующая преамбулу пакета связи для иллюстрации признаков устройств связи согласно другим вариантам осуществления.

Фиг.7 - упрощенная временная диаграмма, на которой показаны циклы связи синхронизации для иллюстрации признаков устройств, согласно другим вариантам осуществления.

Фиг.8А - упрощенная блок-схема способа управления системой связи согласно дополнительному варианту осуществления.

Фиг.8В - упрощенная блок-схема способа управления системой связи согласно дополнительному варианту осуществления, относящегося к взаимной регулировке коэффициента усиления.

Фиг.8С - упрощенная блок-схема способа управления системой связи согласно дополнительному варианту осуществления, использующему переменное расстояние между обучающими символами.

Фиг.9 - блок-схема, иллюстрирующая проводную или беспроводную систему связи, использующую обучающие символы для оценки канала.

Подробное описание

На фиг.1А показана система 100 связи. Система 100 связи может быть беспроводной или проводной системой связи, например xDSL (Цифровая Абонентская Линия х-типа) или DVB-C2 (Европейский стандарт кабельного цифрового телевидения). Согласно варианту осуществления, система связи основана на схеме модуляции OFDM (Ортогональное Частотное Разделение Каналов). Согласно другому варианту осуществления, система 100 связи является системой связи, использующей для передачи данных провода распределения электроэнергии. Например, система 100 связи является связью по ЛЭП (PLC), связью по сети электроснабжения, телекоммуникациями по ЛЭП (PLT), широкополосной передачей через ЛЭП (BPL) или сетью по электропроводке или диапазону мощности (PLN), использующая модулированную несущую, наложенную на 50 или 60 Гц переменного тока в линиях электропередачи соответственно. Линия 105 передачи представляет собой канал передачи между двумя устройствами связи в проводной системе связи. Устройствами связи могут быть устройство-передатчик и устройство-приемник или два двунаправленных устройства (модемы).

Система 100 связи включает в себя первый модуль 120 приемника, соединенный с линией 105 передачи. Первый модуль 120 приемника может включать в себя блок 122 усиления приема для усиления сигнала 121 передачи, принятого по линии 105 передачи, АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) 124 для дискретизации усиленного сигнала 123 передачи и блок 126 декодера для цифровой обработки (декодирования) дискретизированного сигнала 125 передачи. Блок 126 декодирования содержит блок обнаружения шума, выполненный с возможностью измерения шума выше заданного уровня шума в сигнале передачи во время приема сигнала передачи.

Заданный уровень шума может быть определен в спецификации соответствующей системы 100 связи. Например, типичная система 100 связи должна соответствовать требованиям ЕМС (Электромагнитная Совместимость) и, таким образом, для нее определены типичные уровни шума и сигнала, которые, в большей или меньшей степени, напрямую относятся к любой из сторон излучения и/или проникновения. Например, ETSI определяет в ETSI TS 102578 V1.2.1 (2008-08) уровень сигнала, указывающий на наличие радиосигнала, и инициирование исключения соответствующей полосы частот из спектра передачи устройств PLT. Однако в других планах действий обнаружение уровней шума (т.е. сигналов, которые являются слабыми по отношению к сигналу передачи) может быть связано с другими требованиями.

Первый модуль 120 приемника может включать в себя, а может и не включать в себя, АРУ (Автоматическая Регулировка Усиления) для избежания перегрузки усилителя или насыщения АЦП 124. Первый модуль 120 приемника выполнен с возможностью определения мощности сигнала 121 связи, принятого по линии 105 передачи.

В качестве примера, первый модуль 120 приемника включает в себя блок 128 обнаружения, который выполнен с возможностью оценки уровня сигнала, например, уровня мощности сигнала, принятого сигнала 121 связи, и вывода сигнала 129 управления, который является репрезентативным для мощности принятого сигнала 121 связи. Для генерирования сигнала 129 управления, блок 128 обнаружения может оценивать только принятый сигнал 121 связи, что обозначено непрерывной линией, или усиленный сигнал 126 связи, дискретизированный сигнал 125 связи или декодированный сигнал связи, что обозначено пунктирными линиями, или комбинацию двух и более этих сигналов. Сигнал 129 управления может указывать, превысил или нет соответствующий сигнал первый заданный порог.

Система 100 связи дополнительно включает в себя первый модуль 110 передатчика, соединенный с линией 105 передачи. Первый модуль 110 передатчика выполнен с возможностью передачи сигнала связи по линии 105 передачи, и коэффициент усиления сигнала связи, выводимого первым модулем 110 передатчика, является управляемым. Например, первый модуль 110 передатчика включает в себя блок 112 кодирования передачи, который модулирует в цифровой форме (кодирует) поток 111 данных в соответствии со схемой модуляции, например, схемой модуляции OFDM (Ортогональное Частотное Разделение Каналов), ЦАП (Цифро-Аналоговый Преобразователь) 114 для преобразования закодированного потока данных в аналоговый сигнал, и блок 116 усилителя с переменным коэффициентом усиления, усиливающий аналоговый сигнал связи для генерирования сигнала связи, передаваемого по линии 105 передачи. Коэффициент усиления блока 116 усилителя является регулируемым.

Система 100 связи дополнительно содержит первый блок 151 управления, выполненный с возможностью управления коэффициентом усиления первого модуля 110 передатчика, например, блока 116 усилителя с переменным коэффициентом усиления, в ответ на уровень сигнала, определенный первым модулем 120 приемника.

