CN101180807A

CN101180807A - 通信方法和设备

Info

Publication number: CN101180807A
Application number: CNA2006800142519A
Authority: CN
Inventors: 金武; 斯图尔特·罗斯·巴尼斯特尔; 丹尼斯·丹尼尔·波兹克; 崔松
Original assignee: SEMICONDUCTOR TECHNOLOGIES AUS
Current assignee: SEMICONDUCTOR TECHNOLOGIES AUS
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2008-05-14
Also published as: KR20080017017A; RU2007143396A; US20090072954A1; EP1891750A4; WO2006113965A1; EP1891750A1

Abstract

本发明涉及通信设备和方法，特别地，涉及电力线网络的领域中的通信设备和方法。本发明具有许多个方面，其在一个形式中，涉及一种通信设备和/或方法，其适于自动化仪表读取、数据集中器、家庭网关、IR网关和家庭自动化，诸如作为示例的功率点、灯开关、窗帘控制、燃气阀门控制、空调和暖气控制、遥控设备和/或电器控制、和/或工业控制市场。在具体形式中，本发明及其方面的一个或任何组合可存在于电力线调制解调器中。

Description

通信方法和设备

技术领域

本发明涉及通信设备和方法，特别地，涉及电力线网络的领域中的通信设备和方法。

本发明具有许多个方面，其在一个形式中，涉及一种通信设备和/或方法，适于自动化仪表读取、数据集中器、家庭网关、IR网关和家庭自动化，诸如作为示例的电插座、灯开关、窗帘控制、燃气阀门控制、空调和暖气控制、遥控设备和/或电器控制、和/或工业控制市场。在具体形式中，本发明及其方面的一个或任何组合可存在于电力线调制解调器中。

便利的是，在下文中结合电力线调制解调器描述本发明及其方面，然而，应当认识到，本发明不仅限于该用途。

背景技术

现今的消费者在其家中对信息技术的需要在过去数年中急剧地增加。人们在任何地方都在处理比以前更多的信息，并且需要更加快速地处理这些信息的能力。

本发明人认识到，建筑新的住宅的一个选择是，在建筑过程中安装有机会升级的配线。尽管在现有结构中安装升级的配线通常被视为成本高昂，但是理想的是，将家庭自动化特征，特别是处理通信的特征，添加到现有的家庭。需要以相对成本有效和简单的方式提供该特征。

目前可以使用三种类型的产品用于翻新家庭自动化(HA)升级，即电力线通信(PLC)、红外和射频。

本发明人认识到，可以在家庭自动化(HA)应用中利用PLC技术，这是因为其实现了在不需要拆卸墙壁安装专用配线的情况下的面向控制的通信网络的安装。而且，PLC被认为比现有的IR和RF解决方案更廉价。

然而，在许多家庭中，电气干扰可能阻碍PLC接收机模块适当地操作。实际上每个家庭中的电子设备生成了破坏性噪声干扰，诸如TV、VCR、音频设备、个人计算机和***设备、传真机、电子照明镇流器和许多其他的电子设备。还需要提供减轻与干扰相关联的问题的PLC技术。

本发明人还认识到，出于提供给家庭的需给的观点，PLC技术可以在AMR(自动化仪表读取)市场中使用。需给仪表市场分为三个独立的部分，即电表、气表和水表。

电力工业正在经历剧烈的商务和结构变革。作为电力改革的一部分，通过对发电、配电和输电分类计价，电力企业正在密切研究许多其商务流程。当前最为关注的一个领域是仪表数据采集。随着对更频繁的读取周期的要求的日益增加，电力企业正在寻找使其运营最优化、改善服务、降低成本和向其消费者提供附加服务的解决方案。

供水和燃气工业正在面对以较低的成本获得更大效益的日益增加的压力。供水和燃气企业正遭遇挑战，需要满足更高的用户期望，其有关饮水质量、控制燃气成本的方式、具有更加严格的政府规章的安全与防范问题，同时保持高水平的消费者满意度和有效率的运营。

现今，许多进步的电力、供水和燃气公司正在寻求实现自动化仪表读取(AMR)***，其有助于使其自身更好地面对现今和未来的挑战。

本发明人进一步认识到，存在数种AMR通信技术，即射频通信、电话线读取、宽带(光纤/同轴线缆)和电力线通信(PLC)。PLC将向消费者送电的现有导线用作用于AMR的通信链路。这使得PLC AMR对于AMR是非常有吸引力的，特别是对于高密度的国家，如中国、印度和欧洲的大部分。传统的PLC AMR的缺陷在于，信号容易受到电力线噪声的影响。电力线缆被设计用于配电，而非用于如PLC技术中所需的数据应用。

在这一点上，本发明人确认存在许多具体问题，即：

1.噪声

电力线是噪声很大的环境。各种各样的噪声不仅存在于幅度域中，而且还以相位失真的形式存在。在供电周期中，噪声量可能广泛变化。情况常常是，电力线上的特定设备在不同的周期部分中呈现不同的噪声和负载。这导致了噪声大而且极为动态的环境。传送分组所耗用的时间常常长于许多供电周期。这意味着，负载和噪声在分组传输的时长中改变很多次。

2.相位检测

通常，在电力线通信领域中，对于安装网络的技术人员，并非总是可以确定两个节点用于相互通信而使用的相位。相位信息既没有正确标出，而且也不存在可简单获得的信息(例如，对关于建筑物的配线图表的可访问性)。最常见的情况是，在没有某种类型的额外添加的载波频率下的耦合的情况下，相位之间的耦合是弱的。可以认为，为了产生最佳的通信结果，对于需要通信的节点，有利的是，处于相似的相位上。相位检测对于故障排除也是非常有用的。

3.独立解决方案

现有技术的***使用的解决方案被称为“独立解决方案”。即，提供了数个独立的设备，即电力线收发信机、MCU、非易失存储器和某些***设备，诸如UART、SPI和RTC等。这至少增加了实际上实现PLC***和保持故障查找的成本。

4.信噪比估计

在电力线通信的领域中，需要一种查找最佳的点对点通信所处位置的确定方法。电力线上的噪声是动态的。一天中不同的时刻常常产生非常不同的噪声形态。仅在安装时测量噪声形态几乎是无用的，由于波动的噪声，网络可能不能在特定的时间通信。在确定路由器的安置位置时，这是特别需要的。本发明人认识到，需要能够在该动态环境中在任何时间测量噪声和信号强度。

5.电力线通信

需要一种电力线通信设备，其交替使用低数据速率通信和通常的控制应用。家用和商业电力线可能是用于数据通信的最不利的环境。连接到供电网络的设备将信号注入到电力线中，其阻碍数据传输。目的在于，解调***须在存在显著噪声的情况下调取载波频率。在EIA-702.9标准文献中概述了许多该噪声源。为了使电力线通信设备可靠地工作，可以考虑，应能够超越该标准中概述的规范。本发明人认识到，影响解调的主要的(但不是唯一的)噪声源是脉冲噪声、随机噪声和音调性噪声。在接收数据的背景下，随机噪声被视为一个最难克服的噪声。

本说明书中包括的关于文献、设备、动作或知识的讨论用于解释本发明的背景。不应达成这样的认识，即，在此处的公开内容和权利要求的优先日期或其之前，在澳大利亚或其他国家，任何该资料形成了现有技术基础的一部分或者相关领域中的普遍常见的知识。

本发明的目的在于提供一种增强的PLC技术、设备和/或操作方法。

本发明另一目的在于减轻与现有技术相关联的至少一个缺点。

发明内容

在本发明的一个方面，本发明提供了一种用于传送数据的设备和/或装置的方法，其包括如下步骤：提供多个可行的传输频率，从多个可行频率中选择一个频率，并且使用选定的一个频率传送数据。

在本发明的一个方面，本发明还提供了用于确定数据传输中使用的频率的选择的设备和/或装置的方法，该方法包括如下步骤：确定频带噪声电平的估值，确定接收信号强度的估值，并且基于确定结果选择频率。

在本发明的另一方面，本发明还提供了一种用于传递数据的设备和/或装置的方法，该方法包括如下步骤：基于第一特性传送数据，接收数据，并且基于第二特性重新传送数据。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种用于传递数据的设备和/或装置的方法，该方法包括如下步骤：确定一个电力相位的过零电平，确定延迟时间，在上升沿传送数据，并且使之从过零点起延迟所述延迟时间。

在本发明的另一方面，本发明还提供了一种用于传递数据的设备和/或装置的方法，该方法包括如下步骤：确定噪声电平，一旦电压超过噪声电平，则传送数据。

在本发明的一个方面，本发明还提供了一种用于提供纠错的设备和/或装置的方法，该方法包括：对于至少某些接收数据强制执行Reed-Solomon纠错。

在本发明的一个方面，本发明还提供了一种用于在电力线***中传送数据的设备和/或装置的方法，该方法包括步骤：在传送数据之前对数据加密。

在本发明的一个方面，本发明还提供了一种用于确定是否有两个节点耦合到相同的相位的设备和/或装置的方法，该方法包括步骤：将数据分组转发到选定节点，在传输中该数据分组包括表示传送节点的相位的第一字节数据，在选定节点接收分组，确定选定节点在接收分组时的相位，确定第一字节数据和选定节点相位之间的差。

在本发明的一个方面，本发明还提供了一种适用于确定两个节点之间的相位差的数据分组，该分组包括表示传送数据的节点的相位的第一数据，和表示接收数据的节点在接收该分组时的相位的第二数据。

在本发明的一个方面，本发明还提供了一种用于确定相位变化匹配的设备和/或装置的方法，该方法包括步骤：将幅度和信号的正交分量分离，并且将相对没有噪声的载波中的相位变化同具有强加的噪声的载波中的相对相似的相位变化比较。

