專(zhuān)利名稱(chēng)：海底電力線(xiàn)通信的方法和調(diào)制解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于海底電力線(xiàn)通信例如用于經(jīng)由海底電力線(xiàn)的電信號(hào)傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法和調(diào)制解調(diào)器。
背景技術(shù)：
海底電力線(xiàn)通信(subsea power line communication)是特定形式的水下通信。優(yōu)選地，所述海底電力線(xiàn)通信被用于勘探和開(kāi)采位于海床的氣和油田。海底通信例如被用于在干舷控制點(diǎn)(topside control site)和海底井口(wellhead)之間傳輸各種數(shù)據(jù)。采用到井口或者其它電子裝置的電子通信勘探或者開(kāi)采的氣和油田有時(shí)被稱(chēng)作“電子場(chǎng) (e-field, electronic field)，，。在現(xiàn)有技術(shù)中，描述了用于海底通信的不同技術(shù)。一方面，有有線(xiàn)的電或者光連接，另一方面有無(wú)線(xiàn)的連接。有線(xiàn)連接可以被細(xì)分為第一組和第二組，所述第一組提供與電力線(xiàn)分離的電子或者光連接的通信線(xiàn)路，第二組利用電力線(xiàn)用于電子通信。在后一種情況下，有利地，不需要單獨(dú)的通信線(xiàn)路。例如在US 2005/0243983 Al中，描述了用于從導(dǎo)體接收數(shù)據(jù)和發(fā)射數(shù)據(jù)到導(dǎo)體的調(diào)制解調(diào)器。所述調(diào)制解調(diào)器包含用于發(fā)射數(shù)據(jù)到所述導(dǎo)體的輸出驅(qū)動(dòng)器、用于從所述導(dǎo)體接收數(shù)據(jù)的接收器和用于使接收器輸入端的阻抗與導(dǎo)體的阻抗相匹配的阻抗匹配裝置。輸出驅(qū)動(dòng)器的增益、接收器的增益和接收器輸入端的阻抗在所述調(diào)制解調(diào)器處可調(diào)節(jié)。所有熟知的用于海底電力線(xiàn)通信的調(diào)制解調(diào)器使用某種頻移鍵控調(diào)制(frequency shift keying modulation)技術(shù),允許高達(dá) 19200 bit/s 的比特率和高達(dá)約100 km的工作范圍。為此目的，熟知的調(diào)制解調(diào)器使用包含電子信號(hào)用的低通濾波器和已調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)用的高通濾波器的雙工器，分別過(guò)濾出超過(guò)和低于100 kHz的頻率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是說(shuō)明一種用于海底電力線(xiàn)通信的方法和調(diào)制解調(diào)器，借助其，以明顯較高的比特率和較大的工作范圍通信是有可能的。所述問(wèn)題通過(guò)包含在權(quán)利要求I中規(guī)定的特征的方法和通過(guò)包含在權(quán)利要求11中規(guī)定的特征的調(diào)制解調(diào)器解決。本發(fā)明有利的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中規(guī)定。為了本發(fā)明，可以理解，每當(dāng)聲明與調(diào)制相關(guān)的時(shí)候，可替代地或者附加地，可以相應(yīng)地與解調(diào)相關(guān)。本發(fā)明提議，使用正交頻分復(fù)用(OFDM(orthogonal frequency divisionmultiplexing))尤其在適當(dāng)?shù)恼{(diào)制解調(diào)器中將二進(jìn)制數(shù)據(jù)調(diào)制到海底電力線(xiàn)的電信號(hào)上。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在兩個(gè)通信調(diào)制解調(diào)器(其中一個(gè)在海床處和另一個(gè)在干舷處)中都執(zhí)行OFDM。這樣，例如可以在海底電子單元和干舷控制點(diǎn)之間提供高達(dá)3 Mbit/s的高比特率的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。在OFDM (其本身從電視廣播中公知)的情況下，發(fā)射調(diào)制解調(diào)器發(fā)送多個(gè)不同的正交頻率，也稱(chēng)載波頻帶或者信道。假如兩個(gè)載波頻帶關(guān)于其相對(duì)相位關(guān)系是相互無(wú)關(guān)的，那么兩個(gè)載波頻帶據(jù)說(shuō)是正交的。所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)被調(diào)制到所謂OFDM符號(hào)形式的電信號(hào)上。將OFDM用于海底電力線(xiàn)通信帶來(lái)幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。不同的載波頻帶在頻率方面可以相互接近，因而使得高的頻譜效率成為可能，允許高的總比特率。此外，OFDM允許容易地過(guò)濾出噪聲。假如某個(gè)頻率范圍遇到干涉，那么可以以較慢的比特率運(yùn)行相應(yīng)的載波頻帶或者甚至可以將其禁用。這樣，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)200km的高工作范圍。此外，通過(guò)將合適數(shù)目的載波頻帶分配到上行和下行傳輸，可以按需調(diào)整相應(yīng)的比特率。在優(yōu)選的實(shí)施例中，在從2kHz到400kHz的間隔內(nèi)的頻率范圍被用于0FDM，也即所 述經(jīng)調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。有可能使用與所述間隔一樣寬或者比所述間隔窄的頻率范圍，例如IOkHz到400kHz。所述實(shí)施例為OFDM提供寬頻帶，因此使得大量載波頻帶成為可能，因而使得高比特率成為可能。