通信设备与通信设备执行的检测广播波的方法

专利名称：通信设备与通信设备执行的检测广播波的方法
技术领域：
本发明涉及通信设备和通信设备执行的检测广播波的方法。更具体地，本发明涉 及使用从其施加交变电压的电力线进行通信的通信设备等。
背景技术：
存在着经由从其施加交变电压的电力线进行数据通信的电力线通信(PLC)。例如， 日本待审专利申请公开2007-28492中描述了这样的PLC。在PLC中，通过经由电力线发送高频通信信号进行通信。该通信信号为正交频分 多路复用(OFDM)调制信号，这种信号的通信频带为例如2MHz 30MHz，而且多个载波耗尽 整个通信频带。因此，使用电力线作为天线来辐射(radiate)信号，并且信号干扰人们所接 收的短波广播。于是，提出了这样一种方法其中，对广播波进行检测，并且在包含广播波的 预定带宽的频率频带中形成切口(notch)。

发明内容
然而，在其中不同PLC系统存在于同一电力线上的情况下，即使PLC系统之一停止 发送通信信号，另一个PLC系统使用电力线的频率频带发送通信信号。因此，存在着这样的 问题不能检测出其信号电平小于或者等于通信信号的信号电平的广播波。例如，图12示出了示例性的频谱，该频谱覆盖了经由电力线发送的信号的6MHz 7MHz。箭头Pl P4表示具有一定频率分量的广播波。图13描述了当从PLC系统向电力 线发送通信信号时覆盖了 6MHz 7MHz的噪音频谱。图14既示出了图12中所示的示例性 频谱，也示出了图13中所示的示例性噪音频谱。在图14中所示的情况下，从PLC系统所 发送的通信信号所产生的噪音的信号电平超过广播波的信号电平，因此不能够检测到广播 波。人们希望检测到广播波，并且在包括广播波的预定带宽的频率频带中形成切口，如图15 中所示，而且人们可以在无干扰的情况下接收短波广播。此处，在短波广播中，无线电波的传播随时间变化，因此能够接收到用户曾不能接 收的电台，反之亦然。于是，必须不时地检测广播波。存在着这样的问题当停止通信以检 测这样的广播波时，降低了通信的效率。人们希望在不降低通信效率的情况下高精度地检测出广播波。根据本发明的实施例的通信设备包括数据通信单元，其向电力线发送通信信号， 所述通信信号是通过至少对发送数据进行调制所获得的；过零点检测器，其检测从电力线 所施加的交变电压的过零点；共存信号发送单元，其在基于过零点检测器所检测到的过零 点的时刻开始的共存区域中向电力线发送共存信号，所述共存信号具有允许多个系统存在 于电力线上的信息；共存信号接收单元，其在共存区域中从电力线检测共存信号；检测时 段设置单元，其根据共存信号接收单元所检测到的共存信号设置执行检测广播波的检测操 作的检测时段；以及广播波检测器，其通过在检测时段设置单元所设置的检测时段中对电 力线上的信号进行频率分析，检测广播波。
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根据本发明的这一实施例，向电力线发送具有允许多个系统存在于电力线上的信 息的共存信号，或者在基于从电力线所施加的交变电压的过零点的时刻开始的共存区域中 从电力线检测这样的共存信号。检测时段设置单元根据从电力线所检测到的共存信号设置 检测时段。广播波检测器通过在该检测时段中对电力线上的信号进行频率分析，检测广播 波。在频率分析中，例如，可以使用数字滤波器，也可以执行快速傅立叶变换(FFT)。例如，共存区域可以包括多个场区。所述检测时段设置单元可以根据每一场区中 共存信号的有无，把其间不存在共存信号和通信信号的时段设置为所述检测时段。例如，场区可以包括这样的第一场区其中，可以存在共存信号，用于向与主系统 不同步的系统通知系统应与主系统同步。当第一场区中不存在共存信号时，可以把第一场 区的时段设置为检测时段。例如，场区可以包括这样的第一场区其中，可以存在共存信号，用于向与主系统 不同步的系统通知系统应与主系统同步。当第一场区中存在共存信号时，可以把所述共存 区域和下一个共存区域之间的数据区域的时段设置为检测时段。例如，所述共存区域和下一个共存区域之间的数据区域可以包括构成带宽预留数 据区域的多个时隙(slot)。该多个场区可以包括多个第二场区，在每一个第二场区中，可以 存在表示使用了构成带宽预留数据区域的时隙中相应一个时隙的共存信号。当该多个第二 场区包括其中不存在共存信号而且处于闲置状态的第二场区时，可以把该第二场区的时段 设置为检测时段。例如，当不存在除主系统之外的系统时，可以把该主系统未使用的一个时段设置 为检测时段。例如，所述共存区域和下一个共存区域之间的数据区域可以包括构成最大努力数 据区域的多个时隙。所述多个场区场区可以包括多个第三场区，在第三场区中，可以存在指 示使用构成最大努力数据区域的时隙中的哪一个时隙或者每一时隙中的哪一部分的共存 信号。当第三场区任何之一中均不存在共存信号时，可以把构成最大努力数据区域的时隙 的时段设置为检测时段。例如，场区可以包括第四场区，在第四场区中，当存取系统正在运行时，存在共存 信号。当第四场区中不存在共存信号时，可以把第四场区的时段设置为检测时段。如以上所描述的，可以把其间不存在共存信号或者不存在通信信号的时段设置为 检测时段，从而可以在不降低通信效率的情况下高精度地检测广播波。