專利名稱:通信裝置、通信系統、通信方法、集成電路和電路模塊的制作方法
技術領域:
本發明涉及通信裝置、通信系統、通信方法、集成電路和電路模塊,其能夠當在沒有用于執行實際數據通信的通信裝置的情況下、使用在電力線通信裝置之間執行的傳送信道估計的結果來估計有效通信速率時,改善有效通信速率的估計精度。
背景技術:
諸如無線LAN或電力線通信網的通信網允許多個通信裝置之間的通信。在電力線通信(PLC)的情況下,能采用PLC調制解調器等作為通信裝置。使用了使用主通信裝置來執行網絡管理的方法、或者在從通信裝置之間執行通信而不使用主通信裝置的方法。通常,至少兩個通信裝置以任一方法互相通信。兩個通信裝置之間的通信性能取決于傳送信道(在電力線通信的情況下是電力線)的狀態。當存在導致傳送信道的信號衰減的諸如噪聲的電或電子因素時,通信性能可能惡化。在無線通信的情況下,由于諸如墻壁阻礙無線電波的物理因素所引起的信號衰減,通信性能也可能惡化。作為影響電力線通信的通信性能的電力線上的物理因素,存在示例性的由于線路分支而產生的信號的反射波導致的信號衰減、或者與另一個單相配線(即,聚集住宅的電力線的配電板的(L1相)/(L2相)配線)連接而導致的信號衰減。
在公知的電力線通信中,為了執行高性能通信、同時減小對信號的影響,執行測量通信裝置間的傳送信道的通信性能的傳送信道估計,并且基于傳送信道估計的結果,在通信裝置之間使用常規的傳送和接收音調圖(tone map)來執行通信(例如,參見專利文獻1和專利文獻2)。可從自傳送信道估計的結果獲取的音調圖中獲得理論上的最佳通信速率。
將參考圖9來描述在公知的電力線通信中執行傳送信道估計的細節。
圖9是圖解從傳送信道估計的結果中估計有效通信速率的方法的圖。
在這個方法中,多次(12次)執行傳送信道估計,從多次執行的傳送信道估計的結果計算PHY速率的平均值,并且從PHY速率的平均值計算有效通信速率(TCP速率或UDP速率)。
PHY速率和有效通信速率之間的關系具有靜態的特性。因此,一旦確定了PHY速率,便唯一地確定了有效通信速率。在圖9所示的例子中,由于平均的PHY速率≈27Mbps,因此參考預定的關系來估計TCP速率≈13Mbps,以及UDP速率≈17Mbps。
[專利文獻1]JP-A-2005-253047 [專利文獻2]JP-A-11-163807 然而,公知的電力線通信存在的問題在于,當特定的家用電子設備等與電力線連接時,根據電力線的使用環境,電力線可能會在電力線通信網上產生與商用電源同步的周期性噪聲。
圖32是圖解估計有效通信速率的公知估計過程的流程圖。在圖32所示的估計方法中,執行傳送信道估計定義的多次(N次),來獲取傳送信道估計的多個(N個)結果(PHY速率),同時執行確定是否在預定的周期內返回傳送信道估計的結果的傳送信道估計的超時過程(步驟S1401)。隨后,計算在步驟S1401中獲取的多個(N個)PHY速率的平均值(步驟S1402)。
隨后,將步驟S1402中獲取的PHY速率的平均值設置為用于有效通信速率的估計的PHY速率(步驟S1403)。最后,從在步驟S1403中獲取的用于有效通信速率的估計的PHY速率估計可行的通信速率(步驟S1404)。
然而,當特定的家用電子設備(例如,微波爐、烘干機、電清潔器等)通過電力線連接時,可能會在電力線通信網中出現該家用電子設備引起的噪聲。通常出現與電力頻率同步的周期性噪聲。
當在與這個噪聲同步地執行傳送信道估計多次(N次)時,傳送信道估計的結果(PHY速率)變得小于PHY速率的平均值。
因此,由于僅使用PHY速率的平均值而估計的有效通信速率值不同于在出現噪聲的期間的通信裝置之間的實際有效通信速率的值,不能令人滿意地執行有噪聲反射的有效通信速率估計。
特別地,基于連接至設備的實際通信裝置(例如,個人計算機或IP電話)中的通信協議(例如,TCP)來執行通信。然而,當因為傳送信道上的噪聲而出現通信數據丟失時,根據將有效通信速率抑制到低的規則來執行通信。因此,當出現噪聲時,出現的問題是有效通信速率的估計值和測量值之間的差變大。
為了估計反映周期性噪聲的有效通信速率,執行傳送信道估計的時刻也很重要。在公知的傳送信道估計中,由于在與出現周期性噪聲的時刻不相關的時刻執行傳送信道估計,因此通過傳送信道估計獲得的PHY速率的值不能充分地反映周期性噪聲的出現。
在電力線通信網的結構中,連接電力線通信裝置的位置(插座,outlet)是重要的。當在構建電力線通信網之前預先精確地估計電力線通信裝置之間的有效通信速率時,有助于電力線通信網的構建工作。
發明內容
根據本發明的一方面,提供了一種通信裝置,其通過傳送信道而將數據傳送給另一個通信裝置,該通信裝置包括顯示多個通信速率的顯示器;以及控制器,其獲取第一通信速率,并獲取第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,其中,該控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率,以及其中,當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器允許顯示器顯示所述多個通信速率。
根據本發明的另一方面,提供了一種通信系統,其中第一通信裝置和第二通信裝置通過傳送信道互相傳送數據,其中該第一通信裝置包括顯示多個通信速率的顯示器;以及第一控制器,其從第一通信單元獲取第一通信速率、以及第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,該第一控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率,并且當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,允許顯示器顯示所述多個通信速率,以及其中,該第二通信裝置包括第二通信單元,其從第一通信裝置接收作為信號的數據;以及第二控制器,其傳送基于所述預定信號和接收到的預定信號之間的差別的信息。
根據本發明的另一方面,提供了一種由第一通信裝置和第二通信裝置通過傳送信道來傳送數據的通信方法,該方法包括第一通信裝置在第一時間通過傳送信道傳送第一預定信號給第二通信裝置;第二通信裝置從第一通信裝置接收該第一預定信號;第二通信裝置傳送基于第一預定信號和接收到的第一預定信號之間的差別的第一通信速率;第一通信裝置在不同于第一時間的第二時間通過傳送信道傳送第二預定信號給第二通信裝置;第二通信裝置從第一通信裝置接收該第二預定信號;第二通信裝置傳送基于第二預定信號和接收到的第二預定信號之間的差別的第二通信速率;基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率;以及當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,顯示所述多個通信速率。
根據本發明的另一方面,提供了一種集成電路,包括通信單元,其與經由與傳送信道對接的耦合器而連接到傳送信道的多個其它通信裝置傳遞作為信號的數據;以及控制器,其從該通信單元獲取第一通信速率、以及第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,其中,該控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率,并且,其中,當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器輸出所述多個通信速率。
根據本發明的另一方面,提供了一種電路模塊,包括與傳送信道對接的耦合器;通信單元,其與經由該耦合器而連接到傳送信道的多個其它通信裝置傳遞作為信號的數據;以及控制器,其從該通信單元獲取第一通信速率、以及第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,其中,該控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率,并且,其中,當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器允許顯示器顯示所述多個通信速率。
根據本發明,通信裝置獲取通過在第一時間經由傳送信道傳送預定數據而獲得的第一通信速率、以及通過在第二時間經由傳送信道傳送預定數據而獲得的第二通信速率。當第二通信速率小于第一通信速率時,使用第二通信速率來估計數據的有效通信速率。因此,可以估計反映在傳送信道上出現的噪聲的有效通信速率。
圖1是圖解通信裝置通過傳送信道傳送通信數據給另一個通信裝置的過程的說明圖。
圖2是圖解根據本發明實施例的電力線通信裝置的接收機的框圖。
圖3是圖解接收機的均衡器輸出的信號的分散(scatter)的圖。
圖4A是圖解電力線通信裝置的外觀的透視圖。
圖4B是圖解電力線通信裝置的外觀的前視圖。
圖4C是圖解電力線通信裝置的外觀的后視圖。
圖5是圖解電力線通信裝置的硬件例子的框圖。
圖6是詳細圖解主IC附近的框圖。
圖7是用于從傳送信道估計的結果中估計通信性能的特性圖。
圖8是圖解傳送信道的噪聲對通信的影響的圖。
圖9是圖解從傳送信道估計的結果中估計有效通信速率的方法的圖。
圖10A是圖解更精確地估計有效通信速率的整個方法的流程圖。
圖10B是詳細圖解由傳送側執行的傳送信道估計的流程圖。
圖10C是詳細圖解由接收側執行的傳送信道估計的流程圖。
圖11是圖解確定是否檢測由傳送信道估計的開始時刻的不同引起的周期性噪聲的仿真的結果的圖。
圖12A是圖解在電力頻率是60Hz的情況下,周期性噪聲的檢測和執行傳送信道估計的時刻的偏移時間之間的關系的圖。
圖12B是圖解在電力頻率是50Hz的情況下,周期性噪聲的檢測和執行傳送信道估計的時刻的偏移時間之間的關系的圖。
圖13是圖解連續地傳送針對傳送信道估計請求的幀和檢測周期性噪聲的方法的圖。
圖14是詳細圖解當連續地傳送針對傳送信道估計請求的幀時的傳送信道估計的圖。
圖15是圖解更精確地估計有效通信速率的整個方法的流程圖。
圖16是圖解根據第二實施例的第一估計方法(估計方法1)的處理順序的流程圖。
圖17是圖解根據第二實施例的第二估計方法(估計方法2)的處理順序的流程圖。
圖18是圖解根據第二實施例的第三估計方法(估計方法3)的處理順序的流程圖。
圖19是圖解作為情況1的、當傳送信道處于不良的狀態、且因此噪聲的變化影響傳送信道時執行的傳送信道估計的結果的計算例子1。
圖20是圖解作為情況2的、當傳送信道處于不良的狀態、且因此噪聲的變化影響傳送信道時執行的傳送信道估計的結果的計算例子2。
圖21是圖解作為情況3的、當傳送信道處于良好的狀態、而噪聲中的變化沒有影響傳送信道時執行的傳送信道估計的結果的計算例子。
圖22是圖解作為情況4的、當傳送信道處于良好的狀態、且因此噪聲中的變化沒有影響傳送信道時執行的傳送信道估計的結果的計算例子。
圖23是圖解作為情況5的、當傳送信道處于不良的狀態、且因此噪聲的變化影響傳送信道時執行的傳送信道估計的結果的計算例子3。
圖24是圖解根據第三實施例的指示傳送信道估計的結果的方法的處理順序的流程圖。
圖25是圖解在顯示器的LED上指示通信速率的例子的圖。
圖26是圖解傳送信道估計的結果和在顯示器中導通的LED的數目之間的關系的特性圖。
圖27A至27E是圖解以時間順序的形式可選地表示通過估計方法1和估計方法2所獲得的傳送信道估計的結果的例子的圖。
圖28A是解釋單向傳送信道估計的順序的圖。
圖28B是解釋單向傳送信道估計的結果的圖。
圖29是圖解根據第四實施例的雙向傳送信道估計的順序的圖。
圖30A是圖解雙向傳送信道估計的順序的圖。
圖30B是圖解雙向傳送信道估計的結果的圖。
圖31是圖解根據第四實施例的指示傳送信道估計的結果的方法的處理順序的流程圖。
圖32是圖解估計有效通信速率的公知估計過程的流程圖。
