RU2216854C2 - METHOD AND DEVICE FOR DATA TRANSMISSION AND RECEPTION OVER POWER supply mains - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR DATA TRANSMISSION AND RECEPTION OVER POWER supply mains Download PDF

Info

Publication number
RU2216854C2
RU2216854C2 RU2001135385/09A RU2001135385A RU2216854C2 RU 2216854 C2 RU2216854 C2 RU 2216854C2 RU 2001135385/09 A RU2001135385/09 A RU 2001135385/09A RU 2001135385 A RU2001135385 A RU 2001135385A RU 2216854 C2 RU2216854 C2 RU 2216854C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
modulating
input
output
generator
Prior art date
Application number
RU2001135385/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001135385A (en
Inventor
н Г.М. Мкртч
Г.М. Мкртчян
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Информационно-аналитический центр научно-технических исследований "Континиум"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество Информационно-аналитический центр научно-технических исследований "Континиум" filed Critical Закрытое акционерное общество Информационно-аналитический центр научно-технических исследований "Континиум"
Priority to RU2001135385/09A priority Critical patent/RU2216854C2/en
Publication of RU2001135385A publication Critical patent/RU2001135385A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2216854C2 publication Critical patent/RU2216854C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

FIELD: data transmission systems using power transmission lines as communication lines. SUBSTANCE: message for transmitting and receiving messages over power supply mains includes modulation of digital data signal by pseudorandom modulating train, modulation of carrier-frequency signal phase by means of signal obtained, transfer of this signal to power transmission line, reception of this signal, its multiplication by copy of pseudorandom pulses, time shift of pseudorandom modulating train by one time step depending on digital data signal value, storage of mentioned multiplication results, their comparison with threshold values determined by presence of signal corresponding to 1 or 0 transmission in digital data signal, and evaluation of transferred data value by results of mentioned comparison. Device implementing proposed method has on sending end carrier- and clock-frequency generator, pseudorandom modulating train generator, an phase keyer; on receiving end it has two multipliers, synchronizer, pseudorandom modulating train copy generator, two integrators, comparison circuit, delay circuit, and power mains connector. EFFECT: enhanced noise immunity and data transmission speed. 2 cl, 6 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к системам передачи информации, использующим в качестве ЛИНИИ СВЯЗИ провода электросети, в частности, может быть использовано в системах связи и энергоснабжения посредством электросетей при передаче электроэнергии на большие расстояния (по распределительным и высоковольтным линиям электропередачи) и по бытовым электросетям, в системах контроля и учета, передачи информационных сообщений. The present invention relates to information transmission systems using power lines as COMMUNICATION LINES, in particular, can be used in communication and power supply systems through power grids when transmitting electricity over long distances (via distribution and high-voltage power lines) and through household power networks, in systems control and accounting, transmission of information messages.

В большинстве развитых стран электроэнергию поставляют, главным образом, компании, производящие и распределяющие ее. In most developed countries, electricity is supplied mainly by companies that produce and distribute it.

Существующие в настоящее время распределительные сети обычно состоят из большого количества низковольтных сетей (часто называемых магистральными), к которым подключены бытовые потребители и небольшие предприятия, причем низковольтные сети получают питание от высоковольтных распределительных сетей или систем (часто называемых энергосистемами). Presently existing distribution networks usually consist of a large number of low-voltage networks (often called backbone networks), to which household consumers and small enterprises are connected, and low-voltage networks are powered by high-voltage distribution networks or systems (often called power systems).

Низковольтные (потребительские) сети могут иметь, например, напряжение 220 В (или 380 В в 3-фазных сетях). Low-voltage (consumer) networks can have, for example, a voltage of 220 V (or 380 V in 3-phase networks).

Известно, что электрические сети изначально не предназначались для использования в качестве канала связи, тем более в качестве высокоскоростного канала связи для предоставления телекоммуникационных услуг. Тем не менее усилия по созданию методов и устройств, обеспечивающих цифровую связь по линиям электропередач и распределительным электросетям, предпринимались различными компаниями во многих странах. В развитии технологии передачи данных по электросетям (в дальнейшем PLC - Powerline Communications) существуют две тенденции, позволяющие преодолеть такие недостатки электросети с точки зрения свойств канала связи, как высокий уровень и нестационарность шумов, широкий диапазон изменения величины затухания сигнала и эквивалентной нагрузки в сети, наличие эффектов многолучевого распространения и возникновение эхо-сигналов на частотах, необходимых для высокоскоростной передачи данных. It is known that electric networks were not originally intended for use as a communication channel, especially as a high-speed communication channel for the provision of telecommunication services. Nevertheless, efforts were made by various companies in many countries to create methods and devices that provide digital communications over power lines and distribution networks. There are two trends in the development of data transmission technology over power grids (hereinafter PLC - Powerline Communications), which can overcome such drawbacks of the power grid from the point of view of the properties of the communication channel, such as a high level and unsteadiness of noise, a wide range of changes in signal attenuation and equivalent network load, the presence of multipath effects and the appearance of echo signals at frequencies necessary for high-speed data transmission.

В частности, некоторые компании основное внимание уделяют разработке PLC-модемов на основе традиционной Spread Spectrum (SS) технологии (FH и DS) и технологии OFDM (Ortogonal Frequence Division Multiplexing), обеспечивающих высокий уровень помехоустойчивости цифровой передачи данных (NEC Home Electronics Ltd, pat. US 4864589 от 05.09.89; Intellon Corporation, pat. US 5090024 от 18.02.92, pat. US 5263046 от 16.11.93, pat. US 5278862 от 11.01.94, Siemens, Ascom и др.). Другие предпочитают создать в электросетях путем их "кондиционирования" (в смысле подавления шумов) и стабилизации эквивалентной нагрузки/сопротивления сети условия, позволяющие использовать методы модуляции, используемые в модемах для выделенных линий связи - FSK, GFSK, QPSK, OQPSK, QAM, Pi/4 QPSK и др. (Norweb PLC, pat. US 5684450 от 04.11.97, US 5929750 от 27.07.99, US 5933071 от 03.08.99, US 5949327 от 07.09.99, ABB Power T&D Company, pat. US 5694108 от 02.12.97, AT&T Corp., US 5952914 от 14.09.99). In particular, some companies focus on the development of PLC modems based on traditional Spread Spectrum (SS) technology (FH and DS) and OFDM (Ortogonal Frequency Division Multiplexing) technology, which provide a high level of noise immunity of digital data transmission (NEC Home Electronics Ltd, pat US Pat. No. 4,864,589 dated September 5, 89; Intellon Corporation, pat. US 50,900,224 of February 18, 92, pat. US 5,263,046 of 11/16/93, pat. US 5,278,862 of January 11, 94, Siemens, Ascom, etc.). Others prefer to create conditions in the power grids by “conditioning” them (in the sense of suppressing noise) and stabilizing the equivalent load / resistance of the network, allowing using the modulation methods used in modems for dedicated communication lines - FSK, GFSK, QPSK, OQPSK, QAM, Pi / 4 QPSK et al. (Norweb PLC, pat. US 5684450 from 11/04/97, US 5929750 from 07/27/99, US 5933071 from 03/08/99, US 5949327 from 09/09/99, ABB Power T&D Company, pat. US 5694108 from 02.12 .97, AT&T Corp., US 5952914 dated 09/14/99).