例如，所述共存区域和下一个共存区域之间的数据区域可以包括构成数据区域的 多个时隙。共存区域可以包括多个场区，这些场区包括其中可以存在指示使用了该多个时 隙中的时隙的共存信号。在其中主系统已经预留了该多个时隙中的时隙的情况下，检测时 段设置单元可以把其间主系统未使用该时隙的该时隙的时间段设置为检测时段。在这一情 况下，即使当所有场区中都存在共存信号时，也可以检测广播波。例如，当把通信信号发送于电力线时，数据通信单元可以降低通信信号频率频带 的频率分量的电平，其中，所述频率频带具有其中包括广播波检测器所检测到的广播波的 预定带宽。例如，针对通信信号所执行的调制方案可以为一种多载波调制方案。数据通信单 元可以使副载波不可使用——所述副载波具有其中包括广播波检测器所检测到的广播波 的预定带宽的频率频带——以降低具有该预定带宽的频率频带的频率分量的电平，。如以上所描述的，降低了具有其中包括广播波的预先确定带宽的频率频带的频率分量的电平， 从而可以防止广播波上通信信号的影响。根据本发明的所述实施例，根据从电力线所检测到的共存信号，设置用于执行检 测广播波的检测操作的检测时段。例如，把其间不存在共存信号或者不存在通信信号的时 段设置为检测时段，从而可以在不降低通信效率的情况下高精度地检测广播波。


图1为作为本发明一个实施例的PLC调制解调器的示例性结构的框图；图2为一框图，图示了 PLC调制解调器的数据发送单元的示例性结构；图3为一框图，图示了 PLC调制解调器的数据接收单元的示例性结构；图4是图示了交变电压的过零点和共存区域的位置之间的关系的图；图5A和5B是图示共存区域的场的示例性结构和共存区域之间的数据区域的示例 性结构的图；图6A和图6B是图示当A场中存在CDCF信号和存取系统使用数据区域时的数据 区域的图；图7是图示在三相交流电的情况下过零点之间同步的实现的图；图8是图示在PLC调制解调器的CDCF接收单元中确定何时执行用于检测CDCF信 号之一(在本例中为R场中的CDCF信号)的检测操作的方法的图；图9为一流程图，图示了控制单元设置用于执行检测广播波的检测操作的时段， 并且形成切口的示例性处理规程；图10为示出控制单元设置用于执行检测广播波的检测操作的时段，并且形成切 口的另一示例性处理规程的流程图的一部分；图11为示出控制单元设置用于执行检测广播波的检测操作的时段，并且形成切 口的另一个示例性处理规程的流程图的其余部分；图12是图示了电力线上的信号的覆盖6MHz 7MHz的示例性频谱的图；图13是图示了当把通信信号从PLC系统发送至电力线时覆盖6MHz 7MHz的噪 音频谱的图；图14是示出图12中所示的示例性频谱和图13中所示的示例性噪音频谱的图；以 及图15是示出在包括广播波的预定带宽的频率频带中形成切口，并且人们无干扰 地接收短波广播的情况下的一示例性频谱的图。
具体实施例方式以下，将描述本发明的实施例。首先，描述本发明的一个实施例，然后描述修改的 实施例。图1描述了作为本发明一个实施例的PLC调制解调器100的一个示例性结构。这 一 PLC调制解调器100是用于使用旨在家用的电力线(电灯线)进行通信的调制解调器。 PLC调制解调器100具有2MHz 30MHz的通信频带，并且使用正交频分多路复用(OFDM)作 为调制方案，OFDM为一种多载波方案。
PLC调制解调器100包括控制单元101、以太网电路102、以及RJ45连接器103。 PLC调制解调器100还包括电源连接器104、耦合器(coupler) 105、过零点检测器106、以及 参照定时(timing)生成单元107。另外，PLC调制解调器100还包括数据发送单元111、数字至模拟(D/A)转换器 112、放大器113、低通滤波器(LPF) 114、驱动器115、带通滤波器(BPF) 116、放大器117、模拟 至数字(A/D)转换器118、数据接收单元119、以及广播波检测器120。而且，PLC调制解调器100还包括公共分布协调功能(commonlydistributed coordination function, CDCF)发送单元 121、D/A 转换器 122、放大器 123、LPF 124、驱动 器125、BPF 126、放大器127、A/D转换器128、以及CDCF接收单元129。控制单元101包括中央处理单元(CPU)，并且控制包括在PLC调制解调器100中的 各种单元的操作。图1仅描述了一部分控制线。图1中省略了其它控制线。控制单元101向数据发送单元111发送发送数据，并且从数据接收单元119接收 接收数据。另外，控制单元101还向以太网电路102发送目的地为另一设备的接收数据。而 且，控制单元101还从以太网电路102接收从另一设备所发送的发送数据。把RJ45连接器103连接于以太网电路102。以太网电路102中继连接于网络的 另一设备(未在图中加以显示)与控制单元101之间的数据从所述设备发送于控制单元 101的发送数据以及从控制单元101发送于所述设备的接收数据。电源连接器104为连接器，其用于把PLC调制解调器100连接于电力线(未在图 中加以显示)。耦合器105为滤波器电路，其阻止具有50Hz或者60Hz低频的交变电压(交 流电源)从其通过，而允许高频通信信号和CDCF信号(共存信号)从其通过。