Потери передачи в канале связи для систем связи, подобных PLT, имеют высокую изменчивость и сильную зависимость от частоты. Среднее затухание сильно зависит от характеристик проводки, например, в случае PLT, от проводки сети электроснабжения, воздействия различных электрических приборов, подключенных к сети электроснабжения, и расстояния между модемами. Вследствие этого, модемы обычно имеют суммарный динамический диапазон до 90 дБ, в который вносят вклад, на стороне приемника, АЦП и АРУ усилителя приемника.

Обычно усилитель передачи на стороне передатчика отправляет сигналы с полной мощностью и АРУ на стороне приемника препятствует перегрузке АЦП. Однако когда принят сильный сигнал связи, шум, одновременно принятый с сигналом связи, включает в себя сигналы радиовещания, которые трудно обнаружить. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, усилитель передачи выполнен с возможностью регулирования мощности передачи так, чтобы мощность сигнала связи на стороне приемника была бы достаточно высока для безошибочного приема сигнала связи и достаточно низка для обнаружения присутствия сигналов вещания, когда сигнал вещания достаточно силен, что бы быть принятым радиоприемником, расположенным вблизи системы связи.

Усиление и передаточная функция канала определяют чувствительность модуля приемника. Согласно одному примеру, если был измерен сигнал с низким шумом, например, -95 дБм, чувствительность модуля приемника устанавливают сравнительно высокой. Если усилитель передачи снижает мощность сигнала, порог приема в приемнике может быть установлен достаточно низким. Варианты осуществления настоящего изобретения облегчают адаптивное управление мощностью на стороне передатчика и позволяют надежно измерять шум на стороне приемника во время передачи данных.

Например, в публикации ETSI TS 105578 предписано, что модем PLC должен обнаруживать сигнал радиовещания и активировать соответствующую пробку не более чем через 15 секунд после фактического наличия подлежащей приему вещательной станции. ETSI TS 105 578 дополнительно определяет, что коротковолновый радиовещательный сигнал имеется в наличии, если мощность принимаемого сигнала равна, по меньшей мере, -95 дБм, и, по меньшей мере, на 14 дБ выше минимального уровня шума. Пробка должна оставаться активной на все время присутствия коротковолнового радиовещания. Система связи по ЛЭП, использующая модуль 120 приемника, модуль 110 передатчика и первый модуль 151 управления согласно вариантам осуществления позволяет устройствам PLT надежно измерять шум и быстро обнаруживать присутствие вещательного сигнала для широкого диапазона применений.

Фиг.1А относится к системе 100 связи, в которой модуль 120 приемника и модуль 110 передатчика встроены в два разных устройства связи. Согласно фиг.1А, система 110 связи включает в себя первое модемное устройство 101 и второе модемное устройство 102. Каждое модемное устройство 101, 102 может включать в себя модуль 150 обработки для обработки данных, принятых по линии 105 передачи, по дополнительным линиям 159 передачи данных или от датчиков, и для подготовки данных для передачи в линию 105 передачи, дополнительные линии 159 передачи данных или на исполнительные механизмы. Модемные устройства 101, 102 могут быть, в качестве примера, устройствами PLT с одинаковыми интерфейсами для линии 105 передачи, которая, в данном случае, является сетью электроснабжения.

Второе модемное устройство 102 включает в себя первый модуль 120 приемника, второй блок 152 управления и второй модуль 110 передатчика. Второй модуль 110 передатчика второго модемного устройства 102 может быть, а может и не быть, эквивалентен первому модулю 110 передатчика первого модемного устройства 101. Второй блок 152 управления соединен с первым модулем 120 приемника, например, с модулем 128 обнаружения, и вторым модулем 110 передатчика. Второй блок 152 управления выполнен с возможностью инициирования передачи по линии 105 передачи сигнала управления коэффициентом усиления, когда обнаруженный уровень сигнала 121 связи превышает уровень первого заданного порога. Второй блок 152 управления может быть отдельной схемой, например, ASIC (Специализированная Интегральная Схема), или может быть встроен в модуль 150 обработки, и может содержать аппаратные элементы или может быть частью программы, работающей в модуле 150 обработки.

Первое модемное устройство 101 включает в себя первый модуль 110 передатчика, первый блок 151 управления и второй модуль 120 приемника, который может быть, а может и не быть, эквивалентен первому модулю 120 приемника второго модемного устройства 102. Второй модуль 120 приемника соединен с линией 105 передачи. Первое модемное устройство 101 принимает сигнал управления коэффициентом усиления через второй модуль 120 приемника. Первый блок 151 управления управляет коэффициентом усиления первого модуля 110 передатчика первого модемного устройства 101 в ответ на сигнал управления коэффициентом усиления, принятый вторым модулем 120 приемника первого модемного устройства 101. Первый блок 151 управления может быть отдельной схемой, например, ASIC (Специализированная Интегральная Схема), или может быть интегрирован в модуль 150 обработки первого модемного устройства 101, и может содержать аппаратные элементы или может быть частью программы, работающей в модуле 150 обработки.