Известные пути развития PLC имеют следующие ограничения и недостатки. Широкополосность цифровой обработки лимитируется ограниченным быстродействием цифровых элементов, особенно аналого-цифровых преобразователей. Несмотря на то, что прогресс в этом направлении значителен, создание массовой продукции ограничивается стоимостью высокоскоростных АЦП. Кроме того, присущие цифровым методам шумы квантования или дискретизации могут ограничивать динамический диапазон обработки. Это существенно при наличии в канале связи интенсивных коррелированных помех. Усиление акцента на "улучшение" электросетей и приближение условий в них к условиям в выделенных каналах связи девальвируют саму идею использования электросетей как уже "существующего" канала связи и связано со значительными инфраструктурными затратами для предоставления телекоммуникационных услуг с использованием PLC-технологии. Known paths for the development of PLC have the following limitations and disadvantages. Broadband digital processing is limited by the limited speed of digital elements, especially analog-to-digital converters. Despite the fact that progress in this direction is significant, the creation of mass production is limited by the cost of high-speed ADCs. In addition, the inherent digital techniques of quantization or sampling noise can limit the dynamic range of processing. This is significant when there is intense correlated interference in the communication channel. The increased emphasis on “improving” the electric grids and bringing the conditions in them closer to the conditions in dedicated communication channels devalue the very idea of using electric grids as an “existing” communication channel and is associated with significant infrastructure costs for the provision of telecommunication services using PLC technology.

Известно устройство телесигнализации по электрическим сетям (авт. свид. СССР N 871343, Н 03 В 3/54, опубл. 07.10.81), содержащее передатчик, приемник, подключенный к обмотке первого однообмоточного трансформатора, а также второй однообмоточный трансформатор, либо первый и второй индукторы. A device for remote signaling on electrical networks (ed. Certificate of the USSR N 871343, H 03 V 3/54, publ. 07.10.81), containing a transmitter, a receiver connected to the winding of the first single-winding transformer, as well as a second single-winding transformer, or the first and second inductors.

Недостатком этого устройства является то, что потребители электроэнергии, подключенные к этим проводам, шунтируют канал передачи информации, что приводит к увеличению энергетических затрат и создает высокочастотные помехи. По этой причине такие устройства не нашли широкого применения в распределительных и низковольтных (220/380 В) воздушных и кабельных линиях электропередачи, где подключено большое количество потребителей электроэнергии, одновременно являющихся источниками высокочастотных помех. Недостатком известного способа является низкая помехозащищенность. The disadvantage of this device is that consumers of electricity connected to these wires bypass the information transfer channel, which leads to an increase in energy costs and creates high-frequency interference. For this reason, such devices are not widely used in distribution and low-voltage (220/380 V) overhead and cable power lines, where a large number of power consumers are connected, which are at the same time sources of high-frequency interference. The disadvantage of this method is the low noise immunity.

Известен также способ передачи и приема сигналов (Научно-технический бюллетень по электрификации сельского хозяйства, выпуск 2/54, М., ВИЭСХ, 1985, "Канал связи на тональных частотах по линии 10 кВ". К.И. Гутин и С.А. Цагарейшвили), где трехфазная электрическая сеть используется для передачи сигналов с контролируемых пунктов на диспетчерский пункт. Сигналами являются радиоимпульсы тональной частоты. В данном канале связи применен передатчик пассивно-активного типа. В указанном способе при передаче символа "1" в пункте передачи преобразуют напряжение промышленной частоты F в ток обратной последовательности на частоте f1 и ток прямой последовательности на частоте f2, передают эти токи по трехфазной электрической сети в пункт приема.There is also a known method of transmitting and receiving signals (Scientific and Technical Bulletin on Electrification of Agriculture, Issue 2/54, M., VIESH, 1985, “Communication channel at tonal frequencies along the 10 kV line.” K.I. Gutin and S.A. . Tsagareishvili), where a three-phase electric network is used to transmit signals from controlled points to a control center. The signals are tonal frequency pulses. A passive-active type transmitter is used in this communication channel. In the indicated method, when transmitting the symbol “1” at the transmission point, the industrial frequency voltage F is converted to the negative sequence current at frequency f 1 and the direct sequence current at frequency f 2 , these currents are transmitted through a three-phase electric network to the receiving point.

В пункте приема преобразуют токи на частотах f1 и f2 в напряжение U1(t)= Um1cosΩt (n=1,2,....,n-1, Ω=2pF), преобразуют напряжение промышленной частоты F в напряжение гетеродина Uг(t) =Umгcos(nΩt), преобразуют напряжения U1(t) и Uг(t) в постоянное положительное напряжение U1, интегрируют напряжение U1 на интервале T1 (T1 = τ1, τ1 - длительность передачи символа "1"), выделяют сигнал, соответствующий символу "1", при этом начало и конец интервала интегрирования T1 совмещают с началом и концом передачи символа "1".At the receiving point, the currents at frequencies f 1 and f 2 are converted to voltage U 1 (t) = U m1 cosΩt (n = 1,2, ...., n-1, Ω = 2pF), the voltage of the industrial frequency F is converted to the local oscillator voltage U g (t) = U mg cos (nΩt), convert the voltages U 1 (t) and U g (t) into a constant positive voltage U 1 , integrate the voltage U 1 over the interval T 1 (T 1 = τ 1 , τ 1 is the duration of transmission of the symbol “1”), a signal corresponding to the symbol “1” is isolated, while the beginning and end of the integration interval T 1 is combined with the beginning and end of the transmission of the symbol “1”.

При передаче символа "0" в пункте передачи преобразуют напряжение промышленной частоты F в ток обратной последовательности на частоте f3 и ток прямой последовательности на частоте f4, передают эти токи по трехфазной электрической сети в пункт приема, преобразуют токи на частотах f3 и f4 в напряжение U2(t) = = Um2 cos(nΩt -180o), преобразуют напряжения U2(t) и Uг(t) в постоянное отрицательное напряжение U2 на интервале T2 (T2 = τ2, τ2 - длительность передачи символа "0"), выделяют сигнал, соответствующий символу "0", при этом начало и конец интервала интегрирования Т2 совмещают с началом и концом передачи символа "0". Достижение технического результата обеспечивают за счет применения на приемном пункте операции интегрирования, причем начало и конец интегрирования производят в характерных точках, которыми являются моменты времени перехода питающего напряжения U(t) =UmcosΩt через ноль при dU(t)/dt≥0. Эти моменты времени соответствуют началу и концу передачи символов "1" и "0" на передающем пункте. Недостатком данного способа является низкая скорость передачи информации, не обеспечивающая цифровую передачу речевых сообщений.When transmitting the symbol "0" at the point of transfer, the voltage of the industrial frequency F is converted to the current of the negative sequence at frequency f 3 and the current of the direct sequence at frequency f 4 , these currents are transmitted through a three-phase electric network to the receiving point, currents at frequencies f 3 and f are converted 4 to the voltage U 2 (t) = U m2 cos (nΩt -180 o ), the voltages U 2 (t) and U g (t) are converted to a constant negative voltage U 2 in the interval T 2 (T 2 = τ 2 , τ 2 - the duration of the transmission of the symbol "0"), select the signal corresponding to the symbol "0", while the beginning and end of the interval of integrations T 2 is combined with the beginning and end of the transmission of the character "0". The achievement of the technical result is ensured by the application of the integration operation at the receiving point, and the beginning and end of the integration is carried out at characteristic points, which are the times of the transition of the supply voltage U (t) = U m cosΩt through zero at dU (t) / dt≥0. These time points correspond to the beginning and end of the transmission of the characters "1" and "0" at the transmitting point. The disadvantage of this method is the low speed of information transfer, which does not provide digital transmission of voice messages.

