通信方法和设备的制作方法

专利名称：：通信方法和设备的制作方法
技术领域：
：本发明涉及通信方法和设备的领域。在特定布置中，本发明涉及电力线通信网络的领域。本申请要求于2007年7月10日提交的澳大利亚临时申请2007903688的公开的优先权，通过引用的方式并且出于所有的目的将其整体全部合并于此。通过引用的方式并且出于所有的目的将于2006年4月26日提交的相关申请PCT/AU2006/000530的公开整体全部合并于此。
背景技术：
：许多国家中的电力线网络使大量房屋连接到单个配电变压器。在此类网络中，30分钟的自动仪表读取间隔可能需要不到几秒的事务完成时间。在这样的系统中，由于衰减和干扰而造成常常需要重复。这意味着在必要的仪表读取间隔内可能无法实现完成读取。以较高频率存在的衰减、存在很大的瞬态、由于在不同国家中的频谱分配所造成的成本提高和局限性的问题意味着使用较高数据率系统来解决在必要的时间内完成读取的问题通常难以实现或者不适于自动仪表读取。在电力线上的简单通信系统在面对许多普遍类型的噪声时常常根本不能进行通信。出现这种情况是因为电力线是不相容的通信介质，其中存在诸如由电源产生的音调、脉冲、随机的电压波动、周期性突发等的噪声源。其它普遍的问题包括衰减和严重负荷，这也使传输变得困难。以上问题常常可易于观察，然而这并非是噪声以线路阻抗波动形式的情况。线路阻抗波动由在主循环的某些部分而不是其它期间通过器件导电而引起的。阻抗的变化具有两个不合需要的影响。首先，所接收到的信号的幅度将常常激烈地并且在一些情况下突然地改变。这意味着任何幅度信息是不可靠的并且可能导致增益控制系统问题。其次，在载波信号中编码的相位信息可能由于电容和电感元件引入的相位延迟所造成的阻抗变化而失真。由于在相位中编码所有信息而造成突然的阻抗变化可能使得实际上不可能进行二进制相移键控解调。此外，相位变化当被解调时可能常常看起来像有效数据。在电力线上的另一普遍干扰源是音调噪声。传统的电力线系统包含双频带系统，其中第二信道被用作冗余信道以用于克服噪声。来自诸如切换模式电源之类的设备的音调噪声将谐波传导到电力线上，所述谐波常常阻塞在单个载波频率上的通信。如果存在这样的切换电源，则早期的电力线通信设备只有单频操作并且存在永远不能在电力线网络上进行通信的问题。今天切换电源非常普遍地构成用于计算机、电池充电器、电子光镇流器及其它家庭物品的大多数电源。在从点到点的电力线频率响应中还存在具有严重缺口(notch)的问题。这可能在一个频带中产生高达80dB的衰减并且在下一频带几乎没有任何衰减。—些系统试图通过把信息编码到每个字节中以检测是否出现相位倒置来解决噪声和阻抗波动的问题。此类系统只获得有限的成功。这里所描述的实施例的目的是克服或缓解相关技术系统中上述缺点中的至少一个或者至少向相关技术系统提供有用的替代。遍及此说明书，使用单数形式的词"发明人"可以被视为参考本发明的一个(单数)发明人或一个以上(多个)发明人。遍及此说明书的讨论按照发明人的认识和/或发明人标识的某些现有技术问题来进行。在此说明书中包括文献、设备、动作或知识的任何讨论以解释本发明的上下文。在这里的本公开和权利要求的优先权日或之前在澳大利亚或其它地方任何材料形成现有技术基础的一部分或相关领域内的公知常识不应当被看作是许可。
发明内容根据这里所描述的布置的第一方面，提供了一种电力线通信设备，包括，具有第一信道单元和第二信道单元的通信单元，其中信道单元适于用第一操作模式来同时接收和/或同时传送。在第一方面的实施例中，通信单元适于在计量网络中同时接收和/或同时传送并且在预定的事务时间内完成事务，所述计量网络包括通过频率划分隔离的两个子网络。根据这里所描述的布置的第二方面，提供了一种包括通过频率划分隔离的多个子网络的计量网络。在第二方面的实施例中，通过频率划分细分子网络允许改善用于自动仪表读取的事务时间。根据这里所描述的布置的第三方面，提供了一种具有通过频率划分隔离的公共设施业务和消费者业务的计量网络。在第三方面的实施例中，隔离公共设施业务和消费者业务允许分配载波频率范围并且分隔事务完成时间。根据这里所描述的布置的第四方面，提供了一种数据通信方法，包括以相移键控形式发送数据；并且以频移键控的形式发送数据。根据这里所描述的布置的第五方面，提供了一种数据通信设备，包括用于以相移键控形式发送数据的相位调制设备；和用于以频移键控的形式发送数据的频率调制设备。在第四和第五方面的实施例中，实施例解决了在电力线计量网络中阻抗变化的问题，因为在一个形式中，相移键控形式包括二进制相移键控形式并且频移键控形式包括相对相位独立的频移键控形式。根据这里所描述的布置的第六方面，提供了一种滤波的方法，包括提供第一滤波器；提供第二滤波器，以及选择性地耦合所述第一和第二滤波器以形成耦合的滤波器。在第六方面的实施例中，只需要较少的系数用于等效滤波器带宽以及只需要较少的寄存器用于存储。此外，每个滤波器可以被细分并且重新配置成实现两个分离的窄带滤波器或者被组合以形成更高阶的单个滤波器。重新配置和重新使用逻辑的益处在于有效面积和成本节省。根据这里所描述的布置的第七方面，提供了一种用于查询多个公共设施仪表的方法，包括保持公共设施仪表的分部的记录；根据第一信令方法查询分部中的第一分部；并6且根据第二信令方法查询所述分部的第二分部。根据这里描述的方案的第八方面，提供了一种用于查询多个公共设施仪表的设备，包括存储器，用于保持公共设施仪表的分部的记录；以及查询单元，具有用于根据第一信令方法查询所述分部的第一分部的第一设备和用于根据第二信令方法查询所述分部的第二分部的第二设备。在第七和第八方面的实施例中，第一信令方法包括相移键控并且第二信令方法包括频移键控，以便解决线路阻抗变化的问题。根据这里描述的布置的第九方面，提供了一种检测频率变化的方法，包括使频率相关；检测边缘；以及基于频率的所述相关和检测来边缘确定频率变化。