在本发明的一个方面，本发明还提供了一种用于电力线***中的比特同步的设备和/或装置的方法，该方法包括步骤：使用迟-早同步。

在本发明的一个方面，本发明还提供了一种用于锁相的设备和/或装置的方法，其包括：当确定相位基本上稳定时比较相位。

在本发明的一个方面，本发明还提供了一种基本上可完全集成的电力线通信设备。

在本发明的一个方面，本发明还提供了一种适于在电力线***中使用的接口设备，包括低通部分和高通部分。

在本发明的一个方面，本发明还提供了一种用于通信的设备和/或装置的方法，该方法包括步骤：利用载荷代码将消息提交路由器节点以及预决用于消息载荷的最终目标地址。

在一个实施例中，在电力线***中使用本发明。

在说明书中公开了并且/或者在所附权利要求中定义了其他方面和优选方面，其形成本发明的描述的一部分。

本发明已被发现导致许多优点，诸如：

·将兼容ANSI/EIA 709.1的内核和兼容ANSI/EIA 709.2的电力线收发信机组合到单片中

·兼容CENELEC EN50065-1：2001

·可动态选择8个可编程传输频率

·双载波频率

·嵌入前向纠错

·非常高的音调性噪声和脉冲噪声免疫性

·利用DSP技术

·容易地集成到现有的兼容EIA709.1协议的网络中或者单独利用STAPLM-300创建新的EIA709.1网络

·高效的STAPLM-300架构允许可靠地处理网络分组和应用程序代码

·标准的GNU C接口用于应用程序代码编程

·单独的32比特EISC处理器，用于：

○应用程序代码处理

○事件驱动任务调度器处理

○EIA709.1协议固件处理

·特定任务的硬件模块：

○电力线收发信机

○MAC层

○用户可配置IO接口

○具有电池备份的可编程实时时钟

○看门狗定时器

○重置和计时

○两个16比特定时器/计数器

·在131.98kHz下支持5.4kbps的ANSI/EIA 709.2符号率

·-80dBV接收机灵敏度

·作为双绞线收发信机操作的能力

·存储器资源：

○片上96K字节的闪存，用于EIA709.1协议固件、配置数据、应用程序代码和特定节点信息

○片上8K字节RAM，用于缓存网络和应用程序数据

·两个嵌入UART

·嵌入低电压检测器

·具有5V容限IO的3.3V电压源

·5×8比特GPIO端口

·全主/从SPI端口

·100引脚PQFP封装

·每个芯片中的48比特唯一ID号码

·-40℃～80℃的工业温度范围

·基于Java的节点开发者软件工具，用于开发应用程序

·任何节点可通过嵌入路由机制成为中继器

通过下面给出的详细描述，本发明的适用性的进一步的范围将是显而易见的。然而，应当理解，在指出本发明的优选实施例的同时，给出的详细描述和具体示例仅作为说明，这是因为，通过该详细描述，本发明的精神和范围内的多种变化和修改对于本领域的技术人员是显而易见的。

附图说明

通过参考下面的优选实施例的描述，结合附图，相关领域的技术人员可以更好地理解本申请的另外的公开内容、目的、优点和方面，其中附图仅被给出作为说明，并且因此不是本发明的限制，并且其中：

图1说明了本发明的实施例的***框图，其被实现用于电力线通信(PLC)用户应用程序，诸如自动化仪表读取(AMR)和家庭自动化(HA)，

图2说明了呈现在ASIC上的本发明的实施例的框图，

图3说明了ASIC的另一框图，

图4a说明了接收机框图的一个实施例，

图4b说明了接收机和收发信机框图的一个实施例，

图4c说明了关于交替的比特模式和数据的相位变化匹配计数的图线，

图4d说明了仿真输出，其示出了相位信号变化(相位变化量)和比特同步过程，

图4e说明了比特同步过程，

图4f说明了相位比较，

图5说明了本发明的一个家庭自动化***的实现方案，

图6说明了根据本发明的一个方面的AMR***，

图7说明了根据本发明的一个方面的收发信机的一个实施例的框图，

图8说明了电力线通信问题，

图9说明了根据本发明的一个方面的双信道的使用，

图10说明了与高层公寓相关联的问题，

图11说明了计数器操作，

图12说明了同步，

图13说明了过零点附近的噪声，

图14示出了相位计数器与供电周期以及噪声的关系，

图15示出了分组模式***如何发送分组并且在失真区域附近中止传输，

图16说明了网络背景下的相位检测***，

图17说明了现有技术的过零检测***，

图18说明了根据本发明的一个方面的相位检测，

图19表明了相位之间的相关计数，

图20说明了根据本发明的一个实施例的关于滤波器网络的频率响应，以及

图21说明了可应用于图20的电路的一个实施例的示意图。

具体实施方式

总述

在一个实施例中，本发明被提供为高度集成的片上***(SoC)产品。其将强大的电力线收发信机和控制网络协议固件组合到单片中。相比于需要数个芯片的其他相似产品，认为该SoC解决方案极大地减少成本。

嵌入电力线收发信机被设计用于，通过利用现代的DSP技术，在严酷的电力线环境中操作，以递送可靠的数据通信。其优选地符合ANSI/EIA 709.2和CENELEC EN50065-1：2001标准。

为了产生增强的性能，用户可以选择双频带传输、多种载波频率、前向纠错、CENELEC接入协议、分组模式、数据加密和多种发射机输出电压。这些选择确保了收发信机在噪声大的电力线环境中可靠地操作，同时还有能力符合本地规章。

本发明的一个实施例利用32比特处理器处理应用程序代码和网络业务。其嵌入协议符合ANSI/EIA 709.1，LonTalk控制网络协议。

图1说明了本发明的一个实施例，其被设计为着重于自动化仪表读取(AMR)应用，其中需要低成本和高性能的特性。

图2说明了呈现在ASIC上的本发明的实施例的框图。在图2中：

·PLI-电力线接口：这是ASIC所需用于同供电网络接驳的电路。

·主和次接收机-在下文中更加详细地描述。其负责可靠地自电力线网络获取传送信号，并且使其变为数字数据。存在两个独立的接收机(主和次)，这允许在不同的频带上同时接收。

·发射机-负责使数字数据变为可被输送跨越电力线网络并且可在接收机端重组的信号。

·DLL和网络处理器-负责解释数据并且运行协议栈。

图3说明了ASIC的另一框图。对于该框图：

·全主/从SPI-支持STALON和其他的具有SPI(串行***接口)的芯片之间的全主和从SPI。

·GPIO端口-存在五个8比特通用输入/输出(GPIO)控制器。所有端口是3.3V的、双向的和可字节寻址的。每个引脚具有内部上拉电阻器，其使得引脚的无驱动逻辑值是“1”。

·UART端口-存在两个全双工异步接收机/发射机(UART)。它们的帧格式是：1个起始比特、8个数据比特、没有奇偶校验、和1个停止比特。波特率为153波特～1.25M波特。

·电池备份实时时钟-其是32比特实时时钟(RTC)。其在设备电源失效的情况下具有电池备份。在该模式下，其对其备份电池的消耗小于3□A。

·32,768KHz时钟输入-实时时钟在来自RTCClock引脚的其自身的振荡器的32,768KHz下运行。

·低电压监视器-存在两个电压监视器。一个保护设备防止低电压引起的逻辑错误。其重置设备以及锁相环中的逻辑。其往返于2.7和3伏特之间。另一个用于向外部设备信号通知低电压失效，其控制VDD_SENSE引脚。该监视器在1.2和1.3伏特之间切换，其将VDD_SENSE引脚从VDD驱动到0伏特。其对内部芯片没有影响。

·看门狗定时器-用于确定处理器是否暂停，并且用于从暂停恢复。

·16比特用户定时器-存在两个16比特向下计数定时器。每个定时器可被设定为向下计数到0或者循环模式。当定时器到达其零值时，生成中断。

·调试器桩-GNU调试桩。

·32比特EISC处理器-32比特EISC(可扩展指令集计算机)处理器，用于：

○应用程序代码处理

○事件驱动任务调度器处理器

○EIA709.1协议固件处理

·MAC-媒体接入控制(MAC)子层(层2的子层)：在EIA709.1的章节5中概述，MAC子层为电力线通信媒体提供接入协议。该子层还提供与用于125kHz～140kHz频带(在章节5中定义)标准的CENELEC标准的EN50065-1信令接入协议的兼容性。

·DLL-数据链路层(层2)：在EIA709.1的章节6中概述，DLL负责使用CRC16的数据检错，并且接驳到位于控制微处理器中的更高级的层，其包括层之间的缓冲。

·电力线收发信机-物理层(层1)：并入完整的EIA709.2和CENELEC EN50065-1：2001标准。其构成了层的最大的复杂性，并且并入了电力线耦合、传输电力线驱动电路、调制、解调、数据成帧、简单的检错/纠错和模拟电路接口。其包括其特殊特征，如双频带传输、多种载波频率、前向纠错、CENELEC接入协议、分组模式、数据加密和多种发射机输出电压。这些先进的选择确保了收发信机在噪声大的电力线环境中可靠地操作，同时还有能力符合本地规章。

·外部中断输入-可选择的边沿触发中断。

·远程引导-经由GNU调试器的引导-使用串行协议。

·EIA709.1固件-片上闪存包括ANSI/EIA 709.1，LonTalk控制网络协议。

·96K字节闪存-片上96K字节的闪存，用于EIA709.1协议固件、配置数据、应用程序代码和特定节点信息。

·8K字节RAM-片上8K字节RAM，用于缓存网络和应用程序数据。

·存储器保护-非法接入存储器触发存储器违规中断。

一个示例性实现方案

本发明利用基于EIA709标准的分层配置和OSI分层模型。分层***被视为划分和实现通信协议的合理的和简洁的方式。在一个实施例中，层被配置为：

层编号	OSI层	任务
层编号	OSI层	任务	层1	物理	处理电气规范和调制方案
层2	数据链路	数据编码和加密、频率选择、数据有效性检查、冲突检测、数据成帧	层1	物理	处理电气规范和调制方案
层2	数据链路	数据编码和加密、频率选择、数据有效性检查、冲突检测、数据成帧	层3	物理	寻址
层4	输送	消息重新发送、发送应答、复本检测	层3	物理	寻址
层4	输送	消息重新发送、发送应答、复本检测	层5	会话	请求/响应处理，鉴权
层6	表示	命令解释：确定消息是否针对应用层、网络管理或网络变量	层5	会话	请求/响应处理，鉴权
层6	表示	命令解释：确定消息是否针对应用层、网络管理或网络变量	层7	应用	处理用户代码和提供API