Известен способ передачи видеоинформации по электросети (патент США 5592482 от 12.09.94 г.), в котором частотно-модулированные (ЧМ) видеосигналы вводятся в электрическую проводку через устройство, согласующее импеданс распределительной кабельной телевизионной сети с импедансом электропроводки, имеющей специфический характеристический импеданс. На приемной стороне сигнал из электропроводки селектируется полосовым фильтром, соответствующим определенному телевизионному каналу, и подается на телевизионный приемник. Данный способ имеет такие недостатки, как зависимость качества приема видеосигнала от текущего импеданса и величины помех в электросети, кроме того, частотно-модулированный сигнал не позволяет плавно перестраивать скорости передачи информации в доступном для информационного обмена диапазоне частот по электропроводке. A known method of transmitting video information over the power grid (US patent 5592482 from 09/12/94), in which frequency-modulated (FM) video signals are input into electrical wiring through a device matching the impedance of a distribution cable television network with an impedance of wiring having a specific characteristic impedance. On the receiving side, the signal from the wiring is selected by a band-pass filter corresponding to a specific television channel, and fed to the television receiver. This method has such disadvantages as the dependence of the quality of the video signal on the current impedance and the magnitude of the interference in the electrical network, in addition, the frequency-modulated signal does not allow smoothly adjust the transmission speed of information in an accessible for information exchange frequency range for wiring.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемым способу и устройству является аппаратура приема-передачи по а.с. N 300946, 1971 г. Этот способ заключается в следующем. На передающей стороне формируют сфазированные между собой ортогональные ПСП, которые умножают на колебание несущей частоты, которое сдвигают по фазе на 90o, и на колебания несущей частоты, проманипулированные по фазе на 0o, результаты перемножения складывают, получая четырехфазный псевдослучайный сигнал.Closest to the technical nature of the proposed method and device is the equipment of reception and transmission by AS N 300946, 1971. This method is as follows. On the transmitting side, orthogonal PSPs are phased between themselves, which are multiplied by the carrier frequency oscillation, which is phase shifted by 90 ° , and the carrier frequency oscillations, which are phase-manipulated by 0 ° , the multiplication results are added, obtaining a four-phase pseudorandom signal.

На приемной стороне принятые сигналы демодулируют и фильтруют. В результате выделяют колебание несущей частоты и то же колебание, проманипулированное по фазе передаваемой дискретной информацией, затем из этих колебаний выделяют информационную разность фаз между сигналами. At the receiving side, the received signals are demodulated and filtered. As a result, the carrier frequency oscillation and the same oscillation, phase-manipulated by the transmitted discrete information, are isolated, then the information phase difference between the signals is extracted from these oscillations.

Для реализации этого способа служит устройство, представленное на фиг.1, где 1 - генератор несущей и тактовой частот (ГНТЧ); 2, 12 - формирователь ортогональной псевдослучайной последовательности (ПСП) (ФОПСП); 3 - генератор псевдослучайной последовательности ПСП; 4, 14 - устройство фазирования; 5, 6, 10, 11 - умножители; 7 - фазовращатель на 90'; 8 - фазовый манипулятор; 9 - сумматор; 13 - генератор опорной ПСП (ГОПСП); 15 - устройство синхронизации; 16, 17 - полосовые фильтры; 18 - фазовый детектор. В передатчике ГНТЧ одним выходом соединен со входами ФОПСП 2 и ГПСП 3, вторые входы которых соединены с устройством фазирования 4. Выход ФОПСП 2 соединен со входом умножителя 5, второй вход которого через фазовращатель 7 соединен со вторым выходом ГНТЧ 1. Выход ГПСП 3 соединен со входом умножителя 6, второй вход которого через фазовый манипулятор 8 соединен со вторым выходом ГНТЧ 1. Выходы умножителей 5 и 6 соединены со входами сумматора 9. To implement this method, the device shown in Fig. 1 is used, where 1 is a carrier and clock frequency generator (GNTC); 2, 12 — shaper of the orthogonal pseudorandom sequence (PSP) (FOPSP); 3 - generator pseudo-random sequence SRP; 4, 14 - phasing device; 5, 6, 10, 11 - multipliers; 7 - phase shifter 90 '; 8 - phase manipulator; 9 - adder; 13 - generator reference PSP (GOPSP); 15 - synchronization device; 16, 17 - band-pass filters; 18 is a phase detector. In the transmitter, the GNSS is connected by one output to the inputs of the FOPSP 2 and GPSSP 3, the second inputs of which are connected to the phasing device 4. The output of the FSSP 2 is connected to the input of the multiplier 5, the second input of which is connected through the phase shifter 7 to the second output of the GNSS 1. The output of the GPSP 3 is connected to the input of the multiplier 6, the second input of which through the phase manipulator 8 is connected to the second output of the GNSS 1. The outputs of the multipliers 5 and 6 are connected to the inputs of the adder 9.

В приемнике умножители 10 и 11 соединены со входом устройства синхронизации 15 и со входом устройства. Выход устройства синхронизации 15 соединен со входами ФОПСП 12 и ГОПСП 13, вторые входы которых соединены с устройством фазирования 14. Выход ФОПСП 12 соединен со вторым входом умножителя 10, выход которого через полосовой фильтр 16 соединен со входом фазового детектора 18. Выход ГОПП 13 соединен со вторым входом умножителя 11, выход которого через полосовой фильтр 17 соединен со вторым входом фазового детектора 18. At the receiver, multipliers 10 and 11 are connected to the input of the synchronization device 15 and to the input of the device. The output of the synchronization device 15 is connected to the inputs of the FOPSP 12 and GOPSP 13, the second inputs of which are connected to the phasing device 14. The output of the FOPSP 12 is connected to the second input of the multiplier 10, the output of which through a bandpass filter 16 is connected to the input of the phase detector 18. The output of the GOPP 13 is connected to the second input of the multiplier 11, the output of which through a band-pass filter 17 is connected to the second input of the phase detector 18.

Недостатком такого способа и устройства является необходимость передачи опорного сигнала для качественного восстановления фазоманипулированного сигнала на приемной стороне, что приводит к нерациональному использованию мощности передатчика. The disadvantage of this method and device is the need to transmit a reference signal for the qualitative restoration of the phase-shifted signal at the receiving side, which leads to irrational use of the transmitter power.

Кроме того, недостатком является недостаточная помехоустойчивость и скорость передачи информации. In addition, the disadvantage is the lack of noise immunity and the speed of information transfer.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение помехоустойчивости, увеличение скорости передачи информации, расширение функциональных возможностей устройств, использующих существующую электропроводку в качестве канала связи, и уменьшение энергетических затрат при передаче информации по электросетям, в том числе кабельным и воздушным линиям электропередачи. The objective of the invention is to increase noise immunity, increase the speed of information transfer, expand the functionality of devices that use the existing wiring as a communication channel, and reduce energy costs when transmitting information over electrical networks, including cable and overhead power lines.