在第九方面的实施例中，通过并行地检查边缘转变来有利地限制通过相关检测到的错误的频率变化。在说明书中公开了和/或在形成说明书的一部分的权利要求中定义了其它方面和优选方面。应当理解，在系统中体现的方面可以在方法中体现，并且反之亦然。例如在一个方面中，提供了一种查询自动仪表读取系统的方法，其中查询节点的子网包括提供时间参数。在另一方面中，提供了一种具有大量节点子网的自动仪表读取系统，其中向每个节点提供用于指示对所述子网中的该节点唯一的时隙的预定参数。从以下所给出的详细描述，本发明的进一步适用范围将变得显而易见。然而，应当理解，具体实施方式和具体示例虽然指示本发明的优选实施例，但是仅通过说明的方式给出，因为从此详细描述，在本发明的精神和范围内的各种改变和修改对本领域技术人员来说将变得显而易见。结合附图参考以下优选实施例的描述，相关领域技术人员可以更好地理解本申请进一步公开、目的、优点和方面，它们仅以说明的方式给出，并且因此并不限制本发明，并且在附图中图1是根据本发明第一优选实施例的设备的示意图；图2是图1所示的设备的操作的图示；图3是根据本发明第二实施例优选使用图1所示的设备的图示；图4到6提供了根据本发明另一实施例的优选系统的图示；图7是图4到6所示的系统中使用的补偿方法的图示；图8是图4到7所示的系统的图示；图9是图4到7所示的系统中使用的错误报告方法的图示；图10是图4到7所示的系统的进一步图示；图11是详述图10所示的元件的操作的图示；图12是根据本发明另一实施例的另外优选使用图1所示的设备的图示；图13是根据本发明另一实施例的附图所示的设备的操作模式的图示；图14是根据另一实施例的设备的示意图；图15是根据另一实施例的设备的示意图；图16到18是根据本发明的又一实施例的信号滤波器的示意图，在图15所示的实施例中使用所述滤波器；图19是根据本发明另一实施例的解调系统的示意图；图20是根据又一实施例的调制系统的示意图；图21是根据本发明进一步实施例的调制方法的简化视图；图22是根据本发明进一步实施例的进一步调制的示意图；以及图23是图22所示的系统的示意具体实施例方式参照图l，根据本发明第一优选实施例示出了以通信设备100的形式的系统。所述系统包含可以以各种方式使用的两个独立信道。该系统的两个主要用途是避免噪声或者使可以传输的数据量加倍。因为所提供的两个信道彼此完全独立并且可以同时接收以及同时传送，所以所述系统被认为对电力线通信来说是唯一的。所述系统的其它用途涉及通过频率划分的网络隔离或者在被分配用于特定用途的频谱部分之间提供通信。一个示例包括在CENELEC50065-1标准中定义并分配的A和C频带。如图1所示，设备100包含两个独立的信道102和104、网络处理器106和应用处理器108。当在两个不同的信道上存在两个呼入分组时，传统的双载波系统无法在两个频带上同时接收或传送。当存在以不同的频率在次要信道上发送的分组时，一些系统通过在主要信道(主信道)发出音调以基本上阻塞传送器传送来克服此问题。图2根据所描述的实施例表明在基本双频带系统70和基本双信道系统72之间的差异。如上所述，许多当前的自动仪表读取系统由于定期读取大仪表网络而要求高数据吞吐量。许多国家中的电力线网络使大量房屋连接到单个配电变压器。在具有附连了500个仪表以及30分钟的读取间隔的网络中，必须在3.6秒以内完成事务。在由于衰减或干扰而需要重复的系统中，事务常常可能需要花费比此时间更长的时间来完成。设备100有利地能够提供对平均事务时间的改善。以设备100形式的双接收器的另一优点是可以把网络110分段成图3所示的两个不同的子网络112、114。所述两个子网络被配置成在不同的频率上操作并且彼此隔离，以提供双倍的数据吞吐量。隔离的益处是减少路由器的业务并且避免在共享介质上的冲突。图3表明在包含双频带单个接收器和传送器的网络和用于隔离所述网络的同时双收发器(信道)之间的差异。可以提供网络iio的一个以上分部，尽管目前优选两个分部。两个独立的信道102、104可以在其它优选的布置中用于隔离公共设施业务和消费者业务。存在特殊情况，其中包括那些允许消费者出于监视电力使用的目的而读取仪表并且允许公共设施出于读取仪表用于计费使用的目的而读取仪表的情况是有利的。在欧洲，指定某些频率范围供公共设施使用，所述公共设施适当地对第一和第二网络进行频率划分。当处理低数据率通信产品时，实时监视AMR系统的许多网络供应商关心通信性能和吞吐量。考虑到与窄带电力线收发器相关联的问题，已经着眼于这些关心情况来设计本发明的优选布置。8现有技术的双频带和单频带收发器一般不够灵活并且具有有限的吞吐量。本发明的实施例有利地允许MAC被禁止；在两个频率上提供并行操作以提供与一般现有技术的单个或双频带系统相比更高的数据率；在已知开销的情况中使用相对较低的开销来降低信息吞吐量；并且当由于电力线上的噪声导致通信拥堵时提供冗余。发明人已经看出噪声的影响是试验中的主要问题并且是导致不良通信距离的原因。认为本发明的优选实施例与主要传统的低数据率AMR方案相比能够带来4倍数量级的速度提升。下面提供了500个仪表的系统的示例。在图4、5和6中图示了根据优选实施例的一个有利系统。优选实施例提供了一种自动仪表读取查询和响应系统。有利地是，所述系统允许各个仪表读取节点根据一个或多个基于时间的参数提供响应。在该实施例中，被连接到多个子网604、608的集中器602指定基于时间的参数。由每个节点读取该基于时间的参数，所述节点使用预定准则来确定响应等待时间。认为自动读取系统通过提供排序的优先级时隙系统有利地减小了开销。就一组电子仪表节点610而言，节点的系统被划分成包括子网604和608的子网。这在图4中示出。如图5所示，在网络发现阶段期间，子网的每个成员节点610被给予优先级编号612。