过零点检测器106检测经由电源连接器104从电力线施加的交变电压的过零点。 参照定时生成单元107根据指示过零点检测结果的信号，生成发送和接收CDCF信号所需的 参照定时信号，并且把参照定时信号提供于控制单元101。数据发送单元111对从控制单元101提供的发送数据进行OFDM调制处理，并且生 成和输出具有2MHz 30MHz通信频带的通信信号(发送信号)。图2示出了数据发送单元 111的一个示例性结构。数据发送单元111包括符号映像器(symbol mapper) 111a、串行至 并行(S/P)的转换器111b、多载波解调器111c、以及并行至串行(P/S)的转换器llld。符号映像器Illa把作为发送数据的比特数据转换为符号数据，并且使用符号数 据执行至复坐标平面的符号映像(诸如脉冲振幅调制(PAM)和正交振幅调制(QAM)的调 制)。S/P转换器Illb分别把实数值或者复数值赋予各副载波。多载波解调器Illc通过 执行解调获得离散的多载波信号，生成时基波形的样本值，并且生成代表发送符号的样本 值序列。P/S转换器Illd把样本值序列从并行转换为串行，以获得通信信号。回过头来参照图1，D/A转换器112把从数据发送单元111输出的通信信号从数字 信号转换为模拟信号。放大器113把从D/A转换器112输出的、作为模拟信号的通信信号 加以放大。LPF 114对放大器113放大的通信信号的频带加以限制。当在控制单元101所 执行的控制下发送数据时，驱动器115经由耦合器105和电源连接器104把从LPF 114输 出的通信信号发送于电力线。BPF 116经由电源连接器104和耦合器105从电力线抽取2MHz 30MHz的通信信 号(所接收的信号)。放大器117放大BPF 116所抽取的通信信号。A/D转换器118把放
7大器117所放大的通信信号从模拟信号转换为数字信号。数据接收单元119通过对作为数 字信号、从A/D转换器118所输出的通信信号执行OFDM解调处理获得接收数据，并且把接 收数据提供于控制单元101。图3描述了数据接收单元119的示例性结构。数据接收单元119包括S/P转换器 119a、多载波调制器119b、均衡器119c、P/S转换器119d、以及解映像器119e。S/P转换器119a把样本值序列从串行转换为并行。多载波调制器11%对并行样 本值流执行频率域中的离散多载波调制。均衡器119c使用执行均衡化所需的值——该值 通过把频道上的数据与所给定的已经预先分配于频道的数据片段加以比较来获得——均 衡化频道结果流的数据。P/S转换器119d把并行数据转换为串行数据。解映像器119e通 过执行与图2中所示数据发送单元111的符号映像器Illa所执行的处理相反的处理，获得 接收数据。回过头来参照图1，⑶CF发送单元121在控制单元101所执行的控制下输出⑶CF 信号。存在着多种类型的CDCF信号。作为CDCF信号，例如，从诸如用于执行OFDM调制的 多个副载波中，使用具有通信频带中频率的特定的副载波。控制单元101从参照定时生成单元107接收参照定时信号。控制单元101向⑶CF 发送单元121发送关于选择何种类型的⑶CF信号和何时发送⑶CF信号的命令。⑶CF发送 单元121根据所述命令输出CDCF信号。如以下所描述的，在构成共存区域的场区中的一个 相应的场区中输出各种CDCF信号中的每一种CDCF信号。以下将更具体地描述这些CDCF信号。D/A转换器122把从⑶CF发送单元121输出的⑶CF信号从数字信号转换成模拟 信号。放大器123对作为模拟信号、从D/A转换器122所输出的CDCF信号加以放大。LPF 124对放大器123所放大的CDCF信号的频带加以限制。当在控制单元101所执行的控制 下发送⑶CF信号时，驱动器125经由耦合器105和电源连接器104把从LPF124所输出的 ⑶CF信号发送于电力线。BPF 126经由电源连接器104和耦合器105从电力线抽取相应于⑶CF信号的频率 信号。放大器127放大BPF 126所抽取的频率信号。A/D转换器128把放大器127所放大 的频率信号从模拟信号转换成数字信号。CDCF接收单元129使用作为数字信号、从A/D转换器128所输出的频率信号，检 测⑶CF信号。控制单元101向⑶CF接收单元129发送关于何时接收⑶CF信号以及检测 何种类型CDCF信号的命令。CDCF接收单元129把关于检测指定类型的CDCF信号的检测操 作的结果的信息提供于控制单元101。CDCF接收单元129根据所接收CDCF信号的细节确 定使用哪一时隙，并且确定何时是空闲时间。广播波检测器120通过对从A/D转换器118所输出的输出信号进行频率分析检测 广播波。广播波检测器120例如使用数字滤波器，或者例如执行FFT，进行频率分析。如以 下所描述的，广播波检测器120在控制单元101所执行的控制下，在其间不存在通信信号和 不存在CDCF信号的时段内执行检测广播波的检测操作。这一时段由时间位置表示。广播 波检测器120把关于检测操作的结果的信息提供于控制单元101。控制单元101根据关于从广播波检测器120所提供的检测操作的结果的信息，在 从数据发送单元111所输出的通信信号的频率频带中形成切口(notch)。