Указанная задача достигается в способе передачи и приема сообщений по электросетям, заключающемся в том, что в электросеть передают информационный сигнал, модулированный псевдослучайной последовательностью, причем фазу несущего колебания манипулируют в соответствии с модулирующей псевдослучайной последовательностью, принимают сигнал, перемножают принимаемый сигнал с копией модулирующей псевдослучайной последовательности, за счет того, что при передаче в электросеть модулирующую псевдослучайную последовательность сдвигают по времени на один такт в зависимости от амплитуды передаваемого сигнала, а при приеме накапливают результаты перемножения принимаемого сигнала с копией модулирующей псевдослучайной последовательности, сравнивают их и выбирают канал с большим значением накопления. This task is achieved in a method for transmitting and receiving messages over electrical networks, namely, that an information signal modulated by a pseudo-random sequence is transmitted to the electrical network, the phase of the carrier wave being manipulated in accordance with a modulating pseudorandom sequence, a signal is received, the received signal is multiplied with a copy of the modulating pseudorandom sequence due to the fact that when transmitting to the power grid, the modulating pseudorandom sequence is shifted in time Meni one cycle depending on the amplitude of the transmitted signal, and when receiving accumulating results of multiplication of the received signal with a copy of the pseudorandom sequence modulating, compare them and choose the channel with the large accumulation value.

Указанная задача достигается также в устройстве передачи и приема сообщений по электросетям, содержащем на передающей стороне генератор несущей и тактовой частот, первый выход которого соединен с входом генератора модулирующей псевдослучайной последовательности, фазовый манипулятор, вход которого соединен с вторым выходом генератора несущей и тактовой частот, и устройство присоединения к электросети, а на приемной стороне - устройство присоединения к электросети, первый и второй перемножители, первые входы которых объединены и соединены с входом устройства синхронизации, а вторые входы соединены с выходом генератора копии модулирующей псевдослучайной последовательности, вход которого соединен с выходом устройства синхронизации, за счет того, что на передающей стороне выход генератора модулирующей псевдослучайной последовательности соединен с вторым входом фазового манипулятора, а на приемной стороне введены первый и второй интеграторы, выходы которых соединены с входами схемы сравнения, первые входы интеграторов соединены с выходами соответствующих перемножителей, причем второй вход первого перемножителя соединен с выходом генератора копии модулирующей псевдослучайной последовательности через элемент задержки, вторые входы интеграторов и третий вход схемы сравнения соединены с выходом устройства синхронизации. This task is also achieved in a device for transmitting and receiving messages on electrical networks, containing on the transmitting side a carrier and clock frequency generator, the first output of which is connected to the input of the modulating pseudorandom sequence generator, a phase manipulator, the input of which is connected to the second output of the carrier and clock frequency, and the device is connected to the mains, and on the receiving side - the device is connected to the mains, the first and second multipliers, the first inputs of which are combined and connected are connected to the input of the synchronization device, and the second inputs are connected to the output of the generator of the copy of the modulating pseudo-random sequence, the input of which is connected to the output of the synchronization device, due to the fact that on the transmitting side the output of the generator of the modulating pseudo-random sequence is connected to the second input of the phase manipulator, and on the receiving side the first and second integrators are introduced, the outputs of which are connected to the inputs of the comparison circuit, the first inputs of integrators are connected to the outputs of the corresponding multipliers teley, wherein the second input of the first multiplier connected to the output of the generator modulating the pseudorandom sequence copy through a delay element, the second inputs of the integrators and the third input of the comparison circuit connected to the output of the synchronization device.

А также тем, что выполнено в виде платформы с цифровым сигнальным процессором, цифроаналоговым и аналого-цифровым преобразователями. And also by the fact that it is made in the form of a platform with a digital signal processor, digital-to-analog and analog-to-digital converters.

А также тем, что введен фильтр присоединения к электросети напряжением 220/380 В. And also by the fact that a filter for connecting to the mains voltage of 220/380 V is introduced.

А также тем, что введен фильтр присоединения к электросети напряжением 6-10 кВ. And also by the fact that a filter for connecting to the mains voltage of 6-10 kV was introduced.

А также тем, что введены порт для обмена по RS 232 и порт для обмена по Ethernet. As well as the fact that a port for exchange via RS 232 and a port for exchange via Ethernet have been introduced.

На фиг.1 изображено устройство по прототипу;
на фиг.2 - предлагаемое устройство передачи и приема сообщений по электросетям;
на фиг.3 - эпюры формируемых сигналов для передачи дискретного сигнала;
на фиг.4 - эпюры формируемых сигналов для передачи аналогового сигнала.Figure 1 shows the prototype device;
figure 2 - the proposed device for transmitting and receiving messages on power grids;
figure 3 - plot generated signals for transmitting a discrete signal;
figure 4 - plot generated signals for transmitting an analog signal.

Предлагаемый способ заключается в следующем. The proposed method is as follows.

На передаче: модулируют дискретный информационный сигнал ПСП вида (N+1), где N=2m-1, специально доопределяют дополнительный бит, базовую ПСП сдвигают на τn дискретно, если передаваемый сигнал дискретный, или с плавным сдвигом кодирующей ПСП в пределах τn, если передаваемый сигнал аналоговый, манипулируют фазу несущего колебания в соответствии с генерируемой последовательностью.On the transfer: modulate a discrete information signal of a bandwidth of the form (N + 1), where N = 2 m -1, specially define an additional bit, shift the base bandwidth by τ n discretely, if the transmitted signal is discrete, or with a smooth shift of the coding bandwidth within τ n , if the transmitted signal is analog, the phase of the carrier wave is manipulated in accordance with the generated sequence.

На приеме: перемножают принимаемую ПСП типа (N+1) с копией (N+1), накапливают результат перемножения, сравнивают результаты накопления в разных каналах приема, выносят решение о значении принятого сигнала. At the reception: multiply the received SRP of type (N + 1) with a copy of (N + 1), accumulate the result of multiplication, compare the accumulation results in different reception channels, decide on the value of the received signal.

Для реализации этого способа используется устройство, представленное на фиг.2, где 1 - генератор несущей и тактовой частот (ГНТЧ); 2 - генератор ПСП вида (N+1); 3 - фазовый манипулятор; 4 - устройство синхронизации; 5 - генератор ПСП вида (N+1); 6, 7 - умножители; 8, 9 - интеграторы; 10 - схема сравнения; 11 - элемент задержки. To implement this method, the device shown in FIG. 2 is used, where 1 is a carrier and clock frequency generator (GNTC); 2 - PSP generator of the form (N + 1); 3 - phase manipulator; 4 - synchronization device; 5 - PSP generator of the form (N + 1); 6, 7 - multipliers; 8, 9 - integrators; 10 is a comparison diagram; 11 is a delay element.

На передающей стороне система содержит ГНТЧ 1, один выход которого соединен с фазовым манипулятором 3, а другой - со входом ГПСП 2, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора 3. On the transmitting side, the system contains a GNST 1, one output of which is connected to the phase manipulator 3, and the other to the input of the GPS 2, the output of which is connected to the second input of the phase manipulator 3.