对于每个成员610来说，优先级编号612在每个子网内是唯一的。可以向不同子网内不同的节点610给予相同的优先级编号。在该布置中的优先级编号是从数字1顺序开始的。这在图5中示出。如图6所示，在集中器和任何一个节点610之间的查询通常具有平均的前进行程时间614和平均的返回行程时间616。与现有技术不同，系统600考虑到来自每个子网中节点610的回答的时空序列而引入了所想要的时间618。在系统600中，集中器602具有所期望的回答时间值的存储器。集中器602通过发出请求来开始查询过程。所述请求包括被嵌入到所述请求中的参数。所述参数包括时间参数，所述时间参数允许集中器操控来自每个子网的回答所花费的总体时间。在该布置中的时间参数包括度量参数，用于度量在前进行程时间614和返回行程时间616之间所想要的时间618。在该系统中，选择子网，使得子网形成具有已知响应时间的常见组类型的仪表。细分支持优先级时隙并且有利地支持网络的总体响应时间更快。例如，如果一个人要查询500个节点，则直到所有的仪表都已经回答为止可能都不可以取消事务。因此，断开连接及其它手动任务可以以基本上更快的响应时间发生。当集中器发送请求时，它通过查询数据库来得知所期望的回答时间。此时间被嵌入到该请求中。当所述请求被仪表接收时，启动计时器。按照以下公式规定了仪表回答的时间回答时隙开始=优先级时隙编号612*回答时间在子网的形成中，所述方法划分可以直接到达的仪表和要求某些级路由的节点。存在与接收和传送相关联的一定量的不确定时间。在实施例中，此不确定时间在2-3ms范9围中，并且主要由接收偏移和改变的处理延迟引起。此值被增加到时隙时间上，使得不会出现冲突。图7图示了考虑了不确定时间的时隙的宽度。系统600适于对路由延迟进行调整。为此目的，集中器可以访问路由路径细节并且知道在查询到达目的地之前要经历多少跳。因此，通过以下公式来确定时隙路由的回答时隙时间=(回答时间*跳的数目)+(路由延迟*跳的数目)此时间被嵌入到分组中。图8图示了该概念。下面提供了500个仪表和包括150、100、100和150个仪表的一个、两个、三个路由的示例网络。在考虑该示例之前，重要的是要注意，在系统600中，当实际传送的分组将要大于所分配的时隙时可能出现异常。因为在正常的仪表读取期间诸如篡改和故障之类的错误标志有时被附加到分组末尾，所以可能出现此异常。如果出现这种情况，则所述仪表计算分组的长度，并且如果它比时隙更长，则作为替代发送短错误分组。在图9中示出了错误状态。如果在其时隙期间不存在来自特定仪表的回答，则在已经完成事务之后分别记录和重试该回答。另外，可以在已经完成事务之后调度手动事件。在该系统中，包含本发明实施例的每个节点具有同时在两个信道上发送和传送的能力。这意味着吞吐量被有效地加倍。信道操作的两个频率可以彼此靠近或远离。这通常根据关于频率的分组错误率来决定。图10图示了概念。图11示出了时隙系统怎样随频率划分一起工作的时间线。因为为子网所分配的其它频率是反向路径，所以冗余信道仍然存在。子网A用变暗的高亮显示来示出。示仔lj网纟各提供了在优选的AMR系统中读取500个仪表所花费的时间的示例。值得注意地是，计算被简化并且只考虑基本错误并且以其他方式表明系统的操作。所述计算如下假设频率A86kHz(3591bps)频率B79kHz(3306bps)请求时间70ms响应时间200ms(50字节过高估计)平均分组错误率腦无路由百分比30%(150个仪表)一个路由百分比20%(IOO个仪表)两个路由百分比20%(IOO个仪表)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>TT++(Tireauest\丄r*Nn。des)+(PER*Nn。des*(Trequest+transNoRoute1request\1responseT))iresponse'z=70ms+(200ms*25)+(10%*25*270ms)=5，745ms或5.7秒存在不必路由的6个子网，因此^subnet—NtotalSubnets*30%—6I无路由总时间=(Nsubnet*TtMnsN。K。ute)/2=17，235ms或17.2秒—个路由Ttr咖action—GTreqUest+(Tr卿咖e*N加des)+G0%*N加des*(Tre叫est+Tr卿咖》"*2)+(((10%女Nt。talN。des)+Nn。des)女TKmjteDelay)或者Ttransaction二(TtransNoRoute女2)+(((10%女NtotalNodes)十N加de)女TKouteDelay)=((70ms+(200ms*25)+(2.5*270ms))*2)+((2.5+25)*2ms)=11，490ms+55ms=11，545存在需要路由一次的4个子网，因此Nsubnet=Nt。talSubnets*20%=4无路由总时间=(Nsubnet*Ttransacti。n)/2=23，090ms或23秒两个路由Ttransaction二(TtransNoK。ute*3)+((((10%*NtotalNodes)*2)+N加de)*TKmjteDelay)=((70ms+(200ms*25)+(2.5*270ms))*3)+(((2.5+25)*2)*2ms)=11，490ms+55ms=17235+125=17，360ms存在需要路由两次的4个子网，因此Nsubnet=Nt。talSubnets*20%=4无路由总时间=(Nsubnet*Ttransaction)/2=34，720ms或34.7秒三个路由Ttransacti。n二(Ttl.ansNoRoute女2)+(((10%女NtotalNodes)+Nsubnet)火TR。