所述频率频带具有其中包括广播波的预定带宽。控制单元101所形成的切口致使该频率频带的频率分量的 电平(level)变低。在这种情况下，例如，控制单元101控制数据发送单元111，以使副载波 不可得，所述副载波具有其中包括广播波的预定带宽的频率频带。在PLC调制解调器100所使用的共存方法中，如图4中所示，提供了这样的共存区 域其开始于基于交变电压的过零点的时刻的时刻。即，共存区域具有在从过零点逝去偏移 (offset)时间Toffset之后开始的开始点。交变电压的每两个周期提供该共存区域。共 存区域包括多个场区。例如，该实施例中所描述的共存区域包括11个场区，如图4中所示。 尽管示出了一个其中包括11个场区的共存区域的例子，然而，场区的数目也可以小于或者 大于11。图5A描述了共存区域的场的一个示例性结构。所述共存区域包括11个场区一 个A场、Hl H4场、Bl B3场、一个R场、以及Jl和J2场。此处，共存区域之间的区域为 数据区域。在该数据区域中，如图5B中所示，顺序与重复地提供了包括在最大努力数据区 域中的D时隙以及包括在带宽预留数据区域中的S时隙(时隙Sl S4)。使用这些时隙的 时间位置执行数据通信。将描述构成共存区域的场中输出的CDCF信号。A场中输出的CDCF信号将是当存 取系统使用数据区域时要发送的标志(flag)。当⑶CF信号存在于A场中时，包括在带宽预 留数据区域中的S时隙(时隙Sl S4)(参见图5B)中的时隙Sl和S2变为如图6B中所 示的时隙A。存取系统使用这样的时隙A。此处，图6A与图5A相同。Hl H4场中输出的⑶CF信号将是指示终端系统应该使用S时隙(时隙Sl S4) 中哪一时隙的标志。例如，当Hl场中存在CDCF信号时，已经输出该CDCF信号的终端系统 可以预留和使用时隙Si。Jl和J2场中输出的⑶CF信号将为在其中希望使用S时隙的系统新加入了网络或 者系统希望使用更多时隙的情况下的加入请求。检测到Jl和J2场中输出的CDCF信号的 系统释放该系统已经预留的S时隙。S卩，准备新预留(reserve) S时隙的系统在Jl和J2场 中输出⑶CF信号，并且等待，直至H场(Hl H4场)之一改变为处于闲置状态。然后，系 统在H场中输出⑶CF信号。于是，一旦一 H场处于闲置状态，则该H场将不被预留，直至在 Jl和J2场中输出CDCF信号的系统在H场中输出CDCF信号。在Jl和J2场中按低频率输 出这样的CDCF信号，并且在不进行通知的情况下加以发送。Bl B3场中输出的CDCF信号表示当最大努力系统按时间共享D时隙时，使用D 时隙中的哪一 D时隙，或者使用每一 D时隙的哪一部分，以在发送下一个⑶CF信号之前不 时进行通信。例如，当最大努力系统可以使用的D时隙之间被布置了一定时间间隔时，如图 5B中所示，Bl B3场之一中输出的CDCF信号指示使用哪个D时隙，该D时隙通过从共存 区域开始有多少个D时隙来定义。作为选择，也可以把每一个D时隙化分成3个部分第一 个三分之一、第二个三分之一、以及最后一个三分之一。Bl B3场之一中输出的⑶CF信号 表示对于每一 D时隙使用这三部分中的哪一部分。R场中输出的⑶CF信号将是从主(subject)系统所输出的重新同步 (resynchronization)信号。该重新同步信号用于向那些所述主系统与其不同步的系统 通知系统应该与主系统同步。其间R场中存在CDCF信号的时段为用于实现同步的时段。 于是，所有系统停止发送通信信号，以及通过参照共存区域中输出的CDCF信号与主系统同步。在通常情况下，所有系统互相同步，因此很少使用R场。各个系统相对交变电压的过零点布置共存区域。然而，当使用其中针对每确定数 目的过零点布置一共存区域的共存方法时，针对每一过零点布置一个共存区域的系统与 其它系统不同步。另外，在三相交流电的情况下，在使用不同相位的系统之间过零点移动 (shift)，如图7中所示，而且使用不同相位的系统可能互不同步。使用R场中输出的CDCF 信号，即，使用重新同步信号来使这些系统互相同步。将描述图1中所示PLC调制解调器100的操作。将描述进行数据通信时PLC调制 解调器100的操作。控制单元101把发送数据提供于数据发送单元111。发送数据为控制 单元101所生成的数据，或者经由以太网电路102从另一设备所提供的数据。数据发送单 元111对发送数据进行OFDM调制处理，以生成具有2MHz 30MHz通信频带的通信信号(发 送信号)。D/A转换器112把通信信号从数字信号转换成模拟信号，并且由放大器113加以 放大，LPF 114对所放大的通信信号的频率频带加以限制。然后，数据发送单元111把所得 到的信号经由驱动器115、耦合器105、以及电源连接器104发送于电力线。而且，经由电源连接器104、耦合器105、以及BPF 116从电力线所抽取的通信信号 (所接收的信号)被放大器117放大，并且由A/D转换器118将其从模拟信号转换为数字信 号。然后，把所得到的信号提供于数据接收单元119。数据接收单元119对通信信号进行 OFDM解调处理，以得到接收数据。把该接收数据提供于控制单元101。接下来，将描述发送⑶CF信号时PLC调制解调器100的操作。