На приемной стороне устройство синхронизации 4 своим входом соединено со входами первого 6 и второго 7 умножителей, вторые входы которых соединены с выходами ГПСП 5, один непосредственно, другой через элемент 11. Вход ГПСП 5 соединен с выходом устройства синхронизации 4. Выход умножителя 6 через интегратор 8 соединен со входом схемы сравнения 10. Выход умножителя 7 через интегратор 9 соединен со вторым входом схемы сравнения 10. Вторые входы интеграторов 8 и 9 и третий вход схемы сравнения 10 соединены с выходом устройства синхронизации 4. On the receiving side, the synchronization device 4 is connected by its input to the inputs of the first 6 and second 7 multipliers, the second inputs of which are connected to the outputs of the GPS 5, one directly, the other through element 11. The input of the GPS 5 is connected to the output of the synchronization device 4. The output of the multiplier 6 through the integrator 8 is connected to the input of the comparison circuit 10. The output of the multiplier 7 through the integrator 9 is connected to the second input of the comparison circuit 10. The second inputs of the integrators 8 and 9 and the third input of the comparison circuit 10 are connected to the output of the synchronization device 4.

Работает система следующим образом. The system works as follows.

В передатчике ГНТЧ 1 формирует несущую и тактовую частоты. С выхода ГНТЧ 1 тактовая частота поступает на вход генератора ПСП 2, который формирует двоичную псевдослучайную последовательность специального вида N+1, сдвиг которой определяется дискретно или плавно в пределах τn, в зависимости от передаваемого дискретного или аналогового сигнала. Несущая частота от ГНТЧ 1 и ПСП от генератора 2 поступают в фазовый манипулятор 3, который осуществляет манипуляцию колебания несущей частоты на 180o по закону ПСП. С выхода фазового манипулятора 3 сигнал поступает в передатчик (не показан), выполняющий функции устройства присоединения, и вводится в электросеть.In the transmitter, the GNST 1 generates the carrier and clock frequencies. From the GNTC 1 output, the clock frequency is fed to the PSP 2 generator input, which forms a binary pseudorandom sequence of a special form N + 1, the shift of which is determined discretely or smoothly within τ n , depending on the transmitted discrete or analog signal. The carrier frequency from the GNTC 1 and the SRP from the generator 2 enter the phase manipulator 3, which manipulates the oscillation of the carrier frequency by 180 o according to the law of the SRP. From the output of the phase manipulator 3, the signal enters a transmitter (not shown), which performs the functions of an attachment device, and is introduced into the mains.

В приемнике принимаемый из электросети сигнал поступает на входы умножителей 6 и 7, где перемножается с копиями местного генератора ПСП 5, причем виды копий для каналов приема 0 и 1 различны. Интеграторы 8 и 9 накапливают результаты перемножения и выдают их на схему сравнения 10, которая определяет значение передаваемой информации. Синхронизация работы приемника в момент запуска генератора ПСП 5, момент сброса интеграторов 8 и 9 и разрешения работы схемы сравнения 10 обеспечивается устройством синхронизации. In the receiver, the signal received from the mains is fed to the inputs of the multipliers 6 and 7, where it is multiplied with copies of the local PSP 5 generator, and the types of copies for the reception channels 0 and 1 are different. Integrators 8 and 9 accumulate the results of multiplication and give them to the comparison circuit 10, which determines the value of the transmitted information. The synchronization of the receiver at the start of the generator PSP 5, the reset moment of the integrators 8 and 9 and the resolution of the operation of the comparison circuit 10 is provided by the synchronization device.

Эпюры формируемых сигналов представлены на фиг.3 и 4 (на примере 7 - элементной последовательности), из которых следует, что для формирования ПСП N+1 может использоваться обычный генератор ПСП с расширенным на 1 бит периодом и возможностью сдвига кодирующей ПСП в пределах τn, в зависимости от значения кодируемого сигнала.The diagrams of the generated signals are presented in Figs. 3 and 4 (for example, 7-element sequence), from which it follows that for the formation of the NPS 1 NPS, a conventional NPS generator can be used with a period extended by 1 bit and the possibility of shifting the coding NPS within τ n , depending on the value of the encoded signal.

Способ передачи и приема двоичных сообщений временным сдвигом ПСП на один такт ПСП может быть распространен и непосредственно на случай передачи аналоговой речевой информации. The method of transmitting and receiving binary messages by a temporary shift of the SRP by one clock cycle of the SRP can be extended directly to the case of transmission of analog voice information.

Если временному сдвигу передаваемой ПСП придавать любое из возможных значений в пределах длительности одного элемента ПСП, то для этого необходимо задать исходное состояние временного сдвига ПСП в передатчике таким образом, чтобы оно соответствовало нулю временной дискриминационной характеристики приемника. Это достигается сдвигом во времени на половину длительности такта ПСП сигнала, соответствующего передаче "1" (сдвиг по оси времени вправо), если использовать "0" - сдвиг по оси времени влево. Это условие выполняется автоматически для сигнала ПСП, соответствующего "1" сообщения, если при преобразовании уровня аналогового сигнала во временной сдвиг использовать пилообразное напряжение. Формируя пилообразные импульсы по тактовым импульсам ПСП, начиная с первого тактового импульса, совпадающего с передним фронтом символа передаваемого сообщения, и сравнивая наклонные участки пилы с пороговым напряжением, равным половине амплитуды пилы, получим точки пересечения, лежащие точно в серединах временных интервалов между исходными тактовыми импульсами ПСП. При отсутствии аналогового напряжения, т.е. нулевом его значении на входе компаратора, используя полученные точки пересечения для формирования новых тактовых импульсов ПСП, приходим на передаче к сигналу ПСП, совпадающему с нулевым значением дискриминационной характеристики приемника. If you assign any of the possible values to the time shift of the transmitted PSP within the duration of one element of the PSP, then for this it is necessary to set the initial state of the temporary shift of the SRP in the transmitter so that it corresponds to zero temporary discriminatory characteristics of the receiver. This is achieved by shifting in time by half the cycle time of the SRP signal corresponding to transmitting “1” (shifting along the time axis to the right), if using “0” - shifting along the time axis to the left. This condition is satisfied automatically for the SRP signal corresponding to message “1” if a sawtooth voltage is used when converting the analog signal level to a time shift. Forming sawtooth pulses from the clock pulses of the SRP, starting from the first clock pulse coinciding with the leading edge of the transmitted message symbol, and comparing the inclined sections of the saw with a threshold voltage equal to half the amplitude of the saw, we obtain intersection points lying exactly in the middle of the time intervals between the original clock pulses PSP. In the absence of analog voltage, i.e. its zero value at the input of the comparator, using the obtained intersection points to form new clock pulses of the SRP, we arrive at the transmission to the SRP signal, which coincides with the zero value of the discriminating characteristic of the receiver.

Если к пороговому напряжению на одном из входов компаратора будет добавляться положительное или отрицательное аналоговое напряжение, то точки пересечения наклонных участков пилы с новыми значениями порогового напряжения будут смещаться относительно среднего положения влево или вправо. Тактовые импульсы определяются этими точками и формируются по ним ПСП в соответствии с изменениями величины и знака аналогового напряжения сообщения. Временной дискриминатор сигналов ПСП на приемной стороне, преобразуя временные сдвиги принимаемой ПСП в уровни напряжения, будет повторять на своем выходе форму напряжения передаваемого сообщения. If a positive or negative analog voltage is added to the threshold voltage at one of the comparator inputs, then the intersection points of the inclined sections of the saw with the new threshold voltage values will shift left or right relative to the middle position. Clock pulses are determined by these points and formed on them PSP in accordance with changes in the magnitude and sign of the analog voltage of the message. The time discriminator of the SRP signals on the receiving side, converting the time shifts of the received SRP to voltage levels, will repeat the voltage form of the transmitted message at its output.