uteDelay)=((70ms+(200ms*25)+(2.5*270ms))*4)+((2.5+25)*3*2ms)=22，980ms+165ms=23,145存在需要路由三次的6个子网，因此Nsubnet=Nt。talSubnets*30%=6无路由总时间=(Nsubnet*TtMnsaction)/2=69，435ms或69.4秒如将显而易见的，对于此示例来说，该系统只允许对错误分组进行一次重试。通常，当无法到达仪表时需要更多重试。因此，用于读取500个仪表的总时间等于144.3秒或2.4分钟。认为与常规系统相比，此时间包括实质上的改进。图12表明仪表可以怎样用于两个AMR网络并且允许消费者从计算机或显示单元读取他们的能源使用。这样的系统正常可能需要两个电力线通信节点来起作用。该示例涉及桥接两个网络，所述两个网络按照本地管理体的指示在频谱的不同部分上操作。所述系统还允许用户在频移键控(FSK)和相移键控(PSK)之间交换调制技术。在所描述的实施例中，此功能在次要信道上提供并且可以被用作额外的冗余级。由于许多原因，使用FSK是有利的。首先，因为是幅移键控(ASK)，所以所述方法不依赖于幅度变化。如先前所提及，已知电力线的阻抗连续地并且常常突然地改变，因此常常相应地损害信号的幅度。与差分相移键控(DPSK)不同，假定不必传送其补码以生成单个比特，频移键控没有有效地占用载体两倍的带宽。值得注意地是，DPSK通过比较相对相位而不是绝对相位来克服相位失真的问题，并且在相位倒置和其它相位失真的情况下，将只损害一个比特并且可以利用错误校正算法来校正。此外，利用DPSK，常常需要错误校正来校正任何瞬间的相位错误。最后，在宽带扩展频谱设备的情况下，根据使用的国家，所分配的频率范围常常是不同的，并且所述方法对通常在电力线介质上发现的深频率缺口来说是敏感的。由于FSK使其数据被编码到频率而不是相位中，所以它对相位失真具有相对较高的抗扰度，并且因此是本实施例的有利方面。FSK和BPSK通过在很大程度上克服彼此弱点来相应地补充。图14表明系统怎样操作。该图示出了当在相位失真的情况下阻塞主要频率时，次要频率将FSK用作调制并且提供额外的健壮级。在此实施例中，有利地实现了非相干的FSK解调。参照图14，根据本发明的另一优选实施例提供了设备200。以ASIC(专用集成电路)的形式来提供设备200，所述ASIC具有用于以相移键控形式发送数据的相位调制设备202和以频移键控形式发送数据的频率调制设备204。在ASIC200中包括用于调整相位调制设备202的接口设备208和用于在电力传送网络212各自的主要和冗余信道上操作的频率调制设备204。以集成计算机芯片200的形式提供ASIC，所述集成的计算机芯片200提供了调制器214的一部分。所述调制器214本身提供了本发明的进一步优选实施例。相位调制设备202适于提供二进制相移键控调制，并且频率调制设备适于提供非相干的频移键控调制。所述设备200能够有利地补偿由噪声源引起的突然阻抗变化，所述突然阻抗变化可能会使二进制相移键控解调实际上变得不可能。应当注意，在相位变化当被解调时常常看起来是有效数据的情况下，突然的阻抗变化可能使BPSK解调变得困难。因此，设备200能够通过使用两种调制技术(频移键控或二进制相移键控)之一在现有的电力线配电网上健壮地转输数据，以在载波频率上在电力线网络上传播数据。两种调制技术提供了一种能够基于互补来校正错误的系统。设备组合BPSK和FSK调制和解调以提供资源高效的实现。如图14所示，设备200包括配置设备213，配置设备213适于允许用户在FSK和PSK之间交换调制设备204的调制技术。在此特定的布置中，配置设备213将频率调制设备切换为相位调制设备，由此所提供的相位调制是二进制相移键控。上述类型的频移键控被认为是有利的并且只是作为示例给出BPSK。参照图15，根据另一实施例示出了次要收发器300的示意布局，其中将FSK和BPSK解调系统集成到一起。设备300提供了本发明的优选实施例，其中有利地共享资源。在设备300中，通过测量用于FSK调制的两个频率的电力内容来实现非相干频移13键控解调。然后，比较此电力的幅度以检测传号状态或空号状态的存在。信号首先通过模数转换器(ADC)进入系统。在模拟信号进入ADC之前，它被调节为用于移除明显高于载波频率的频率，以确保根除任何混淆现象。此模拟信号调节还包含当信号大于lVp-p时被启用的衰减器。这使得大信号能够在不失真的情况下进入ADC。通过平均ADC的输出来测量信号并且当启用衰减时补偿该信号以解决幅度变化。然后在进入滤波器之前检查所转换的模拟信号的任何信号异常。在图16和17中示出了本发明的进一步实施例。该实施例包括信号滤波器400。如图所示，信号滤波器400包括第一滤波器402和第二滤波器404以及耦合器406。耦合器406被布置用于选择性地耦合第一滤波器402和第二滤波器404以提供耦合的滤波器408。信号滤波器400能够作为两个独立的滤波器402、404或单个更高阶滤波器408操作。如在图17中更详细示出的，第一滤波器402和第二滤波器404每个包括二阶的无限脉冲响应滤波器。耦合器406包括切换单元，该切换单元适于提供耦合的滤波器408作为耦合的无限脉冲响应滤波器，其阶数等于第一和第二滤波器402和404的阶数的和。此信号滤波器逻辑的重新配置和重用性的好处是节省了有效面积。信号滤波器400具有变为两个独立的滤波器或一个更高阶滤波器的有利能力。此实施例采用无限脉冲响应滤波器并且具有大量优点。首先，只需要较少系数用于等效的滤波器带宽以及只需要较少的寄存器用于存储。因为两组系数被存储在可重配置滤波器中，所以较小的系数是重要的。第一组用于BPSK接收/传送和FSK传送。下面对此更详细地进行讨论。第二组用于FSK接收。