本发明的优选实施例是预期用于低数据率通信和通用控制应用的电力线通信设备。该设备并入了动态多频带多接收机收发信机，可以确信其是电力线通信背景中的首个该类型的方案。本发明被灵活地设计用于减轻与电力线通信相关联的某些问题。在克服这些障碍的过程中，添加了许多特征。可以确信，这些独特的方面包括，但不限于，其频率分集及其同时在多个信道上通信的能力。另一方面是在噪声和信号强度方面测量中间信道特性的能力。

本发明的解调***须在存在显著的音调性干扰和脉冲噪声的情况下调取载波频率，如EIA-709.2标准文献中概述的。家用和商业电力线可能是用于数据通信的最不利的环境。连接到供电网络的设备将信号注入到电力线中，其阻碍数据传输。此处进一步描述了细节。

图4a说明了接收机和收发信机框图的一个实施例，其中：

·PLI-电力线接口：这是ASIC所需用于同供电网络接驳的电路。

供电周期

·供电信号调理-使供电信号从高电压下降变为较低的电压，对信号滤波和钳位，使其准备好进入STALON。

·供电周期检测-在该部分中检测上升过零点。然后使用该过零点重置计数器，其保持对供电周期的位置的跟踪。这用于相位检测和分组模式***。

·分组模式子***-该***用于避免噪声，并且在分组模式专利申请中更加详细地讨论。

接收机

·带通滤波-非常窄的滤波使待用频率范围外部的信号不会被使用。这实现了电力线网络上的噪声抑制。

·脉冲相关和检测-该部分在进入的信号中搜索，确定是否存在脉冲。脉冲是大的瞬态电压，其有破坏所需信号的影响。在***中必须早期检测该脉冲以使之具有最小的影响。

·脉冲消除-优选地在脉冲进入***之前将其移除，这是因为其具有引出脉冲的影响。一旦通过脉冲相关和检测部分检测到脉冲，则通过带通滤波器消除该脉冲，并且未受影响的信号可以进入***。

·重新采样-这有助于解调过程。

·BIU和信道度量-该部分向MAC子层提供频带正在使用信号，并且向上层提供信道度量，诸如噪声和信号强度。

·载波-相位匹配-一旦对数据重新采样，则必须采集信号相位。这是通过开发用于STALON的被称为相位匹配的技术实现的。其被认为是确定信号相位的可靠方法，并且还检测信号中的比特边界的位置。该比特边界信号被传递到比特同步部分。

·比特同步-来自相位匹配部分的信号用于确定进入的信号中的比特边界的位置。比特同步通过近似其接收信号的每个时间并且对其取平均，实现该操作。

·解调器-其获取进入的信号并且将其与采集的参考相位比较。在比较相位时，其能够确定通过接收机进入的数据。

·数据解码和检测-进入的数据具有原始形式。首先需要检查该数据以寻找分组比特序列的起点。然后需要使数据成帧并且检查奇偶校验。将该成帧数据发送到高的层，用于额外的处理，诸如CRC和寻址。

发射机

·数据成帧-必须使来自上面层的处理器的数据串行化和成帧。该成帧包括奇偶校验和极性检查。分组字段的前导、起点和终点也被添加到分组。

·调制器-调制器以BPSK形式将串行数据置于载波频率上。这使得数据能够更加可靠地在电力线上传输。

·带通滤波-非常窄的滤波使待用频率范围外部的信号不会被使用。使得该信号尽可能是频谱高效的。

图4b说明了接收机框图的一个实施例。该接收机被特别设计用于应对在电力线媒体上发现的噪声类型。如前面描述的，电力线媒体上发现的噪声的主要类型是：

·脉冲噪声：短时长且大幅度的电压“尖峰”。本发明人认识到，这具有使同样存在于该媒体上的小信号矮化的影响。如果不能在接收机链中尽早抑制，则对于解调而言，其是难于抑制和挫败的。由于协议，诸如开灯的一次性脉冲将不会引起通信问题，这是因为将重新发送分组。问题脉冲在本质上是周期性的，并且意味着分组通过的概率是低的。该脉冲在其通过滤波等时基本上具有相位变化的外观，但是未与关于载波相位变化的预期波形相关。该脉冲还具有使相位变化失真的影响，使得更加难于检测和解调。相位变化的脉冲可以有效地将其摒除，并且检测结果是微弱的。可以注意和考虑，该脉冲处于特定的位置。

·音调性噪声(tonal noise)：恒定的或突发的周期性电压。本发明人认识到，这常常是由诸如计算机的设备引起的，其包含开关模式的电源。它们将特定频率的音调安置在电力线上。其常常改变幅度并且幅度可能是非常大的。诸如对讲机的设备也可以将音调安置在电力线上，其同样被调制。该调制具有阻碍通信的影响。

·随机噪声：随机噪声如其名称所描述的，即，在本质上是不确定的。本发明人认识到，由于其随机的本质，因此难于完整地消除随机噪声。该形式的噪声在经过窄带滤波之后呈现为载波频率中的剧烈抖动。通过取平均或者其他技术可以使随机噪声的影响最小。由于符号间干扰的影响，必须限制取平均，因此使用简单的技术仅能在一定程度上移除噪声。因此，解调过程必须对抖动具有非常大的耐受能力。

下面的描述详细说明了被创建用于应对或者至少改善上文列出的类型的噪声。该方面可以包括在如图4b中说明的接收机中。

解调

载波相位匹配

由于缺乏初始相位信息，因此解调非相干二元相移键控被视为困难的过程。在进行解调之前必须找到参考相位。开发了相位变化匹配或者相位变化相关技术(在相当多的研究之后)，其在面对相当大的抖动和其他噪声时被认为是相对可靠的。诸如基于简单的数字PLL的解决方案的传统技术在面对失真载波信号时被认为是不可靠的。抖动和噪声具有使PLL不能锁相并且因此不能解调的影响。这被认为不适用于电力线应用，并且需要更多的信号调理，以便于使这些传统技术可用。

最初的研究是使用(所谓的)“积分陡落”技术进行的，其在BPSK***中是常见的。其牵涉将进入的载波信号与相同频率的内部时钟的相位比较。在一个比特周期上比较相位，当相位相同时使计数器渐增，并且如果它们不同则不使计数器渐增。然后将最终的累加值与最大的可能计数值的一半比较，以确定载波相位。该比特周期上的累加值具有取平均的作用，并且因此使解调不易引起噪声问题。该技术具有许多可预见的问题。首先，载波和内部信号必须是锁相的，或者如果信号相位在初始时未接近内部时钟相位，则不能进行明确的判断。如前面提及的，锁相易于引起噪声问题，并且将需要大量的努力使其适用。其次，还需要比特同步的方式，并且其需要另一***完成部分解调以便于确定比特边界。如果不能执行比特同步，则累加值的陡落可能发生在错误的位置(例如，在比特边界之间)，这再一次使相位判断过程是不准确的。

本方面的相位变化匹配得自Hilbert变换的形式，其分离信号的幅度和正交分量。通过观察相对没有噪声的载波中的相位变化，通过比较两者可以检测具有强加的噪声的载波中的相似的相位变化。本发明将所期望的没有噪声的载波同进入的信号比较。使此两者相乘在一起以使其相关。如果它们良好地相关，则在相乘时将获得大的数值。如果此两者良好地相关，则存在正确的相位变化。如果它们不能良好地相关，则不存在相位变化。在二元相移键控***中，通过相位相互偏离180度的正弦波定义两个状态，如：

s₀(t)＝Asinω_ct和s₁(t)＝Asin(ω_ct+π)＝-Asinω_ct

其中s₀是逻辑0，而s₁是逻辑1。

因此，连续时间的相位变化匹配***的功能可被定义为：

H_{0} (t) = {&Integral;}_{0}^{T} \frac{| r (t) | - r (t)}{2 r (t)} \times \frac{| s (t) | - s (t)}{2 s (t)}

式1

其中

s (t) = \{\begin{matrix} {A \sin ω}_{c} t & 0 \leq t &GreaterEqual; \frac{T}{2} \\ - {A \sin ω}_{c} t & \frac{T}{2} < t &GreaterEqual; T \end{matrix}

必须作出关于这样的点的判断，即在该点处相关是足够高的，可用于确定发生了相位变化。由于该***在较长的时间周期上比较所需信号，因此其基本上对噪声免疫。这具有取平均滤除抖动和其他不需要的噪声的作用。图4c说明了在给出典型的分组初始部分时的相位变化匹配***的输出。首先，在时间0.004s之前，在线上存在噪声，由于其未与相位变化良好地匹配，因此其产生了小的计数。现在接收载波，并且显示初始的交替比特模式，直至0.010s，其中数据变为分组字段的起点。在检测到分组序列的起点之后，接收数据，直至检测到分组序列的终点。由数据解码和奇偶校验检查子部分处理成帧和比特模式检测。

计数值中的每个尖峰表示与所需相位变化的强烈相关，因此表明载波中的相位变化。判断电路安置在***的输出端处，以确定输出计数足够高可用于确信地声称发生相位变化的点。这是简单地作为最大计数的3/4的比较器实现的。选择该值的原因在于，当给出不具有相位变化的载波频率时，***将产生可以达到1/4和3/4分数的计数，并且因此任何更高的分数可能是相位变化。如果由于不正确的相位变化检测产生了过多的错误，则可以改变判断水平。还存在可用于确定弱相位变化和强相位变化之间的差的多个阈值。这可以在纠错中使用，确定接收的比特是否可能是错误的。需要该信号的额外处理以恢复数据。