具體實施例方式 根據本發明的第一方面,通信裝置通過傳送信道而將數據傳送給另一個通信裝置。該通信裝置包括顯示多個通信速率的顯示器;以及控制器,其獲取第一通信速率,并獲取第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號。該控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率。當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器允許顯示器顯示所述多個通信速率。
根據本發明的第一方面,通信裝置獲取通過在第一時間經由傳送信道傳送預定信號而獲得的第一通信速率、以及通過在第二時間經由傳送信道傳送預定信號而獲得的第二通信速率。當第二通信速率小于第一通信速率時,采用多個通信速率來估計數據的有效通信速率。因此,可估計反映在傳送信道上出現的噪聲的有效通信速率。
第一方面中描述的發明的第二方面提供了該通信裝置,其中,當多個通信速率之間的差小于預定值時,該控制器允許顯示器顯示該多個通信速率中的一個。
第一方面中描述的發明的第三方面提供了該通信裝置,其中該控制器可以采用第一通信速率和第二通信速率計算數據的平均通信速率,并且允許顯示器同時顯示平均通信速率和小于平均通信速率的第二通信速率。
根據本發明的第三方面,采用平均通信速率和小于平均通信速率的第二通信速率來估計數據的通信速率。因此,可顯示反映在傳送信道上出現的噪聲的通信速率。
第一至第三方面中任一個描述的發明的第四方面提供了該通信裝置,其中該控制器允許顯示器顯示其中對第二通信速率進行加權的加權通信速率。
根據本發明的第四方面,對第二通信速率進行加權,以便估計數據的通信速率。因此,可顯示反映在傳送信道上出現的噪聲的通信速率。
第三方面中描述的發明的第五方面提供了該通信裝置,其中該控制器允許顯示器顯示其中將第二通信速率乘以預定數的加權通信速率。
根據本發明的第五方面,對第二通信速率乘以預定數,以便估計數據的有效通信速率。因此,可顯示反映在傳送信道上出現的噪聲的通信速率。
第一至第五方面中任一個描述的發明的第六方面提供了該通信裝置,其中該預定信號是通過對多個載波執行預定調制而獲得的信號,以及其中,該第一和第二通信速率基于被進行了預定調制的信號之間的差別。
第三方面中描述的發明的第七方面提供了該通信裝置,其中該控制器允許顯示器顯示平均通信速率、以及由表達式“第二通信速率+(平均通信速率-第二通信速率)/4”表示的通信速率。
根據本發明的第七方面,采用平均通信速率和小于平均通信速率的第二通信速率來確定用于有效通信速率估計的數據傳送速率。因此,可顯示反映在傳送信道上出現的噪聲的通信速率。
第一至第七方面中任一個描述的發明的第八方面提供了該通信裝置,其中當傳送了預定信號、且沒有在預定時段內接收到基于該預定信號的通信速率時,該控制器將通信速率設置為預定值。
第一方面中描述的發明的第九方面提供了該通信裝置,其中當傳送了預定信號、且沒有在預定時段內接收到基于該預定信號的通信速率時,該控制器在計算平均通信速率時不使用未接收到的通信速率。
第一方面中描述的發明的第十方面提供了該通信裝置,其中該控制器可允許顯示器顯示包括第一通信速率和第二通信速率的多個通信速率的最大值和最小值。
第一至第十方面中任一個描述的發明的第十一方面提供了該通信裝置,其中可為該傳送信道提供具有預定周期的AC電壓。
根據本發明的第十一方面,第一至第十方面中描述的本發明可應用于電力線通信。
第十一方面中描述的發明的第十二方面提供了該通信裝置,進一步包括基于AC電壓的值是零的時刻來檢測時刻的檢測器。該控制器可基于該時刻來傳送該預定信號。
根據本發明的第十二方面,通過請求與基于AC電壓的值是零的時刻的時刻同步的傳送信道估計,能夠執行反映與該時刻同步出現的周期性噪聲的影響的傳送信道估計。因此,可估計反映在傳送信道上出現的噪聲的有效通信速率。
第十二方面中描述的發明的第十三方面提供了該通信裝置,其中該控制器可連續傳送該預定信號多于1次。
根據本發明的第十三方面,能夠執行反映沒有周期的噪聲的傳送信道估計。因此,可顯示反映在傳送信道上出現的噪聲的通信速率。
第十三方面中描述的發明的第十四方面提供了該通信裝置,其中該控制器基于AC電壓的周期時間來確定該預定信號的傳送次數。
根據第十四方面,能夠根據AC電壓的規范來執行傳送信道估計。
根據本發明的第十五方面,提供了一種通信裝置,其通過傳送信道將數據傳送給另一個通信裝置,該通信裝置包括顯示多個通信速率的顯示器;以及控制器,其獲取第一通信速率,并獲取第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,當在第二時間將請求信號傳送到另一個通信裝置時獲得該第二通信速率,該預定信號是通過傳送信道從所述另一個通信裝置接收的,基于該預定信號的該第二通信速率被傳送給所述另一個通信裝置,并且,從所述另一個通信裝置接收與該請求信號對應的第二通信速率,其中該控制器基于第一通信速率和第二通信速率計算多個通信速率,以及其中,當多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器允許顯示器顯示該多個通信速率。
根據本發明的第十六方面,提供了一種通信系統,其中第一通信裝置和第二通信裝置通過傳送信道互相傳送數據,其中該第一通信裝置包括顯示多個通信速率的顯示器;以及第一控制器,其從第一通信單元獲取第一通信速率、以及第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,該第一控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率,并且當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,允許顯示器顯示所述多個通信速率,以及其中,該第二通信裝置包括第二通信單元,其從第一通信裝置接收作為信號的數據;以及第二控制器,其傳送基于所述預定信號和接收到的預定信號之間的差別的信息。
根據本發明的第十七方面,提供了一種由第一通信裝置和第二通信裝置通過傳送信道來傳送數據的通信方法,該方法包括第一通信裝置在第一時間通過傳送信道傳送第一預定信號給第二通信裝置;第二通信裝置從第一通信裝置接收該第一預定信號;第二通信裝置傳送基于第一預定信號和接收到的第一預定信號之間的差別的第一通信速率;第一通信裝置在不同于第一時間的第二時間通過傳送信道傳送第二預定信號給第二通信裝置;第二通信裝置從第一通信裝置接收該第二預定信號;第二通信裝置傳送基于第二預定信號和接收到的第二預定信號之間的差別的第二通信速率;基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率;以及當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,顯示所述多個通信速率。
根據本發明的第十八方面,提供了一種集成電路,包括通信單元,其與經由與傳送信道對接的耦合器而連接到傳送信道的多個其它通信裝置傳遞作為信號的數據;以及控制器,其從該通信單元獲取第一通信速率、以及第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,其中,該控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率,并且,其中,當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器輸出所述多個通信速率。
根據本發明的第十九方面,提供了一種電路模塊,包括與傳送信道對接的耦合器;通信單元,其與經由該耦合器而連接到傳送信道的多個其它通信裝置傳遞作為信號的數據;以及控制器,其從該通信單元獲取第一通信速率、以及第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,其中,該控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率,并且,其中,當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器允許顯示器顯示所述多個通信速率。
(第一實施例) 在下文中將參考附圖描述本發明的實施例。
圖1是圖解通信裝置通過傳送信道傳送通信數據給另一個通信裝置的過程的說明圖。通信裝置100通過傳送信道103連接至電力線通信裝置105。通信裝置101通過傳送信道104連接至電力線通信裝置106。通信裝置100和101例如為個人計算機或IP電話。此外,可以將電力線通信裝置105和106以及通信裝置100和101分別配置為單獨的設備,并且也可以分別配置為集成的設備。可以將傳送信道103和104配置為無線線路或有線線路。在有線線路的情況下,可以考慮EthernetTM線纜、同軸線纜等。此外,可以配置傳送信道103和104來執行無線通信。在這個實施例中,使用EthernetTM線纜作為傳送信道103和104。
電力線通信裝置105和106通過傳送信道102互相連接。在這個實施例中,使用電力線作為傳送信道102。
當通信裝置100傳送通信數據給通信裝置101時,電力線通信裝置105將傳送信道估計請求傳送給電力線通信裝置106。接收傳送信道估計請求的電力線通信裝置106計算音調圖,將最優的音調圖作為回復傳送給電力線通信裝置105,并在其中存儲所述最優的音調圖。從電力線通信裝置106接收最優的音調圖的電力線通信裝置105使用最優的音調圖來調制從通信裝置100傳送的通信數據,并將調制的通信數據通過傳送信道102傳送給電力線通信裝置106。電力線通信裝置106使用最優的音調圖來解調通信數據,并將解調后的通信數據傳送給通信裝置101。
圖2是圖解根據本發明的這個實施例的電力線通信裝置106的接收機的框圖。此外,電力線通信裝置105傳送信號。
在圖2中,A/D轉換器510將模擬信號轉換為數字信號。復小波變換器520對接收信號執行小波變換,以生成同相信號和正交信號。載波檢測器530檢測傳送設備傳送的傳送信號。同步電路540同步接收信號。均衡器550校正由于傳送信道的影響引起的失真信號。噪聲檢測器560利用被進行了復小波變換的信號,來檢測在每個子載波帶中是否存在窄帶噪聲。傳送信道估計器570利用從均衡器550輸出的信號、以及有關是否存在從噪聲檢測器輸出的窄帶噪聲的信息,來確定在傳送設備中的碼元映射器中的每個子載波中使用的初級調制。確定器580利用從均衡器550輸出的信號來執行確定過程。
將參考圖1至3來描述以這種方式配置的電力線通信裝置106的接收機的操作。
一旦傳送了傳送信道估計請求,電力線通信裝置105傳送一個幀給電力線通信裝置106,該幀具有包含用于傳送信道估計請求的信號和使用所有載波的信號的結構。
在圖2中,A/D轉換器510將模擬接收信號轉換為數字信號,并且復小波變換器520對所接收的數字信號進行小波變換。載波檢測器530檢測從電力線通信裝置105傳送的信號,并且,同步電路540調整復小波變換器520的小波變換定時,以便利用前同步信號而與接收信號進行同步。均衡器550消除對傳送信道的影響,并且,噪聲檢測器560檢測在可用頻帶中存在的窄帶噪聲。傳送信道估計器570估計傳送信道的狀態,以確定在傳送設備中使用的碼元映射器的初級調制方法,并且,確定器580利用從均衡器550輸出的信號來執行確定過程。
圖3是圖解從接收機的均衡器輸出的信號的分散的圖。在圖3中示出了當利用傳送設備的碼元映射器選擇的所有子載波2PAM時、從接收機的均衡器輸出的分散(針對所有子載波)。一旦執行常規的傳送信道估計,電力線通信裝置105傳送通過2PAM對用于傳送信道估計請求的幀中的所有子載波進行調制而形成的信號。電力線通信裝置106的傳送信道估計器570測量CINR(載波功率對(干擾加噪聲)功率比),作為具有從信號點布置分散的噪聲量(在2PAM±1的情況下)。傳送信道估計器570利用在每個子載波中測量的CINR來選擇在每個子載波中使用的初級調制(例如,16PAM、8PAM等),并通知電力線通信裝置105。這樣的過程是在收發機設備中通常執行的傳送信道估計。