如图18所示，信号滤波器400包括用于滤波系数的数据存储器413，其中第一组系数用于相移键控和频移键控传送，并且第二组系数用于频移数据。由于电力线的半双工性质，所以重新使用滤波器。在解调输入FSK信号中使用两个二阶滤波器。计算第一组滤波系数以使它们的中心频率精确地为FSK调制信号的传号和空号频率。这些提供了匹配滤波并且可以用于估算包含在感兴趣的这两个频率内的电力。如图14和18所示，传号频率的电力被置于滤波器信道1中并且空号频率被置于滤波器信道2中。当启用BPSK时，滤波器串联放置两个二阶滤波器，以提供更高阶滤波器和所选择的第二组系数。这产生非常狭窄的四阶滤波器，它集中在BPSK信号载波频率周围。此可重配置性使得能够使用较少的资源，同时产生有利的功能。如图15所示，所述信号在已经被滤波之后利用可重配置的解调单元来解调。有利地是，所述单元被设计成用于使通过重新使用而使用的逻辑量最小化。在可重配置的解调中，首先获取已滤波信号的绝对值。此阶段只用于FSK并且绕过BPSK解调。此绝对值(或旁路信号)被置于乘法和累加单元(MAC单元)中，所述乘法和累加单元包含很大的移位寄存器，所述很大的移位寄存器包含要处理的样本。可以以两种方式使用MAC单元。首先，如果它用于BPSK，则MAC单元被给予正弦和余弦查找表用于对输入BPSK信号进行相位比较。其次，如果选择FSK，则乘法被给予常数1。这使得MAC单元只是充当累加器。绝对样本的累积提供了对该信号的包络检测以及因此对该频率的电力估算。在图17中所示的控制单元控制MAC单元的操作以及BPSK的相位估算。在操作中，信道1包含用于BPSK的原始数据并且被传递到集成和转存单元。该信14道需要进一步处理以解调输入FSK信号。通过从信道2中减去信道1来比较在两个信道内包含的电力。为了克服在信号中衰减的影响，估算了信号的DC或低频内容。这出现在传号或空号频率受到衰减或者信号的信号强度衰减时。从该信号中减去该估算以产生通过检查符号位可以在传号和空号之间容易地进行判定的信号。就组件调制器而言，根据本发明的实施例，重新使用许多部分。根据这种方式，提供了一种资源高效的并且能够产生FSK和BPSK调制信号的调制器。诸如CENELEC之类的管理体要求只有非常微小谐波含量的非常干净的调制信号。还限制了包含在调制的频谱分布内的电力量。这意味着调制信号也必须是频带有限的。由于电力线通信的半双工性质，所以在传送时可以使用接收器的一部分。为了频带限制信号的目的，重新使用如图15所示的接收器内的BPF。通过创建查找表并且通过DAC重放内容来产生最干净的正弦信号。当存在许多类型的调制以及许多可能的操作频率时，这可能是昂贵的。通过把矩形波放置到用于接收的相同BPF中，很容易生成BPSK信号。仅通过使矩形波信号反相产生了相位变化。由具有可编程的缠绕值(wrappingvalue)的计数器来产生矩形波。此缠绕值可通过网络处理器编程以产生所想要的频率。以完全相同的方式来产生FSK信号。在FSK的情况下，存储了两个计数器缠绕值(一个用于传号频率并且另一个用于空号频率)。值得注意地是，BPSK载波频率必须精确地在传号和空号频率中央，以便产生具有相同幅度的FSK频率。这是由于对于BPSK接收来说使用了相同的滤波系数。充分地滤出矩形波中的谐波以产生干净的数字正弦波。图20图解示出了根据实施例在调制器中怎样产生FSK频率。在从BPF中产生频带限制信号之后，它被上采样到是所有可能使用的载波频率的倍数的频率。由于两个原因会这么做。首先这允许一个DAC和上采样器用于调制器而不是重复输出。其次，在DAC的输出上产生的较高频率采样率意味着可以放松重构滤波，因此使通信设备的总成本更加便宜。只需要一阶滤波来将混叠频率减少到可接受的水平。上采样器还包含用于传送器的增益控制，用于在不同的负载阻抗下调节输出电压。两个滤波器信道被加在一起并且提取符号位。符号位用于使从空号到传号转变的变化相关。当针对输入信号使从空号频率到传号频率的转变相关时，匹配将产生大值，否则输出值将为低。在本申请人于2006年4月27日提交的PCT/2006AU/000530中描述了用于BPSK的位同步。相位变化匹配方法在一个符号时段的时段上使输入信号的符号位与相位变化的符号位相关。如上所述，通过引用的方式将PCT/2006AU/000530的公开全文合并。在本实施例中，已经修改所述方法来查找频率变化而不是相位变化。两个滤波器信道被加在一起并且提取了符号位。符号位用于使从空号到传号转变的变化相关。当针对输入信号使从空号频率到传号频率的转变相关时，匹配将产生大值，否则输出值将为低。图21示出了当出现频率变化时相关值怎样上升。由于传号和空号在频率上接近，所以频率的相关性并不像相位变化的相关性那么强。这意味着输入信号中的抖动常常可以较好地相关并且因此可能出现假的转变。为此，提供了额外的检查级。边缘检测电路置于原始FSK数据流的输出上。如果原始数据中的边缘在符号时段的12.5%(1/8)内，则它被认为是有效位转变。在存在显著噪声的情况下，这提供了可靠且准确的位同步，所述显著噪声常常存在于电力线介质上。可以采用其它百分15比的符号时段。在通信频率，电力线通信信道常常呈现非常低的阻抗。这存在两个问题。首先，由于低阻抗设备利用电力电缆的阻抗产生分压效果而产生了高衰减。其次，与发送器和电力线串联放置的任何阻抗也将具有大分压效果。这些串联阻抗常常由耦合电路产生，尤其是在串联阻抗可以是在10或20欧姆数量级的隔离情况下。随着负载在电力线上增加，所以较少的信号将被注入到电力线中。因为通过模数转换器从电力线去除样本，所以本发明的实施例通过平均来解决此问题。这用来产生输入信号的更一致的估算。在图22中示出了根据另一实施例的调压器系统。配置该调压器系统，使得在传送的情况下，将信号从DAC传送到传送器放大器中，但是然后被循环送回到接收器中。