专利名称：数据在电力线调制解调器网络上的时间同步的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力线调制解调器网络，更具体而言，涉及在电力线调制解调器网络的设备中提供数据的时间同步的装置和方法。
背景技术：
电力线调制解调器通过将电力网作为传输介质来进行通讯。电力线调制解调器应用于设备上，以建立与主机或控制器的通讯。在电力线上进行的通讯提供了任何插件式设备在电力网上通讯的能力。电力网上这样的设备可以共享数据，包括数字压缩的视频或图片数据。
当通过网络传输经过数字压缩的视频数据时，在数据的发送器与接收器之间必须维持时间同步，才能以正确速率显示图像。在传统的系统中，通常将时间戳插入数据流中。该时间戳提供图像被显示的速率的参考，以实现适当的显示速率。但是，在数据流中包含时间戳浪费带宽，要是不包括时间戳，这些带宽将可以用来传输数据。
在插入的频率与浪费的带宽之间有一个折中。插入的时间戳越多，通常会越好地维持时钟同步，但越高的插入频率要求越多的带宽。
因此，在电力线调制解调器网络中的发送设备与接收设备之间，存在一种数据同步的需求。还需要这些设备之间的同步，该同步即使对于异步设备也提供较大的可用带宽，并允许视频同步。
发明内容
根据本发明的使电力线调制解调器网络的多个设备同步的方法提供具有电力线调制解调器的多个设备和用于同步数据速率的时钟电路。电力线调制解调器允许电力线网络上的多个设备之间依靠数据载波传输数据。通过电力线网络传输一个同步信号。该同步信号包括以不同于数据载波的频率工作的载波，并为多个设备中的每一个提供一个时间参考，以同步数据速率。
根据本发明的具有数据同步的电力线网络包括多个设备，每个设备具有一个电力线调制解调器和一个时钟电路，用于同步数据速率。该电力线调制解调器允许电力线网络上的多个设备之间依靠数据载波传输数据。主设备具有耦合到电力线网络的电力线调制解调器，并包括一个时钟发送电路。该时钟发送电路产生整个电力线网络上的同步信号，该同步信号包括一个以不同于数据载波的频率工作的载波。该同步信号为多个设备中的每一个提供时间参考，以同步数据速率。
在其它实施例中，最好通过以不同于数据载体的频率工作的多个载体传输同步信号。传输同步信号的步骤可以包括向多个设备发送一个当前时间戳的信号。然后，多个设备中的每一个在一个指定的时间槽中依次响应(sound off)，并确定指定的时间槽与设备的依次响应之间的误差偏移。向多个设备发送一个修正因子，以修正设备的时钟电路的同步，该修正因子可能包括一个误差偏移。
通过结合附图阅读对本发明的实施例的详细描述，本发明的这些和其它目的、特征和优点将更加清楚。
附图简述下面将参考附图给出优选实施例的详细描述。
图1是根据本发明用于同步一个电力线网络的系统/方法的框图/流程图；图2是根据本发明一个实施例的时间槽分配图。
具体实施例方式
本发明通过运用一个或多个向电力线调制解调器网络中的所有设备提供一个同步信号的副载波频率来使设备同步。电力线调制解调器网络包括多个电力线调制解调器设备。由电力线调制解调器服务的设备可以包括能够显示和播放视频图像的设备。本发明提供对这些设备的同步，以保证正常的显示速率。通过利用附加的副载波，可以通过网络发布同步信号，而不会减小数据副载波的带宽。有利的情况是，同步信号允许具有不同标准(如，操作频率)的不同设备从同一个同步副载波得到时间参考。
电力线调制解调器通过运用电力线网络作为传输介质来通讯。电力线调制解调器运用于设备，以建立与主设备或控制器的通讯。在电力线上进行的通讯提供插件设备在电力线网络上通讯的功能。电力线设备可以包括能够显示视频的设备。本发明描述一种为通过电力线调制解调器网络传输数字压缩的视频或其它类型的需要时间参考的数据(如，MPEG视频数据)的设备提供时间同步的方法。在一个实施例中，当通过电力线网络传输数字压缩的视频时，在发送器和接收器之间的时间同步保持与通过副载波频率传输的定时信息一致，以便以正常速率显示图像。
下面详细参考附图，其中在几个图中用相似的标号标识类似的或相同的元件。首先参考图1，示出根据本发明的示例性网络10。可以包括家庭或建筑物的硬连接电力系统的电力线网络12连接到多个设备中的每一个。这些设备可以包括VCR/VCD或其它媒体播放器(如CD等)、电视、监视器、或能够显示视频并插入电力系统的任何其它显示设备。以上所列没有穷尽，本发明也可适用于其它设备。
图1示例性地示出具有三个设备的网络。设备14包括主设备，设备16和18包括从设备(分别标为从设备1和从设备2)。每个设备14、16和18包括一个电力线调制解调器20。每个调制解调器能够在电力线网络12上通讯，这允许设备16和18相互之间通讯和/或与主设备14通讯。每个设备16和11包括一个时钟同步电路22，主设备14包括时钟同步电路24。每个电力线调制解调器20包括一个收发器26，其依靠预定的数据副载波频率或数据副载波28发送和接收数据。
电力线调制解调器20运用多载波调制格式，其中数据是同时在若干个数据副载波(28)上传输。这样的格式赋予调制解调器20诸如关闭正在接收干扰的副载波的功能。本发明运用完全分离的副载波或同步载波30(或者在由于干扰造成一个副载波丢失的情况下，是一组副载波)处理电力线网络12上的各种设备的定时同步，而不是在数据流本身中插入时间戳。有利的情况是，因为调制解调器可以利用若干个副载波，所以本发明中可以很容易实现添加副载波或专门利用已有的副载波进行同步。