這里,由每個子載波的初級調制類型確定的對應通信速率所形成的圖(map)是音調圖。
電力線通信裝置105生成傳送信道估計請求,并等待電力線通信裝置106的回復,直到超時為止。當通知了該回復時,在下面描述的傳送信道結果存儲器340b中存儲所通知的新音調圖。可選地,當沒有從電力線通信裝置106通知回復時,使用先前的音調圖。此外,當沒有通知回復時,將通信性能測量的結果記錄為測量失敗,即,PHY速率=0。這個結果被視為下面描述的PHY速率的一個靜態處理數據。PHY速率表示能通過傳送信道傳送實際數據的最大通信速率。連同電力線,可將同軸線纜或其它對線(pair wire)作為傳送信道102。
圖4A至4C是圖解電力線通信裝置105(106)的外觀的圖。圖4A是圖解電力線通信裝置的外觀的透視圖。圖4B是圖解電力線通信裝置的外觀的前視圖。圖4C是圖解電力線通信裝置的外觀的后視圖。圖4A至4C所示的電力線通信裝置105(106)包括箱體201。如圖4A和4B所示,在箱體201的前表面上形成了包含LED(發光二極管)205A、205B和205C的顯示器205。如圖4C所示,在箱體201的后表面上形成了電源連接器202、諸如RJ45的LAN(局域網)網口203、以及用于切換操作模式的開關204等等。電力線纜(未在圖4A至4C中示出)連接到電源連接器202,并且LAN線纜(在圖4A至4C中未示出)連接到網口203。此外,在電力線通信裝置105(106)中,可進一步提供Dsub(D-subminiature)連接器,以與Dsub線纜連接。當然,可以提供公知的連接器等。此外,可以用能夠表示顏色的一個LED取代多個LED,而且,可以將通信速率等顯示在液晶顯示器或EL顯示器上。
圖5是圖解電力線通信裝置105(106)的硬件例子的框圖。如圖5所示,電力線通信裝置105(106)包括電路模塊300和開關電源301。例如,開關電源301提供各種類型的電壓(例如,+1.2V,+3.3V或+12V)給電路模塊300,并且開關電源301被配置為包括開關變壓器和DC-DC轉換器(全部未示出)。
電路模塊300包括主IC(集成電路)310、AFE IC(模擬前端集成電路)320、EthernetTM PHY IC(物理層集成電路)330、存儲器340、低通濾波器(LPF)351、驅動器IC 352、帶通濾波器(BPF)360、以及耦合器370。開關電源301和耦合器370連接到電源連接器202,并且,也通過電力線纜302、電源插頭303和插座304連接到傳送信道102。主IC 310作為執行電力線通信的控制電路。
主IC 310包括CPU(中央處理單元)311、PLC MAC(電力線通信媒體訪問控制層)塊312、以及PLC PHY(電力線通信物理層)塊313。CPU 311安裝了32位RISC(精簡指令集計算機)處理器。PLC MAC塊312管理傳送信號和接收信號的MAC層(媒體訪問控制層),并且PLC PHY塊313管理傳送信號和接收信號的PHY層(物理層)。AFE IC 320包括DA轉換器(DACD/A轉換器)321、AD轉換器(ADCA/D轉換器)322、以及可變增益放大器(VGA可變增益放大器)323。耦合器370包括線圈變壓器371和耦合電容器372a和372b。此外,CPU 311利用存儲在存儲器311中的數據來控制PLC MAC塊312和PLC PHY塊313的操作,并也控制整個電力線通信裝置105(106)。
如下執行在電力線通信裝置105(106)之間執行的通信。即,將從網口203輸入的通信裝置100和101的通信數據通過EthernetTM PHY IC 330傳送給主IC 310,并且,通過數字信號處理生成數字傳送信號。AFE IC 320的DA轉換器(DAC)321將生成的數字傳送信號轉換為模擬信號,并且將該模擬信號通過低通濾波器351、驅動器IC 352、耦合器370、電源連接器202、電力線纜302、電源插頭303和插座304輸出給傳送信道102。
從傳送信道102接收的信號通過耦合器370傳送給帶通濾波器360,AFEIC 320的可變增益放大器(VGA)323對其進行增益調整,并且,AD轉換器(ADC)322將其轉換為數字信號。將轉換后的數字信號傳送給主IC 310,并通過數字信號處理將其轉換為數字數據。轉換后的數字數據通過EthernetTM PHYIC 330從網口203輸出。
電力線通信裝置105(106)通過OFDM(正交頻分多路復用)方法等,利用多個子載波執行多載波通信。主要由PLC PHY塊313執行將傳送數據轉換為OFDM傳送信號、以及將OFDM接收信號轉換為接收數據的數字處理。
AC電壓處理器380連接至電源連接器202和耦合器370之間的傳送信道,并且也連接至在下面描述的主IC 310中提供的過零點檢測電路401。AC電壓處理器380執行過零點檢測電路401的操作所需的AC電壓的模擬信號處理。
圖6是詳細圖解主IC附近的框圖。圖6所示的電力線通信裝置105的結構與電力線通信裝置106的結構相同。這里,將描述電力線通信裝置105作為例子。
除了上述的CPU 311、PLC MAC塊312和PLC PHY塊313之外,主IC310還包括過零點檢測電路401和UART(通用異步收發器)310a。CPU 311也管理過零點檢測電路401和UART 310a。過零點檢測電路401檢測提供給傳送信道102的商用電源的AC電源波形(即,在由50Hz或60Hz的正弦波形構成的AC波形)中的電壓的過零點(或者過零點附近的點)。過零點檢測電路連接至AC電壓處理器380。與過零點(或者過零點附近的點)同步地執行傳送信道估計。UART 310a是一種串行接口,并且連接到外部設備(例如,個人計算機等)。UART 310a將從CPU 311傳送的并行信號轉換為串行信號并且,具有將從外部設備傳送的串行信號轉換為并行信號的功能。
EthernetTM PHY IC 330包括EthernetTM收發器330a。EthernetTM收發器控制電力線通信裝置105和通信裝置100之間的通信。電力線通信裝置106和通信裝置101之間的關系與電力線通信裝置105和通信裝置100之間的關系相同。
存儲器340包括設備管理表340a和傳送信道估計結果存儲器340b。特別地,使用閃存等作為存儲器340。設備管理表340a存儲與連接至電力線通信網絡的另一個電力線通信裝置相關的信息(通信對端的電力線通信裝置的MAC地址和ID)。傳送信道估計結果存儲器340b存儲傳送音調圖、傳送PHY速率、接收音調圖、以及接收PHY速率。
這里,傳送音調圖是指由電力線通信裝置105計算的音調圖,該電力線通信裝置105從通信對端的電力線通信裝置106接收回復該傳送信道估計請求的傳送信道估計請求。傳送PHY速率是指從通信對端的電力線通信裝置106傳送的數據的PHY速率。接收傳送信道估計請求的電力線通信裝置105連同傳送的音調圖一起同時計算傳送PHY速率。傳送音調圖和傳送PHY速率被傳送給通信對端的電力線通信裝置106,并也被存儲在接收傳送信道估計請求的電力線通信裝置105中。傳送給通信對端的電力線通信裝置106的傳送音調圖和傳送PHY速率被存儲在通信對端的電力線通信裝置106中,作為接收音調圖和接收PHY速率。CPU 311計算傳送音調圖和傳送PHY速率。CPU 311將所計算的傳送音調圖和傳送PHY速率存儲在傳送信道估計結果存儲器340b中。
提供了開關400,以指示開始電力線通信裝置105和106之間的傳送信道估計。當導通開關400時,傳送用于開始傳送信道估計的信號給CPU 311。當識別出該信號時,CPU 311執行傳送信道估計請求,以便傳送用于該傳送信道估計請求的幀給電力線通信裝置106。
開始傳送信道估計的單元不限于上述開關。例如,當將電源插頭303插入插座304中時,可同時開始傳送信道估計。
PLC MAC塊312包括EthernetTM接收隊列312a、EthernetTM傳送隊列312b、EthernetTM控制器312c、PLC接收隊列312d、PLC傳送隊列312e和PLC控制器312f。
PLC PHY塊313包括PLC收發器313a和糾錯電路313b。
EthernetTM接收隊列312a順序地存儲從通信裝置100(101)接收的通信數據。EthernetTM控制器312f首先將先前存儲的通信數據傳送給PLC傳送隊列312e,并將其存儲在PLC傳送隊列312e中。PLC控制器312f首先將先前存儲在PLC傳送隊列312e中的通信數據傳送給PLC PHY塊313。
糾錯電路313b將附加數據(糾錯碼)附加到從PLC傳送隊列312e傳送給PLC PHY塊313的通信數據中。附加糾錯碼的原因是根據預先附加到通信數據的糾錯碼而檢測通信數據的錯誤,以便校正當由于在傳送信道102上出現的噪聲而發生傳送故障時的通信錯誤。
由糾錯電路313b附加了糾錯碼的通信數據被傳送給PLC收發器313a。PLC收發器313a調制通信數據。基于上述的傳送(接收)音調圖執行調制。調制后的通信數據被傳送給AFE IC 320。
PLC收發器313a解調從AFE IC 320傳送的通信數據。基于上述的傳送(接收)音調圖執行解調。解調后的通信數據被傳送給糾錯電路313b。糾錯電路313b校正通信數據的錯誤。校正后的通信數據被傳送給PLC MAC塊312。PLC接收隊列312d順序地存儲由PLC PHY塊313處理的通信數據。PLC控制器312f以先前存儲的順序,首先傳送存儲在PLC接收隊列312d中的通信數據給EthernetTM傳送隊列312b。EthernetTM控制器312c以先前存儲的順序,首先傳送存儲在EthernetTM傳送隊列312b中的通信數據給EthernetTM PHY IC330。
接著,將描述根據傳送信道估計的結果來估計通信性能的方法。這里,將描述電力線通信裝置105從電力線通信裝置106接收針對傳送信道估計請求的幀的情況。此外,電力線通信裝置105的結構與電力線通信裝置106的結構相同。
當接收到針對傳送信道估計請求的幀時,電力線通信裝置105計算PHY速率。當通過傳送信道102傳送針對傳送信道估計請求的幀時,電力線通信裝置105接收受在傳送信道102上出現的噪聲或阻抗影響的針對傳送信道估計請求的幀。理論上,利用受傳送信道102上出現的噪聲或阻抗影響的針對傳送信道估計請求的幀,來獲取PHY速率。
圖7是用于從傳送信道估計結果中估計通信性能的特性圖。橫軸表示電力線通信裝置105的信號衰減量(db),并且縱軸表示通信速速率(Mbps)。特性圖顯示了衰減特性與PHY速率間的關系、衰減特性與UDP速率間的關系、以及衰減特性與TCP速率間的關系。TCP速率被視為有效的通信速率。
TCP速率是當多個通信裝置通過電力線通信裝置互相連接并且在通信裝置間建立了TCP(傳送控制協議)連接時,進行通信而無數據丟失的最大通信速率。
UDP速率是當多個通信裝置通過電力線通信裝置互相連接并且在通信裝置間建立了UDP(用戶數據報協議)連接時,進行通信而無數據丟失的最大通信速率。
在這個實施例中,由于采用了TCP通信協議,因此將TCP速率作為有效通信速率。此外,當采用UDP通信協議時,則將UDP速率作為有效通信速率。
電力線通信裝置105將特性圖存儲在存儲器340中。PHY速率和UDP速率間的關系、以及PHY速率和TCP速率間的關系分別具有靜態的特性。因此,當通過傳送信道估計來在理論上獲取PHY速率時,CPU 311能參考這個特性圖測量UDP速率和TCP速率。