⑶CF发送单元121 从控制单元101接收关于选择何种类型的CDCF信号以及何时发送CDCF信号的命令。CDCF 发送单元121根据该命令在构成共存区域的场区中的预定场区中输出CDCF信号(副载 波)。D/A转换器122把该CDCF信号从数字信号转换为模拟信号，由放大器123对其加以 放大，而且由LPF 124对所放大的⑶CF信号的频率频带加以限制。然后，经由驱动器125、 耦合器105、以及电源连接器104把所得到的信号发送于电力线。以下，将描述接收⑶CF信号时PLC调制解调器100的操作。经由电源连接器104、 耦合器105、以及BPF 126从电力线抽取相应于⑶CF信号的频率信号。由放大器127对该 频率信号加以放大，而且由A/D转换器128将其从模拟信号转换为数字信号。然后，把所得 到的信号提供于CDCF接收单元129。CDCF接收单元129从控制单元101接收关于何时接 收CDCF信号以及检测何种类型的CDCF信号的命令。CDCF接收单元129在指定的接收时间 执行检测CDCF信号的检测操作。然后，把关于检测操作的结果的信息提供于控制单元101。例如，当执行用于检测在R场中的CDCF信号(重新同步信号)的检测操作时，CDCF 接收单元129确定在以下时间的时间(temporal)位置是否存在⑶CF信号。在这种情况下， CDCF接收单元129把过零点用作时间参照，并且在该过零点的时刻之后，在位于由方程(1) 所表示的时刻Tr的时间位置执行检测CDCF信号的检测操作。Tr = Toffset+8XTfield+Tmargin (1)“Toffset”表示从过零点到共存区域的开始处的偏移(offset)时间，如图8中所 示。“8”表示R场之前的场的数目。“Tfield”表示每一场的时间段。“Tmargin”表示每一 场的余量(margin)。接下来，将描述广播波检测器120中检测广播波的检测操作。把从A/D转换器118 所输出的输出信号提供于广播波检测器120。该输出信号为具有经由电源连接器104、耦合
10器105、以及BPF 106从电力线所抽取的通信频带的信号。广播波检测器120例如使用数字 滤波器或者执行FFT对从A/D转换器118所输出的输出信号进行频率分析，以执行检测广 播波的检测操作。例如，当从A/D转换器118所输出的输出信号的频谱为图12中所示的频 谱时，由箭头Pl P4所指示的广播波被检出。在控制单元101执行的控制下，把用于在广播波检测器120中执行检测广播波的 检测操作的时段(以下将其称为“广播波检测时段”)设置为其间电力线上不存在通信信 号和不存在CDCF信号的时段。控制单元101根据关于用于检测共存区域的每一场区中的 CDCF信号的检测操作的结果的信息，设置这样的广播波检测时段。这表明控制单元101用 作检测时段设置单元。把关于广播波检测器120中检测广播波的检测操作的结果的信息提供于控制单 元101。控制单元101根据该关于检测广播波的检测操作结果的信息，在从数据发送单元 111输出的通信信号的频率频带中形成切口，所述频率频带具有其中包括广播波的预定带 宽。控制单元101所形成的切口致使该频率频带的频率分量的电平变低。在这一情况下， 例如，在控制单元101所执行的控制下，数据发送单元111使副载波不可得，所述副载波具 有其中包括广播波的预定带宽的频率频带。图9示出了其中控制单元101设置广播波检测时段并且形成切口的处理规程 (procedure)的示例性流程图。在步骤STl中，控制单元101开始进行处理，规程前进至步骤ST2。在步骤ST2中， 控制单元101确定包括控制单元101的系统(以下将其称为“主系统”)是否新加入网络。 如果控制单元101确定主系统已经为网络的一部分，则规程前进至步骤ST3。如果控制单元 101确定主系统新加入网络，则规程前进至步骤ST4。在步骤ST4中，控制单元101执行实现同步的处理。即，控制单元101致使主系 统与已经在网络中运行的其它系统同步。参照另一个系统已经在共存区域中输出的⑶CF 信号来执行该实现同步的处理。作为选择，当网络中无其它系统正在运行时，控制单元101 可以把过零点设置为共存区域的基准。在执行了步骤ST4中的处理之后，规程前进至步骤 ST3。在步骤ST3中，控制单元101确定是否检测到重新同步信号。在这一情况下，控制 单元101致使CDCF接收单元129在共存区域的R场中执行检测CDCF信号的检测操作，并且 根据关于CDCF接收单元129所执行的检测操作的结果的信息进行确定。如果CDCF接收单 元129没有检测到重新同步信号，则在步骤ST5中，控制单元101把共存区域的R场设置为 广播波检测时段，并且致使广播波检测器120在该广播波检测时段中执行检测广播波的检 测操作。在其中已经实现了同步的正常情况下，很少使用R场。因此，当R场中不存在⑶CF 信号时，可以在不受CDCF信号影响的情况下，在R场中执行检测广播波的检测操作。在执 行了步骤ST5中的处理之后，规程前进至步骤ST6。如果⑶CF接收单元129在步骤ST3中检测到重新同步信号，则规程前进至步骤 ST7。在步骤ST7中，控制单元101把数据时段(D时隙的时段和S时隙的时段)设置为广 播波检测时段，并且致使广播波检测器120在广播波检测时段中执行检测广播波的检测操 作。