相位相关***的输出仅通知发生了相位变化。该相位变化还表明数据中的变化，并且因此数据恢复可以简单地是在发生相位变化时切换二元信号。另一方法是用于解调的双相关器方法。重要的是，由于相位变化匹配***依赖于进入的信号的过零点，因此在解调点处不存在DC偏移。在相位变化匹配计数达到阈值之后，产生表明相位变化(相位变化量)的信号。该信号用于切换锁定到载波相位，并且还在下一章节中讨论的比特同步阶段中使用。在图4d中示出的示例中，在大约0.0125s的时间处添加脉冲以说明其对解调的影响。由仿真输出，显而易见的是，由于信号未与相位变化接近匹配，因此计数未达到高的值。其具有掩蔽相位变化的效应，并且因此丢失了载波上的编码数据。早期的脉冲消除方法被开发用于克服该影响。

通过与FIR滤波器相似的方式实现相位变化匹配***。它们基本上与利用乘法和累加技术的取平均过程相同。在每个解调周期中，移位寄存器中包含的比特与阵列相乘，其包含表示滤波之后的理想相位变化的数据。由于仅使用了符号比特，因此乘法过程简单地是两个比特相加。这些乘数加在一起以形成计数，如果它们匹配，则该计数是高的，如果它们不匹配，则该计数是低的。使用串行加法以使所使用的逻辑面积最小。该方法在逻辑面积方面被认为是非常高效的，并且也非常可靠地用于确定比特同步和载波相位。

相位变化匹配技术可以用作非常高效的解调方法，并且作为解调技术也是非常可靠的，然而通过研究发现，双相关器解调方法也是可靠的，并且可以一起使用这两种方法以提供非常抗干扰的解调***。

比特同步

内部时钟与异步数据传输的同步被认为是重要的，用于确保对进入的数据执行的判断的可靠性。如果时钟边沿出现在与相位变化信号相似的时间，则抖动将显著地影响解调数据输出，这是因为相位变化可能恰好在某些周期的时钟之前并且在某些周期的时钟之后发生。分组的报头包含关于24个周期的交替的1和0的模式，其被专门设计用于比特同步。相位变化匹配阶段输出相位信号变化(相位变化量)，以产生发生相位变化的明确时间。使用分组报头的交替的1和0序列加上相位变化量信号，可以使内部时钟与异步数据对准。使用迟-早判断过程执行时钟对准。迟-早同步通过寻找内部时钟和相位变化匹配过程的输出中的上升沿工作。如果内部时钟出现在接收相位变化之前，则数据是迟的，并且使内部数据时钟提前以进行补偿。相反的情况是，相位变化是早的，并且使内部时钟暂停以进行补偿。24个周期的交替比特周期足够用于产生准确的同步。图4e说明了该过程。

数据判断过程实际上出现在内部同步时钟的下降沿(例如，半个周期)而非前沿(诸如图4e中所示)。这是因为，其表示两个方向中的最长时间，以使相位变化电路作出使抖动影响最小的判断。比特同步仅在线是活跃的时候并且在检测到分组字段的起点时发生。这阻止***与非周期性的并且因此不适于同步的相位变化同步。而且，该同步过程必须不出现在数据周期中，或者内部数据时钟将连续变化。图4d更加详细地示出了实际接收数据上的比特同步过程。

锁相

当声明(assert)了相位变化量信号时，其表示载波相位基本上稳定的时间和特定的相位角度。由于其仅在了解载波相位稳定时而非在相位变化时采集载波相位，因此该技术被认为优于其他技术。锁相环连续地搜寻载波相位，由于其总是“摸索”寻找相位，因此其从未找到过实际相位，所以认为这使其不可靠。相位变化匹配技术是确定相位的确定性方法，并且对抖动和由于噪声引起的其他影响是非常抗干扰的。

为了实际恢复数据，可以使用与双相关器方法相似的技术。双相关器方法将进入的信号与两个相位比较(正弦和余弦)。这两个相位与进入的信号相乘。与进入的信号相关性最强的相位被用于确定与实际相位最接近的相位。然后改变两个参考相位以更加紧密地匹配信号。该方法仍然继续“摸索”寻找正确的相位匹配。由于在了解相位基本上稳定时比较相位，因此本发明中开发的方法被认为更具确定性。使用比正弦和余弦方法更加准确的方法执行解调。由于了解声明相位变化量信号的时间，相位是稳定的，并且接近特定的相位范围，因此可以使用更细微的相位参考粒度进行比较。解调器包含两个相位参考，一个在当前的相位估值前方22.5度，一个在相位估值后方22.5度。其与进入的信号相乘，并且相关性最强的一个相位参考被选为新的相位估值。这在图4f中说明。

该***确保了内部相位估值非常紧密地跟踪进入的信号的相位估值。由于其仅在了解相位基本上稳定时跟踪相位，而非试图连续跟踪，因此其在面对抖动时是非常抗干扰的。

家庭自动化

图5中说明了典型的HA***。该***包含通向因特网的网关。该网关用作用于其控制的设备的web主机，并且允许用户直接自因特网接入该设备。因此，这样消费者可以容易地利用因特网(通过PC或具有因特网能力的TV)接入，从任何位置控制(例如，开/关)灯或家用电器。

用于网关的设备可以简单地是廉价的设备，诸如具有以太网(例如，Wildcat BL2000)的单片机或者具有web主机功能的机顶盒。该硬件还可以是更加精密的设备，或者甚至是家用PC，用于附加的功能。通过简单地将外部电力线调制解调器(PLM)单元(其是本发明的一个方面)***到电源插座，或者通过因特网或者嵌入在一个或多个家用电器中的集成PLM电路，可以实现设备同网关的连接。

根据本发明的一个方面，PLM HA解决方案是一个开放式***。其能够容易地与大部分家用电器、手持计算机、机顶盒和PC接驳。而且，PLM技术被认为解决了与联网相关联的困难。OEM可以利用PLM技术容易地和迅速地设计强大的产品。PLM可以包括强大的联网功能集合，将设计者从低级的乏味的联网细节中释放出来，并且向终端用户提供强大的联网产品。

自动化仪表读取(AMR)

存在数种AMR通信技术，即射频通信、电话线读取、宽带(光纤/同轴线缆)和电力线通信(PLC)。

PLC将向消费者送电的现有导线用作用于AMR的通信链路。这被认为使PLC对于AMR***非常有吸引力，特别是对于高密度的国家，如中国、印度和欧洲的大部分。传统的PLC AMR的缺陷在于，信号容易受到电力线噪声的影响。显然，电力线缆被设计用于配电，而非用于分送数据。

根据本发明的一个方面，一种电力线收发信机被认为实现了PLCAMR。独特的可动态改变的8个频带使STAPLM-300能够选择最佳的信道用于在噪声大的环境下可靠地通信。下面对其进行了进一步的描述。

图6说明了根据本发明的一个方面的PLM AMR***的一个实施例。该PLM AMR***至少具有下列主要特征：

·开放式LON协议兼容，其是关于AMR和控制网络的实际标准。该协议的优点是，其是灵活的，并且在世界上已投入***使用。STALON可以使用相同的协议与任何设备通信。而且，意大利全国AMR***已利用了该协议，其目前包含两千七百万个仪表。

·满足关于国际运营的CENELEC EN50065-1规章。符合CENELEC意味着其能够在欧洲国家中使用。

·高性能，瞄准巨大的亚洲市场的特征，其包括高利润的中国市场

·低成本，单片解决方案

·高噪声免疫性。增加的通信可靠性。

·高接收灵敏度。在高衰减环境下的增加的通信可靠性。

·内建纠错。在面对特别大噪声的条件时自纠错的能力。再一次增加了通信可靠性。

·关于每个设备的唯一ID。每个设备中的唯一ID意味着可以对每个设备单独寻址，不需要复杂的或低效的寻址***。

·协助管理电网，增强消费者服务，开发新的定价选择和改善运营

·消费者要求和负载的实时监视，控制

·节约时间和金钱

·多业务功能。可以在不同的天时或周时等以不同的费率对每个消费者计费，以在电网负载较轻的时候鼓励电力使用。

·故障仪表检测和记录。即时检测关于仪表的和电网中的故障，提供及时维护和消费者服务。

·增加的分组成功率，内建的智能中继器功能。智能中继器功能意味着收发信机能够在较长的距离上更加可靠地通信。

·通过网络控制、配置和升级仪表的能力。该***具有动态能力。其可被配置为采取不同的行动，或者还可以通过上载和改变电力线网络上的代码，改变或添加其功能。

·数据加密的高数据安全性。DES加密阻止了人们读取和篡改公共介质上的敏感数据。

参考图6，在PLM AMR***中，仪表数据从仪表传递到集成到仪表中或者与之附连的PLM节点。将数据从电力线调制解调器，在电力线上传送到集中器。集中器可以是具有硬盘存储器的工业PC或者单片机，其中典型地将仪表数据存储到调度时间，并且随后通过GSM、GPRS或因特网将其上载到需给服务器。集中器不是强制性的，但是被认为是本发明的一个实现方法。其内含物取决于应用。

STA-PLM AMR解决方案是完全开放式的***。其能够容易地与包括仪表、手持计算机和管理软件的其他***部件接驳。

工业控制

在工业控制市场中可以使用根据本发明的PLM监视和控制设备。其可以在控制开关、交通信号灯、工业自动化***和数据监视设备等中使用。

在工业控制中使用PLM的一个示例是工厂或商务应用。PLM可用于使事务自动操作，诸如传送带、机器人等。由于工厂是电气噪声大的环境并且由于工厂的尺寸线缆常常须是长的，因此传统的通信，诸如以太网通信、无线通信等通常不能工作。本收发信机的优越的噪声免疫性和灵敏度使其适用于工业控制。

对于工业控制市场，还可以使用双绞线缆替换电力线缆。双绞线可以在HA中使用，并且常常在导线能够易于铺设的情况中使用。通过使用EIA709.2协议，PLM可以在不改***件的情况下在这两种媒质上运行。

调制解调器

电力线调制解调器技术的一个实施例基于高度集成的片上***(SoC)产品。其将强大的电力线收发信机、EIA709.1控制联网协议固件和充足的嵌入闪速存储器组合到单片中。还可以提供其他的特征和功能。相比于需要数个芯片的其他相似产品，SoC解决方案极大地减少了成本。