例如,在情況[2]中,PHY速率≈50Mbps,因此估計TCP速率≈30Mbps。在情況[1]中,PHY速率≈10Mbps,因此估計TCP速率≈8Mbps。然而,本發明不被限定于上述的特性圖。可以定義PHY速率、TCP速率和UDP速率間的函數,并且可以將該函數存儲在存儲器340中以便估計有效通信速率。此外,可以以表的方式表示PHY速率、TCP速率和UDP速率間的關系,并且,可以將該表存儲在存儲器340中以便估計有效通信速率。
利用這個方法,即使當在通信裝置100和101間沒有執行實際的通信時,也可估計電力線通信裝置105和106間的有效通信速率。
圖8是圖解傳送信道噪聲對通信的影響的圖。在日本使用的兩種類型的電力頻率是50Hz和60Hz。50Hz的一半周期大約為10毫秒,60Hz的一半周期大約為8.3毫秒。在某些情況下,產生與電力頻率或一半周期同步的噪聲的家用電子設備出現在傳送信道102上。圖8顯示了當存在產生與一半周期同步的噪聲的家用電子設備時的噪聲和電力頻率間的關系。
當打開開關400、并且電力線通信裝置106生成和傳送傳送信道估計請求給電力線通信裝置105時,針對傳送信道估計請求的幀被傳送給通信對端的電力線通信裝置106(105)。CPU 311生成針對傳送信道估計請求的幀,并通過PLC傳送隊列312e、PLC PHY塊、AFE IC和傳送信道102將其傳送給電力線通信裝置105。
針對傳送信道估計請求的幀包括前同步碼、幀控制(FC)和有效載荷。前同步碼是用于所傳送或接收的碼元的同步的幀。在圖8所示的例子中,前同步碼具有大約0.1毫秒的幀長。FC是包含與傳送源和傳送目的地的電力線通信裝置有關的地址信息(MAC地址,IP地址等)、或者下面描述的有效載荷所需的信息的幀。在圖8所示的例子中,FC具有大約0.1毫秒的幀長。有效載荷是用于存儲實際數據的幀。在圖8所示的例子中,有效載荷具有大約1毫秒的幀長。針對傳送信道估計請求的幀的幀長是3個幀的長度之和并且大約是1.2毫秒。
如圖8所示,周期[1]是在針對傳送信道估計請求的幀的傳送周期內產生周期性噪聲的間隔。周期[2]是在針對傳送信道估計請求的幀的傳送周期內沒有產生周期性噪聲的間隔。
周期性噪聲與商用電源的AC波形中的電壓的過零點(或者過零點附近的點)同步地出現。周期性噪聲具有矩形包絡,并且沒有出現噪聲的部分的電壓電平是0。此外,根據每個國家的規范,AC波形的頻率是不同的。因此,周期性噪聲的形狀不限于矩形的形式。
在周期[1]中,由于周期性噪聲而引起信號失真(信噪比惡化),因此通信性能可能由于周期性噪聲的出現惡化。
當僅使用與周期[2]相關的傳送信道估計的結果來創建音調圖時,該音調圖在周期[1]中不是合適的音調圖。因此,由于出現重傳,通信速率可能惡化。是否與周期性噪聲交迭取決于針對傳送信道估計請求的幀的傳送時刻。由于該原因,當僅使用與周期[2]相關的PHY速率來估計有效通信速率時,出現的問題是沒有反映周期[1]的狀態。
圖9是圖解從傳送信道估計的結果中估計有效通信速率的方法的圖。
除了上述的從PHY速率的平均值中估計有效通信速率的方法,還可以考慮使用從傳送信道估計的結果中估計有效通信速率的方法。如圖9所示,CPU 311從由多次(12次)傳送信道估計所計算的多個(12個)PHY速率中計算有效通信速率,并將其存儲在傳送信道估計結果存儲器340b中,參考圖7的特性圖,從所計算的多個(12個)有效通信速率計算有效通信速率的平均值,并將該平均值設置為估計的有效通信速率。在圖9的例子中,估計的有效通信速率的平均值大約為11.2Mbps,其為TCP速率。
CPU 311允許顯示器205顯示通過上述方法計算的所請求的有效通信速率。當使用LED顯示有效通信速率時,可以改變與有效通信速率值相關的發光的LED的數目,或者可以改變LED發出的顏色。
有效通信速率可以顯示在與通信裝置100或UART 310a相連接的外部設備上。當使用諸如液晶顯示器或EL顯示器的外部設備顯示有效通信速率時,可以沒有任何變化地顯示有效通信速率值。上述的傳送信道估計的次數不限于12次。
圖10A是圖解更精確地估計有效通信速率的整個方法的流程圖。圖10B是詳細圖解傳送側執行的傳送信道估計的流程圖。圖10C是詳細圖解接收側執行的傳送信道估計的流程圖。
在圖10A所示的傳送信道估計方法中,CPU 311在執行傳送信道估計的超時過程時執行傳送信道估計定義的多次(12次),以便獲取多個傳送信道估計結果(PHY速率)(步驟S801)。隨后,CPU 311從在步驟S801所獲取的多個(12個)PHY速率中計算平均值和最小值(這是步驟S802)。
隨后,CPU 311利用在步驟S802所獲取的PHY速率的平均值和最小值來計算用于有效通信速率估計的PHY速率(這是步驟S803)。
在圖10A的例子中,使用小于多個(12個)PHY速率的平均值的值,作為用于有效通信速率估計的PHY速率。特別地,由表達式<最小值+(平均值-最小值)/4>定義PHY速率。在這個表達式中,考慮這樣的流程控制操作,通過其,當由于在傳送信道102上出現周期性噪聲而引起的通信數據丟失發生時,TCP將通信速率約束為低。此外,能使得實際通信值和估計值之間的差較小。通過使用小于PHY速率的平均值的值作為用于估計有效通信速率的PHY速率,即使當在傳送信道上出現周期性噪聲時,也可更精確地估計有效通信速率。
計算用于估計有效通信速率的PHY速率的方法不被限定于上述方法。可以使用小于平均值的值而不是平均值。可選地,可以將最小值乘以用于加權的實數。
最后,CPU 311參考圖7的特性圖,從用于在步驟S803所計算的有效通信速率估計的PHY速率中估計實際的通信速率(步驟S804)。
通過計算反映PHY速率的最小值的有效通信速率,可更精確地估計有效通信速率。
接著,將參考圖10B和10C詳細地描述傳送信道估計。在圖1所示的例子中,圖10B顯示了電力線通信裝置105的處理流程,圖10C顯示了電力線通信裝置106的處理流程。
首先,將參考圖10B描述作為傳送側的電力線通信裝置105的處理流程。CPU 311將針對傳送信道估計請求的幀的傳送次數n定義為n=0(步驟S811)。接著,過零點檢測電路401檢測提供給傳送信道102的商用電源的AC電源波形(即,由50Hz或60Hz的正弦波形構成的AC波形)中的電壓的過零點(或者過零點附近的點)(步驟S812)。取決于每個國家的規范,AC波形的頻率是不同的。
接著,第一定時器定義傳送信道估計的實際周期(步驟S813)。在主IC 310中提供了第一定時器(未示出)。當第一定時器定義傳送信道估計的實際周期時,CPU 311開始傳送信道估計(步驟S813)。CPU 311與過零點檢測電路401所檢測的過零點(或者過零點附近的點)同步地傳送針對傳送信道估計請求的幀給電力線通信裝置106(步驟S814)。當CPU 311傳送針對傳送信道估計請求的幀時,重置第二定時器。在主IC 310中提供的第二定時器定義針對電力線通信裝置106傳送的傳送信道估計結果的接收周期(步驟S815)。在步驟S816,CPU 311確定是否接收從電力線通信裝置106傳送的傳送信道估計的結果(見步驟S845)。當CPU 311接收到傳送信道估計的結果時,CPU 311將傳送信道估計的結果存儲在傳送信道估計結果存儲器340b中(步驟S817)。接著,CPU 311確定傳送信道估計的接收周期是否過期(步驟S820)。當接收周期過期時,將傳送次數n的值更新為n=n+1(步驟S821)。接著,CPU 311確定傳送次數n的值是否小于預定的傳送次數N(在這個實施例中,N=12)(步驟S822)。當傳送次數n小于傳送次數N時,過程返回到步驟S813。隨后,CPU311重復地執行上述相同的過程,直到滿足步驟S822的條件為止。
可選地,當沒有接收到傳送信道估計的結果時,等待通信對端的電力線通信裝置106(105)傳送的傳送信道估計的結果,直到第二定時器定義的接收周期過期為止(步驟S818)。當接收周期為止而沒有接收到傳送信道估計的結果時,在傳送信道估計結果存儲器340b中將傳送信道估計結果存儲為PHY速率=0Mbps(或者很小的值或負值)(步驟S819)。
接著,將參考圖10C描述作為接收側的電力線通信裝置106的處理流程。當從電力線通信裝置105傳送針對傳送信道估計的幀時(參見步驟S814),CPU311接收針對傳送信道估計的幀。隨后,CPU 311將針對傳送信道估計的幀的接收次數n定義為n=0(步驟S852)。隨后,CPU 311基于所接收的針對傳送信道估計的幀,來計算用于通信裝置間的調制和解調的音調圖和PHY速率(步驟S853)。隨后,CPU 311將在步驟S853中計算的音調圖和PHY速率的結果傳送給作為傳送側的電力線通信裝置105(步驟S854)。隨后,CPU 311將計算的音調圖和PHY速率的結果存儲在傳送信道估計結果存儲器340b中(步驟S855)。隨后,將針對傳送信道估計的幀的接收次數n更新為n=n+1。最后,CPU 311確定接收次數n的值是否滿足條件n>N(其中N是與預定的接收次數的值相同的值)。CPU 311重復執行上述相同的過程直到滿足條件為止(步驟S857)。
圖11是圖解確定是否檢測到由傳送信道估計的開始時間的不同引起的周期性噪聲的仿真的結果的圖。是否檢測到周期性噪聲取決于執行傳送信道估計的時刻是否與發生周期性噪聲的時刻相同。這個仿真計算用于確定執行傳送信道估計的時刻是否與發生周期性噪聲的時刻相同的參數,并且也計算結果。
根據使用電力線通信裝置的地點來確定電力頻率和周期性噪聲的產生周期。如上所述,日本使用的電力頻率是50Hz和60Hz。50Hz的一半周期大約為10毫秒,60Hz的一半周期大約為8.33毫秒。
通過程序能改變傳送信道估計中的執行時刻和實際次數。在這個實施例中,每500毫秒執行傳送信道估計,以及執行傳送信道估計12次。
根據執行第一傳送信道估計的時刻、周期性噪聲的產生周期的時刻,來確定檢測到周期性噪聲的機會。執行傳送信道估計的時刻是測量開始的偏移時間,并且在0至噪聲的產生周期之間變化。可以通過將第一傳送信道估計和電力頻率的過零點進行同步來設置偏移時間。在通信裝置不能檢測到過零點的情況下,偏移時間在0至噪聲的產生周期的范圍內變化。
在這個仿真中,將發生周期性噪聲的時間與接近執行12次傳送信道估計的時刻的時刻進行比較。當從過零點起2毫秒內出現周期性噪聲和針對傳送信道估計請求的幀時,則確定兩者互相一致,并指示“BINGO”。2毫秒的時間寬度是考慮了周期性噪聲影響通信的周期而確定的。
圖12A和12B是圖解周期性噪聲的檢測和執行傳送信道估計的時刻的偏移時間之間的關系的圖。
在圖12A和12B中,在上述仿真中,以1毫秒的間隔,將傳送信道估計的執行時刻的偏移時間該變最多到8毫秒,并顯示了周期性噪聲檢測的次數。
圖12A顯示了當將電力頻率設置為60Hz時的仿真結果。圖12B顯示了當將電力頻率設置為50Hz時的仿真結果。
如從12A和12B顯而易見的,當在與電力頻率同步的過零點執行傳送信道估計時,可典型地獲取受周期性噪聲影響的傳送信道估計的結果。因此,優選的是,與過零點同步地進行測量,以便更精確地執行傳送信道估計。
由于電力線通信裝置105(106)實際上受時間測量精度影響,所以,執行電力線通信裝置的時刻與圖11中所示的值不同。因此,在實際的電力線通信裝置105(106)中不會出現圖12中100%檢測到或者根本檢測不到周期性噪聲的情況。然而,可以理解,更大或更小的檢測周期性噪聲的數目的趨勢。
能檢測過零點的通信裝置甚至可以通過利用設備的時間測量精度、或者利用程序有意地將測量開始時間移動幾毫秒,來確保地獲取受周期性噪聲影響的傳送信道估計。
圖13是圖解連續地傳送針對傳送信道估計請求的幀和檢測周期性噪聲的方法的圖。在圖13的例子中,連續地傳送了針對傳送信道估計請求的10個幀。在圖13的例子中,由于連續請求的針對傳送信道估計請求的10個幀的幀長之和大約為12毫秒,因此幀長之和覆蓋了8.33毫秒(電力頻率60Hz)的一半頻率。