当共存区域的R场中存在CDCF信号时，正运行在网络中的所有系统停止发送通信信号。 于是，在该数据时段中，可以在不受通信信号影响的情况下执行检测广播波的检测操作。在执行了步骤ST7中的处理之后，规程前进至步骤ST6。在步骤ST6中，控制单元101确定是否检测到广播波。在这一情况下，控制单元101 根据关于广播波检测器120所执行的检测操作的结果的信息，确定是否检测到广播波。如 果控制单元101确定检测到广播波，则规程前进至步骤ST8。在步骤ST8中，控制单元101 控制数据发送单元111，并且在其中包括广播波的频率频带中形成切口，以减少通信信号对 广播波的影响。在执行了步骤ST8中的处理之后，控制单元101在步骤ST9中终止处理。另 一方面，如果控制单元101确定在步骤ST6中未检测到广播波，则规程前进至步骤ST9，然后 控制单元101终止处理。图10和11中所示的流程图示出了处理规程的另一个示例性的流程图，其中，控制 单元101设置广播波检测时段，并且形成切口。在步骤STlO中，控制单元101开始处理，而且规程前进至步骤STll。在步骤STll 中，控制单元101确定是否包括控制单元101的主系统新加入网络。如果控制单元101确 定主系统已经为网络的一部分，则规程前进至步骤ST13。如果控制单元101确定主系统新 加入网络，则规程前进至步骤ST12。在步骤ST12中，控制单元101执行实现同步的处理。即，控制单元101致使主系 统与已经在网络中运行的其它系统相同步。参照另一个系统已经在共存区域输出的⑶CF 信号来执行该实现同步的处理。作为选择，当网络中无其它系统正在运行时，控制单元101 可以把过零点设置为共存区域的基准。在执行了步骤ST12中的处理之后，规程前进至步骤 ST13。在步骤ST13中，控制单元101确定网络是否包括除主系统之外的系统。在这一情 况下，控制单元101致使⑶CF接收单元129在共存区域的A场、Hl H4场、Bl B3场等 中执行检测CDCF信号的检测操作，并且根据关于检测操作的结果的信息，确定网络是否包 括除主系统之外的系统，。如果控制单元101确定网络不包括除主系统之外的系统，则规程前进至步骤 ST15。在步骤ST15中，控制单元101确定主系统是否使用了个数据区域的所有时隙。如果 控制单元101确定主系统未使用数据区域的所有时隙，则在步骤ST16中，控制单元101把 在数据时段中主系统未使用的一或多个时段设置为一或多个广播波检测时段，并且致使广 播波检测器120在该一或多个广播波检测时段中执行检测广播波的检测操作。在这一情况 下，在数据时段中主系统未使用的一或多个时段中，可以在不受通信信号影响的情况下，执 行检测广播波的检测操作。在执行了步骤ST16中的处理之后，规程前进至步骤ST25。在步骤ST15中，如果控制单元101确定主系统使用了数据区域的所有时隙，则规 程前进至步骤ST14。而且，在步骤ST13中，如果控制单元101确定网络包括除主系统之外 的系统，则规程前进至步骤ST14。在步骤ST14中，控制单元101确定是否存在存取系统。 在这一情况下，控制单元101致使CDCF接收单元129在共存区域的A场中执行检测CDCF 信号的检测操作，并且根据关于检测操作的结果的信息，确定是否存在存取系统。如果控制单元101确定共存区域的A场中不存在CDCF信号，而且不存在存取系 统，则规程前进至步骤ST18。在步骤ST18中，控制单元101把共存区域的A场的时段设置 为广播波检测时段，并且致使广播波检测器120在广播波检测时段中执行检测广播波的检 测操作。在这一情况下，A场中不存在CDCF信号，从而可以在不受CDCF信号影响的情况下，在A场的时段中执行检测广播波的检测操作。在执行了步骤ST18中的处理之后，规程前进 至步骤ST25。在步骤ST14中，如果控制单元101确定存在存取系统，则规程前进至步骤ST17。 在步骤ST17中，控制单元101确定共存区域的任何一个H场是否处于闲置状态。在这一情 况下，控制单元101致使CDCF接收单元129在共存区域的Hl H4中执行检测CDCF信号 的检测操作，并且根据关于检测操作的结果的信息，确定共存区域的任何一个H场是否处 于闲置状态。如果控制单元101确定在Hl H4场至少之一中不存在⑶CF信号，从而该Hl H4场至少之一处于闲置状态，则规程前进至步骤ST19。在步骤ST19中，控制单元101分别 把Hl H4场中处于闲置状态的一个H场的时段设置为广播波检测时段，或者把Hl H4场 中处于闲置状态的多个H场的多个时段设置广播波检测时段，并且致使广播波检测器120 在该一或多个广播波检测时段中执行检测广播波的检测操作。在这一情况下，可以在处于 闲置状态的一个H场的时段中，或者在多个处于闲置状态的多个H场的多个时段中，在不受 CDCF信号影响的情况下，执行检测广播波的检测操作。在执行了步骤ST19中的处理之后， 规程前进至步骤ST25。在步骤ST17中，如果控制单元101确定所有H场均不处于闲置状态，则规程前进 至步骤ST20。在步骤ST20中，控制单元101确定共存区域的所有的B场是否都处于闲置状 态。