Например, если сигнал управления коэффициентом усиления указывает, что обнаруженный первым модулем 120 приемника второго модемного устройства 102 уровень сигнала превышает первый заданный уровень, коэффициент усиления в первом модуле 110 передатчика первого модемного устройства 101 уменьшают. Например, коэффициент усиления может уменьшаться с определенным шагом до тех пор, пока сигнал управления коэффициентом усиления не будет более генерироваться. Согласно другим примерам, сигнал управления коэффициентом усиления включает в себя информацию об отдаленности мощности принятого сигнала от первого заданного порога. Могут быть сгенерированы дополнительные сигналы управления коэффициентом усиления, когда коэффициент усиления на стороне передатчика становится слишком малым и сигнал 121 связи, принятый модулем 120 приемника второго модемного устройства 102, не может быть оценен без ошибок.

Фиг.1В относится к системе 100 связи, в которой первый модуль 120 приемника и первый модуль 110 передатчика, описанные выше, встроены в одно модемное устройство 103. Модемное устройство 103 может дополнительно включать в себя модуль 150 обработки для обработки данных, аналогичной описанной в отношении фиг.1А. Модемное устройство 103 включает в себя блок 153 управления, соединенный с первым модулем 120 приемника, например, блоком 128 обнаружения, и модулем 110 передатчика.

Блок 153 управления может принимать информацию о мощности сигнала связи, переданную другим устройством системы 100 связи и принятую первым модулем 120 приемника модемного устройства 103.

Блок 153 управления выполнен с дополнительной возможностью регулировки коэффициента усиления блока 116 передачи модемного устройства 103. Например, в период инициализации оба устройства могут выполнять передачу с приблизительно равным коэффициентом усиления, и каждое устройство подстраивает коэффициент усиления в ответ на мощность принятого сигнала. Следовательно, коэффициент усиления управляется так, чтобы мощность сигнала являлась достаточно высокой для гарантии надежного приема сигнала связи и достаточно низкой для обеспечения достаточной чувствительности при измерении шума даже во время одновременной передачи сигнала связи.

Настройка коэффициента усиления может быть задержана на несколько циклов передачи, чтобы дать возможность другим устройствам системы связи обнаружить сильные сигналы и линейно понизить коэффициент усиления усилителя передачи со своих сторон соответственно.

На фиг.2 подробно показан модуль 120 приемника согласно одному варианту осуществления. В модуле 120 приемника, блок 126 декодирования включает в себя блок 126а преобразования, который принимает дискретизированный сигнал 125 связи и выполняет БПФ (быстрое преобразование Фурье) для получения амплитудных значений множества частот в сигнале связи. Амплитудные значения частот представляют спектральное описание (спектр) 127 множества дискретизированных сигналов 125 связи.

На основе спектра 127, блок 126с демодуляции может выполнить демодуляцию дискретизированного цифрового сигнала, например, используя ДКАМ (Демодулятор Квадратурной Амплитудной Модуляции), для получения представления основной полосы частот принятого сигнала 121 связи. Блок 126d коррекции ошибок может выполнить коррекцию ошибок для представления основной полосы частот принятого сигнала связи. Представление основной полосы частот может быть направлено в модуль обработки. Блок 126b обнаружения шума измеряет шум, содержащийся в принятом сигнале связи, например, на основе спектра 127. Блок 126b обнаружения шума генерирует сигнал 211 управления пробкой, когда обнаруживает присутствие вещательного сигнала. Сигнал 211 управления пробкой содержит информацию о частоте, на которой обнаружен вещательный сигнал.

Спектр 127 также может быть использован для, или, по меньшей мере, способствовать, измерению или определению мощности принятого сигнала связи в блоке 128 обнаружения, что обозначено пунктирной линией а. В качестве альтернативы, или дополнительно, принятый сигнал 121 связи, усиленный сигнал 123 связи или дискретизированный сигнал 125 связи могут быть использованы для определения мощности принятого сигнала связи, что обозначено линией d, линией с и линией b.

На фиг.3 детально показан модуль 110 передатчика. Поток 111 данных передают от модуля обработки на блок 112а коррекции ошибок, вставляющий избыточный код в соответствии со схемой обнаружения ошибок. Результирующий поток данных модулируется в блоке 112b модуляции, который может использовать множество несущих частот, например, КАМ (Квадратурная Амплитудная Модуляция). Каждый модулированный несущий сигнал может быть оценен с коэффициентом, подаваемым блоком 112е управления пробкой. Несущие, для которых известно, что они должны быть задержаны, могут уже быть подавлены на данном этапе. Блок 112с преобразования суммирует все не пропущенные несущие и применяет ОБПФ (обратное быстрое преобразование Фурье) для генерирования сигнала во временной области. Сигнал может быть дополнительно отфильтрован блоком 112d фильтра-пробки, который также может управляться блоком 112е управления пробкой, для преодоления слабой стороны циклического подавления.

Блок 112d фильтра-пробки может так же ослабить частоты, смежные с задержанной полосой частот, где соседние несущие могут быть ослаблены. Данное ослабление может быть скомпенсировано предусилением соответствующих несущих в блоке 112с преобразования, который может индивидуально установить амплитуду каждой несущей, например, умножением каждой несущей, подверженной влиянию, на определенный множитель амплитуды. Данное умножение повышает или усиливает несущую на величину, идентичную, или приблизительно идентичную, величине ослабления несущей в блоке 112d фильтра-пробки. Величина ослабления для каждой несущей в блоке 112d фильтра-пробки может быть выведена из частотного отклика блока 112d фильтра-пробки.

