Método de y sistema para comunicaciones de portadora por línea eléctrica.

Un aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica que comprende:

una unidad de transmisión (101);

una unidad de recepción (111);

una unidad de acoplamiento de línea eléctrica (121) para superponer una señal obtenida desde dicha unidad de transmisión con respecto a una línea eléctrica como una señal de comunicación por línea eléctrica y también para extraer únicamente una señal de comunicación por línea eléctrica desde la línea eléctrica; y

una unidad de control (122) para controlar elementos estructurales respectivos de dicha unidad de transmisión y de dicha unidad de recepción, mediante la que se lleva a cabo una operación de comunicación empleando una pluralidad de sub-portadoras;

caracterizado por que dicha unidad de transmisión incluye un dispositivo de mapeo de punto de señal (102) para producir una pluralidad de flujos de bits desde datos de transmisión introducidos para mapear dichos flujos de bits a puntos de señal, que corresponden a puntos de señal de Modulación por Amplitud de Pulso, de las respectivas sub-portadoras, un dispositivo de transformación inversa de ondícula (103) para modular las respectivas sub-portadoras mediante formas de onda de ondícula que son ortogonales entre sí basándose en datos de punto de señal de las respectivas sub-portadoras mapeadas mediante dicho dispositivo de mapeo de punto de señal para producir datos de series de formas de onda temporales, y un convertidor D/A (104) para convertir los datos de series de formas de onda temporales producidos mediante dicho dispositivo de transformación inversa de ondícula en una señal de series de formas de onda temporales analógica, y en el que dicha unidad de recepción incluye un convertidor A/D (114) para convertir digitalmente la señal de comunicación por línea eléctrica extraída desde la línea eléctrica mediante dicho circuito de acoplamiento de línea eléctrica para obtener datos de forma de onda de series de muestreo, un dispositivo de transformación de ondícula (115) para transformar en ondículas los datos de forma de onda de series de muestreo obtenidos mediante dicho convertidor A/D en datos de punto de señal de las respectivas sub-portadoras, y un dispositivo de determinación de símbolo (116) para determinar dichos flujos de bits mapeados mediante dicho dispositivo de mapeo de punto de señal mapeando a la inversa una pluralidad de dichos datos de punto de señal emitidos desde dicho dispositivo de transformación de ondícula y para sintetizar los flujos de bits determinados entre sí como series de datos de recepción;

en el que dicha unidad de control está dispuesta adicionalmente para emitir una señal de selección para seleccionar una sub-portadora usada para mapear/modular datos con respecto a dicho dispositivo de mapeo de punto de señal; y

en el que dicho dispositivo de mapeo de punto de señal está dispuesto adicionalmente para mapear datos con respecto a la sub-portadora seleccionada basándose en dicha señal de selección, y para mapear cero a únicamente datos de la parte real con respecto a una sub-portadora que no se selecciona.

Método de y sistema para comunicaciones de portadora por línea eléctrica

Campo técnico

La presente invención está relacionada con un aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica para realizar una transmisión de datos usando una línea eléctrica.

Antecedentes de la técnica

El aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica posee una característica principal de manera que puede establecerse en redes de comunicación en el hogar inmediatamente utilizando como rutas de transmisión de red, líneas eléctricas que ya se han instalado en los respectivos hogares. Sin embargo, puesto que este aparato de 15 comunicación de portadora por línea eléctrica transmite/recibe señales empleando tales líneas eléctricas que tienen grados de equilibrio deteriorados como medio de comunicación, se filtra alta potencia eléctrica desde estas líneas eléctricas. También, en las bandas de frecuencia requeridas para comunicaciones de portadora por línea eléctrica de alta velocidad, las comunicaciones de radio aficionados y los programas de difusión de onda corta ya utilizan estas bandas de frecuencia. Como resultado, existe un problema de interferencia producido por este aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica con respecto a estos sistemas de comunicación existentes. Con respecto a aspectos de restricción regidos por las leyes de radio y las leyes de comunicación de radio reguladas en los respectivos países, se proporcionan diversos tipos/clases de restricciones legales en cuanto a tales elementos como bandas de frecuencia (intervalos) usables e intensidades de campo eléctrico permisibles. Por consiguiente, se requiere necesariamente una cierta limitación para bandas de frecuencia que se utilizan para comunicaciones de portadora por línea eléctrica a la luz de estas leyes. También, puesto que diversos tipos/clases de dispositivos eléctricos están conectados a líneas eléctricas de fin general que constituyen el medio de comunicación del aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica, hay muchas diferencias en impedancias de líneas eléctricas, ruido aparecido en líneas eléctricas y cantidades de atenuación de señal durante transmisiones de señal, que pueden dar grandes influencias al rendimiento de la comunicación, dependiendo de las condiciones de cableado de las respectivas líneas eléctricas domésticas. También, estas impedancias, ruido y cantidades de atenuación de señal se cambian, dependiendo de los dispositivos eléctricos conectados a estas líneas eléctricas, y adicionalmente, las características de los mismos varían en gran medida por las frecuencias.