在这一情况下，控制单元101致使⑶CF接收单元129在共存区域的Bl B3场中执行 检测CDCF信号的检测操作，并且根据关于检测操作的结果的信息确定是否共存区域的所 有B场均处于闲置状态。如果控制单元101确定所有Bl B3场中均不存在CDCF信号从而所有Bl B3场 均处于闲置状态，则规程前进至步骤ST21。在步骤ST21中，控制单元101把数据区域的D 时隙的时段设置为广播波检测时段，并且致使广播波检测器120在广播波检测时段中执行 检测广播波的检测操作。在这一情况下，最大努力(best-effort)系统的D时隙处于闲置状 态，直至下一个共存区域开始。因此，可以在不受通信信号影响的情况下，在D时隙的时段 中执行检测广播波的检测操作。在执行了步骤ST21中的处理之后，规程前进至步骤ST25。在步骤ST20中，如果控制单元101确定共存区域的B场至少之一中存在一个⑶CF 信号，则规程前进至步骤ST22。在步骤ST22中，控制单元101确定共存区域的R场是否处 于闲置状态。在这一情况下，控制单元101致使⑶CF接收单元129在共存区域的R场中执 行检测CDCF信号的检测操作，并且根据关于检测操作的结果的信息确定共存区域的R场是 否处于闲置状态。如果控制单元101确定R场中存在⑶CF信号，则规程前进至步骤ST23。在步骤 ST23中，控制单元101把数据时段(D时隙的时段和S时隙的时段)设置为广播波检测时 段，并且致使广播波检测器120在广播波检测时段中执行检测广播波的检测操作。当共存 区域的R场中存在CDCF信号时，所有系统停止发送通信信号。因此，可以在不受通信信号 影响的情况下，在数据时段中执行检测广播波的检测操作。在执行了步骤ST23中的处理之 后，规程前进至步骤ST25。在步骤ST22，如果控制单元101确定R场中不存在⑶CF信号，而且R场处于闲置 状态，则规程前进至步骤ST24。在步骤ST24中，控制单元101把共存区域的R场的时段设置为广播波检测时段，并且致使广播波检测器120在广播波检测时段中执行检测广播波的 检测操作。在其中已经实现了同步的正常情况下，很少使用R场。因此，当R场中不存在 CDCF信号时，可以在不受CDCF信号影响的情况下，在R场的时段中执行检测广播波的检测 操作。作为选择，在步骤ST24中，如果主系统已经预留了数据区域的时隙，则控制单元 101把其间主系统未使用该时隙的时隙中的闲置时间段设置为广播波检测时段，并且致使 广播波检测器120在广播波检测时段中执行检测广播波的检测操作。在这一情况中，把时 隙的闲置时间段，即把其间不存在通信信号的时间段设置为广播波检测时段。因此，可以在 不受通信信号影响的情况下，在该闲置时间段中执行检测广播波的检测操作。在执行了步 骤ST24中的处理之后，规程前进至ST25。在步骤ST25中，控制单元101确定是否检测到广播波。在这一情况下，控制单元 101根据关于广播波检测器120所执行的检测操作的结果的信息确定是否检测到广播波。 如果控制单元101确定检测到广播波，则规程前进至步骤ST26。在步骤ST26中，控制单元 101控制数据发送单元111，并且在其中包括广播波的频率频带中形成切口，以减少通信信 号对广播波的影响。在执行了步骤ST26中的处理之后，控制单元101在步骤ST27中终止处 理规程。如果控制单元101确定在步骤ST25中未检测到广播波，则规程前进至步骤ST27， 然后控制单元101终止处理规程。此处，图10和11中所示的流程图描述了诸如步骤ST13、ST14、ST17、ST20、以及 ST22的确定步骤的一个示例的次序。这样的确定步骤的次序可以不同于图10和11的流程 图中所示的次序。如以上所描述的，在图1中所示的PLC调制解调器100中，控制单元101根据关于 用于检测共存区域的每一场中的CDFS信号的检测操作的结果的信息，设置其间用于广播 波检测器120检测广播波的检测操作的检测时段。从而，把其间广播波检测器120执行检 测广播波的检测操作的检测时段设置为其间电力线上不存在通信信号和不存在CDCF信号 (共存信号)的时段。因此，广播波检测器120可以在不受通信信号和CDCF信号影响的情 况下，高精度地检测广播波。而且，可以在不停止数据通信的情况下检测广播波，从而不降 低通信的效率。此处，在以上所描述的实施例中，把作为一种多载波方案的OFDM调制用作调制方 案。然而，本发明的实施例也可以使用包括例如扩展频谱方法的其它调制方案。另外，以上所描述的实施例还把PLC调制解调器100用作发送和接收数据的单元。 然而，本发明也可以使用具有PLC调制解调器的电器设备，例如，电视机、个人计算机等。而且，根据本发明的一个实施例的通信设备既可不配备数据发送部分，也可不配 备数据接收部分，例如，可仅配备数据发送部分。本申请包含与2009年5月13日向日本专利局提出的日本优先专利申请JP 2009-116549中所公开的主题相关的主题，特将其全部内容并入此处，以作参考。这一技术领域中的熟练技术人员将会意识到可以依据设计要求和其它因素，对 本发明进行多方面的修改、组合、局部组合以及变动，只要这些修改、组合、次组合以及变动 处于所附权利要求或者其等效要求的范围内即可。
权利要求