嵌入的电力线收发信机被设计用于在严酷的电力线环境中利用调制解调器DSP技术进行操作，以递送可靠的数据通信。优选地，其符合ANSI/EIA 709.2和CENELEC EN50065-1：2001标准。

优选地，为了产生增强的性能，用户可以选择双频带传输、多种载波频率、前向纠错、CENELEC接入协议、分组模式、数据加密和多种发射机输出电压。这些高级选择确保收发信机在噪声大的电力线环境中操作，同时还有能力符合本地规章。

STAPLM-300优选地利用32比特处理器处理应用程序代码和网络业务。优选地，其嵌入协议符合ANSI/EIA 709.1控制网络协议。

EIA709.1协议是监视和控制协议。其是“开放式标准”协议，其是由名为Echelon的美国公司开发的。自1991年首个产品被推出以来，利用该控制协议的设备的市场显著增长。到2004年年中，约五千四百万个商标为Echelon的Neuron芯片已被售出，导致了世界性的可观的应用范围中的使用该开放式协议的成千的产品。EIA709.1协议提供了一组通信服务，其允许设备中的应用程序在网络上发送消息并且自其他设备接收消息，而不需要了解网络拓扑或者其他设备的名称、地址或功能。对网络管理服务的支持允许远程网络管理工具在网络上与设备交互，包括重新配置网络地址和参数，下载应用程序，报告网络问题，和开始/停止/重置设备应用程序。

本发明的PLM优选地与EIA709.1协议兼容，并且所有这些应用可以同本发明的PLM协同操作。

STAPLM-300被设计为着重于自动化仪表读取(AMR)和家庭自动化(HA)应用，其中STAPLM-300的低成本和高性能特征是非常有吸引力的。然而，本发明同样适用于其他的应用，诸如家庭网关、IR网关、电源插座、灯开关、窗帘控制、燃气阀门控制、空调和暖气控制和任何参数控制、传感器接口、工业自动化中的机器人控制等。

而且，STAPLM-300还可用于利用双绞线作为传输媒质的工业控制应用，如上文所提及的。

根据该实施例的PLM包括许多个特征，诸如：

·兼容CENELEC EN50065-1：2001

·可动态选择8个可编程传输频率

·双载波频率

·嵌入前向纠错

·非常高的音调性噪声和脉冲噪声免疫性

·利用DSP技术

·容易地集成到现有的兼容EIA709.1协议的网络中或者单独利用STAPLM-300创建自身的EIA709.1网络

·标准的GNU C接口用于应用程序代码编程

·单独的32比特EISC处理器，用于：

○应用程序代码处理

○事件驱动任务调度器处理

○EIA709.1协议固件处理

·特定任务的硬件模块：

○电力线收发信机

○MAC层

○用户可配置IO接口

○具有电池备份的可编程实时时钟

○看门狗定时器

○重置和计时

○两个16比特定时器/计数器

·在131.98kHz下支持5.4kbps的ANSI/EIA 709.2符号率

·-80dBV接收机灵敏度

·作为双绞线收发信机操作的能力

·存储器资源：

○片上8K字节RAM，用于缓存网络和应用程序数据

·两个嵌入UART

·嵌入低电压检测器

·具有5V容限IO的3.3V电压源

·5×8比特GPIO端口

·全主/从SPI端口

·100引脚PQFP封装

·在131.98kHz下支持5.4kbps的EIA 709.2符号率

·每个芯片中的48比特唯一ID号码

·-40℃～80℃的工业温度范围

·基于Java的节点开发者软件工具，用于开发应用程序

电力线收发信机

根据本发明的一个方面，嵌入的电力线收发信机被设计用于，通过利用现代的DSP技术递送可靠的数据通信，在严酷的电力线环境中操作。

载波频率

STAPLM-300载波频率被认为是灵活的，给出了传输频谱的用户控制，同时不需要改变振荡器频率。用户不仅可以在八个不同的载波频率之间选择，而且甚至可以逐个分组地通过软件动态地控制它们。该控制可以通过两种方式实现：

1)用户可以将请求网络中的另一节点改变其操作频带的请求安置在电力线上。这是通过将专用的网络管理分组安置到针对另一节点的电力线上实现的。

2)用户可以通过调用有能力改变频带的专用软件功能改变本地收发信机(例如，其自身)。可以仅在发送分组之前调用该功能，以改变将发送分组的频带。这被称为逐个分组的方式。

这提供了根据通信媒体条件动态分配频率的方法。八个频率位于CENELEC A和C频带中。下面的表格概述了可用的载波频率和对应的数据速率的示例。

载波	频率(KHz)	波特率(bps)
载波	频率(KHz)	波特率(bps)	F0	131.578	5482
F1	113.636	4735	F0	131.578	5482
F1	113.636	4735	F2	104.166	4340
F3	94.339	3931	F2	104.166	4340
F3	94.339	3931	F4	86.206	3592
F5	79.365	3307	F4	86.206	3592
F5	79.365	3307	F6	73.529	3063
F7	67.567	2815	F6	73.529	3063

根据本发明的另一方面，在配置用于双频带模式时，可以同时接收两个通信频率。STAPLM-300缺省设置为载波频率F0和F1。连同通信媒体度量估计一起，网络可以动态地确定用于特定安装的最适宜的通信频率。在选择F0或F4载波并且正确地配置所有其他的相关特征时，STA-PLM可以同其他的基于EIA709.1协议的***通信。

图7示出了根据本发明的收发信机的框图。对于图7：

·PLI-电力线接口：这是ASIC所需用于同供电网络接驳的电路。

·噪声和信号度量估计-向上面的层提供信道度量，诸如噪声和信号强度。

·较高层的处理器-可负责解释数据并且运行协议栈。

·外部世界应用程序-***中使用芯片的方式，例如用作机顶盒电力线接口。

该收发信机***包含已被添加用于在电力线通信的背景下易化通信的许多特征。可以确认，在电力线媒体上通信时，特定的频带提供麻烦较少的数据传输。不能适应其周围环境的通信***对于数据传输而言时常是低效的。这在电力线通信中是特别真实的，其中环境可能剧烈地和随机地变化。本收发信机是通过理性思考设计的。添加了该***的三个方面用于协助环境适应过程。这些方面是频率分集、双频带接收机和信道度量估计，其将在下文中更加全面地描述。

多频带频率分集

本发明一个实施例具有8个可行的载波频率，数据通信可以在该载波频率上发生。在不偏离本发明的该方面的精神的前提下，可以使用更多或更少的频率。对于该实施例，下面的表格提供了这8个频率：

频带	载波频率(kHz)	比特率
频带	载波频率(kHz)	比特率	1	131.57894	5482
2	113.63636	4735	1	131.57894	5482
2	113.63636	4735	3	104.16666	4340
4	94.33962	3931	3	104.16666	4340
4	94.33962	3931	5	86.20689	3592
6	79.36507	3307	5	86.20689	3592
6	79.36507	3307	7	73.52941	3064
8	67.56756	2815	7	73.52941	3064

表1

本发明有能力逐个分组地动态地改变这些载波频率。这意味着，通过软件，接收机有能力改变，并且未固定于一个频率，如许多其他的电力线通信产品的情况。该频率分集在处于噪声很大的环境中时具有许多优点。第一个优点在于，在电力线媒体上，多种频带常常受到噪声源的阻挡。计算机和电视机中使用的诸如开关模式电源的设备使噪声置于电力线上，其在本质上主要是音调性的，在特定频率下产生了通信困难。图8有助于说明该常见问题。

当确认了这些通信困难时，本发明能够现场动态地改变载波频率以避免该特定的噪声源。情况常常是，电力线媒体在上次开始通信之后随机变化。简单的情况是，某人为计算机插上电源，其阻挡了仅在数分钟之前还是可行的通信频率。本发明的该动态方面有利于克服这些问题。

通信媒体度量估计

每个STAPLM-300有能力估计两个通信媒体度量。它们是，在通信频带上存在多少噪声，以及每个接收分组的信号强度。这允许网络对中继器和路由器的安放位置以及所使用的频率作出更准确的判断。而且，用户通过查看每个节点的独立度量，能够诊断网络。该度量基于频带限制之后的进入的信号的移动平均值。每个度量具有16比特整数的形式，其能够本地读取或者自远程节点读取，允许整个网络共享信息。

对于第一度量，其是频带噪声电平的估值，同时闲置的PLM可以采集16比特值，其近似在传输频率中呈现给节点的噪声量。该频带内噪声度量是在(比如)4ms上取平均的接收闲置噪声电平。可以推荐，由于电力线上常见的大的噪声波动，进行多次读取并且再一次取平均。通常，噪声越小(例如，采集的频带内噪声度量越低)，通信越可靠。

对于第二度量，其是接收信号强度(RSSI)的估值，可以轮询接收的每个分组以获得其估计的信号强度。这对于确定网络上的不同节点的信噪比是非常有用的。情况是，特定频带中的噪声是低的，但是信号也显著衰减，使得数据传输不可靠。网络管理***也可以轮询每个节点以获得信噪比，用于创建所有传输路径条件的数据库。这产生了在困难环境中寻找中继器的所需位置的确定性方法。

双信道模式

STAPLM-300有能力同时在两个不同的载波频率上操作。应当注意，并且仍然根据本发明的该方面，通过简单地提供更多的接收机，可以将本发明配置为在多于2个频率上操作。

在优选实施例中，在传送的同时，仅可以在一个信道上发送数据，但是能够一同在两个信道上接收(例如，自两个不同的节点)。

收发信机包含被称为主和次接收机的两个接收机模块。该双接收机配置向本发明提供了同时在两个频率上通信的能力。这展开了在电力线通信的背景下有利的许多操作模式的可行性。如果特定的载波频率被阻挡，则在单接收机***中，网络可能不能动态地改变载波频率。网络必须仍然通信，以便于使每个节点的载波频率变为公共网络频率。次频带允许该操作。次频带用作冗余信道，当主频带失效时可以在其上发送消息。这向本发明提供了在主频带受到噪声源的阻挡时的接收能力。图9说明了如下思想，当(例如)131kHz载波频率的主信道受到诸如计算机的干扰源的阻挡时，通信仍可以在(例如)96kHz的次信道处进行。用户可以将上文表1中定义的八个载波频率中的任何频率指配为主和次信道。