Como se ha explicado anteriormente, en tales comunicaciones de portadora por línea eléctrica que usan líneas eléctricas como medio de comunicación, pueden concebirse los siguientes riesgos. Es decir, el problema de comunicación e interferencia dados a otros sistemas de comunicación existentes puede producirse por cambios de impedancia, ruido y atenuación de señal de líneas eléctricas. Como resultado, deberían discriminarse claramente los sistemas que pueden evitar el uso de bandas de frecuencia que tienen problema de comunicación de sistemas flexiblemente adaptables a normativas legales de los países individuales. En otras palabras, las bandas de frecuencia usables en comunicaciones deben distinguirse claramente de las bandas de frecuencia que no están en comunicaciones. Adicionalmente, estos cambios de sistema deberían estar fácil y necesariamente disponibles. En cuanto a este problema, se han propuesto de manera convencional un gran número de ideas técnicas que usan un sistema de transferencia multi-portadora.

Como un aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica convencional en que se usa una línea eléctrica como un medio de comunicación, por ejemplo, se desvela un aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de este tipo en la Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública Nº 2000-165304.

La Figura 25 es un diagrama de bloques para indicar el aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica descrito en la Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública Nº 2000-165304.

En la Figura 25, el número de referencia 600 muestra un aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica, el número de referencia 601 indica un divisor de datos, el número de referencia 602 representa un codificador de QAM (Modulación por Amplitud en Cuadratura) , el número de referencia 603 indica un dispositivo de transformación 55 de Fourier inversa, el número de referencia 604 es un convertidor de paralelo a serie y el número de referencia 605 muestra un convertidor D/A. También, el número de referencia 606 representa un filtro de paso bajo, el número de referencia 607 indica un circuito de acoplamiento de línea eléctrica, el número de referencia 608 indica una línea eléctrica, el número de referencia 609 es otro filtro de paso bajo y el número de referencia 610 indica un convertidor A/D. Además, el número de referencia 611 muestra un convertidor de serie a paralelo, el número de referencia 612 representa un dispositivo de transformación de Fourier, el número de referencia 613 muestra un decodificador de QAM, y el número de referencia 614 indica un sintetizador de datos.

Como es evidente a partir de la disposición del aparato de la Figura 25, en el aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica descrito en la Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública Nº 2000-165304, se 65 aplica el sistema de transmisión por multiplexación por división ortogonal de frecuencia (se denominará como sistema de "transmisión de OFDM" en lo sucesivo) que utiliza la transformación de Fourier para la comunicación de

portadora por línea eléctrica.

A continuación, en cuanto al aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de la Figura 25, se describirán ahora las operaciones del mismo.

Con respecto a la operación de transmisión para la línea eléctrica 608, en primer lugar se introducen datos de transmisión en el divisor de datos 601 para producir un flujo de bits que se usa para asignarse a una pluralidad de sub-portadoras. A continuación, este flujo de bits se convierte en señales complejas mediante el codificador de QAM 602, y a continuación, se producen unas series de muestras de tiempo que se han multiplexado por división de frecuencia procesando las señales complejas mediante el dispositivo de transformación de Fourier inversa 603 y el convertidor de paralelo a serie 604. Estas series de muestras de tiempo se transmiten mediante el convertidor D/A 605, el filtro de paso bajo 606 y el circuito de acoplamiento de línea eléctrica 607 a la línea eléctrica 608. A la inversa, en la operación de recepción desde la línea eléctrica 608, el convertidor A/D 610 convierte una señal analógica (señal de comunicación de línea eléctrica) en una señal digital, mientras esta señal analógica se recibe mediante el circuito de acoplamiento de línea eléctrica 607 y el filtro de paso bajo 609 desde la línea eléctrica 608. A continuación, esta señal digital se convierte mediante el convertidor de serie a paralelo 611 y el dispositivo de transformación de Fourier 612 en un código de QAM con respecto a cada una de las frecuencias. A continuación, los respectivos códigos de QAM se demodulan mediante el decodificador de QAM 613, y estos datos demodulados se sintetizan entre sí mediante el sintetizador de datos 614.