以這種方式,當連續地傳送多個針對傳送信道估計請求的幀并覆蓋電力頻率的一半時,可確保地執行反映周期性噪聲影響的傳送信道估計。
圖14是詳細圖解當連續地傳送針對傳送信道估計請求的幀時的傳送信道估計的圖。
接著,將參考圖14詳細地描述傳送信道估計。圖14顯示了傳送側的操作、以及與圖1的例子中的電力線通信裝置105的處理流程對應的操作。接收側的處理流程與圖10C中的處理流程相同,并因此忽略細節。
首先,CPU 311將針對傳送信道估計請求的幀的傳送次數n定義為n=0(步驟S1211)。接著,過零點檢測電路401檢測提供給傳送信道102的商用電源的AC電源波形(即由50Hz或60Hz的正弦波形構成的AC波形)中的電壓的過零點(或者過零點附近的點)(步驟S1212)。取決于每個國家的規范,AC波形的頻率是不同的。接著,第一定時器定義傳送信道估計的實際周期(步驟S1213)。在主IC 310中提供了第一定時器(未示出)。當第一定時器定義傳送信道估計的實際周期時,CPU 311開始傳送信道估計(步驟S1213)。接著,CPU311將傳送信道估計的處理流程中的偏移時間設置為1毫秒(步驟S1214)。在CPU 311設置了偏移時間后,CPU 311傳送針對傳送信道估計請求的幀給電力線通信裝置106(步驟S1215)。
當CPU 311傳送針對傳送信道估計請求的幀時,重置第二定時器,并且定義針對從電力線通信裝置106(105)傳送的傳送信道估計的結果的接收周期(步驟S1216)。在主IC 310中提供了第二定時器(未示出)。在步驟S1217,CPU311確定是否接收到傳送信道估計的結果。當從電力線通信裝置106接收到傳送信道估計的結果(音調圖和PHY速率)時,CPU 311將傳送信道估計的結果存儲在傳送信道估計結果存儲器340b中(步驟S1218)。接著,CPU 311確定傳送信道估計的接收周期是否過期(步驟S1221)。當接收周期過期時,將傳送次數n的值更新為n=n+1(步驟S1222)。接著,CPU 311確定傳送次數n的值是否小于預定的傳送次數N(在這個實施例中,N=12)(步驟S1223)。當傳送次數n小于傳送次數N時,過程返回到步驟S1213。
可選地,當CPU 311沒有接收到傳送信道估計的結果時,等待從電力線通信裝置106(105)傳送的傳送信道估計的結果,直到第二定時器定義的接收周期過期為止(步驟S1219)。當CPU 311沒有接收到傳送信道估計的結果且接收周期過期時,在傳送信道估計結果存儲器340b中將傳送信道估計的結果存儲為PHY速率=0Mbps(或者很小的值、或負值)(步驟S1220)。
以這種方式,通過連續地執行傳送信道估計,可獲取反映受周期性噪聲影響的傳送信道估計的結果。在上述例子中,與周期性噪聲同步地執行傳送信道估計。然而,若沒有與周期性噪聲同步,則可獲取反映受周期性的噪聲影響的傳送信道估計的結果。另外,通過改變傳送信道估計次數,可執行反映非周期性噪聲的影響的傳送信道估計。
可以根據AC電壓的周期來確定針對傳送信道估計請求的幀的傳送次數N。以這種方式,可靈活地處理各個國家的規范。當CPU 311計算AC電壓的周期時,確定傳送次數N。
圖15是圖解更精確地估計有效通信速率的整個方法的流程圖。
與上述圖10A中的傳送信道估計方法類似,在圖15所示的傳送信道估計方法中,CPU 311在執行傳送信道估計的超時過程的同時執行定義的多次(例如,12次)傳送信道估計,以便獲取多個傳送信道估計結果(PHY速率)(步驟S1301)。隨后,CPU 311從在步驟S1301所獲取的多個(12個)PHY速率中計算平均值和最小值(這是步驟S802)。隨后,確定在步驟S1302中所計算的PHY速率的最小值是負值(步驟S1303)。當最小值是負值時,用0替換負值(步驟S1304)。
接著,CPU 311利用在步驟S1302和S1304中所獲取的PHY速率的平均值和最小值,來計算用于有效通信速率估計的PHY速率(步驟S1305)。與圖10A的例子類似,在圖15的例子中,用表達式<最小值+(平均值-最小值)/4>表示用于有效通信速率估計的PHY速率與PHY速率的平均值和最小值之間的關系。在這個表達式中,考慮這樣的流程控制操作,其中,當由于在傳送信道102上出現周期性噪聲而引起的通信數據丟失發生時,TCP將通信速率約束為低。此外,能獲得減小通信值和估計值之間的差的優點。作為用于有效通信速率估計的PHY速率,可以使用小于PHY速率的平均值的PHY速率來代替表達式<最小值+(平均值-最小值)/4>。例如,可使用實際測量的最小值。此外,可以通過將PHY速率乘以任意的實數,來加權用作有效通信速率估計的PHY速率。
最后,參考圖7的特性圖,CPU 311從在步驟S1305所計算的用作有效通信速率估計的PHY速率中估計實際的通信速率(步驟S1306)。
通過計算反映PHY速率的最小值的有效通信速率,可更精確地估計有效通信速率。
(第二實施例) 第二實施例將描述使用當通過傳送信道估計來計算諸如可通信PHY速率的通信速率時的估計多個傳送信道的方法的例子。
圖16是圖解根據第二實施例的第一估計方法(估計方法1)的處理順序的流程圖。
在圖16所示的估計方法1中,CPU 311傳送傳送信道估計請求給通信對端的電力線通信裝置。此時,例如,以0.5秒的周期傳送12次傳送信道估計請求(步驟S1601)。隨后,從通信對端的電力線通信裝置接收傳送信道估計結果N1次(步驟S1602)。此時,接收次數N1滿足條件(N1≤12)并且表示能正常接收傳送信道估計結果的次數。
隨后,CPU 311計算回復N1次的傳送信道估計結果(PHY速率)的平均值Ave1(步驟S1603)。隨后,從執行N1次傳送信道估計的結果(PHY速率)中獲取最小值Min1(步驟S1604)。隨后,計算指示傳送信道狀態的PHY速率的代表值Eval1(步驟S1605)。此時,通過表達式Eval1=(Ave1+Min1)/2計算PHY速率的代表值Eval1。所計算的代表值Eval1是通過估計方法1獲取的結果。
圖17是圖解根據第二實施例的第二估計方法(估計方法2)的處理順序的流程圖。
與估計方法1類似,在圖17所示的估計方法2中,CPU 311以0.5秒的周期傳送12次傳送信道估計請求給通信對端的電力線通信裝置(步驟S1701)。隨后,從通信對端的電力線通信裝置接收傳送信道估計結果N2次(步驟S1702)。此時,接收次數N2由條件(N2≤12)表示,并且表示能正常接收傳送信道估計結果的次數。在這種情況下,將沒有回復(12-N2)次的結果設置為0Mbps(步驟S1703)。。
隨后,除了沒有獲得回復或者不能測量的情況之外,CPU 311計算執行12次傳送信道估計的全部結果(PHY速率)的平均值Ave2(步驟S1704)。隨后,計算指示傳送信道狀態的PHY速率的代表值Eval2(步驟S1705)。此時,通過表達式Eval2=Ave2計算PHY速率的代表值Eval2。
隨后,獲取回復N2次的傳送信道估計結果(PHY速率)的最大值和最小值之間的差Δ2(步驟S1706)。確定最大值和最小值之間的差Δ2是否大于10Mbps(步驟S1707)。當差Δ2大于10Mbps時,計算考慮了重傳率的相乘后的值Eval2(步驟S1708)。假設重傳率是35%,通過表達式Eval2=Eval2×(1-0.35)來計算代表值Eval2。所計算的代表值Eval2被設置為通過估計方法2獲得的估計結果。可選地,當在步驟S1708中差Δ2等于或小于10Mbps時,代表值Eval2被設置為通過估計方法2獲得的估計結果,而不考慮重傳率。
圖18是圖解根據第二實施例的第三估計方法(估計方法3)的處理順序的流程圖。
與估計方法2類似,在圖18所示的估計方法3中,CPU 311以0.5秒的周期傳送12次傳送信道估計請求給通信對端的電力線通信裝置(步驟S1801)。隨后,從通信對端的電力線通信裝置接收傳送信道估計結果N3次(步驟S1802)。接收次數N3由條件(N3≤12)表示,并且表示能正常接收傳送信道估計結果的次數。在這種情況下,將沒有回復(12-N3)次的結果設置為0Mbps(步驟S1803)。
隨后,除了沒有獲得回復或者不能測量的情況之外,CPU 311計算執行12次傳送信道估計的全部結果(PHY速率)的平均值Ave3(步驟S1804)。隨后,計算指示傳送信道狀態的PHY速率的代表值Eval3(步驟S1805)。此時,通過表達式Eval3=Ave3計算PHY速率的代表值Eval3。
隨后,除了沒有獲得回復或者不能測量的情況之外,獲取執行12次傳送信道估計的全部結果(PHY速率)的最大值和最小值之間的差Δ3(步驟S1806)。確定最大值和最小值之間的差Δ3是否大于10Mbps(步驟S1807)。當差Δ3大于10Mbps時,計算考慮了重傳率的相乘后的值Eval3(步驟S1808)。假設重傳率是35%,通過表達式Eval3=Eval3×(1-0.35)計算代表值Eval3。所計算的代表值Eval3被設置為通過估計方法3獲得的估計結果。可選地,當在步驟S1808中差Δ3等于或小于10Mbps時,代表值Eval3被設置為通過估計方法3獲得的估計結果,而不考慮重傳率。
圖19至23顯示了分別在傳送信道的多個假設狀態中、通過上述多個估計方法1至3所獲得的各個估計結果的例子。
圖19是圖解作為情況1的、當傳送信道處于不良的狀態并因此噪聲的變化影響傳送信道時執行的傳送信道估計的結果的計算例子1。在圖19至23中,數字1至12表示PHY速率的測量值,數字13表示通過估計方法1獲得的傳送信道估計的結果Eval1,數字14表示通過估計方法2獲得的傳送信道估計的結果Eval2,且數字15表示通過估計方法3獲得的傳送信道估計的結果Eval3。
情況1顯示了第12次傳送信道估計未被回復、或者不能測量的例子。在估計方法1中,計算回復11次傳送信道估計中的測量值的平均值Ave1。由于平均值Ave1≈20.6Mbps,所以,傳送信道估計的結果Eval1由表達式(Ave1+Min1)/2=(20.6+19.0)/2≈19.8Mbps表示。計算結果Eval1=19.8Mbps被用作通過估計方法1獲得的傳送信道估計的結果Eval1。在估計方法1的情況下,可以簡單地獲得從被回復的測量結果中估計的結果。
估計方法2計算除了沒有回復的情況(0Mbps)之外,通過執行12次傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave2。由于平均值Ave2≈18.9Mbps,所以,傳送信道估計的結果Eval2由表達式Eval2=Ave2≈18.9Mbps表示。接著,通過執行被回復11次的傳送信道估計而獲得的最大值和最小值之間的差Δ2是Δ2=3。在這種情況下,由于Δ2是10Mbps或者更小,因此將估計結果Eval2=18.9Mbps用作通過估計方法2獲得的傳送信道估計的結果Eval2,而不考慮重傳率。在估計方法2的情況下,獲得了除了沒有回復的情況之外估計的很精確的估計結果。
與估計方法2類似,估計方法3計算除了沒有回復的情況(0Mbps)之外,通過執行12次傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave3。由于平均值Ave3≈18.9Mbps,傳送信道估計的結果Eval3由表達式Eval3=Ave3≈18.9Mbps表示。接著,通過執行除了沒有回復的情況之外的12次傳送信道估計而獲得的最大值和最小值之間的差Δ3是Δ3=22。在這種情況下,由于差Δ3大于10Mbps,因此滿足考慮了重傳率的表達式Eval3=Eval3×(1-0.35)=18.9×(1-0.35)≈12.3Mbps。估計結果Eval3=12.3Mbps被用作通過估計方法3獲得的傳送信道估計結果Eval3。在估計方法3的情況下,獲得了很精確的結果,其中合理地反映了沒有回復的情況的測量值。