它形成微处理器能控制回路的闭合回路。从ADC输出计算的平均值用于估计跨过耦合网络的电压降。当电力线向电流负载提供高阻抗(即无负载)时，这通过比较平均电压来完成。可以通过使用在传送器输出阻抗、耦合器阻抗和未知的电力线阻抗之间的分压计算来估算在耦合网络之后的电压。图23表明此电路，其中Txamp是传送放大器，Zout是传送放大器的输出阻抗，Zcoup1er是电力线耦合器阻抗并且Zload是电力线阻抗。Vout是传送放大器的电压，vload是在负载上的电压并且Vreturn是通过ADC测量电压的点。使用所导出的公式示例计算可以如下Zout:lohmZcouple:5ohmsVout:7Vp-pVreturn:6Vp-pVload:未知<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>使用此等式，微处理器可以增加传送器的增益。参数Zout、Zcoupler和Vout均取决位于所使用的前端电路并且对于特定设计来说必须改变或者只是禁止在阻抗未知的系统中的任何增益。当使用BPSK时，前5个符号时段通过传送器放置等幅正弦波以获取Vreturn的准确读取。因为传送提供了恒定电压，所以FSK不需要此时段。因为在出现损害之前传送放大器具有最大Vout或功率输出，所以该算法还应当具有电压限制。显然可以使用其它循环时段。通过创建查找表并且通过数模转换器重放内容来产生最干净的正弦信号。当存在许多类型的调制时，这可能是昂贵的。因此，实施例提供了为ASIC开发的双调制系统，其中所述系统允许用户在FSK和BPSK之间交换调制技术。也就是说，双信道系统将FSK用作在次要冗余信道上的调制以克服相位失真。用于二进制相移键控解调的窄带滤波器在一些状态中重新用于频移键控解调。此逻辑的重新使用表示在逻辑资源和成本方面的显著节省。应当理解，本实施例提供了在电力线上操作的唯一方式。这不管提供不相容通信介质的电力线，在所述通信介质上简单的通信系统常常发现通信困难。本实施例提供了解决噪声源的有用方式，所述噪声源包括由电源产生的音调、脉冲、随机电压波动、周期性脉冲串等。此外，所呈现的实施例用于解决阻抗波动的问题。其它实施例涉及网络的细分并且其它实施例涉及频率变化的相关。如上所详细描述的，由于很多原因，无限脉冲响应滤波方法是有利的。首先，只需要较少系数用于等效的滤波器带宽以及只需要较少的寄存器用于存储。其次，并且如所描述的，将无限脉冲响应滤波器重新布置到二阶单元的总和中意味着每个滤波器可以被细分并且重新配置成实现两个单独的窄带滤波器或更高阶的单个滤波器。重新配置和重新使用逻辑的益处是获得有效面积和成本节省。参考附图从阅读详细的描述，其它实施例和优点将显而易见。縮写和简写的概要PL-电力线；PLI-电力线接口；Tx-传送；Rx-接收；ASIC-专用集成电路；SNR-信噪比；MAC-媒体访问控制；Node-在能够传送和接收数据的电力线网络上的单个端点；BPSK-二进制相移键控；FSK-频移键控；ASK-幅移键控；DPSK-差分相移键控；BPF-带通滤波器。应当理解，实施例具有很多方面。例如，在一些方面中，提供了适于自动仪表读取、数据集中器、家庭网关、IR网关和家庭自动化的通信设备和/或方法，举例来说诸如电插座、灯开关、窗帘控制、煤气阀控制、空调和暖气控制、远程设备和/或仪器控制和/或工业控制市场。在本发明的方面中及其方面的一个或任何组合可以驻留在电力线调制解调器或电力线调制解调器软件中。通过参考的方式已经合并了于2006年4月26日提交的PCT/AU2006/000530的公开。虽然已经结合本发明的具体实施例描述了本发明，但是将理解它能够进一步修改。本申请旨在覆盖本发明的任何变化使用或修改，这样的变化使用或修改一般符合本发明的原理并且包括诸如在本发明所属领域内的公知常识或惯例内的本公开内容的偏离方式并且诸如可以被应用于上文所阐明的必要特征。因为在不脱离本发明本质特征的精神的情况下，可以以数种形式实现本发明，所以应当理解，除非另作说明，上述实施例并不限制本发明，而是应当在如所述权利要求中定义的本发明的精神和范围内广义地解释。所描述的实施例在各个方面应当被认为只是说明性的而并非是限制性的。各种修改和等效布置旨在包括在本发明和权利要求的精神和范围内。因此，具体实施例应当被理解为用于说明可以实施本发明的原理的多种方式。在下面的权利要求中，装置加功能的分句旨在将结构覆盖为执行所定义功能并且不仅包括结构等同物而且包括等同结构。例如，尽管由于钉子使用柱面将木质部分固定在一起而螺杆使用螺旋面把木质部分固定在一起，所以钉子和螺杆可能不是结构等同物，但是在固定木质部分的环境下，钉子和螺杆是等同结构。应当注意，在这里使用术语"服务器"、"安全服务器"或类似术语的情况下，描述了一种可以用在通信系统中的通信设备，除非上下文另有要求，否则不应当解释为将本发明限制成任何特定的通信设备类型。因此，通信设备可以没有限制地包括桥接器、路由器、桥接器_路由器(路由器)、交换机、节点或其它通信设备，其可以是或可以不是安全的。17还应当注意，在这里使用流程图表明本发明的各个方面的情况下，它不应当被解释成将本发明限制为任何特定的逻辑流程或逻辑实现。在改变整个结果或以其他方式脱离本发明真正范围的情况下，所描述的逻辑可以被划分成不同的逻辑块(例如，程序，模块，功能或子例程)。常常，在不改变总体结果或以其他方式脱离本发明真正范围的情况下，逻辑元件可以以不同的次序增加、修改、省略、执行或者使用不同的逻辑构造(例如，逻辑门，循环基元，条件逻辑，及其它逻辑构造)实现。本发明的各种实施例可以以许多不同的形式体现，包括用于与处理器一起使用的计算机程序逻辑(例如，微处理器，微控制器，数字信号处理器或通用计算机)、用于与可编程逻辑器件一起使用的可编程逻辑(例如，现场可编程门阵列(FPGA)或其它PLD)、分立元件、集成电路(例如，专用集成电路(ASIC))或包括其任何组合的任何其它装置。