Блок 112е управления пробкой соединен с блоком 112d фильтра-пробки и блоком 112с преобразования. Блок 112е управления пробкой может быть выполнен с возможностью установки коэффициентов фильтра блока 112d фильтра-пробки, вычисления частотного отклика блока 112d фильтра-пробки и повышения или усиления несущих установкой соответствующего множителя амплитуды в блоке 112с преобразования. Блок 112е управления пробкой принимает сигнал 211 управления пробкой, сгенерированный, например, блоком 126b измерения шума, показанным на фиг.2. Согласно другому варианту осуществления, дополнительный модуль измерения, выполненный с возможностью слежения за присутствием шума в канале передаче, может быть предусмотрен на входном каскаде устройства связи.

На фиг.4 показано устройство 401 связи, выполненное с возможностью обнаружения присутствия вещательного сигнала и передачи сигнала управления коэффициентом усиления другому устройству связи, передающего сигналы связи на устройство 401 связи. Устройство 401 связи может быть использовано в системе связи, описанной со ссылкой на фиг.1А.

Устройство 401 связи может быть устройством для проводных или беспроводных систем связи. Модуль 420 приемника соединен с линией 405 передачи или элементом антенны. Модуль 420 приемника может определять мощность сигнала связи, принятого через линию 405 передачи или антенный элемент, и содержит блок обнаружения шума, выполненный с возможностью измерения шума выше заданного уровня шума сигнала связи во время приема сигнала связи. Модуль 410 передатчика соединен с линией 405 передачи или элементом антенны, который может быть элементом антенны, используемым для приема сигналов. Модуль 410 передатчика выполнен с возможностью передачи сигнала управления коэффициентом усиления по линии 405 передачи или антенный элемент. Блок 452 управления соединен с модулем 410 передатчика и модулем 420 приемника. Блок 452 управления может инициировать передачу сигнала 462 управления коэффициентом усиления, когда мощность принятого сигнала связи превышает первый заданный уровень порога. Сигнал 462 управления коэффициентом усиления может быть вставлен в поток 411 данных, генерируемый модулем 450 обработки устройства 401 связи и передаваемый с использованием модуля 410 передатчика. Модуль 410 передатчика может быть стандартным и иметь блок 416 усиления передачи с фиксированным коэффициентом усиления. Другие элементы могут соответствовать эквивалентным элементам, описанных в отношении предыдущих фигур.

Согласно другому варианту осуществления, коэффициент усиления модуля 410 передатчика, например, коэффициент усиления блока 416 усилителя передачи, может быть настраиваемым. В этом случае, модуль 420 приемника выполнен с дополнительной возможностью приема сигнала управления коэффициентом усиления, и дополнительный модуль управления может быть соединен с модулем 410 передатчика и модулем 420 приемника и может быть выполнен с возможностью управления коэффициентом усиления передачи в ответ на принятый сигнал управления коэффициентом усиления.

На фиг.5 показан пример устройства 501 связи, выполненного с возможностью приема сигнала управления коэффициентом усиления, которое настраивает свой коэффициент усиления передачи в ответ на сигнал управления коэффициентом передачи.

В соответствии с одним вариантом осуществления, устройство 501 связи включает в себя модуль 510 передатчика, чей коэффициент усиления, например, коэффициент усиления блока 516 усилителя передачи, является настраиваемым. Модуль 520 приемника выполнен с возможностью приема сигнала управления коэффициентом усиления и включает в себя блок обнаружения шума, выполненный с возможностью измерения шума выше заданного уровня шума в сигнале связи во время приема сигнала связи. Блок 551 управления соединен с модулем 510 передатчика и модулем 520 приемника и может управлять коэффициентом усиления передачи в ответ на принятый сигнал управления коэффициентом усиления. Другие элементы могут соответствовать эквивалентным элементам, описанным в отношении предыдущих фигур.

На фиг.6 показаны дополнительные признаки устройств связи 101, 102, 103, 401, 501, описанных со ссылками на фиг.1А, 1В, 4 и 5. Согласно дополнительным вариантам осуществления, модуль обработки или модуль передатчика могут быть выполнены с дополнительной возможностью передачи и/или оценки принятых обучающих символов в преамбуле пакета связи. Обучающие символы могут быть использованы для определения или измерения передаточной функции канала для канала передачи.

Согласно одному варианту осуществления, модуль обработки включает в себя блок оценки канала, выполненный с возможностью сравнения принятых обучающих символов с опорными обучающими символами для определения передаточной функции канала, например, для линии передачи между передающими устройствами связи. Передаточная функция канала может быть использована для адаптации фильтров в модулях передатчика и/или приемника в устройствах связи и оценки соотношения сигнал/шум. Если измерение шума может быть выполнено во время передачи преамбулы, коммуникационные ресурсы могут быть сэкономлены. Согласно одному варианту осуществления, измерение шума выполняется оценкой дисперсии между принятыми обучающими символами.

На фиг.6 схематически показана преамбула 600 пакета связи. В заголовке преамбулы может быть предусмотрена последовательность 602 синхронизации, которая может быть использована для синхронизации времени в приемном устройстве. Далее может следовать множество обучающих символов 606, где каждый обучающий символ 606 может быть предваряться защитным интервалом 604, который может быть предусмотрен для осуществления надежной передачи в сравнении с многолучевой передачей. В качестве примера, защитные интервалы могут содержать копии сегментов обучающих символов 606. Каждый защитный интервал 604 может иметь первую длину 11 и каждый обучающий символ 606 может иметь вторую длину 12. Согласно одному варианту осуществления, каждый следующий защитный интервал 604 следует сразу за предыдущим обучающим символом 606. Однако частоты шума с частотой повторения множества обучающих символов может быть трудно обнаружить, поскольку такой шум не увеличивает дисперсию между принятыми обучающими символами 606.