Como se ha explicado anteriormente, de acuerdo con este aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica, la señal de transmisión se construye de las sub-portadoras que tienen los diversos espectros de frecuencia mediante el sistema de transmisión de OFDM, y la cantidad de información que se superpone en estas respectivas subportadoras se cambia adaptativamente de acuerdo con el ruido de la línea eléctrica y la frecuencia característica de la cantidad de atenuación. Como resultado, existe una ventaja de manera que mientras se utiliza la frecuencia a una eficacia superior, la comunicación de datos puede realizarse mejorando la velocidad de transmisión. También, puesto que los circuitos proporcionados en el lado de transmisión se controlan de tal manera que no se usa una subportadora arbitraria, puede evitarse una comunicación de datos de este tipo en la banda de frecuencia donde el entorno de la ruta de transmisión es el peor, y puesto que la modulación de multi-valor se lleva a cabo de manera activa en la banda de frecuencia donde la condición de la ruta de transmisión es mejor, la comunicación de datos puede llevarse a cabo bajo condición estable. Además, bajo esta operación de control,... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica que comprende:

una unidad de transmisión (101) ; una unidad de recepción (111) ; una unidad de acoplamiento de línea eléctrica (121) para superponer una señal obtenida desde dicha unidad de transmisión con respecto a una línea eléctrica como una señal de comunicación por línea eléctrica y también para extraer únicamente una señal de comunicación por línea eléctrica desde la línea eléctrica; y una unidad de control (122) para controlar elementos estructurales respectivos de dicha unidad de transmisión y de dicha unidad de recepción, mediante la que se lleva a cabo una operación de comunicación empleando una pluralidad de sub-portadoras; caracterizado por que dicha unidad de transmisión incluye un dispositivo de mapeo de punto de señal (102) para producir una pluralidad de flujos de bits desde datos de transmisión introducidos para mapear dichos flujos de bits a puntos de señal, que corresponden a puntos de señal de Modulación por Amplitud de Pulso, de las respectivas sub-portadoras, un dispositivo de transformación inversa de ondícula (103) para modular las respectivas sub-portadoras mediante formas de onda de ondícula que son ortogonales entre sí basándose en datos de punto de señal de las respectivas sub-portadoras mapeadas mediante dicho dispositivo de mapeo de punto de señal para producir datos de series de formas de onda temporales, y un convertidor D/A (104) para convertir los datos de series de formas de onda temporales producidos mediante dicho dispositivo de transformación inversa de ondícula en una señal de series de formas de onda temporales analógica, y en el que dicha unidad de recepción incluye un convertidor A/D (114) para convertir digitalmente la señal de comunicación por línea eléctrica extraída desde la línea eléctrica mediante dicho circuito de acoplamiento de línea eléctrica para obtener datos de forma de onda de series de muestreo, un dispositivo de transformación de ondícula (115) para transformar en ondículas los datos de forma de onda de series de muestreo obtenidos mediante dicho convertidor A/D en datos de punto de señal de las respectivas sub-portadoras, y un dispositivo de determinación de símbolo (116) para determinar dichos flujos de bits mapeados mediante dicho dispositivo de mapeo de punto de señal mapeando a la inversa una pluralidad de dichos datos de punto de señal emitidos desde dicho dispositivo de transformación de ondícula y para sintetizar los flujos de bits determinados entre sí

como series de datos de recepción; en el que dicha unidad de control está dispuesta adicionalmente para emitir una señal de selección para seleccionar una sub-portadora usada para mapear/modular datos con respecto a dicho dispositivo de mapeo de punto de señal; y en el que dicho dispositivo de mapeo de punto de señal está dispuesto adicionalmente para mapear datos con respecto a la sub-portadora seleccionada basándose en dicha señal de selección, y para mapear cero a únicamente datos de la parte real con respecto a una sub-portadora que no se selecciona.

2. El aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

un convertidor de frecuencia de transmisión para desplazar en frecuencia los datos de series de formas de onda temporales emitidos desde dicho dispositivo de transformación inversa de ondícula en una banda de frecuencia de portadora arbitraria, un convertidor de frecuencia de recepción para desplazar en frecuencia los datos de forma de onda de series de 45 muestreo obtenidos mediante dicho convertidor A/D en un intervalo de banda base para obtener unas series de señal de banda base, en el que dicho convertidor D/A está dispuesto adicionalmente para convertir dichos datos de series de formas de onda temporales emitidos desde dicho convertidor de frecuencia de transmisión en una señal de series de formas de onda temporales analógica, y 50 en el que dicho dispositivo de transformación de ondícula está dispuesto adicionalmente para transformar en ondículas dichas series de señal de banda base emitidas desde dicho convertidor de frecuencia de recepción en datos de punto de señal de las respectivas sub-portadoras.