Реализация предлагаемого изобретения была осуществлена с помощью устройства на базе 75-MHz платформы с цифровым сигнальным процессором (ЦСП) ADSP2189 фирмы Analog Devises, содержащей также 10-разрядные цифроаналоговый и аналого-цифровой преобразователи (АЦП и ЦАП) и имеющей фильтр присоединения к электросети 220 В, 50 Гц и два порта для обмена по RS-232 и Ethernet. В данном устройстве программным образом на ЦСП реализованы функции всех узлов предлагаемого изобретения. Устройство имеет тумблер, коммутирующий информационные сигналы на электросеть ~220 В, на изолированную низковольтную сеть или на устройство присоединения к электросети 6-10 кВ. The implementation of the invention was carried out using a device based on a 75-MHz platform with a digital signal processor (DSP) ADSP2189 from Analog Devises, which also contains 10-bit digital-to-analog and analog-to-digital converters (ADC and DAC) and has a filter for connecting to a 220 V mains , 50 Hz and two ports for exchange via RS-232 and Ethernet. In this device programmatically on the DSP implemented the functions of all nodes of the invention. The device has a toggle switch, switching information signals to the ~ 220 V power supply network, to an isolated low-voltage network, or to a 6-10 kV power supply device.

Основные характеристики:
- Полоса входного-выходного фильтра: ~ 15... 80 кГц.Main characteristics:
- Band input-output filter: ~ 15 ... 80 kHz.

- Максимальная частота дискретизации: 400 кГц. - Maximum sampling rate: 400 kHz.

- Максимальная скорость нарастания напряжения на выходе ЦАП: 1 B/мкс. - Maximum slew rate at the output of the DAC: 1 V / μs.

- Разрядность ЦАП: 10. - Bit DAC: 10.

- Разрядность АЦП: 10. - Bit ADC: 10.

- Диапазон регулировки усиления в канале приема: 0...48 дБ. - Range of gain control in the receiving channel: 0 ... 48 dB.

- Амплитуда напряжения на выходе усилителя мощности без нагрузки: 5 В. - The amplitude of the voltage at the output of the power amplifier without load: 5 V.

- Максимальная скорость обмена по каналу RS-232: 115200. - Maximum exchange rate on the RS-232 channel: 115200.

- Тактовая частота процессора: 75 мГц. - CPU clock speed: 75 MHz.

- Максимально-допустимая амплитуда на входе усилителя в канале приема: 1,6 В. - The maximum allowable amplitude at the input of the amplifier in the receive channel: 1.6 V.

Состав и структурная схема устройства
Устройство состоит из следующих частей:
1. Передающая часть: ЦАП AD5300 с последовательным интерфейсом, выходной фильтр, усилитель мощности, ключ включения передачи.The composition and block diagram of the device
The device consists of the following parts:
1. Transmitting part: AD5300 DAC with serial interface, output filter, power amplifier, transmission key.

2. Приемная часть: входной фильтр, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления: AD8061+AD8400, АЦП AD7810 с последовательным интерфейсом. 2. Receiving part: input filter, amplifier with adjustable gain: AD8061 + AD8400, AD7810 ADC with serial interface.

3. Сигнальный трансформатор. 3. Signal transformer.

4. Процессорная часть: сигнальный процессор ADSP2189М (ADSP2185М), преобразователь уровней для канала RS-232, схема согласования с последовательными интерфейсами м/с ЦАП и АЦП, загрузочная память на 32 кб (29LV256), контроллер сброса процессора, два программно-управляемых светодиода. 4. Processor part: ADSP2189M signal processor (ADSP2185М), level converter for RS-232 channel, matching circuit with serial interfaces of m / s DAC and ADC, 32 kb boot memory (29LV256), processor reset controller, two programmable LEDs .

5. Блок питания: выпрямитель на 12 В, стабилизатор 5 В/0,5 А, стабилизатор 3,3 В/100 мА, стабилизатор 2,5 В/50 мА. 5. Power supply: 12 V rectifier, stabilizer 5 V / 0.5 A, stabilizer 3.3 V / 100 mA, stabilizer 2.5 V / 50 mA.

Частоту дискретизации задает SPORT0 процессора. Эта частота одинакова как для приема, так и для передачи. The sampling rate is set by the processor SPORT0. This frequency is the same for both reception and transmission.

Канал RS-232 реализован на основе последовательного порта процессора SPORT1: на каждый бит интерфейса RS-232 приходятся 3 бита порта SPORT1. Каждая посылка байта через канал RS-232 превращается в 2 16-битных слова SPORT1 и, соответственно, в 2 прерывания. Прием байта инициируется его стартовым битом через сигнал фрейма приема. Алгоритм работы SPORT в этом режиме дан в материале EE_60.PDF (www.analog.com). The RS-232 channel is based on the serial port of the SPORT1 processor: for each bit of the RS-232 interface, there are 3 bits of the SPORT1 port. Each byte transmission through the RS-232 channel turns into 2 16-bit words SPORT1 and, accordingly, into 2 interrupts. Reception of a byte is initiated by its start bit through the signal of the receive frame. The SPORT operation algorithm in this mode is given in the material EE_60.PDF (www.analog.com).

Драйвер канала RS-232 имеет два передатчика и два приемника. Одна пара используется для линий Rx-Tx, другая - для линий DTR-DSR. The RS-232 channel driver has two transmitters and two receivers. One pair is used for Rx-Tx lines, the other for DTR-DSR lines.

Регулируемый усилитель канала приема
На входе АЦП стоит усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. Диапазон входных напряжений для него не должен выходить за пределы 0...3,2 В, иначе возникает ограничение его выходного напряжения. Регулировка усиления производится с помощью цифрового резистора AD8400-10.Adjustable receive channel amplifier
At the input of the ADC is an amplifier with an adjustable gain. The input voltage range for it should not go beyond 0 ... 3.2 V, otherwise there is a limitation of its output voltage. Gain control is done using the AD8400-10 Digital Resistor.

Процессорная часть
В процессорной части установлен сигнальный процессор ADSP2189M. Процессор требует два питания: 2,5 В и 2,5 В или 3,3 В - для питания внутренней схемы и I/О-выводов. Процессор работает на частоте 75 мГц, получаемой от кварца на 37,5 мГц. Кварц должен возбуждаться на частоте третьей гармоники. Для этого используется индуктивность, которая совместно с корректирующей емкостью должна давать резонанс на частоте, лежащей между основной частотой кварца и ее третьей гармоникой:
ω = 1/(LC)1/2 = 2ω0/3;
ω0 = 75 мГц;
С=12 пФ; --> L=3,3 мкГ.CPU part
The signal processor ADSP2189M is installed in the processor part. The processor requires two power supplies: 2.5 V and 2.5 V or 3.3 V - to power the internal circuit and I / O pins. The processor operates at a frequency of 75 MHz, obtained from quartz at 37.5 MHz. Quartz should be excited at the third harmonic frequency. To do this, an inductance is used, which together with the correcting capacitance should give a resonance at a frequency lying between the fundamental frequency of the quartz and its third harmonic:
ω = 1 / (LC) 1/2 = 2ω 0/3;
ω 0 = 75 MHz;
C = 12 pF; -> L = 3.3 μG.