Согласно еще одному варианту осуществления, защитный интервал 604 может быть переменным в отношении длины. Например, каждый защитный интервал 604 имеет разную длину. Согласно другому варианту осуществления, дополнительные промежутки 610 с разной длиной могут быть вставлены между каждым обучающим символом 606 и следующим защитным интервалом 604. Во время промежутков 610 сигнал не передается. Это удаляет источник помех с постоянной гармонической волной и частотой, равной частоте повторений множества обучающих символов, который может влиять на каждый обучающий символ 606 аналогичным образом. Расстояние между обучающими символами 606 может меняться так, чтобы как можно меньшее количество сигналов могло влиять на все обучающие символы 606 аналогичным образом. Варьирование длины промежутков может быть объединено с варьированием длины (продолжительности) защитных интервалов (604). Согласно другому варианту осуществления, дополнительно, или в качестве альтернативы, может меняться длина обучающих символов (606).

Если измерение шума выполняют во время активной фазы связи, можно использовать полезную нагрузку символов данных вместо заданных обучающих символов, передавая полезную нагрузку символов данных с разным временным расстоянием друг от друга.

Согласно дополнительному варианту осуществления, в качестве альтернативы, или дополнительно, шум измеряют во время неактивной фазы связи, например, в паузах передачи, во время которых сигналы связи не передаются, или в заданных кадрах связи, как будет описано со ссылкой на фиг.7.

На фиг.7 показан кадр для синхронизации системы связи, которая может содержать множество одинаковых или разных систем PLT от разных производителей. Домашний период 760 синхронизации выровнен с линией цикла переменного тока, где временные интервалы, содержащиеся в периоде 760 синхронизации, имеют заданную синхронизацию относительно пересечения нуля линией цикла постоянного тока. Домашний период 760 синхронизации содержит сигнал 762 синхронизации, включающий в себя информацию для выделения временных областей 764 имеющимся системам или модемам PLT. Сигнал 762 синхронизации может быть обнаружен функцией корреляции на стороне приемника и не обязательно проходит по маршруту с демодуляцией и коррекцией ошибок в модуле приемника соответствующего модема PLT. Сигнал 762 синхронизации может содержать несколько дополнительных подинтервалов 771-778 для системной организации. Не все подинтервалы 771-778 используются. Например, поле 774 r-sync используется редко. Согласно одному варианту реализации, поле 774 r-sync используется для измерения шума и для обнаружения присутствия вещательного сигнала, как альтернатива, или в дополнение, к измерению шума во время связи. Каждая задействованная система полагается на то, что ни одно из задействованных устройств не использует поле 774 r-sync. Если это поле используется, все системы отмечают это и отменяют последний результат измерения шума, относящейся к возможному неиспользованию поля 774 r-sync.

Фиг.8А является упрощенной блок-схемой способа работы вышеописанной системы связи, которая может включать в себя два или более устройства связи, как было описано выше. В модуле приемника определяют мощность сигнала принятого сигнала связи (802). В модуле передатчика регулируют коэффициент усиления передачи в ответ на определенную мощность сигнала (804). Затем, во время передачи сигналов связи, в модуле приемника сканируют частотный диапазон приемника на наличие полосы частот, содержащих шум (806).

Согласно одному варианту осуществления, показанному на фиг.8В, определяют мощность принятого сигнала связи (812) и, если мощность сигнала превышает заданный порог, генерируют сигнал управления коэффициентом усиления и передают его по каналу передачи (814). В ответ на сигнал управления коэффициентом усиления, в модуле передатчика регулируют коэффициент усиления передачи (816). Затем во время передачи сигналов связи, в модуле приемника сканируют частотный диапазон приемника на наличие полосы частот, содержащих шум (818).

Модуль передатчика и модуль приемника могут быть встроены в одно устройство связи или могут принадлежать двум разным устройствам связи, где сигнал управления коэффициентом усиления передают от первого устройства связи, содержащего модуль приемника, на второе устройство связи, содержащее модуль передатчика.

Согласно одному варианту осуществления, коэффициент усиления передачи регулируют так, чтобы мощность сигнала связи в модуле приемника облегчала обнаружение вещательных сигналов, подлежащих приему радиоприемниками, расположенных вблизи системы связи. Например, коэффициент усиления передачи может быть настроен так, чтобы модуль приемника был способен обнаруживать только присутствие радиовещательных сигналов, например, коротковолновых радиовещательных сигналов, которые присутствуют в сети электроснабжения и имеют мощность, по меньшей мере, -95 дБм.

После регулировки коэффициента усиления передачи, измерения шума могут быть выполнены во время связи, т.е. одновременно с передачей сигналов связи. Измерения шума могут включать в себя обнаружение присутствия вещательных сигналов и обнаружение полосы частот, связанной с вещательными сигналами. Даже если ослабление канала является очень низким, коэффициент усиления приема может быть установлен достаточно низким для гарантирования достаточной чувствительности при измерениях шума, например, для обнаружения малых сигналов с уровнем сигнала -95 дБм даже во время связи. Пустые промежутки с приостановкой связи не нужны. Дополнительно, вещательные сигналы могут быть обнаружены своевременно после фактического присутствия подлежащего приему радиовещательного сигнала.