在情況1中,估計方法1和估計方法2沒有滿意地反映由某些情況下的噪聲引起的變化的影響。然而,通過估計方法3,可獲得反映由噪聲引起的變化的影響的傳送信道估計結果。當差Δ2和Δ3的速率大于固定速率時,可以通過乘以重傳率來獲得精確的估計結果。然而,由于可能在高速傳送的位置上的測量值的偏差,導致在某些情況下差Δ2和Δ3可能超過10Mbps。因此,可以根據Eval2和Eval3的值的范圍來改變用于比較差Δ2和Δ3的值。例如,當Eval2和Eval3是60Mbps或更小時,將差Δ2和Δ3與10Mbps比較。當差Δ2和Δ3大于60Mbps時,可將差Δ2和Δ3與20Mbps比較。然而,在差Δ2和Δ3的速率大于固定速率的情況下,當在如下所述的顯示速率估計結果的功能中執行顯示相同的估計結果的過程時,在某些情況下獲得相同的結果,而不用劃分這樣的范圍。
圖20是圖解作為情況2的、當傳送信道處于不良的狀態并因此噪聲的變化影響傳送信道時執行的傳送信道估計結果的計算例子2。
情況2顯示了沒有回復第10至第12次這3次傳送信道估計、或者不能測量的例子。在估計方法1中,計算回復了9次傳送信道估計中的測量值的平均值Ave1。由于平均值Ave1≈20.6Mbps,傳送信道估計的結果Eval1由表達式(Ave1+Min1)/2=(20.3+19.0)/2≈19.7Mbps表示。計算結果Eval1=19.7Mbps被用作通過估計方法1獲得的傳送信道估計結果Eval1。
估計方法2計算除了沒有回復的情況(0Mbps)之外,通過執行12次傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave2。由于平均值Ave2≈15.3Mbps,傳送信道估計的結果Eval2由表達式Eval2=Ave2≈15.3Mbps表示。接著,通過執行被回復9次的傳送信道估計而獲得的最大值和最小值之間的差Δ2是Δ2=3。在這種情況下,由于Δ2是10Mbps或者更小,因此將估計結果Eval2=15.3Mbps用作通過估計方法2獲得的傳送信道估計結果Eval2,而不考慮重傳率。
與估計方法2類似,估計方法3計算除了沒有回復的情況(0Mbps)之外,通過執行12次傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave3。由于平均值Ave3≈15.3Mbps,傳送信道估計的結果Eval3由表達式Eval3=Ave3≈15.3Mbps表示。接著,通過執行除了沒有回復的情況之外的12次傳送信道估計而獲得的最大值和最小值之間的差Δ3是Δ3=22。在這種情況下,由于Δ3大于10Mbps,因此,滿足考慮了重傳率的表達式Eval3=Eval3×(1-0.35)=15.3×(1-0.35)≈9.9Mbps。估計結果Eval3=9.9Mbps被用作通過估計方法3獲得的傳送信道估計結果Eval3。
在情況2中,估計方法1不能充分地反映噪聲中的變化的影響。然而,通過估計方法2,可獲得反映噪聲中的變化的影響的傳送信道估計結果。通過采用估計方法3,可更精確地獲得反映噪聲中的變化的影響的傳送信道估計結果。
圖21是圖解作為情況3的、當傳送信道處于良好的狀態而噪聲中的變化沒有影響傳送信道時執行的傳送信道估計結果的計算例子。
情況3顯示了通過執行12次傳送信道估計而獲得測量結果的例子。在估計方法1中,計算通過執行被回復12次的傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave1。由于平均值Ave1≈30.9Mbps,傳送信道估計的結果Eval1由表達式(Ave1+Min1)/2=(30.9+29.0)/2≈30.0Mbps表示。計算結果Eval1=30.0Mbps被用作通過估計方法1獲得的傳送信道估計結果Eval1。
估計方法2計算除了沒有回復的情況(0Mbps)之外,通過執行12次傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave2。由于全部回復了12次傳送信道估計、并因此滿足表達式“平均值Ave2≈30.9Mbps”,所以,傳送信道估計的結果Eval2由表達式Eval2=Ave2≈30.9Mbps表示。接著,通過執行被回復12次的傳送信道估計而獲得的最大值和最小值之間的差Δ2是Δ2=3。在這種情況下,由于Δ2是10Mbps或者更小,因此將估計結果Eval2=30.9Mbps用作通過估計方法2獲得的傳送信道估計結果Eval2,而不考慮重傳率。
與估計方法2類似,估計方法3計算除了沒有回復的情況(0Mbps)之外,通過執行12次傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave3。由于平均值Ave3≈30.9Mbps,傳送信道估計的結果Eval3由表達式Eval3=Ave3≈30.9Mbps表示。接著,計算除了沒有回復的情況之外通過執行12次傳送信道估計而獲得的最大值和最小值之間的差Δ3。由于全部回復了12次傳送信道估計,因此類似于估計方法2,Δ3=3。因此,由于Δ3大于10Mbps,因此估計結果Eval3=30.9Mbps被用作通過估計方法3獲得的傳送信道估計結果Eval3,而不考慮重傳率。
在情況3中,噪聲中的變化沒有影響傳送信道。因此,由于傳送信道狀態的測量結果是穩定的,因此估計方法1,2和3中的任一個都能獲得傳送信道估計的精確結果。
圖22作為情況4的、是圖解當傳送信道處于良好的狀態并因此噪聲中的變化沒有影響傳送信道時執行的傳送信道估計結果的計算例子。
情況4顯示了通過執行12次傳送信道估計而獲得良好的測量結果的例子。在估計方法1中,計算通過執行被回復12次的傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave1。由于平均值Ave1≈110.2Mbps,傳送信道估計的結果Eval1由表達式(Ave1+Min1)/2=(110.9+101.0)/2≈105.6Mbps表示。計算結果Eval1=105.6Mbps被用作通過估計方法1獲得的傳送信道估計結果Eval1。
通過估計方法2,除了沒有回復的情況(0Mbps),從通過執行12次傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave2中計算傳送信道估計的結果Eval2。與估計方法1類似,由于全部回復了12次傳送信道估計并因此平均值Ave2≈110.2Mbps,傳送信道估計的結果Eval2由表達式Eval2=Ave2≈110.2Mbps表示。接著,通過執行被回復12次的傳送信道估計而獲得的最大值和最小值之間的差Δ2是Δ2=13。在這種情況下,由于Δ2大于10Mbps,因此滿足了考慮了重傳率的表達式Eval2=Eval2×(1-0.35)=110.2×(1-0.35)≈71.6Mbps。估計結果Eval2=71.6Mbps被用作通過估計方法2獲得的傳送信道估計結果Eval2。
與估計方法2類似,估計方法3計算除了沒有回復的情況(0Mbps)之外,通過執行12次傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave3。由于平均值Ave3≈110.2Mbps,所以,傳送信道估計的結果Eval3由表達式Eval3=Ave3≈110.2Mbps表示。接著,計算除了沒有回復的情況之外的通過執行12次傳送信道估計而獲得的最大值和最小值之間的差Δ3。由于全部回復了12次傳送信道估計,因此類似于估計方法2,差Δ3=13。因此,由于如估計方法2那樣,滿足考慮重傳率的表達式Eval3=Eval3×(1-0.35)≈71.6Mbps,因此,估計結果Eval3=71.6Mbps被用作通過估計方法3獲得的傳送信道估計結果Eval3。
在情況4中,由于傳送信道處于良好的狀態,因此估計方法1、2和3中的任一個都能獲得傳送信道估計的精確結果。在這種情況下,測量結果值的最大值和最小值之間的差是10Mbps或更多,估計方法2和3考慮了重傳率而獲得了不精確的傳送信道估計結果。然而,由于傳送信道估計的原始結果的值不大,因此在顯示傳送信道估計結果時不出現該差。因此,沒有對傳送信道估計的結果的影響。
圖23作為情況5的、是圖解當傳送信道處于不良的狀態并因此噪聲的變化影響傳送信道時執行的傳送信道估計結果的計算例子3。
情況5顯示了通過執行12次傳送信道估計而獲得測量結果、但測量結果不一致的例子。在估計方法1中,計算通過執行被回復12次的傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave1。由于平均值Ave1≈24.7Mbps,傳送信道估計的結果Eval1由表達式(Ave1+Min1)/2=(24.7+15.0)/2≈19.8Mbps表示。計算結果Eval1=19.8Mbps被用作通過估計方法1獲得的傳送信道估計結果Eval1。
估計方法2計算除了沒有回復的情況(0Mbps)之外,通過執行12次傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave2。由于與估計方法1類似,全部回復了12次傳送信道估計并因此平均值Ave2≈24.7Mbps,所以,傳送信道估計的結果Eval2由表達式Eval2=Ave2≈24.7Mbps表示。接著,通過執行被回復12次的傳送信道估計而獲得的最大值和最小值之間的差Δ2是Δ2=15。在這種情況下,由于Δ2大于10Mbps,因此滿足了考慮了重傳率的表達式Eval2=Eval2×(1-0.35)=24.7×(1-0.35)≈16.0Mbps。估計結果Eval2=16.0Mbps被用作通過估計方法2獲得的傳送信道估計的結果Eval2。
與估計方法2類似,估計方法3計算除了沒有回復的情況(0Mbps)之外,通過執行12次傳送信道估計而獲得的測量值的平均值Ave3。由于平均值Ave3≈24.7Mbps,傳送信道估計的結果Eval3由表達式Eval3≈24.7Mbps表示。接著,計算除了沒有回復的情況之外通過執行12次傳送信道估計而獲得的最大值和最小值之間的差Δ3。由于全部回復了12次傳送信道估計,因此類似于估計方法2,差Δ3=15。因此,由于如估計方法2那樣、滿足考慮重傳率的表達式Eval3=Eval3×(1-0.35)≈16.0Mbps,因此,估計結果Eval3=16.0Mbps被用作通過估計方法3獲得的傳送信道估計結果Eval3。
在情況5中,由于最大值和最小值之間的差是10Mbps或者更大,估計方法2和3獲得考慮了重傳率的傳送信道估計結果。通過估計方法2和3,可獲得充分地反映噪聲中的變化的傳送信道估計的結果。
(第三實施例) 將描述根據第三實施例的顯示由多個傳送信道估計方法獲得的傳送信道估計結果。
圖24是圖解根據第三實施例的顯示傳送信道估計結果的方法的處理順序的流程圖。在第三實施例中,將采用第二實施例中描述的估計方法1和2這兩個估計方法作為例子。在這個實施例中,將具有諸如圖4A和4B所示的LED 205A、205B和205C的3個發光元件的顯示器(指示器)作為顯示傳送信道估計結果的單元的例子。在顯示器上將指示傳送信道狀態以及被獲得作為傳送信道估計結果的可通信速率顯示為通信速率。
首先,估計方法1計算指示傳送信道狀態的通信速率的代表值Val(max)(步驟S2401)。隨后,估計方法2計算指示傳送信道狀態的通信速率的代表值Val(min)(步驟S2402)。隨后,基于代表值Val(max)和Val(min)中的每個,計算與可獲得的通信速率相對應的顯示器的發光LED的數目(Ln1和Ln2)(步驟S2403)。隨后,通過Ln1和Ln2的LED,在顯示器上交替地顯示通信速率的最大值和最小值(步驟S2404)。