这两个传输频率可用于多种应用。在其他基于EIA709.1协议的***的情况中，次信道是多余的，并且仅在主信道上的通信不可行时使用。这可能是因为电力线上的特定设备使通信拥挤在主载波频率上。利用所实现的双信道模式，使用次载波频率发送应答服务消息的最后两次重试。这使得能够在尝试结束数据传输事务时自动地使能冗余载波频率。希望以该方式通信的所有PLM须针对相同的载波频率配置，以便于能够通信。在该模式中必须使用两次重试中的最小值，由此首先将在主频带上尝试发送分组，并且随后将使用次频带。双信道模式还可以在需要公共信道中继的应用中使用。部分网络可被分离到不同的频率，以便于有效地隔离通信信道。这样，可以将PLM配置为跨越不同的载波频率中继分组。可以将两个载波频率配置为载波频率章节中概述的八个频率中的任何频率。

双频带接收机操作

频率分集和双接收机的概念还展现了在困难环境中动态路由的可行性。如果存在不止一个中继器，则诸如电力线的公共信道上的中继产生了问题。循环中继被认为是不良安置中继器的结果，意味着部署网络的人在安装中继器时必须非常仔细。本发明的双接收机意味着可以通过频率分割网络，用于路由而非中继。这样，每个节点还有能力在不添加额外硬件的情况下变为路由器，以便于允许路由。图10说明了关于高层公寓楼中的仪表读取***的常见问题。由于衰减和位于楼层3附近的噪声源，从楼层7到楼层1的通信并不总是可行的。这样，可以将网络分割为两个信道，以允许公共媒体中继。将在楼层3～楼层7上接收(例如)96kHz载波上的分组。然后在(例如)131kHz载波上将该分组重新传送到楼层1。由于每个楼层上的噪声源，时常需要不止一个路由器/中继器。即，本发明具有动态改变中继器安置位置和使用频率的优点，即使是在网络正在操作的情况下。在判断中继器安放位置和待使用的频带时，使用该信道度量估计。每个接收机具有其自身的MAC层，以便于使信道是完全离散的。

媒体接入协议/CENELEC接入协议

STAPLM-300具有可选择的媒体接入协议，以使其符合本地管理机构。STAPLM-300可被配置为使用CENELEC或者EIA709.1接入协议。在选择CENELEC模式时，其与EN50065-1：2001标准子条款5中概述的接入协议兼容。同时在该模式下，最大理论通过量减小。

CENELEC概述了，每个电力线通信设备必须监视131.5kHz～133.5kHz的频带，并且能够检测在至少4ms上声明的并且至少具有86dBμVrm幅度的信号的存在。如果正在使用的频带(BIU)显示媒体在至少85毫秒内是不活跃的，则允许电力线信令设备传送。这样，每个设备必须选择用于传输的随机间隔，并且必须存在至少七个均匀分布的间隔可用于随机选择。

分组模式

分组模式是专门公式化的数据传输模式，其被设计用于协助避免电力线上的严重的噪声。STA-PLM能够感应大量的噪声可能出现的时间，并且据此调节其传输速率。当分组模式启动时，数据通过速率降低约30％。通过软件可以使该模式在次频带上动态地启用和禁用。

可能克服的最严重的噪声是相位失真。***使用被称为二元相移键控(BPSK)的调制技术在电力线媒体上传输数据。其依赖于相位确定正在传输的数据。如果通过外部方法使电力线上的相位改变(例如通过改变电力线的负载阻抗)，则实际上不可能无错误数据地传输分组。本发明包含一种独特的内部***，其避免了供电周期中可能出现问题的点，其将在下文中进一步描述。这减少了在最严酷的环境中传输错误数据的可能性。

定义，首字母缩写及其他缩写

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 媒体接入协议

Node 电力线网络上的单端点，其能够传送和接收数据

BPSK 二元相移键控

STALON Semiconductor Technologies Australian LON

STAPLM Semiconductor Technologies Australian电力线调制解调器

根据本发明的每个节点有能力感应50/60Hz供电周期的当前位置。这是通过过零点传感器实现的。通过隔离设备获取供电(光隔离器或降压变压器)以产生信号的低电压表述。向该信号提供某种基础模拟低通滤波，以移除电源中的可能错误地触发同步***的不需要的瞬变。然后将该信号钳位到GND和(例如)3.3V轨，以确保不会发生由瞬变和浪涌引起的对芯片的破坏。

一旦信号进入本发明的设备/装置，其被Schmitt触发以使亚稳态的出现停止，并且引入某种滞后，其再一次有利地用于滤波。然后引入数字低通滤波，以确保不会错误地检测过零点。该滤波还确保过零点的一致性，其中任何高频噪声可能引起检测点的抖动，并且因此给出了不一致和不准确的读取。最终通过上升沿检测该信号，其中其用作遍布本***的同步信号。

每当检测到过零点时，重置内部计数器，作为对相位的参考(相位计数器)。该计数器具有细微的粒度，以确保计数器自由运行，直至到达下一过零点。重要的是，其是上升过零点，而非简单地仅是出于参考的原因的过零点。图11说明了计数器是如何操作的。

在节点的配置过程中通过软件选择操作频率。依赖于使用节点的位置，选择50或60Hz。该模式选择确定了对于该频率可达到的最大计数值。如果供电中出现小的浪涌并且因此上升过零点延迟，则该操作可以作为补充。使用该条件保持同步，并且忽略下一上升过零点。这在图12中说明。

在某些国家中，诸如澳大利亚，供电周期的时序是非常准确的并且因此每次几乎总是在相同的计数值处重置。在这些国家中，由于供电周期的一致的准确性，不需要上文的机制。然而，在不存在该一致性并且因此可能危及可靠性的国家中，上文的机制是更加有关系的。该相位计数器由收发信机中的许多子***使用。

电力线上包含的噪声不是恒定的。其常常根据供电周期的位置动态改变。通过研究发现，大部分噪声常常在过零点周围生成。图13通过某些所采集的电力线的实际数据说明了这一事实。(加粗的线是频带限制噪声，而单线正弦波是供电周期位置)。

可以看到随着与过零点更加接近，噪声增大。这是因为电力线上的许多负载在最大和最小供电处传导。该增加的传导加重了电力线上的噪声，并且因此有效地使其看起来噪声较少。该传导还具有使信号和噪声衰减的不利影响。由于诸如三端双向可控硅开关元件的设备与供电周期同步，因此脉冲噪声也出现在过零点周围。如果出现了高的衰减和显著的脉冲噪声，则有利地避开包含最多噪声的供电周期部分。这是本发明的分组模式***的工作方式。前面描述的相位计数器用于相对准确地测量供电周期在任何时间所处的位置。该准确感应机制允许避开电力线网络上的噪声。图14示出了相位计数器与供电周期以及噪声的关系。

图14的底部说明了分组通常如何失真以及在何处失真。如前面提及的，在最大和最小供电周期幅度和相位处，失真被引入到载波信号。由图14，有利的是，避开其中引入了失真的区域。这是相位计数值10～20和42～52周围的区域。图15示出了分组模式***发送分组但是在失真区域周围中止传输的方式。该模式(并且因此该中止)优选地是通过软件启动的，其中设定标志以使分组模式启动。用户设定将使分组自动中止的位置。例如，在上文的示例中，相位计数值10(起点)和20(终点)将被编程到芯片的配置部分中。这样，在10～20部分中将发生中止。

纠错模式

有许多形式用于挫败电力线上的噪声。本质上的突发或脉冲噪声典型地具有破坏数据的整个字节的影响。大部分电力线通信***不能从该噪声中恢复。如果噪声本质上还是重复的，则通常不再可能进行通信。当启动纠错模式时，PLM有能力纠正在大部分其他***中通常不可恢复的多个错误。当处于该模式时，数据通过速率降低约20％。通过软件可以使纠错启用或禁用。

优选地，收发信机使用被称为Reed-Solomon纠错的纠错方法，尽管结合本发明也可以使用其他的纠错方法。由于尺寸可变的分组，并且为了确保最小尺寸的分组，使用特殊形式的Reed-Solomon纠错。最常见的多种Reed-Solomon被称为Reed-Solomon(255，223)。这意指存在255字节的块，其中223字节是实际数据，而32字节是被称为纠错校正子(error correction syndromes)的数据。纠正校正子是纠错事件中使用的附加字节。即使仅需要发送10个字节，但是仍需要发送32字节的校正子，因此这被认为是浪费的。该收发信机使用Reed-Solomon(11，15)，这意味着其基于15字节的块，其具有4个字节的校正子。其寻求使浪费最小。而且可以使校正子遍布分组展开，而非附于分组的末端。这用于使音调性噪声的影响最小，其(实际上)非常可能破坏行中的4个字节。

加密模式

本发明，例如包括集成Triple DES加密/解密内核。由于电力线是开放式媒体，因此任何个体都有能力读取传送分组。甚至存在截取分组并且随后操纵数据以伪造信息的可能性。强加密克服了分组盗窃和操纵数据的问题。尽管EIA709.1协议宣称具有加密，但是情况并非如此。其简单地使用非常易于破译的单向数据编码。三个加密密钥是通过软件存储的，并且可以现场更新，一旦传输相当大量的数据，则允许密钥轮换。

可变BIU阈值

CENELEC EN50065-1：2001标准子条款5指明了，在用频带(BIU，Band-In-Use)阈值电平位于幅度86dBμVrms处。在许多安装中该电平并非总是实用的。许多环境包含超过该阈值电平的噪声电平，使得可靠的媒体接入是不可能的。出于该原因，本发明提供了一种可变的在用频带阈值，以适应范围广泛的安装的周围噪声电平。