时钟同步电路24产生同步载波30。时钟电路22侦听同步载波30，并且利用该信号同步由接收器26接收到的数据。本发明一个特别有用的特征允许同步设备能够显示同步视频。即，由于例如MPEG同步发生在与数据分离的同步载波30上，所以设备(如设备16和18)能够以不同速率处理数据，而所有的设备都侦听同步载波30，以得到播放该MPEG视频所用到的定时信息。其它考虑的数据格式包括视频、音频或其它应用。
参考图2，同时继续参考图1，本发明的一个实施例仅在同步载波30上利用开槽的时间结构。图2为表示主设备14和从设备1和从设备2(分别为16和18)的时间槽1-5的表格。该示例性的例子用于具有一个主设备和两个从设备的网络，但是，具有多个从设备和甚至主设备的分层系统也可以考虑。主设备(14)在一个槽(槽1)中发出一个时间戳，以提供从设备(16和18)的参考。然后，每个从设备在从设备的分配时间槽期间响应主设备。在本例中，从设备1的时间槽是槽2，而从设备2的时间槽是槽3。由于其时钟可能偏移，从设备1和2的响应可能早，也可能晚。同步中的误差利用该响应程序表明自己。该误差可能被判断为从设备的时间槽开始点与实际传输的响应开始点之间的偏移，表示为误差54和56。根据可能的误差54和56，主机向每个从设备发送校正因子58和60，以修正从设备1和2的时钟。校正因子58和60在专门的槽中发送，如槽4和5。具有不同标准，例如不同操作频率或不同同步要求的设备允许从同步副载波30得到定时参考。此外，同步副载波30上的信息可以与数据载波28上的信息同步。这样允许快速和慢速设备利用同一时基参考。
系统中的每个设备可以具有可能不同于同步副载波频率的时钟分辨率。尽管同步副载波提供一定的分辨率(最好是系统中的最高分辨率)，但设备自身也可以有解释该信息，以更新它们自己的时钟的机构，这些设备的时钟可能具有不同分辨率。在一个实施例中，这一点可以通过放弃确定时钟信号分辨率的低次位来实现。
许多电力线调制解调器利用多载波调制格式。一种可能的方法是使用正交频率划分多路复用(OFDM)，当然其它多载波调制方式也可以使用。根据具体实现方式，这样的系统的副载波的频率范围可以是大约1-30MHz。这些副载波可以在每个频率间隔之间相互分开，但这样的实现方式并不是必须的。本发明可能的实施例在下一个可用的频率间隔加上一个附加的副载波，用于同步，或者可选地专用多个数据副载波用于同步。
以上描述了在电力线调制解调器网络(这是作为示例性而不是限制性的)上对数据进行时间同步的优选实施例，应当注意，根据以上说明，本领域的技术人员可以进行各种修改和变化。因此，应当理解，在由所附权利要求限定的本发明的范围和精神内，以上公开的具体实施例可以进行修改。利用细节和专利法要求的特性描述了本发明，但本发明请求保护的范围由所附权利要求确定。
权利要求
1.一种同步由多个设备组成的电力线调制解调器网络的方法，包括步骤提供多个设备，每个设备具有一个电力线调制解调器和用于同步数据速率的时钟电路，该电力线调制解调器允许电力线网络上的多个设备之间依靠数据载波进行数据传输；和在电力线网络上发送一个同步信号，该同步信号是以不同于数据载波的频率运行的载波，该同步信号为多个设备中的每一个提供一个时间参考，以同步数据速率。
2.如权利要求1所述的方法，其中发送一个同步信号的步骤包括在以不同于数据载波的频率运行的多个载波上发送同步信号。
3.如权利要求1所述的方法，其中发送一个同步信号的步骤包括向多个设备发送一个当前时间戳的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括多个设备中的每一个在指定的时间槽期间响应的步骤。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括确定指定的时间槽与设备的响应之间的误差偏移的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤向多个设备发送一个校正因子，以修正包含误差偏移的设备的时钟电路的同步。
7.一种具有数据同步的电力线网络，包括多个设备，各自具有一个电力线调制解调器和用于同步数据速率的时钟电路，该电力线调制解调器允许电力线网络上的多个设备之间依靠数据载波进行数据传输；和一个主设备，具有一个耦合到电力线网络的电力线调制解调器，并包括一个时钟传输电路，该时钟传输电路在电力线网络上产生一个同步信号，该同步信号是以不同于数据载波的频率运行的载波，该同步信号为所述多个设备中的每一个提供时间参考，以同步数据速率。
8.如权利要求7所述的网络，其中所述同步信号包括多个以不同于数据载波的频率运行的载波。
9.如权利要求7所述的网络，其中所述同步信号包括一个当前时间戳，该时间戳使得多个设备中的每一个在指定的时间槽期间响应。
10.如权利要求9所述的网络，进一步包括一个校正因子，被主设备发送到所述多个设备中的每一个，以修正包含误差偏移的设备的时钟电路的同步，该误差偏移是指定的时间槽与设备的响应之间的差。
全文摘要
提供了具有多个设备的电力线调制解调器网络(10)的同步。多个设备(16和18)各自包含一个电力线调制解调器(20)和一个用于同步数据速率的时钟电路(22)。该电力线调制解调器允许电力线网络上的多个设备之间依靠数据载波(28)传输数据。一个同步信号在电力线网络上传输。该同步信号包含以不同于数据载波的频率运行的载波(30)。该同步信号为多个设备中的每一个提供一个时间参考，用于同步数据速率。
文档编号H04J3/06GK1630991SQ02807767
公开日2005年6月22日 申请日期2002年4月3日 优先权日2001年4月3日
发明者L·R·小利特温, K·拉马斯瓦米 申请人:汤姆森许可公司