圖25是圖解在顯示器的LED上顯示通信速率的例子的圖。在圖25中,黑色和白色分別表示開(ON)狀態和關(OFF)狀態。在這個例子中使用了3個LED。即,當不能通信時,發光LED的數目是0,當通信速率小于10Mbps時,發光LED的數目是1。此外,當通信速率在10Mbps到30Mbps的范圍內時,發光LED的數目是2,并且當通信速率是30Mbps或更大時,發光LED的數目是3。以這種方式,通過根據發光LED的數目來顯示通信速率,用戶可以容易地認識到在這樣的環境下的傳送信道的現有狀態、以及可通信傳送速率。在這種情況下,期望不將PHY速率而是將UDP速率或者TCP速率顯示為通信速率。
圖26是圖解了傳送信道估計結果和顯示器中的發光LED的數目間的關系的特性圖。在這個實施例中,例如從作為傳送信道估計結果的PHY速率獲取將UDP顯示為通信速率時的發光LED的數目。通過估計方法1和估計方法2分別獲取PHY速率Val1(PHY)和Val2(PHY),并且從PHY速率中計算發光LED的數目。例如,當通過估計方法1獲得的PHY速率Val1(PHY)是80Mbps時,參考圖26的特性圖的關系,UDP速率是58Mbps并且將其設置為代表值Val(max)(參見圖中的字母α)。因此,作為通信速率的最大值,發光LED的數目Ln1是3。此外,當通過估計方法2獲得的PHY速率Val2(PHY)是40Mbps時,UDP速率是28Mbps,并被設置為代表值Val(min)(參見圖中的字母β)。因此,作為通信速率的最小值,發光LED的數目Ln2是2。
圖27A至27E是以時間序列的形式圖解表示通過估計方法1和估計方法2獲得的傳送信道估計結果的例子的圖。在這個實施例中,作為表示多個傳送信道估計結果的例子,例示了這樣的情況以1秒的間隔,交替地顯示指示作為通過估計方法1獲得的傳送信道估計結果的通信速率的數目Ln1的發光LED、和指示作為通過估計方法2獲得的傳送信道估計結果的通信速率的數目Ln2的發光LED。在這種情況下,每隔1秒交替地顯示三次數目Ln1和數目Ln2。然而,可以將顯示的時段和數目改變為任何值。圖27A顯示了Ln1=3和Ln2=3的情況,并且表示傳送信道處于良好的狀態,這是因為兩個估計結果都是30Mbps或更大。圖27B顯示了Ln1=3和Ln2=2的情況,圖27C顯示了Ln1=3和Ln2=1的情況,并且表示通過估計方法1獲得的估計結果是30Mbps或更大,通過估計方法2獲得的估計結果在從10Mbps到30Mbps、或小于10Mbps的范圍中,而且噪聲中的變化影響傳送信道。圖27D顯示了Ln1=2和Ln2=2的情況,并且表示兩個估計結果都在10Mbps到30Mbps的范圍中,以及傳送信道不處于良好的狀態。圖27E顯示了Ln1=2和Ln2=1的情況,并且表示通過估計方法1獲得的估計結果在10Mbps到30Mbps的范圍中,通過估計方法2獲得的估計結果小于10Mbps,傳送信道不處于良好的狀態,并且噪聲中的變化影響傳送信道。
如圖27A和27D所示,當Ln1的值和Ln2的值相同時,結果是發光LED的數目恒定。另一方面,如圖27B、27C和27E所示,當Ln1的值不同于Ln2的值時,以1秒的間隔改變發光LED的數目。即,通過估計方法1獲得的PHY速率Val1(PHY)和通過估計方法2獲得的Val2(PHY)的差比較大,很可能Ln1的值和Ln2的值相同。
通過以這種方式可變的顯示通過估計方法1獲得的傳送信道估計結果和通過估計方法2獲得的傳送信道估計結果,可顯示未出現噪聲變化的狀態中的通信速率和出現噪聲的狀態中的通信速率。以這種方式,用戶能識別處于傳送信道的最佳狀態的可通信速率和反映噪聲中的變化的實際通信速率。作為將通信速率通知為傳送信道估計結果的估計結果通知單元,本發明不被限定于上述LED的顯示器。可以使用將通信速率值顯示在液晶顯示器上的顯示器,或者使用以語音形式通知通信速率的方法。作為以語音形式通知通信速率的方法,可以根據通過兩個估計方法獲得的通信速率,通過改變音高來用音高表示通信速率。可選地,可以根據通過兩個估計方法獲得的通信速率,通過改變音量來用音量表示通信速率。
(第四實施例) 第四實施例描述了在通信裝置間執行雙向傳送信道估計的例子。
圖28A和28B是解釋單向傳送信道估計結果的圖。圖28A顯示傳送信道估計的順序,圖28B顯示傳送信道估計的結果。
在上述的第一至第三實施例中,如圖28A所示,第一電力線通信裝置PLC1(105)傳送傳送信道估計請求給第二電力線通信裝置PLC2(106)。當接收到傳送信道估計請求時,第二電力線通信裝置PLC2執行傳送信道估計,并隨后傳送信道估計結果給電力線通信裝置PLC1。例如,執行12次傳送信道估計。在這種情況下,僅僅測量了從第一電力線通信裝置PLC1到第二電力線通信裝置PLC2的單向(僅從PLC1到PLC2的方向)通信速率。
在實際的傳送信道中,當靠近噪聲源的一側傳送數據時,SN更好。因此提高了通信速率。即,在兩個通信裝置間的通信方向中,通信速率是不對稱的。在圖28B中,例如當噪聲源存在于第一電力線通信裝置PLC1附近時,從第一電力線通信裝置PLC1到第二電力線通信裝置PLC2的通信方向的PHY速率是38Mbps,從第二電力線通信裝置PLC2到第一電力線通信裝置PLC1的通信方向的PHY速率是23Mbps。在這種狀態中,當在實際通信中執行速率測量的方向與由傳送信道估計執行簡單的速率測量的方向相反時,估計結果和實際測量結果變得互相不同。為了解決這個問題,在第四實施例中,在反方向上執行傳送信道估計,并且通過顯示雙向估計結果的最大值和最小值,使估計結果和實際通信速率之間的差變得更小。
圖29是圖解根據第四實施例的雙向傳送信道估計的順序的圖。首先,第一電力線通信裝置PLC1傳送用于執行傳送信道估計的請求分組給第二電力線通信裝置PLC2。當接收到用于執行傳送信道估計的請求分組時,第二電力線通信裝置PLC2回復指示正常接收到用于執行傳送信道估計的請求分組的ACK。接著,第二電力線通信裝置PLC2傳送傳送信道估計請求給第一電力線通信裝置PLC1。當接收到傳送信道估計請求時,第一電力線通信裝置PLC1執行傳送信道估計并回復傳送信道估計結果給第二電力線通信裝置PLC2。例如,執行12次傳送信道估計。隨后,第一電力線通信裝置PLC1等待一些時間,直到完成從PLC2到PLC1方向的傳送信道估計為止。第一電力線通信裝置PLC1傳送針對傳送信道估計的最終結果的請求給第二電力線通信裝置PLC2,以便請求傳送信道估計的最終結果。以這種方式,第二電力線通信裝置PLC2在從PLC2到PLC1的方向上回復傳送信道估計結果的代表值給第一電力線通信裝置PLC1。
上述的順序也可以被修改。例如,第一電力線通信裝置PLC1接收從第二電力線通信裝置PLC2傳送的針對傳送信道估計的請求分組,收集并在其中存儲傳送信道估計結果,并可計算從PLC2到PLC1的方向上的傳送信道估計結果的代表值。在第二電力線通信裝置PLC2完成計算后,可以將從PLC2到PLC1的方向上的傳送信道估計的最終結果通知給第一電力線通信裝置PLC1,而不等待針對傳送信道估計的最終結果請求。
接著,將描述根據這個實施例的顯示雙向傳送信道估計的結果。圖30A和30B是圖解雙向傳送信道估計的結果的圖。圖31是圖解根據第四實施例的顯示傳送信道估計結果的方法的處理順序的流程圖。
在這個實施例中,如圖30A和30B所示,從第一電力線通信裝置PLC1到第二電力線通信裝置PLC2方向上的傳送信道估計的結果被設置為Eval12。最大值和最小值被分別設置為Eval12(max)和Eval12(min)。此外,從第二電力線通信裝置PLC2到第一電力線通信裝置PLC1方向上的傳送信道估計結果被設置為Eval21。最大值和最小值被分別設置為Eval21(max)和Eval21(min)。
首先,作為傳送信道估計結果,由表達式Val(max)=Eval12(max)代表指示傳送信道狀態的通信速率的最大值的代表值Val(max)(步驟S3101)。隨后,由表達式Val(min)=Eval12(rmin)代表指示傳送信道狀態的通信速率的最小值的代表值Val(min)(步驟S3102)。隨后,互相比較雙向傳送信道估計結果的最大值Eval12(max)和Eval21(max)(步驟S3103)。當Eval12(max)大于Eval21(max)時,使用表達式Val(max)=Eval12(max)。可選地,當Eval12(max)小于Eval21(max),使用表達式Val(max)=Eval21(max)(步驟S3104)。
隨后,互相比較雙向傳送信道估計結果的最小值Eval12(min)和Eval21(min)(步驟S3105)。當Eval12(min)小于Eval21(min)時,使用表達式Val(min)=Eval12(min)。可選地,當Eval12(min)大于Eval21(min),使用表達式Val(min)=Eval21(rmin)(步驟S3106)。
基于各個代表值Val(max)和Val(min)的值,計算與所估計的通信速率對應的顯示器的LED的數目(Ln1和Ln2)(步驟S3107)。隨后,通過顯示器的LED的數目Ln1和Ln2,交替地顯示通信速率的最大值和最小值(步驟S3108)。以這種方式,可顯示反映雙向傳送信道估計結果的通信速率的最大值和最小值。此外,作為修改的例子,可以計算雙向傳送信道估計結果的平均值,并且計算最終估計結果以便顯示估計結果,而不是顯示雙向傳送信道估計結果的最大值和最小值。
以這種方式,通過在兩個通信裝置間執行雙向傳送信道估計并顯示通信速率,可獲得當傳送信道估計的結果根據通信方向而不同時的雙向傳送信道估計的各個結果。因此,用戶能夠掌握與通信方向對應的不同傳送信道估計值,并且識別反映傳送信道狀態的通信速率。
本申請是基于2007年9月19日提交的日本專利申請號2007-242159和2008年2月18日提交的專利申請號2008-36046,并要求其優先權,通過參考其全部而將內容結合于此。
工業應用性 本發明可被用于能進行電力線通信的通信裝置,安裝有該通信裝置的電子裝置、以及使用電力線的通信方法。
權利要求書(按照條約第19條的修改)
1.一種通過傳送信道傳送數據給另一個通信裝置的通信裝置,該通信裝置包括
顯示多個通信速率的顯示器;以及
控制器,其獲取基于從所述另一個通信裝置接收的第一信息的第一通信速率,并獲取基于從所述另一個通信裝置接收的第二信息的第二通信速率,
其中,該控制器通過在包括至少第一通信速率的信息和包括至少第二通信速率的信息之間切換,來控制該顯示器上的顯示信息。
2.如權利要求1所述的通信裝置,其中,第一信息基于通過該傳送信道傳送到所述另一個通信裝置的預定信號,且第二信息基于通過該傳送信道傳送到所述另一個通信裝置的預定信號。
3.如權利要求1所述的通信裝置,其中,當所述第一和第二通信速率之間的差小于預定值時,該控制器控制該顯示信息對應于第一通信速率。
4.如權利要求1所述的通信裝置,其中,該控制器通過參考第一信息來計算針對第一通信速率的平均值,以及
其中,該控制器控制該顯示信息包括與第一通信速率相對應的信息、以及與比該平均值小的第二通信速率相對應的信息。
5.如權利要求1至4中的任一項所述的通信裝置,其中,該控制器控制該顯示信息,以顯示加權的通信速率,其中對第二通信速率進行加權。
6.如權利要求5所述的通信裝置,其中,該控制器控制該顯示信息,以顯示加權的通信速率,其中將第二通信速率乘以預定數。
7.如權利要求1至6中的任一項所述的通信裝置,
其中,該預定信號是通過對多個載波執行預定調制而獲得的信號,以及
其中,該第一和第二通信速率基于被進行了預定調制的信號之間的差別。
8.如權利要求4所述的通信裝置,其中,該控制器控制該顯示信息,以顯示平均通信速率、以及由表達式“第二通信速率+(平均通信速率-第二通信速率)/4”表示的通信速率。
9.如權利要求1至8中的任一項所述的通信裝置,其中,當該控制器傳送了預定信號、且沒有在預定時段內接收到基于該預定信號的通信速率時,該控制器將通信速率設置為預定值。