可以认为，如果BIU阈值被设定为接近噪声阈值，则可能不能进行传输。这是因为***认为目前在电力线上正在传送分组。为了不与该“分组”冲突，发射机将不继续操作。为了解决噪声大的环境中的该问题，有能力改变阈值。

供电同步

在以正确的方式连接ACSYNC引脚时，STA-PLM能够与AC供电的相位同步。通过在用户定义的AC供电周期点处传送，供电同步可以协助克服电力线上的特定的噪声源。

相位检测

本发明有能力检测两个节点是否连接到相同的相位。本发明能够提供两个节点之间的相对相位角度差。可以如供电同步配置设定中示出的，连接传感器(ACSYNC引脚)。节点可以发送针对特定已知节点的相位检测分组。远程节点随后将通过相对相位作出响应。这可以现场使用，如在不能确定两个电力线是否处于相同的相位的安装中，常常现场使用。由于跨越相位耦合的大量的衰减，因此相间通信常常是困难的。在安装过程中，几乎总是被认为是最佳情况的是，在相同的相位上通信。

本发明提供了一种内建到每个芯片中的相位检测***。这意味着，在安装根据本发明的网络时，不需要特殊的设备用于确定节点之间的相位差。由于可以远程诊断，因此甚至不需要将技术人员召唤至现场以察看相位是否已正确设置。

该相位检测机制具有嵌入到***中的寻址机制，以便于产生点对点读取，而非从网络移除所有其他的节点。图16说明了网络背景下的相位检测***。

定义，首字母缩写及其他缩写

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 媒体接入协议

Node 电力线网络上的单端点，其能够传送和接收数据

每个节点有能力感应50/60Hz的供电周期的当前位置。这是通过(例如)Acsync引脚上的过零点传感器实现的，并且在上文中结合“分组模式”描述了其示例。

传统的检测***由在过零点上传送并且测量自上一过零点起消逝的时间的步骤组成。这在图17中说明。

尽管传统的方法是简单的，但是其问题在于，其打断媒体接入算法。该算法是在EIA709.2和CENELEC标准中指明的。其主要观点是，如果电力线上存在载波，则由于将引起冲突，因此不允许传送。由于传统的方法在特定的时间点处传送，不考虑是否存在正在传送的分组，因此其打断了该算法。这被认为具有如下缺点，即引起已被委托的网络中的公共电力线媒体上的冲突。本相位检测***被认为是独特的，因为其不会影响媒体接入。

其以如下方式操作。自应用层委托相位检测分组。其被提交给特定节点，其中有待确定相对相位差。这被传递到媒体接入控制(MAC)子层上，其中其等待下一传输时隙。一旦MAC子层给出了传送信号，则此时在物理层上组装分组。分组的数据字段的两个字节被预留。当前相位计数器被置于分组的这些预留字节中，并且未改变剩余的数据。当该分组由寻址节点接收时，采集接收时的相位计数并且将其连同分组一起存储。然后根据嵌入在分组中的相位计数和接收分组时的相位计数之间的差异，计算相位差。图18说明该操作。

在接收机应答分组字段的起点已到达之前，存在小量的延迟。该延迟是相对恒定的，并且通过简单地从相位计数中减去该延迟，解决该延迟。由于在电力线传输网络中仅存在三个可能的相位，因此存在三个相对相位计数范围。图19说明了参考相位A时的相位之间的相对计数。

如可以看到的，53～11的相对计数表明了其是相同相位。12～32的相对计数表明了120度的相位差，而33～52的相对计数表明了240度的相位差。

可以看到，该方法不影响媒体接入算法，因此使其对于已被委托并且在现场运行的网络是有用的。

双绞线操作

尽管STAPLM-300被设计用于电力线网络，但是其还有能力在双绞线网络上提供出色的通信。由于接收机的高灵敏度，长距离通信是可行的。这对于具有现有的双绞线或有线通信的建筑物是理想的。

当STAPLM-300配备有备份电池时，其能够在失去供电的情况下在相同的电力线缆上传送，将其当作双绞线。

可集成性

本发明基本上是可完全集成的。除了新引入的技术之外，在芯片上实现的本发明被设计用于完全符合开放式标准LONWORKS(EIA709.1协议)电力线通信协议。其可以完全地与使用相同协议的任何其他设备集成。因此，其可以与产品或网络中的现有设备协同操作。

LONWORKS协同操作性

在其最基本的模式中，STAPLM-300节点与其他的基于LonWorks(EIA709.1协议)的***和所有其他的兼容EIA709.2的设备兼容。纠错、分组模式和加密必须被关闭，以便于实现来自其他的基于LonWorks***的通信。而且，由于其他的基于LonWorks的节点仅能使用EIA709.2协议在132kHz和86kHz载波频率上接收和传送，因此还必须选择这些频率以实现协同操作性。

高度集成(低***成本)和强大的电力线收发信机使得STA-PLM是使用电力线用于自动仪表读取(AMR)和家庭自动化(HA)的优胜者。

电力线接口电路

STAPLM-300接口模块由所有必需的电路组成，用于将数字ASIC接驳到模拟电力线。

在一个实施例中，模拟前端包含两个部分，其包括低通和高通部件。其被专门设计为具有小的脉冲响应和宽的通带，以并入本发明的所有操作载波频率。其还必须用作抗混叠滤波器，以抑制高于采样频率的nyquist率的任何频率。而且，重要地，在一个应用中，其是作为用于抑制载波频带外部的强音调性噪声滤波器操作的。

EIA709.2标准指明了推荐的音调性噪声抑制框架。该框架基于在电力线上发现的某种常见的音调性噪声。即，这是诸如高于150kHz的对讲机和较低范围中的开关模式电源的设备。而且，已经确定，在电力线中存在比适用标准中理想陈述的噪声更多的实际噪声。这表明在通过该供电操作的许多设备在其适用的标准范围中是不一致的。考虑到这一点，前端被设计为应对超过标准中概述的最大干扰限制的干扰，由此其更为能够在真实环境中操作。由于在单电源轨***中使用的其单位增益、稳定性及其能力，使用二阶Sallen-Key滤波器结构。该滤波器提供了二阶带通功能。出于成本、性能和复杂度之间的最佳折衷，选择该滤波器结构。

图20示出了根据本发明的一个优选实施例的关于滤波器网络的频率响应。-3dB点位于约65kHz和140kHz处。这用于确保所有的载波频率不会因滤波器衰减，同时尽可能地使噪声衰减。该频率响应也是容易修改的，仅需要改变两个部件。在仅使用特定的频带时，这是有利的。可以使该滤波器变窄，以增加音调性噪声抑制。模拟前端还添加所需用于ADC正确操作的DC偏移。图21中示出了示意图。

路由

本发明人认识到，出于噪声、干扰和信号衰减的原因，STAPLM-300节点可能不能在所有时间与另一节点直接通信。因此，节点有时有必要间接通信。

优选的是，本发明的每个(或者至少某些)设备(STAPLM-300)可以用作路由器，将路由实现为网络管理命令。将消息提交给具有载荷代码STALON_NM_STALON_ROUTE(0x7E)和预决用于消息载荷的最终目标地址信息的路由器节点，然后路由器将封装分组转发到目标。由于路由是在应用程序中实现的，因此可以按照网络条件变化动态地开关。

当路由器节点接收到路由消息时，其从消息的起点开始剥离路由信息，并且将结果转发到目标节点。目标节点将进入的消息视为路由器生成的。如果目标节点作出响应，则该响应将被导向路由器节点地址。随后路由器节点将该响应转发到发起方地址。当目标返回响应时，其利用路由器节点地址到达发起方节点。

如果路由节点不能联系其目标，则其返回用于发起路由的代码STALON_NM_STALON_ROUTE。这告知发起方，事务故障的原因是路由器和目标之间的而非发起方和路由器之间的通信困难。

路由可以重叠(即，在消息到达目标之前，可以通过许多个节点路由该消息)。为了将额外的路由添加到外发的消息，在任何现有的请求之前，简单地预决另一路由请求。

路由示例

三个节点A、B和C：

A可以同B通信。

B可以同A通信。

B可以同C通信。

C可以同B通信。

A不能同C通信。

C不能同A通信。

节点A可以将消息从B转发到C，消息响应(如果存在)将经由B返回到A。

路由问题

由于路由使分组尺寸增加，因此其将影响用户能够制作分组的最大尺寸。

路由将产生额外的网络业务(每个路由阶段增加了转发消息的拥塞)和增加的响应时间(路由分组耗用较长的时间以到达目标，并且响应耗用较长的时间以返回)。必须仔细地调谐每个阶段的重试时序。如果节点重试过于频繁，则该重试可能与来自路由器的响应分组冲突。

路由示例

下面的示例示出了发起方希望向不能到达的节点发送子网节点寻址消息的设想情况。待递送的载荷是代码0x20和数据0x10。选择路由器节点，其将不能到达的目标的地址包含在表格索引1处的其地址表格中。

目标地址(原始字节)： 0x01 0x00 0x44 0x44 0x05

路由地址1(原始字节)：0x01 0x02 0x44 0x44 0x05

初始分组(未路由)

地址	载荷代码	载荷数据
地址	载荷代码	载荷数据	0x01 0x00 0x44 0x44 0x05	0x20	0x10

路由分组(如果提供地址索引)

地址	载荷代码	载荷数据
地址	载荷代码	载荷数据	0x01 0x02 0x44 0x44 0x05	0x7E	0x10 0x20 0x10

路由分组(如果提供完整地址)

地址	载荷代码	载荷数据
地址	载荷代码	载荷数据	0x01 0x02 0x44 0x44 0x05	0x7E	0x0F 0x01 0x000x44 0x44 0x050x20 0x10

异步接收机/发射机(UART)

在STAPLM-300中存在两个全双工异步接收机/发射机(UART)。它们支持从1.25兆波特～300波特的波特率。帧格式是：1个起始比特、8个数据比特、没有奇偶校验、和1个停止比特。每个UART可以生成接收缓冲器满或传送缓冲器空中断。