在本发明的示例性实施例中，在用户和服务器之间的所有通信主要被实现为一组计算机程序指令，所述计算机程序指令被转换为计算机可执行形式，被存储在诸如计算机可读介质中，并且由微处理器在操作系统的控制下执行。用于实现这里所描述的所有或部分功能的计算机程序逻辑可以以各种方式体现，包括源代码形式、计算机可执行形式和各种中间形式(例如，由汇编器、编译器、链接器或定位器所生成的形式)。源代码可以包括用各种编程语言中的任何编程语言(例如，对象代码，汇编语言或高级语言，诸如Fortran、C、C++、JAVA或HTML)实现的一系列计算机程序指令，用于与各种操作系统或操作环境一起使用。源代码可以定义并使用各种数据结构和通信消息。源代码可以以计算机可执行形式(例如，经由解译器)，或者源代码可以(例如，经由转换器，汇编器或编译器)被转换成计算机可执行形式。计算机程序可以以任何形式(例如，源代码形式、计算机可执行形式或中间形式)被永久地或暂时地固定在有形存储介质中，诸如半导体存储设备(例如，RAM、R0M、PR0M、EEPR0M或闪速可编程RAM)、磁存储器件(例如，磁盘或硬盘)、光存储器设备(例如，CD-ROM或DVD-ROM)、PC卡(例如，PCMCIA卡)或其它存储设备。计算机程序可以以任何形式固定在信号中，所述信号可使用各种通信技术中的任何通信技术被传送到计算机，包括但绝不限于模拟技术、数字技术、光学技术、无线技术(例如，蓝牙)、联网技术和网络间技术。计算机程序可以以任何形式被分发为具有打印或电子文献(例如，收縮包装软件)的可拆卸存储介质，被预加载到计算机系统(例如，在系统ROM或硬盘上)，或者通过通信系统(例如，因特网或万维网)从服务器或电子公告板分发。用于实现这里所描述的所有或部分功能的硬件逻辑(包括用于与可编程逻辑器件一起使用的可编程逻辑)可以使用传统的手工方法来设计，或者使用各中工具来设计、捕获、模拟或电子归档，诸如计算机辅助设计(CAD)、硬件描述语言(例如，VHDL或AHDL)或PLD编程语言(例如，PALASM，ABEL或CUPL)。可编程逻辑可以被永久或暂时固定在有形的存储介质中，诸如半导体存储设备(例如，RAM、R0M、PR0M、EEPR0M或闪速可编程RAM)、磁存储器件(例如，磁盘或硬盘)、光存储器设备(例如，CD-R0M或DVD-R0M)或其它存储设备。可编程逻辑可以被固定在信号中，所述信号可使用各种通信技术中的任何通信技术被传送到计算机，包括但决不限于模拟技术、数字技术、光学技术、无线技术(例如，蓝牙)、联网技术和网络间技术。可编程逻辑可以被分发为具有打印或电子文献(例如，收縮包装软件)的可拆卸存储介质，被预加载到计算机系统(例如，在系统ROM或硬盘上)，或者通过通信系统(例如，因特网或万维网)从服务器或电子公告板分发。"包括"当在此说明书中使用时应当看作用于指定所声明单元、整体、步骤或组件的存在，而不排除一个或多个其它单元、整体、步骤、组件或其组的存在或添加。因此，除非上下文清楚地要求，否则遍及说明书和权利要求，词语"包括"等应当用与排除或穷举意义相反的包括在内的意义来解释；也就是说，在"包括但不限于"的意义上。权利要求一种电力线通信设备，包括具有第一信道单元和第二信道单元的通信单元，其中，所述信道单元适于用第一操作模式来同时接收和/或同时传送。2.如权利要求l所述的电力线通信设备，其中，所述设备包括用于电力线网络的自动仪表读取设备，并且所述信道单元适于用第一操作模式来同时接收或同时传送。3.如权利要求1或2所述的电力线通信设备，其中，所述通信单元被配置成在被划分成至少两个子网络的自动仪表读取网络中操作。4.如权利要求3所述的电力线通信设备，其中，所述子网络各与提供频率划分和并行操作的相应唯一频率相关联。5.如权利要求1到4中任一项所述的电力线通信设备，其中，使用由管理体托管的频率范围，所述第一信道单元被配置用于处理公共设施业务，并且所述第二信道单元被配置用于处理消费者通信业务。6.如权利要求1到5中任一项所述的电力线通信设备，其中，所述第二信道单元被配置用于不同于所述第一信道单元的调制技术。7.如权利要求1到6所述的电力线通信设备，包括控制单元，所述控制单元用于在被配置用于频移键控和相移键控之间切换所述第二信道单元。8.—种仪表网络，包括通过频率划分而隔离的多个子网络。9.一种仪表网络，具有通过频率划分而隔离的公共设施业务和消费者业务。10.—种查询自动仪表读取系统的方法，其中，查询节点的子网包括提供时间参数。11.一种具有若干节点子网的自动仪表读取系统，其中，每个节点被提供有指示时隙的预定参数，所述时隙对所述子网中的所述节点是唯一的。12.—种用于在包含多个设备的网络中增加数据吞吐量的方法，所述设备均包含通过向子网中的节点分配唯一的时隙来读取的共用参数，以便以对相同参数的请求重复的形式来消除冗余。13.—种用于通过将如权利要求12所述的方法与子网的频率划分组合来进一步增加数据吞吐量的方法。14.一种数据通信方法，包括以相移键控形式发送数据；以及以频移键控形式发送数据。15.如权利要求14所述的数据通信方法，包括获得信号质量的指示并且据此选择性地以相移键控形式或频移键控形式发送数据，其中，所述相移键控形式包括二进制相移键控形式，并且频移键控形式包括相对相位独立的频移键控形式，所述频移键控形式包括非相干的频移键控形式，所述方法包括一种在电力线载波上的通信方法。16.—种数据通信设备，包括相位调制设备，用于以相移键控形式发送数据；以及频率调制设备，用于以频移键控形式发送数据。17.