Согласно одному варианту осуществления, модуль приемника сканирует, одновременно с приемом сигналов связи, частотный диапазон приемника на наличие полосы частот, содержащей шум выше заданного уровня шума. Когда модуль приемника обнаруживает присутствие в принятом сигнале вещательного сигнала, модуль приемника может сгенерировать сигнал управления пробкой, идентифицирующий занятую полосу частот. Сигнал управления пробкой может быть передан блоку управления пробкой, управляющего блоком фильтра-пробки, и/или блоку преобразования в модуле передачи.

Согласно одному варианту осуществления, частотный диапазон приемника сканируют во время передачи преамбулы сигнала связи, содержащего заданные обучающие символы, используемые для оценки канала. Согласно одному варианту осуществления, следующие один за другим обучающие символы передают с разным временным промежутком относительно друг друга.

После идентификации того, что радиовещательная станция более не принимается, пробка может продолжать оставаться активной в течение заданного периода времени, Например, по меньшей мере, 180 секунд. В отличие от обнаружения радиовещательного сигнала, когда модем PLT может допускать отсутствие радиовещательного сигнала и может использовать соответствующую частоту, потенциальное повторное использование задержанной частоты должно быть проверено без использования задержанной частоты, чтобы процесс измерений не оказывал помех на радиовещательный сигнал.

По этой причине, согласно дополнительным вариантам осуществления, способ может дополнительно содержать проверку, во время пауз связи, когда сигналы связи не передаются, упал ли уровень шума в задержанной полосе частот ниже второго заданного порога, которой может быть равен первому заданному порогу или быть меньше. Когда уровень шума в задержанной полосе частот падает ниже второго заданного порога, подавление частотных компонент в диапазоне задержанной полосы частот может быть отменено, так что эти полосы частот снова доступны для системы связи.

Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.8С, сигналы связи, включающие в себя заданные обучающие символы, пригодные для оценки канала, передают от первого на второе устройство связи, и следующие один за другим обучающие символы передают с разным временным расстоянием друг от друга (822). Во втором устройстве связи и во время одновременного приема заданных обучающих символов, сканируют частотный диапазон приемника на предмет наличия задерживаемой полосы частот, содержащей шум, который выше заданного уровня шума, установленного в спецификации системы связи (824).

Если измерение шума выполняют во время периода передачи полезной нагрузки данных от первого устройства связи на второе устройство связи, возможно также использовать полезную нагрузку символов данных, как и в случае заданных обучающих символов, т.е. последовательность полезной нагрузки символов данных передают с разным временным расстоянием относительно друг от друга. Следовательно, во втором устройстве связи и во время одновременного приема полезной нагрузки символов данных, сканируют частотный диапазон приемника на наличие задерживаемой полосы частот, содержащей шум выше заданного уровня шума, установленного в спецификации системы связи (824).

На фиг.9 показана система 700 связи, использующая разные расстояния между следующими друг за другом известными символами или содержанием сигналов связи. Первое устройство 701 связи выполнено с возможностью передачи сигналов связи. Сигналы связи содержат заданное содержание сигналов, чья форма и внешний вид известны второму устройству 702 связи. Заданные символы сигналов, в качестве примера, могут быть обучающими символами 606, пригодными для оценки канала. Согласно показанному варианту осуществления, первое устройство 701 связи способно передавать последовательность обучающих символов 606 с разным временным расстоянием между ними. Что касается тайминга, то здесь мы будем ссылаться на фиг.6 и соответствующее описание.

Второе устройство 702 связи способно принимать сигнал связи и сканировать, одновременно с приемом сигнала связи, диапазон частот приемника на наличие задерживаемой полосы частот, содержащей шум, который выше заданного уровня шума, определенного в спецификации системы 700 связи, где диапазон частот приемника сканируют во время передачи на наличие известных заданных символов в содержании сигнала, например, сегмента, включающего в себя обучающие символы 606.

Система 700 связи может быть беспроводной или проводной системой связи, например xDSL (Цифровая Абонентская Линия х-типа) или DVB-C2 (Европейский стандарт кабельного цифрового телевидения). Согласно варианту осуществления, система связи основана на схеме модуляции OFDM (Ортогональное Частотное Разделение Каналов). Согласно другому варианту осуществления, система 700 связи является системой связи, использующей для передачи данных провода распределения электроэнергии. Например, система 700 связи является связью по ЛЭП (PLC), связью по сети электроснабжения, телекоммуникациями по ЛЭП (PLT), широкополосной передачей через ЛЭП (BPL) или сетью по электропроводке или диапазону мощности (PLN), использующие модулированную несущую, наложенную на 50 или 60 Гц переменного тока в линиях электропередачи соответственно. Линия 705 передачи представляет собой канал передачи между двумя устройствами связи в проводной системе связи. Устройствами связи могут быть устройство-передатчик и устройство-приемник или два двунаправленных устройства (модемы).

Второе устройство 702 связи включает в себя, по меньшей мере, модуль 720 приемника, соединенный с линией 705 передачи. Модуль 720 приемника может включать в себя блок 722 усиления приема для усиления сигнала 721 связи, принятого по линии 705 передачи, АЦП (Аналого-Цифровой Преобразователь) 724 для дискретизации усиленного сигнала 723 связи и блок 726 декодера для цифровой обработки (декодирования) дискретизированного сигнала 725 связи. Модуль 720 приемника может включать в себя, или может не включать в себя, АРУ (Автоматическая Регулировка Усиления) для избежания перегрузки усилителя или насыщения АЦП 724. АЦП 724 может быть преобразователем с высоким динамическим диапазоном, например, 16-битным АЦП.