一种通信设备，包含数据通信单元，其向电力线发送通信信号，所述通信信号是通过至少对发送数据进行调制所获得的；过零点检测器，其检测从电力线施加的交变电压的过零点；共存信号发送单元，其在基于过零点检测器所检测到的过零点的时刻开始的共存区域中向电力线发送共存信号，所述共存信号具有允许多个系统存在于电力线上的信息；共存信号接收单元，其在共存区域中从电力线检测共存信号；检测时段设置单元，其根据共存信号接收单元所检测到的共存信号设置用于执行检测广播波的检测操作的检测时段；以及广播波检测器，其在检测时段设置单元所设置的检测时段中，通过对电力线上的信号进行频率分析，而检测广播波。
2.根据权利要求1的通信设备，其中，所述共存区域包括多个场区，以及所述检测时段设置单元根据每一场区中共存信号的有无，把其间不存在共存信号和通 信信号的时段设置为所述检测时段。
3.根据权利要求2的通信设备，其中，所述多个场区包括第一场区，在该第一场区中，可以存在共存信号，用于通知与 主系统不同步的系统应与主系统同步，以及当第一场区中不存在共存信号时，把第一场区的时段设置为所述检测时段。
4.根据权利要求2的通信设备，其中，所述多个场区可以包括第一场区，在该第一场区中，可以存在共存信号，用于通 知与主系统不同步的系统应与主系统同步，以及当第一场区中存在共存信号时，把所述共存区域和下一共存区域之间的数据区域的时 段设置为所述检测时段。
5.根据权利要求2的通信设备，其中，所述共存区域和下一共存区域之间的数据区域包括构成带宽预留数据区域的多 个时隙，所述多个场区可以包括多个第二场区，在每个第二场区中，可以存在表示使用构成带 宽预留数据区域的时隙中的相应一个的共存信号，以及当所述多个第二场区包括其中不存在共存信号而且处于闲置状态的第二场区时，所述 检测时段设置单元把该第二场区的时段设置为所述检测时段。
6.根据权利要求2的通信设备，其中，当不存在除主系统之外的系统时，所述检测时段设置单元把该主系统未使用的 时段设置为所述检测时段。
7.根据权利要求2的通信设备，其中，所述共存区域和下一共存区域之间的数据区域包括构成最大努力数据区域的多 个时隙，所述多个场区包括多个第三场区，在第三场区中，可以存在指示使用构成最大努力数 据区域的时隙中的哪一个时隙或者每一时隙中的哪一部分的共存信号，以及当所述多个第三场区的任一个中均不存在共存信号时，所述检测时段设置单元把构成 最大努力数据区域的时隙的时段设置为所述检测时段。
8.根据权利要求2的通信设备，其中，所述多个场区包括第四场区，在第四场区中，当存取系统正在运行时，存在共存 信号，以及当第四场区中不存在共存信号时，所述检测时段设置单元把第四场区的时段设置为所 述检测时段。
9.根据权利要求1的通信设备，其中，所述共存区域和下一个共存区域之间的数据区域包括构成该数据区域的多个时隙，所述共存区域可以包括多个场区，该多个场区包括其中可以存在指示使用该多个时隙 中的时隙的共存信号的场区，在其中主系统已经预留了该多个时隙中的时隙的情况下，所述检测时段设置单元把其 间主系统未使用该时隙的该时隙的时段设置为所述检测时段。
10.根据权利要求1的通信设备，其中，当向所述电力线发送该通信信号时，该数据通信单元降低该通信信号的频率频 带的频率分量的电平，所述频率频带具有其中包括广播波检测器所检测到的广播波的预定 带宽。
11.根据权利要求10的通信设备，其中，对通信信号执行的调制方案为多载波调制方案，以及数据通信单元可以使具有下述频率频带的副载波不可用，该频率频带具有其中包括广 播波检测器所检测到的广播波的预定带宽，以降低具有该预定带宽的频率频带的频率分量 的电平。
12.一种用于检测广播波的方法，该方法由通信设备执行，该通信设备包含数据通信单元，其向电力线发送通信信号，所述通信信号是通过至少对发送数据进行 调制所获得的；过零点检测器，其检测从电力线施加的交变电压的过零点；共存信号发送单元，其在基于过零点检测器所检测到的过零点的时刻开始的共存区域 中向电力线发送共存信号，所述共存信号具有允许多个系统存在于电力线上的信息；共存信号接收单元，其在共存区域中从电力线检测共存信号；所述方法包含下列步骤根据共存信号接收单元所检测到的共存信号设置用于执行检测广播波的检测操作的 检测时段；以及在该设置检测时段的步骤中所设置的检测时段中，通过对电力线上的信号进行频率分 析，而检测广播波。
全文摘要
提供了通信设备和检测广播波的方法。该通信设备包括数据通信单元，其向电力线发送通信信号，所述通信信号是通过至少对发送数据进行调制所获得的；过零点检测器，其检测从电力线施加的交变电压的过零点；共存信号发送单元，其在基于过零点检测器所检测到的过零点的时刻开始的共存区域中向电力线发送共存信号，所述共存信号具有允许多个系统存在于电力线上的信息；共存信号接收单元，其在共存区域中从电力线检测共存信号；检测时段设置单元，其根据共存信号设置用于执行检测广播波的检测操作的检测时段；以及广播波检测器，其在检测时段中，通过对电力线上的信号进行频率分析，而检测广播波。
文档编号H04L27/26GK101895317SQ20101017400
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月6日 优先权日2009年5月13日
发明者高须茂 申请人:索尼公司