3. El aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 55 1a2, en el que tanto dicho dispositivo de transformación inversa de ondícula como dicho dispositivo de transformación de ondícula comprenden una función de transformación ortogonal solapada de toda una reconstrucción, o una función de transformación ortogonal solapada de una reconstrucción cuasi-completa, o de otra manera una función de transformación ortogonal solapada generalizada.

4. El aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que tanto dicho dispositivo de transformación inversa de ondícula como dicho dispositivo de transformación de ondícula comprenden una función de transformación solapada modulada, o una función de transformación solapada 65 modulada extendida.

5. El aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que tanto dicho dispositivo de transformación inversa de ondícula como dicho dispositivo de transformación de ondícula están constituidos por un circuito de banco de filtros poli-fase.

6. El aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que tanto dicho dispositivo de transformación inversa de ondícula como dicho dispositivo de transformación de ondícula están constituidos por un circuito de banco de filtros que tiene una estructura en malla.

7. El aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que tanto dicho dispositivo de transformación inversa de ondícula como dicho dispositivo de transformación de ondícula comprenden una pluralidad de patrones de coeficiente de filtro que tienen diferentes longitudes de filtro en correspondencia con coeficientes solapados, y están adaptados para seleccionar un patrón de coeficiente de filtro apropiado desde dichos diversos patrones de coeficientes de filtro en respuesta a la señal de comunicación por línea eléctrica transmitida desde dicha unidad de transmisión y una condición de recepción tal como una variación de una ruta de transmisión y un nivel de recepción.

8. El aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de acuerdo con la reivindicación 6, en el que tanto dicho dispositivo de transformación inversa de ondícula como dicho dispositivo de transformación de ondícula comprenden adicionalmente una pluralidad de parámetros de ángulo de rotación de plano en correspondencia con coeficientes solapados, y están adaptados para seleccionar un parámetro de ángulo de rotación de plano apropiado de entre dichos diversos parámetros de ángulo de rotación de plano en respuesta a la señal de comunicación por línea eléctrica transmitida desde dicha unidad de transmisión y una condición de recepción tal como una variación de una ruta de transmisión y un nivel de recepción.

9. El aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que dicha unidad de control está adaptada para predecir una condición de ruido en una línea eléctrica 30 mediante una relación de potencia de señal a potencia de ruido empleando un resultado de determinación realizado mediante dicho dispositivo de determinación de símbolo para detectar una banda de frecuencia donde está presente ruido relativamente grande bajo estado estacionario; y dicha unidad de control está adaptada adicionalmente para realizar control de tal manera que, en cuanto a una sub-portadora aparecida en la banda de frecuencia donde está presente ruido elevado bajo estado estacionario, dicha señal de selección no se emite con respecto a dicho dispositivo de mapeo de punto de señal.

10. Un aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que, en cuanto a puntos de señal mapeados mediante dicho dispositivo de mapeo de punto de señal y el control de dicha señal de selección a la sub-portadora, dicha unidad de control está adaptada para aumentar un número total de puntos de señal mapeados mediante dicho dispositivo de mapeo de punto de señal para obtener múltiples valores en el caso de que una velocidad de comunicación tenga una prioridad superior, mientras que dicha unidad de control está adaptada para reducir un número total de puntos de señal mapeados mediante el dispositivo de mapeo de punto de señal para obtener un valor binario en el caso de que la fiabilidad de una transmisión de 45 datos tenga una prioridad superior.

11. El aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que, en cuanto a puntos de señal mapeados mediante dicho dispositivo de mapeo de punto de señal y el 50 control de dicha señal de selección a las respectivas sub-portadoras, dicha unidad de control está adaptada para investigar tasas de error de las respectivas sub-portadoras, y para realizar una operación de control de tal manera que se usan las respectivas sub-portadoras en comunicaciones de datos desde una sub-portadora de este tipo con una prioridad superior, cuya tasa de error es pequeña.

12. El aparato de comunicación de portadora por línea eléctrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que dicha unidad de control está adaptada para establecer una ganancia de un amplificador de transmisión basándose en una relación de potencia de señal a potencia de ruido de una señal de recepción recibida mediante dicha unidad de recepción.