По меньшей мере, первое устройство 701 связи включает в себя модуль 710 передатчика, соединенный с линией 705 передачи. Модуль 710 передатчика выполнен с возможностью передачи сигнала связи в линию 705 передачи. Модуль 710 передатчика может включать в себя блок 712 кодирования передачи, использующий цифровую модуляцию (кодирование) для потока 711 данных в соответствии со схемой модуляции, например, схему модуляции OFDM (Ортогональное Частотное Разделение Каналов), ЦАП (Цифро-Аналоговый Преобразователь) 714 для преобразования закодированного потока данных в аналоговый сигнал и блок 716 усиления передачи для усиления аналогового сигнала связи и генерирования сигнала связи, передаваемого по линии 705 передачи. Коэффициент усиления блока 716 усиления может быть, а может и не быть, настраиваемым.

Каждое из устройств 701, 702 связи может включать в себя модуль 750 обработки для обработки данных, принятых по линию 705 передачи, по дополнительным линиям 759 передачи данных или от датчиков и подготовки данных для передачи по линии 705 передачи, дополнительным линиям 759 передачи данных или на исполнительные механизмы. Устройства 701, 702 связи могут быть, например, устройствами PLT с одинаковыми интерфейсами для линии 705 передачи, которая, в этом случае, обеспечивается сетью электроснабжения.

Модули передатчика, приемника и обработки 710, 720, 750 в обоих устройствах 701, 702 могут быть, а могут и не быть, соответственно, эквивалентны друг другу. Модуль 720 приемника может содержать блок декодера, включающий в себя блок преобразования, принимающий дискретизированный сигнал 725 и выполняющий БПФ для получения амплитудных значений для множества частот, содержащихся в сигнале связи. Амплитудные значения частот представляют описание спектра дискретизированного сигнала 725.

Блок демодуляции может выполнить, на основе спектра, демодуляцию дискретизированного цифрового сигнала используя, например, демодулятор КАМ, для получения представления основной полосы частот принятого сигнала 721 связи. Блок коррекции ошибок может выполнить коррекцию ошибок для представления основной полосы частот принятого сигнала связи. Представление основной полосы частот может быть направлено в модуль 750 обработки. Блок 726b обнаружения шума измеряет шум, содержащийся в принятом сигнале связи, например, на основе спектра. Блок 726b обнаружения шума генерирует сигнал 791 управления пробкой, когда он обнаруживает присутствие вещательного сигнала. Сигнал 791 управления пробкой содержит информацию о частоте, на которой обнаружен вещательный сигнал.

Модули 710 передатчика могут содержать блок коррекции ошибок, вставляющий избыточный код в соответствии со схемой коррекции ошибок и блок модуляции, модулирующий результирующий поток данных и блок модуляции может использовать множество несущих частот, например, КАМ. Каждая модулированная несущая сигнала может быть взвешена с коэффициентами, подаваемыми блоком управления пробкой. Несущие, которые известны как подлежащие задержанию, могут быть уже подавлены на данном этапе. Блок трансформации может просуммировать все не пропущенные несущие и применить ОБПФ для генерирования сигнала во временной области. Сигнал может быть дополнительно отфильтрован блоком фильтра-пробки, который также может управляться блоком управления пробкой, для преодоления слабой стороны цикла подавления. Блок управления пробкой может принимать сигнал 791 управления пробкой, сгенерированный, например, блоком 726b измерения шума модуля 720 приемника.

Как было описано выше, также возможно использование полезной нагрузки символов данных вместо заданных обучающих символов, если измерение шума выполняют в некоторый период времени, передавая следующие друг за другом символы с разным временным расстоянием друг от друга.

Признаки системы 700 связи могут быть дополнительно объединены с признаками вариантов осуществления, описанными в отношении предыдущих фигур, где эти элементы не предназначены для адаптивного управления мощностью.

Изобретение относится к системам связи и может быть использовано для адаптивного управления мощностью передатчика для измерения шума во время связи. Система (100) связи включает в себя модули (120) приемника, соединенные с каналом (105) передачи. Модули (120) приемника определяют мощность сигнала для первого сигнала связи, принятого по каналу (105) передачи. Модуль (110) передатчика соединен с каналом (105) передачи и передает второй сигнал связи, при этом коэффициент усиления сигнала связи, выводимого модулем (110), является регулируемым. Блок (151) управления управляет коэффициентом усиления модуля передатчика в ответ на определенную мощность сигнала. Приемный модуль содержит блок обнаружения шума, выполненный с возможностью измерения шума выше заданного уровня шума во время приема сигнала связи. На стороне модуля (120) приемника улучшается обнаружение присутствия вещательного сигнала во время передачи данных. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Система (100) связи, включающая в себя:
первый модуль (110) передатчика, соединенный с каналом (105) передачи и выполненный с возможностью передачи первого сигнала связи, причем коэффициент усиления сигнала связи, выводимого первым модулем (110) передатчика, является регулируемым,
первый модуль (120) приемника, соединенный с указанным каналом (105) передачи и выполненный с возможностью определения мощности сигнала для первого сигнала связи, принимаемого по указанному каналу (105) передачи, причем первый модуль (120) приемника содержит блок (126b) обнаружения шума, и
первый модуль (151) управления, выполненный с возможностью управления коэффициентом усиления первого модуля (110) передатчика в ответ на определенную мощность сигнала, так чтобы мощность сигнала являлась достаточно высокой для обеспечения надежного приема сигнала связи и достаточно низкой для облегчения измерения шума с заданным уровнем шума во время приема первого сигнала связи;
при этом блок (126b) измерения шума выполнен с возможностью измерения шума выше указанного заданного уровня шума в сигнале связи во время приема сигнала связи.