10.如權利要求4所述的通信裝置,其中,當該控制器傳送了預定信號、且沒有在預定時段內接收到基于該預定信號的通信速率時,該控制器在計算平均通信速率時不使用未接收到的通信速率。
11.如權利要求1所述的通信裝置,其中,該控制器允許顯示器顯示包括第一通信速率和第二通信速率的多個通信速率的最大值和最小值。
12.如權利要求1至11中的任一項所述的通信裝置,其中,向該傳送信道提供具有預定周期的AC電壓。
13.如權利要求12所述的通信裝置,還包括
檢測器,其基于AC電壓的值為0的時刻來檢測時刻,以及
其中,該控制器基于該時刻來傳送該預定信號。
14.如權利要求13所述的通信裝置,其中,該控制器連續地傳送該預定信號多于1次。
15.如權利要求14所述的通信裝置,其中,該控制器基于AC電壓的周期時間來確定該預定信號的傳送次數。
16.如權利要求1所述的通信裝置,其中,第一和第二通信速率中的每個對應于物理層通信速率、TCP通信速率、以及UDP通信速率中的一個,并且,第一和第二通信速率是在相同層中、或以相同協議獲得的通信速率。
17.如權利要求1所述的通信裝置,其中,第一通信速率是通過第一方法獲得的通信速率,且第二通信速率是通過與第一方法不同的第二方法獲得的通信速率。
18.如權利要求17所述的通信裝置,其中,所述通過第一方法獲得的通信速率對應于所述多個通信速率的最大值、最小值、以及平均值中的一個,并且,其中,所述通過第二方法獲得的通信速率對應于所述多個通信速率的最大值、最小值、以及平均值中的一個。
19.一種通信裝置,其通過傳送信道將數據傳送給另一個通信裝置,該通信裝置包括
顯示多個通信速率的顯示器;以及
控制器,其獲取基于從所述另一個通信裝置接收的第一信息的第一通信速率,其中,第一信息基于通過該傳送信道傳送到所述另一個通信裝置的預定信號,并且,當將請求信號傳送到所述另一個通信裝置時,該控制器獲取第二通信速率,其中,通過傳送信道而從所述另一個通信裝置接收預定信號,基于該預定信號的第二信息被傳送給所述另一個通信裝置,并且,從所述另一個通信裝置接收基于與該請求信號相對應的第二信息的第二通信速率,
其中,該控制器通過在包括至少第一通信速率的信息和包括至少第二通信速率的信息之間切換,來控制該顯示器上的顯示信息。
20.一種通信系統,其中第一通信裝置和第二通信裝置通過傳送信道互相傳送數據,
其中該第一通信裝置包括
顯示多個通信速率的顯示器;以及
第一控制器,其從第一通信單元獲取基于從所述另一個通信裝置接收的第一信息的第一通信速率,獲取基于從所述另一個通信裝置接收的第二信息的第二通信速率,并通過在包括至少第一通信速率的信息和包括至少第二通信速率的信息之間切換,來控制該顯示器上的顯示信息,以及
其中,該第二通信裝置包括
第二控制器,當通過該傳送信道從第一通信裝置接收到預定信號時,第二控制器將基于該預定信號的第一信息傳送到第一通信裝置,并且,當通過該傳送信道從第一通信裝置接收到預定信號時,第二控制器將基于該預定信號的第二信息傳送到第一通信裝置。
21.一種由通信裝置和另一個通信裝置通過傳送信道來傳送數據的通信方法,該方法包括
獲取基于從所述另一個通信裝置接收的第一信息的第一通信速率;
獲取基于從所述另一個通信裝置接收的第二信息的第二通信速率;以及
通過在包括至少第一通信速率的信息和包括至少第二通信速率的信息之間切換,來顯示信息。
22.一種集成電路,包括
通信單元,其與經由與傳送信道對接的耦合器而連接到傳送信道的多個其它通信裝置傳遞作為信號的數據;以及
控制器,其經由該通信單元獲取基于從所述其它通信裝置接收的第一信息的第一通信速率,并經由該通信單元獲取基于從所述其它通信裝置接收的第二信息的第二通信速率,
其中,該控制器通過在包括至少第一通信速率的信息和包括至少第二通信速率的信息之間切換,來輸出信息。
23.一種電路模塊,包括
與傳送信道對接的耦合器;
通信單元,其與經由該耦合器而連接到傳送信道的多個其它通信裝置傳遞作為信號的數據;以及
控制器,其經由該通信單元獲取基于從所述其它通信裝置接收的第一信息的第一通信速率,并經由該通信單元獲取基于從所述其它通信裝置接收的第二信息的第二通信速率,
其中,該控制器通過在包括至少第一通信速率的信息和包括至少第二通信速率的信息之間切換,來輸出信息。
權利要求
1.一種通過傳送信道傳送數據給另一個通信裝置的通信裝置,該通信裝置包括
顯示多個通信速率的顯示器;以及
控制器,其獲取第一通信速率,并獲取第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,
其中,該控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率,以及
其中,當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器允許顯示器顯示所述多個通信速率。
2.如權利要求1所述的通信裝置,其中,當所述多個通信速率之間的差小于預定值時,該控制器允許顯示器顯示所述多個通信速率中的一個。
3.如權利要求1所述的通信裝置,其中,該控制器參考第一通信速率和第二通信速率來計算數據的平均通信速率,以及
其中,該控制器允許顯示器顯示平均通信速率和小于平均通信速率的第二通信速率兩者。
4.如權利要求1至3中的任一項所述的通信裝置,其中,該控制器允許顯示器顯示加權的通信速率,其中對第二通信速率進行加權。
5.如權利要求4所述的通信裝置,其中,該控制器允許顯示器顯示加權的通信速率,其中將第二通信速率乘以預定數。
6.如權利要求1至5中的任一項所述的通信裝置,
其中,該預定信號是通過對多個載波執行預定調制而獲得的信號,以及
其中,該第一和第二通信速率基于被進行了預定調制的信號之間的差別。
7.如權利要求3所述的通信裝置,其中,該控制器允許顯示器顯示平均通信速率、以及由表達式“第二通信速率+(平均通信速率-第二通信速率)/4”表示的通信速率。
8.如權利要求1至7任一項所述的通信裝置,其中,當傳送了預定信號、且沒有在預定時段內接收到基于該預定信號的通信速率時,該控制器將通信速率設置為預定值。
9.如權利要求3所述的通信裝置,其中,當傳送了預定信號、且沒有在預定時段內接收到基于該預定信號的通信速率時,該控制器在計算平均通信速率時不使用未接收到的通信速率。
10.如權利要求1所述的通信裝置,其中,該控制器允許顯示器顯示包括第一通信速率和第二通信速率的多個通信速率的最大值和最小值。
11.如權利要求1至10中的任一項所述的通信裝置,其中,向該傳送信道提供具有預定周期的AC電壓。
12.如權利要求11所述的通信裝置,還包括
檢測器,基于AC電壓的值為0的時刻來檢測時刻,以及
其中,該控制器基于該時刻來傳送該預定信號。
13.如權利要求12所述的通信裝置,其中,該控制器連續地傳送該預定信號多于1次。
14.如權利要求13所述的通信裝置,其中,該控制器基于AC電壓的周期時間來確定該預定信號的傳送次數。
15.一種通信裝置,其通過傳送信道將數據傳送給另一個通信裝置,該通信裝置包括
顯示多個通信速率的顯示器;以及
控制器,其獲取第一通信速率,并獲取第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,當在第二時間將請求信號傳送到另一個通信裝置時獲得該第二通信速率,該預定信號是通過傳送信道從所述另一個通信裝置接收的,基于該預定信號的該第二通信速率被傳送給所述另一個通信裝置,并且,從所述另一個通信裝置接收與該請求信號對應的第二通信速率,
其中,該控制器基于第一通信速率和第二通信速率計算多個通信速率,以及
其中,當多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器允許顯示器顯示該多個通信速率。
16.一種通信系統,其中第一通信裝置和第二通信裝置通過傳送信道互相傳送數據,其中該第一通信裝置包括
顯示多個通信速率的顯示器;以及
第一控制器,其從第一通信單元獲取第一通信速率,并獲取第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,該第一控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率,并且當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,允許顯示器顯示所述多個通信速率,以及
其中,該第二通信裝置包括
第二通信單元,其從第一通信裝置接收作為信號的數據;以及
第二控制器,其傳送基于所述預定信號和接收到的預定信號之間的差別的信息。
17.一種由第一通信裝置和第二通信裝置通過傳送信道來傳送數據的通信方法,該方法包括
第一通信裝置在第一時間通過傳送信道傳送第一預定信號給第二通信裝置;
第二通信裝置從第一通信裝置接收該第一預定信號;
第二通信裝置傳送基于第一預定信號和接收到的第一預定信號之間的差別的第一通信速率;
第一通信裝置在不同于第一時間的第二時間通過傳送信道傳送第二預定信號給第二通信裝置;
第二通信裝置從第一通信裝置接收該第二預定信號;
第二通信裝置傳送基于第二預定信號和接收到的第二預定信號之間的差別的第二通信速率;
基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率;以及
當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,顯示所述多個通信速率。
18.一種集成電路,包括
通信單元,其與經由與傳送信道對接的耦合器而連接到傳送信道的多個其它通信裝置傳遞作為信號的數據;以及
控制器,其從該通信單元獲取第一通信速率,并獲取第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,
其中,該控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率,并且,
其中,當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器輸出所述多個通信速率。
19.一種電路模塊,包括
與傳送信道對接的耦合器;
通信單元,其與經由該耦合器而連接到傳送信道的多個其它通信裝置傳遞作為信號的數據;以及
控制器,其從該通信單元獲取第一通信速率,并獲取第二通信速率,其中,該第一通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,并且,該第二通信速率是從另一個通信裝置接收的,且基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號,
其中,該控制器基于第一通信速率和第二通信速率來計算多個通信速率,并且,
其中,當所述多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器允許顯示器顯示所述多個通信速率。
全文摘要
一種通過傳送信道傳送數據給另一個通信裝置的通信裝置,包括顯示多個通信速率的顯示器;以及允許顯示器顯示通信速率的控制器。該控制器獲取從另一個通信裝置接收的第一通信速率,并且該第一通信速率是基于在第一時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號。該控制器獲取從另一個通信裝置接收的第二通信速率,并且該第二通信速率是基于在第二時間通過傳送信道傳送給另一個通信裝置的預定信號。該控制器基于第一通信速率和第二通信速率計算多個通信速率。當多個通信速率之間的差大于預定值時,該控制器允許顯示器顯示該多個通信速率。
文檔編號H04B3/54GK101803220SQ20088010803
公開日2010年8月11日 申請日期2008年9月19日 優先權日2007年9月19日
發明者橫光康志, 前原典明 申請人:松下電器產業株式會社