硬件定时器

存在两个16比特向下计数定时器，它们均可以生成中断。该定时器具有50ns的时基。

存在预分频(pre-scale)设定用于修改缺省时基。预分频设定可以来自1ms预分频器、实时时钟单元或者UART波特率定时器。

该定时器可被设置为对来自GPIO端口或者其他定时器的中断计数。该定时器可被设定为循环模式，其中它们自动地重新加载，使其对于周期性定时功能是有用的。

GPIO

在STAPLM-300中存在五个8比特通用输入/输出(GPIO)端口。它们被标为A～E。所有该端口是3.3V，5V容限、双向的和可比特寻址的。每个端口的比特0可以用作电平敏感中断输入，中断极性是可编程的。

端口E的引脚可用于特定硬件操作：幅移键控、串行移位输出、SPI、和实时时钟校准。

幅移键控单元

该控制器将利用一个用户定时器生成的载波，调制GPIO端口E生成的或者来自UART传送引脚的输入。该单元对于如红外通信的活动是有用的。

串行移位输出

这是缓冲定时器驱动输出。该输出实际上以定时器的速率更新。这产生了关于时序/相位敏感应用的高的精度。

在没有缓冲定时器驱动输出的情况下，微处理器执行时间被添加到引脚的相位错误(抖动)，该相位错误将比输入时钟中的潜在错误大许多个数量级。

SPI输入/输出

可以将引脚配置为串行***接口(SPI)端口。STAPLM-300包括全主/从SPI模式，其具有如下特征：

·主或从模式

·多主总线竞争检测和中断

·可用的四个传输协议，其具有可选择的时钟极性和时钟相位

·高达16比特的可变长度传数字

·与SPI(Motorola Semiconductor的商标)和Microwire/Plus(National Semiconductor的商标)兼容

·主模式下生成的比特率：***时钟÷2～÷256

·从模式下生成的比特率：SCK＝***时钟÷4

断点寄存器

当微处理器程序计数器等于该寄存器时，生成断点中断。该寄存器由GNU调试器使用。

看门狗定时器

该定时器可以具有1ms～2s的周期。其可被配置为生成中断或重置STAPLM-300。

中断控制器

可以在软件中阻挡、清除或重置所有中断。在新的中断正在生成同时现有中断正被处理的事件中，缓冲中断。该中断包括：UART缓冲中断、SPI中断、GPIO中断、定时器中断、实时时钟警报中断、看门狗中断和断点中断。

尽管结合本发明的具体实施例描述了本发明，但是应当理解，其能够进行进一步的修改。本申请的目的在于涵盖任何变化形式的使用和改装，其通常遵循本发明的原理，并且包括偏离于本公开内容但确是本发明涉及领域中的已知或惯例的实践并且可应用于前文阐述的基本特征的内容。

由于本发明可以在不偏离本发明的基本特性的精神的前提下体现为多种形式，因此应当理解，除非特别说明，上文描述的本实施例并非限制本发明，其应被广泛地解释为处于所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。多种修改方案和等效方案应涵盖于本发明和所附权利要求的精神和范围内。因此，具体实施例应被理解为实践本发明的原理的许多方式的说明。在所附权利要求中，装置+功能条款应涵盖执行定义功能的结构，并且其不仅是结构等效方案，而且是等效结构。例如，尽管钉子和螺钉可能不是结构等效方案，即钉子使用圆柱表面将木质部件固定在一起，而螺钉使用螺旋表面将木质部件固定在一起，但是在固定木质部件的环境中，钉子和螺钉是等效结构。

本说明书中使用的“包括”用于指明所陈述的特征、完整物体、步骤或部件的存在，但是不应排除一个或多个其他特征、完整物体、步骤、部件或其组的存在和添加。因此，除非上下文背景需要，否则在描述和权利要求通篇中，“包括”等应被解释为内含的意义而非排他或详尽的意义；即，应解释为“包括，但不限于”。

Claims

1.一种传送数据的方法，包括如下步骤：

提供多个可行的传输频率，

从多个可行频率中选择一个频率，

使用选定的一个频率传送数据。

2.如权利要求1所述的方法，其中，传输频率的选择基于***中噪声的测量。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，频率的选择至少部分地基于具有相对低的噪声电平的频率。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，进一步包括步骤：在所述一个频率或者选自多个频率中的另一频率下传送数据。

5.如权利要求1～4中任何一项所述的方法，进一步包括步骤：同时在多个频率下传送数据，所述频率选自可行频率。

6.如权利要求3所述的方法，其中，基于一段时间周期上的闲置噪声电平测量低电平的噪声。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述时间周期至少是2ms。

8.一种电力线通信***，包括：

用于提供多个可行频率的装置，

适于使用多个可行频率中的一个选定频率传送数据的传送装置。

9.如权利要求8所述的***，其中，数据的传输在基于噪声测量而选择的频率下进行。

10.一种确定数据传输中使用的频率的选择的方法，所述方法包括如下步骤：

确定频带噪声电平的估值，

确定接收信号强度的估值，以及

基于上述确定结果而选择频率。

11.如权利要求10所述的方法，其中，频率的选择基于相对低的噪声电平和相对高的信号强度。

12.如权利要求10所述的方法，其中，选择不止一个频率。

13.一种传递数据的方法，所述方法包括如下步骤：

基于第一特性传送数据，

接收数据，并且基于第二特性重新传送数据。

14.如权利要求13所述的方法，其中，第一或第二特性是频率。

15.如权利要求13所述的方法，其中，第一或第二特性是地址。

16.一种传递数据的方法，所述方法包括如下步骤：

确定一个电相位的过零电平，

确定延迟时间，

在上升沿传送数据，并且使之从过零点起延迟所述延迟时间。

17.一种传递数据的方法，所述方法包括如下步骤：

确定噪声电平，

一旦电压超过噪声电平，则传送数据。

18.如权利要求17所述的方法，其中，传送数据在供电周期的上升沿处发生。

19.一种提供纠错的方法，所述方法包括：对于至少一些接收数据强制执行Reed-Solomon纠错。

20.如权利要求19所述的方法，其中，纠错是Reed-Solomon(255，223)。

21.一种在电力线***中传送数据的方法，所述方法包括在传送数据之前对数据加密的步骤。

22.如权利要求21所述的方法，其中，使用至少三个密钥，并且周期性改变所述密钥。

23.一种确定两个节点是否耦合到相同的相位的方法，所述方法包括如下步骤：

将数据分组转发到选定节点，在传输中所述数据分组包括表示传送节点的相位的数据的第一字节，

在选定节点处接收分组，

确定选定节点在接收分组时的相位，

确定数据的第一字节和选定节点相位之间的差。

24.如权利要求23所述的方法，其中，数据的第二字节表示选定节点在接收分组时的相位。

25.如权利要求24所述的方法，其中，如果第一和第二字节之间的差为：

53～11，则节点在相同的电力线相位上，

12～32，则节点相位差为120度，并且

33～52，则节点相位差为240度。

26.一种适用于确定两个节点之间的相位差的数据分组，所述分组包括：

表示传送数据的节点的相位的第一数据，和

表示接收数据的节点在接收该分组时的相位的第二数据。

27.一种确定相位变化匹配的方法，所述方法包括如下步骤：

将幅度和信号的正交分量分离，以及

将相对没有噪声的载波中的相位变化同具有强加的噪声的载波中的相对相似的相位变化进行比较。

28.如权利要求27所述的方法，其中，相位匹配基本上根据下式

确定

H_{0} (t) = {&Integral;}_{0}^{T} \frac{| r (t) | - r (t)}{2 r (t)} \times \frac{| s (t) | - s (t)}{2 s (t)}

其中

s (t) = \{\begin{matrix} {A \sin ω}_{c} t & 0 \leq t &GreaterEqual; \frac{T}{2} \\ - {A \sin ω}_{c} t & \frac{T}{2} < t &GreaterEqual; T \end{matrix}

29.一种电力线***中的比特同步的方法，所述方法包括使用迟-早同步的步骤。

30.一种锁相的方法，包括：当确定相位基本上稳定时比较相位。

31.如权利要求30所述的方法，进一步包括步骤：

当声明相位变化量信号时，使用相对细微的相位参考粒度进行比较。

32.如权利要求31所述的方法，其中，相位参考比当前相位估值提前大致22.5度的第一参考且比当前相位估值滞后大致22.5度的第二参考，并且

从第一或第二参考中选择相关性最强的参考作为新的相位估值。

33.一种基本上可完全集成的电力线通信设备。

34.如权利要求33所述的设备，其中，所述设备是电力线调制解调器。

35.一种适于在电力线***中使用的接口设备，包括：

低通部分和高通部分。

36.如权利要求33所述的设备，包括二阶Sallen-Key滤波器结构和二阶带通功能。

37.一种通信方法，所述方法包括如下步骤：

利用载荷代码以及预决用于消息载荷的最终目标地址，使消息寻址到路由器节点。

38.如权利要求37所述的方法，进一步包括步骤：使消息寻址到路由器，并且路由器随后将封装分组转发到目标。

39.如权利要求37或38所述的方法，其中，载荷代码基本上是STALON_NM_STALON_ROUTE(0x7E)。

40.在电力线***中，如权利要求1～8、10～25、27～32、37～39中的任何一项所述的方法。

41.一种设备，适于根据如权利要求1～8、10～25、27～32、37～39中的任何一项所述的方法操作。

42.一种电力线***，适于根据如权利要求1～8、10～25、27～32、37～39中的任何一项所述的方法操作。

43.适于在电力线***中操作的装置，所述装置包括：

处理器设备，其适于根据预定的指令集操作，

所述装置，结合所述指令集，适于执行如权利要求1～8、10～25、27～32、37～39中的任何一项所述的方法。

44.一种计算机程序产品，包括：

计算机可用介质，其具有体现在所述介质上的计算机可读程序代码和计算机可读***代码，用于实现电力线***中的通信，所述计算机程序产品包括：

所述计算机可用媒体中的计算机可读代码，用于实现根据如权利要求1～8、10～25、27～32、37～39中的任何一项所述的方法的操作。

45.一种如此处公开的方法。

46.一种如此处公开的装置和/或设备。