К процессору подключены два светодиода - к программным флагам PF0 (красный) и PF1 (зеленый). Подача 1 на флаг включает соответствующий светодиод. Two LEDs are connected to the processor - to the program flags PF0 (red) and PF1 (green). Submission 1 to the flag turns on the corresponding LED.

Линия DTR (out) канала RS-232 подключена к программному флагу PF5, линия DSR (in) - к программному флагу PF4, который может вызывать прерывание IRQE (по фронту). The DTR (out) line of the RS-232 channel is connected to the program flag PF5, the DSR (in) line is connected to the program flag PF4, which can cause IRQE interruption (edge).

Загрузочная память установлена на отдельной плате и подключается к процессору через разъем PBD-40. Для программирования этой памяти имеется специальный программатор PicProg877. На этом программаторе также установлен разъем PBD-40, в который устанавливается плата загрузочной памяти при программировании. Boot memory is installed on a separate board and is connected to the processor via the PBD-40 connector. To program this memory, there is a special PicProg877 programmer. The PBD-40 connector is also installed on this programmer, into which the boot memory board is installed during programming.

На разъем загрузочной памяти выведены также сигналы для подключения дополнительных устройств (регистров) к области памяти ввода-вывода: -IOMS, IORESET, -IOINT. Сигнал IORESET формируется флагом FL2. Сигнал -IOINT поступает на флаг PF7, который может вызывать прерывание -IRQE. Сигнал -IOMS заведен также на сигнал -BR для вставки одного пустого такта после обращения процессором в область ввода-вывода. Signals for connecting additional devices (registers) to the I / O memory area are also output to the boot memory slot: -IOMS, IORESET, -IOINT. The IORESET signal is generated by the FL2 flag. The -IOINT signal arrives at the PF7 flag, which may cause the -IRQE interrupt. The -IOMS signal is also wired to the -BR signal to insert one empty clock after the processor accesses the I / O area.

Генерация сигнала происходила путем подачи на ЦАП отсчетов радиосигнала, которые рассчитывались путем генерации ПСП в виде М-последовательностей согласно Holmes G. Coherent spread spectrum systems. - N.-Y.: Willey, 1982 или кодам Баркера (Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985) и вычислению временной формы радиосигнала, промодулированного этой псевдослучайной последовательностью. Причем выбор конкретной псевдослучайной последовательности происходит с учетом требований на уровень основного и внеполосного излучений, допускаемых международными и российскими стандартами для излучения в бытовую электросеть. The signal was generated by applying to the DAC samples of the radio signal, which were calculated by generating the SRP in the form of M-sequences according to Holmes G. Coherent spread spectrum systems. - N.-Y .: Willey, 1982 or Barker codes (Varakin L.E. Communication systems with noise-like signals. - M .: Radio and communications, 1985) and calculating the temporal shape of the radio signal modulated by this pseudorandom sequence. Moreover, the choice of a specific pseudo-random sequence takes into account the requirements for the level of the main and out-of-band emissions allowed by international and Russian standards for radiation in the household electrical network.

Задание конкретного диапазона частот осуществляется соответствующим выбором частоты дискретизации. Specifying a specific frequency range is carried out by appropriate selection of the sampling frequency.

При приеме аналоговый сигнал, принимаемый из электросети, оцифровывается в АЦП, по полученным отсчетам в ЦСП входной сигнал перемножается с местными копиями ПСП, хранящимися в памяти, причем виды копий для каналов приема 0 и 1 различны. Результаты перемножения численно интегрируются и сравниваются для определения значения передаваемой информации. Синхронизация работы приемника, момент запуска, момент сброса интеграторов и разрешение работы схемы сравнения обеспечиваются специальной программой синхронизации в ЦСП. Upon receipt, the analog signal received from the mains is digitized in the ADC, according to the received samples in the DSP, the input signal is multiplied with local copies of the DSP stored in the memory, and the types of copies for reception channels 0 and 1 are different. The multiplication results are numerically integrated and compared to determine the value of the transmitted information. The synchronization of the receiver, the start time, the reset moment of the integrators and the resolution of the comparison circuit are provided by a special synchronization program in the DSP.

Расчеты и испытания устройства в реальной электросети показали, что предлагаемое устройство обеспечивает работоспособность системы связи по электросети в широком диапазоне скоростей при вероятности битовой ошибки ~ 10-4. В случае превышения уровня сигнала шумов в электросети потенциальная скорость нарастает с улучшением свойств канала и в пределе может достигать максимально возможного значения. При превышении шумов канала над информационной составляющей происходит уменьшение возможных скоростей передачи, однако и в этом случае прием с требуемым качеством возможен за счет соответствующего увеличения длины ПСП.Calculations and tests of the device in a real power grid showed that the proposed device ensures the operability of the communication system over the power grid in a wide speed range with a bit error probability of ~ 10 -4 . In case of exceeding the noise signal level in the power grid, the potential speed increases with the improvement of the channel properties and in the limit can reach the maximum possible value. If the channel noise exceeds the information component, the possible transmission rates decrease, however, in this case as well, the reception with the required quality is possible due to a corresponding increase in the bandwidth.

Для максимизации передаваемой в бытовую электросеть амплитуды сигнала в предлагаемое устройство передачи и приема сообщений по электросетям может быть введен специальный фильтр, согласующий выходной импеданс приемопередатчика с импедансом электросети напряжением 220/380 В. To maximize the signal amplitude transmitted to the household electrical network, a special filter can be introduced into the proposed device for transmitting and receiving messages over electrical networks, matching the output impedance of the transceiver with the mains impedance of 220/380 V.

Для максимизации передаваемой на линии 6-10 кВ амплитуды сигнала в предлагаемое устройство передачи и приема сообщений по электросетям может быть введен специальный фильтр, согласующий выходной импеданс приемопередатчика с импедансом устройства присоединения аппаратуры связи к линиям среднего напряжения 6-10 кВ. In order to maximize the signal amplitude transmitted on the 6-10 kV line, a special filter can be introduced into the proposed device for transmitting and receiving messages over power grids, matching the output impedance of the transceiver with the impedance of the device connecting the communication equipment to the medium voltage lines of 6-10 kV.

Для подключения стандартных устройств вычислительной техники и связи в предлагаемом устройстве передачи и приема сообщений по электросетям могут быть введены порт для обмена по RS-232 и порт для обмена по Ethernet. To connect standard devices of computer technology and communication in the proposed device for transmitting and receiving messages over electrical networks, a port for exchange via RS-232 and a port for exchange via Ethernet can be introduced.