如权利要求16所述的数据通信设备，包括选择设备，用于选择性地激活相位调制和频率模块设备，使得以相移键控形式或频移键控形式发送数据，其中，所述选择设备包括用于确定噪声量的单元，提供有用于调整相位调制的电源线接口设备和用于在相同的电力线载波上通过第一和第二信道发送数据的频率调制设备，所述相移键控形式包括二进制相移键控形式，并且所述频移键控形式包括相对相位独立的频移键控形式，所述频移键控形式包括非相干的频移键控形式。18.如权利要求16或17所述的数据通信设备，其中，所述设备是电力线通信设备。19.一种信号滤波器，包括第一滤波器和第二滤波器以及耦合器，所述耦合器用于选择性地耦合所述第一滤波器和第二滤波器以提供耦合的滤波器。20.如权利要求19所述的信号滤波器，其中，所述耦合器配置所述信号滤波器以作为两个独立的滤波器或单个高阶滤波器操作。21.如权利要求19或20中任一项所述的信号滤波器，其中，所述第一滤波器包括第一无限脉冲响应滤波器，并且所述第二滤波器包括第二无限脉冲响应滤波器，所述耦合器被配置成提供所述耦合的滤波器作为耦合的无限脉冲响应滤波器。22.如权利要求19到21中任一项所述的信号滤波器，包括用于滤波系数的数据存储器。23.如权利要求22所述的信号滤波器，其中，所述数据存储器包括第一和第二组系数，所述第一组用于相移键控和频移键控传送并且所述第二组用于接收数据。24.如权利要求19到22中任一项所述的信号滤波器，其中，所述滤波器包括在电力线通信网络内的接收器系统的一部分。25.—种滤波的方法，包括提供第一滤波器；提供第二滤波器；以及选择性地耦合所述第一滤波器和第二滤波器以形成耦合的滤波器。26.如权利要求25所述的方法，包括以频移键控形式或相移键控形式接收信号；使用第一滤波器、第二滤波器或组合的滤波器中的一个滤波所述数据；以及解调所述信号。27.—种查询多个公共设施仪表的方法，包括保持公共设施仪表的分部的记录；根据第一信令方法查询所述分部的第一分部；以及根据第二信令方法查询所述分部的第二分部。28.如权利要求27所述的方法，其中，所述第一信令方法包括相移键控。29.如权利要求27或28所述的方法，其中，所述第二信令方法包括频移键控。30.如权利要求27到29中任一项所述的方法，包括时间共享所述第一和第二分部的查询。31.如权利要求27到29中任一项所述的方法，包括并行查询所述第一和第二分部。32.如权利要求27到31中任一项所述的方法，包括选择性地配置所述第二设备，用于根据多个信令方法中选择的一个来查询所述分部的第二分部。33.如权利要求27到32中任一项所述的方法，其中，所述第一信令方法与第一频率相关联，并且所述第二信令方法与第二频率相关联。34.如权利要求27到33中任一项所述的方法，其中，选择所述第一和第二信令方法来增加吞吐量。35.—种用于查询多个公共设施仪表的设备，包括存储器，用于保持公共设施仪表的分部的记录；以及查询单元，所述查询单元具有用于根据第一信令方法查询所述分部的第一分部的第一设备和用于根据第二信令方法查询所述分部的第二分部的第二设备。36.如权利要求35所述的设备，其中，所述第一设备被配置用于相移键控。37.如权利要求35或36所述的设备，其中，所述第二设备被配置用于频移键控。38.如权利要求35到37中任一项所述的设备，包括用于时间共享所述第一和第二分部的查询的装置。39.如权利要求35到38中任一项所述的设备，包括配置设备，所述配置设备用于选择性地配置所述第二设备，用于根据选择的多个信令方法中的一个来查询所述分部的第二分部。40.如权利要求35到39中任一项所述的设备，其中，所述第一信令方法与第一频率相关联，并且所述第二信令方法与第二频率相关联。41.如权利要求35到40中任一项所述的设备，其中，选择所述第一和第二信令方法以增加吞吐量。42.—种通信设备，包括用于在两个独立的信道上通信的单元，其中，所述单元适于使用相同或不同的调制技术在两个不同的信道上同时发送两个呼出分组并且在所述两个信道上同时接收两个呼入分组，以增加对噪声的抗扰度以及包含相同或不同数据的能力，进一步地，其中，所述设备适于作为两个独立的传送器和接收器操作。43.—种检测频率变化的方法，包括使频率相关；检测边缘；以及基于频率的所述相关和边缘检测来确定频率变化。44.如权利要求43所述的方法，其中，对原始FSK数据执行边缘检测，并且如果对所述原始数据的边缘检测在大约1/8个符号时段内，则确定有效位转变。45.—种通信设备，包括用于在两个独立的信道上通信的单元，其中，所述单元适于在两个不同的信道上同时发送两个呼出分组并且在所述两个信道上同时接收两个呼入分组。46.—种用于在包含多个设备的网络中增加数据吞吐量的方法，其中，共用参数由每个设备读取并且向每个各自设备分配唯一的时隙，所述时隙的长度基于所述共用参数。47.—种适于数据通信的设备，所述设备包括处理器装置，所述处理器装置适于根据预定的指令集操作，所述设备适于结合所述指令集来执行先前方法权利要求中的任一项。48.—种计算机程序产品，包括计算机可用介质，所述计算机可用介质具有在所述介质上体现的计算机可读程序代码和计算机可读系统代码，用于使用数据处理系统根据先前方法权利要求中的任一项来进行数据通信，所述计算机程序产品包括在所述计算机可用介质内的计算机可读代码。49.一种基本上如这里参考附图所公开的方法。50.—种基本上如这里参考附图所公开的装置和/或设备。全文摘要在一个布置中，提供了一种通信方法(10)。所述方法(10)包括通过电力线载波(22)以相移键控形式(16)发送数据(14)并且通过相同的电力线载波(22)以频移键控形式(20)发送相同的数据(14)。文档编号H04B3/54GK101765985SQ200880024208公开日2010年6月30日申请日期2008年7月9日优先权日2007年7月9日发明者崔松,斯图亚特·罗斯·巴尼斯特尔,金武申请人:赛米泰克创新有限公司