2. Система связи по п.1, в которой
первый модуль (120) приемника, первый модуль (110) передатчика и первый модуль (151) управления встроены в модемное устройство (103),
при этом первый модуль (151) управления соединен с первым модулем (120) приемника и первым модулем (110) передатчика, а
первый модуль (110) передатчика выполнен с возможностью передачи второго сигнала связи.

3. Система связи по п.1, в которой
первый модуль (120) приемника встроен во второе модемное устройство (102), при этом второе модемное устройство (102) дополнительно содержит второй модуль (110) передатчика, соединенный с каналом (105) передачи и выполненный с возможностью передачи сигнала управления коэффициентом усиления через канал (105) передачи, и второй модуль (152) управления, соединенный с первым модулем (120) приемника и вторым модулем (110) передатчика и выполненный с возможностью инициирования передачи сигнала управления коэффициентом усиления, когда определенная мощность сигнала превышает первый заданный пороговый уровень; а
первый модуль (110) передатчика и первый модуль (151) управления встроены в первое модемное устройство (101), при этом первое модемное устройство (101) включает в себя второй модуль (120) приемника, соединенный с каналом (105) передачи и выполненный с возможностью приема сигнала управления коэффициентом усиления, причем первый модуль (110) передатчика выполнен с возможностью передачи первого сигнала связи, а первый модуль (151) управления выполнен с возможностью управления коэффициентом усиления первого модуля (110) передатчика в ответ на сигнал управления коэффициентом усиления.

4. Система связи по п.1, характеризующаяся тем, что выполнена с возможностью управления коэффициентом усиления так, чтобы отношение уровня сигнала связи к указанному заданному уровню шума было меньше или равно динамическому диапазону аналогово-цифрового преобразователя (124), содержащегося в модуле (120) приемника и выполненного с возможностью преобразования принимаемого сигнала связи.

5. Система связи по п.1, в которой
блок (126b) обнаружения шума дополнительно выполнен с возможностью сканирования, в диапазоне частоты приемника, принятого сигнала связи на наличие полосы частот режекции, содержащей шум выше указанного заданного уровня шума, одновременно с приемом сигнала связи.

6. Система связи по п.5, в которой первый модуль (110) передатчика содержит
блок (112) кодирования передачи, выполненный с возможностью подавления обнаруженной частоты ;режекции в спектре выводимого сигнала связи.

7. Устройство связи (101-103, 401) для систем связи, включающее в себя
модуль (120, 420) приемника, соединяемый с каналом (105, 405) передачи, выполненный с возможностью определения мощности сигнала для первого сигнала связи, принимаемого по каналу (105, 405) передачи, и содержащий блок (126b) обнаружения шума;
модуль (110, 410) передатчика, соединяемый с каналом (105, 405) передачи и выполненный с возможностью передачи первого сигнала управления коэффициентом усиления по каналу (105, 405) передачи; и
блок (152, 452) контроллера, соединенный с модулями приемника и передатчика и выполненный с возможностью инициирования передачи первого сигнала управления усилением, если отношение мощности первого сигнала связи к заданному уровню шума превышает первый заданный пороговый уровень, определяемый динамическим диапазоном аналогово-цифрового преобразователя (124), содержащегося в модуле (120) приемника и выполненного с возможностью преобразования принятого сигнала связи;
при этом блок (126b) обнаружения шума выполнен с возможностью измерения шума выше указанного заданного уровня шума в сигнале связи во время приема сигнала связи.

8. Устройство связи по п.7, в котором
модуль (120, 420) приемника дополнительно выполнен с возможностью приема второго сигнала управления коэффициентом усиления;
модуль (110, 410) передатчика дополнительно выполнен с возможностью передачи второго сигнала связи по каналу (105, 405) передачи, причем коэффициент усиления второго сигнала связи является регулируемым; и
блок (152, 452) контроллера дополнительно выполнен с возможностью управления коэффициентом усиления в ответ на принимаемый второй сигнал управления.

9. Устройство связи по п.7, в котором
канал (105, 405) передачи является линией электропередачи, а устройство связи (101-103, 401) является устройством передачи по линии электропередачи (PLT).

10. Устройство (101-103, 501) связи для систем связи, включающее в себя
модуль (120, 520) приемника, соединяемый с каналом (105, 505) передачи и выполненный с возможностью приема сигнала управления коэффициентом усиления по каналу (105, 505) передачи;
модуль (110, 510) передатчика, соединяемый с каналом (105, 505) передачи и выполненный с возможностью передачи сигнала связи по каналу (105, 505) передачи, причем коэффициент усиления сигнала связи является регулируемым; и
блок (151, 551) контроллера, соединенный с модулями приемника и передатчика и выполненный с возможностью управления коэффициентом усиления в ответ на принимаемый сигнал управления коэффициентом усиления, так чтобы мощность сигнала являлась достаточно высокой для обеспечения надежного приема сигнала связи и достаточно низкой для облегчения измерения шума с заданным уровнем шума во время приема сигнала связи.