Claims (2)

1. Способ передачи и приема сообщений по электросети, заключающийся в том, что модулируют дискретный информационный сигнал модулирующей псевдослучайной последовательностью импульсов, полученным сигналом модулируют фазу сигнала несущей частоты, передают промодулированный сигнал несущей частоты в электросеть, принимают этот сигнал, перемножают его с копией псевдослучайной последовательности импульсов, отличающийся тем, что модулирующую псевдослучайную последовательность импульсов сдвигают по времени на один такт в зависимости от значения дискретного информационного сигнала, результаты упомянутого перемножения накапливают, сравнивают с пороговыми значениями, определяемыми наличием сигнала, соответствующего передаче "1" или "0" в дискретном информационном сигнале и по результатам упомянутого сравнения определяют значение передаваемой информации. 1. The method of transmitting and receiving messages over the power grid, which consists in modulating a discrete information signal with a modulating pseudorandom sequence of pulses, modulating the phase of the carrier signal with the received signal, transmitting the modulated carrier signal to the power grid, receiving this signal, multiplying it with a copy of the pseudorandom sequence pulses, characterized in that the modulating pseudorandom sequence of pulses is shifted in time by one clock, depending on The values of the discrete information signal, the results of said multiplication are accumulated, compared with threshold values determined by the presence of a signal corresponding to the transmission of “1” or “0” in the discrete information signal, and the value of the transmitted information is determined from the results of the above comparison. 2. Устройство передачи и приема сообщений по электросетям, содержащее на передающей стороне генератор несущей и тактовой частот, первый выход которого соединен с входом генератора модулирующей псевдослучайной последовательности, фазовый манипулятор, вход которого соединен со вторым выходом генератора несущей и тактовой частот и устройство присоединения к электросети, а на приемной стороне содержащее устройство присоединения к электросети, первый и второй перемножители, первые входы которых объединены и соединены с входом устройства синхронизации, а вторые входы соединены с выходом генератора копии модулирующей псевдослучайной последовательности, вход которого соединен с выходом устройства синхронизации, отличающееся тем, что на передающей стороне выход генератора модулирующей псевдослучайной последовательности соединен со вторым входом фазового манипулятора, а на приемной стороне введены первый и второй интеграторы, выходы которых соединены с входами схемы сравнения, первые входы интеграторов соединены с выходами соответствующих перемножителей, причем второй вход первого перемножителя соединен с выходом генератора копии модулирующей псевдослучайной последовательности через элемент задержки, вторые входы интеграторов и третий вход схемы сравнения соединены с выходом устройства синхронизации. 2. A device for transmitting and receiving messages on power grids, comprising a carrier and clock generator on the transmitting side, the first output of which is connected to the input of the modulating pseudo-random sequence generator, a phase manipulator, the input of which is connected to the second output of the carrier and clock frequencies, and a device for connecting to the power grid and on the receiving side containing the device connecting to the mains, the first and second multipliers, the first inputs of which are combined and connected to the input of the device synchronization, and the second inputs are connected to the output of the generator of the copy of the modulating pseudo-random sequence, the input of which is connected to the output of the synchronization device, characterized in that on the transmitting side the output of the generator of the modulating pseudo-random sequence is connected to the second input of the phase manipulator, and the first and second integrators are introduced on the receiving side the outputs of which are connected to the inputs of the comparison circuit, the first inputs of the integrators are connected to the outputs of the respective multipliers, and the second th input of the first multiplier connected to the output of the generator modulating the pseudorandom sequence copy through a delay element, the second inputs of the integrators and the third input of the comparison circuit connected to the output of the synchronization device.
RU2001135385/09A 2001-12-27 2001-12-27 METHOD AND DEVICE FOR DATA TRANSMISSION AND RECEPTION OVER POWER supply mains RU2216854C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001135385/09A RU2216854C2 (en) 2001-12-27 2001-12-27 METHOD AND DEVICE FOR DATA TRANSMISSION AND RECEPTION OVER POWER supply mains

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001135385/09A RU2216854C2 (en) 2001-12-27 2001-12-27 METHOD AND DEVICE FOR DATA TRANSMISSION AND RECEPTION OVER POWER supply mains

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001135385A RU2001135385A (en) 2003-07-20
RU2216854C2 true RU2216854C2 (en) 2003-11-20

Family

ID=32027188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001135385/09A RU2216854C2 (en) 2001-12-27 2001-12-27 METHOD AND DEVICE FOR DATA TRANSMISSION AND RECEPTION OVER POWER supply mains

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2216854C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007075125A2 (en) * 2005-12-19 2007-07-05 Grigorij Gemfrievich Dmitriev Device for differentiating access between two data transmission networks in an ip protocol embodied in the form of an internet operating systemless-screen (variants)
RU2491719C1 (en) * 2012-02-06 2013-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Интеллектуальные технологии мониторинга" (ООО "Интеллектуальные технологии мониторинга") Method and apparatus for transmitting and receiving information over power supply networks
RU2511219C2 (en) * 2009-01-15 2014-04-10 Абб Текнолоджи Аг Data transmission method and system
RU2526836C1 (en) * 2010-09-19 2014-08-27 Абб Текнолоджи Аг Utility communication method and apparatus therefor
RU2653584C1 (en) * 2017-01-18 2018-05-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method of non-stationary signals filtering

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007075125A2 (en) * 2005-12-19 2007-07-05 Grigorij Gemfrievich Dmitriev Device for differentiating access between two data transmission networks in an ip protocol embodied in the form of an internet operating systemless-screen (variants)
WO2007075125A3 (en) * 2005-12-19 2007-09-13 Grigorij Gemfrievich Dmitriev Device for differentiating access between two data transmission networks in an ip protocol embodied in the form of an internet operating systemless-screen (variants)
RU2511219C2 (en) * 2009-01-15 2014-04-10 Абб Текнолоджи Аг Data transmission method and system
RU2526836C1 (en) * 2010-09-19 2014-08-27 Абб Текнолоджи Аг Utility communication method and apparatus therefor
RU2491719C1 (en) * 2012-02-06 2013-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Интеллектуальные технологии мониторинга" (ООО "Интеллектуальные технологии мониторинга") Method and apparatus for transmitting and receiving information over power supply networks
RU2653584C1 (en) * 2017-01-18 2018-05-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method of non-stationary signals filtering

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2000841C (en) Transmission of data via power lines
Amoroso Pulse and spectrum manipulation in the minimum (frequency) shift keying (MSK) format
US7664160B2 (en) Transmitting device, receiving device, and communication system
US5050188A (en) Method and apparatus for transmitting coded information
JPS5829665B2 (en) Power line carrier communication system
EA031912B1 (en) Combined amplitude-time modulation and phase modulation
RU2216854C2 (en) METHOD AND DEVICE FOR DATA TRANSMISSION AND RECEPTION OVER POWER supply mains
US3986121A (en) Method for remote control through a power supply system and apparatus for carrying out the same
WO1996032796A1 (en) Time shift keying digital communications system
Mandourarakis et al. Power line communication method for the simultaneous transmission of power and digital data by cascaded H-bridge converters
JP2001177506A (en) Multiple accessing method, device for performing the method and communication system using the method
US3688196A (en) Quadrature transmission modern using single sideband data detection
US8306068B2 (en) System for data collection through an alternate current supply network
RU2216853C2 (en) Device for broadband data transmission and reception over power mains
RU2491719C1 (en) Method and apparatus for transmitting and receiving information over power supply networks
JP3576909B2 (en) Data transmission method
JP3552987B2 (en) Power line data transmission system, its transmission device, and its switchboard device
US3740669A (en) M-ary fsk digital modulator
CN1392678A (en) Method and device for equalizing transmission line property periodic fluctuation
Hooijen A robust system for digital data transmission over the low voltage network Using spread spectrum techniques
EP1453265A1 (en) Information transfer methods
RU2001135385A (en) Method and device for transmitting and receiving information on electric networks
JP2805542B2 (en) Spread spectrum signal demodulation method and apparatus
JP2847439B2 (en) Spread signal demodulation method by fourth-order moment method
JP2961568B2 (en) Demodulation method of spread signal by moment method

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 32-2003

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151228