與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，這尤其是通過(guò)使用低于IOOkHz的頻率實(shí)現(xiàn)。因此，寬帶傳輸是可能的，引起較高的比特率。上限400kHz減少了由開(kāi)關(guān)電源引起的高頻噪聲和其諧波以及從干舷源所拾取的噪聲。此外，海底電纜衰減在高于400kHz的頻率處是聞的。有利地，所述電信號(hào)通過(guò)低通濾波器，經(jīng)調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)通過(guò)帶通濾波器。優(yōu)選地，所述濾波器包含在調(diào)制解調(diào)器的雙工器單元中。對(duì)于最佳可達(dá)信號(hào)，帶通濾波器允許通過(guò)從2kHz到400kHz的頻率。低通濾波器允許在海底電力線(xiàn)上疊加調(diào)制解調(diào)器信號(hào)之前，切斷來(lái)自于干舷和海底電源的低頻噪聲的干擾。優(yōu)選地，低通濾波器從2kHz開(kāi)始彎曲并且向下直到O Hz。在優(yōu)選的實(shí)施例中，在所述頻率范圍之內(nèi)使用10到200個(gè)單獨(dú)的載波頻帶。假如使用很多載波頻帶，每個(gè)載波頻帶可以以慢比特率工作。因此，所傳輸?shù)腛FDM符號(hào)的持續(xù)時(shí)間可能是比較長(zhǎng)，從而降低傳輸對(duì)脈沖噪聲的靈敏度。因此可以增加工作范圍。由于大量載波頻帶，依然可以達(dá)到高的總比特率。優(yōu)選地，所述單獨(dú)載波頻帶中的至少一個(gè)的增益被動(dòng)態(tài)調(diào)整。這樣，甚至帶有強(qiáng)噪聲的弱載波頻帶也可以被用于傳輸。為了最小傳輸誤差，在利用所連接的伙伴調(diào)制解調(diào)器根據(jù)的訓(xùn)練序列中，所述載波頻帶中的至少一個(gè)根據(jù)可預(yù)先定義的閾值被分類(lèi)成可用的或者不可用的。優(yōu)選地，所述載波頻帶中的被分類(lèi)為不可用的那些載波頻帶被屏蔽。在有利的實(shí)施例中，與所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)并行地，診斷數(shù)據(jù)在所述備用載波頻帶(spare carrier band)中被調(diào)制到所述電信號(hào)。這允許在調(diào)制解調(diào)器正常工作期間的診斷，而不限制實(shí)際二進(jìn)制有效載荷數(shù)據(jù)的可用帶寬。在改進(jìn)的實(shí)施例中，經(jīng)由以太網(wǎng)連接，所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)從電子單元獲得或者被發(fā)送給該電子單元。相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器提供至少一個(gè)以太網(wǎng)連接。這使得高比特率對(duì)于外部連接成為可能。優(yōu)選地，這種調(diào)制解調(diào)器包含用于提供所述以太網(wǎng)連接的精簡(jiǎn)指令集中央處理器(redeced instruction set central processing unit)。在這種改進(jìn)的實(shí)施例中,優(yōu)選地，經(jīng)由所述電力線(xiàn)商定接收模式或者發(fā)射模式。這使得通過(guò)視需要交替?zhèn)鬏敺较蚨軌蛟趦蓚€(gè)調(diào)制解調(diào)器之間提供全雙工通信。由本發(fā)明獲得的優(yōu)點(diǎn)特別是，與現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)制解調(diào)器相比，大大改善了可能的傳輸比特率和可能的工作范圍。


接下來(lái)，借助于幾個(gè)圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
圖I示出根據(jù)本發(fā)明的調(diào)制解調(diào)器的方框圖。圖2以示意性的側(cè)視圖示出所述調(diào)制解調(diào)器和其雙工器。圖3示出所述雙工器的方框圖。圖4示出所述雙工器的電路圖。圖5示出在調(diào)制解調(diào)器加電后調(diào)制解調(diào)器階段的流程圖。圖6示出初始化階段的流程圖。圖7、8示出提供以太網(wǎng)連接的另一個(gè)調(diào)制解調(diào)器的方框圖。
具體實(shí)施例方式
在所有圖中，相同的部分用同樣的參考符號(hào)標(biāo)記。圖I示出用于經(jīng)由海底電力線(xiàn)2與電子單元3 (例如控制海底電子場(chǎng)(e-field))通信的調(diào)制解調(diào)器I的示例性方框圖。電力線(xiàn)(power line) 2也稱(chēng)作臍帶(umbilical)。調(diào)制解調(diào)器I包含用于在電力線(xiàn)2和電子單元3之間數(shù)據(jù)通信的接收路徑4和發(fā)射路徑5。更詳細(xì)地，所述調(diào)制解調(diào)器I包含現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列6 (FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理器7(DSP)、模數(shù)處理線(xiàn)路8和數(shù)模處理線(xiàn)路9。處理線(xiàn)路8和9都經(jīng)由差分接口(未示出)與雙工器10連接并且與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列6連接。借助于雙工器10，調(diào)制解調(diào)器I與海底電力線(xiàn)2可連接。此外，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列6提供兩個(gè)獨(dú)立雙向外部串行接口 11和12，例如用于二進(jìn)制有效載荷數(shù)據(jù)的與所謂的PR0FIBUS可連接的一個(gè)RS-485連接11，和用于診斷數(shù)據(jù)的一個(gè) RS-232 連接 12。另一方面，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列6從自RS-485連接11所獲得的二進(jìn)制數(shù)據(jù)和如有必要從在發(fā)射路徑5上自RS-232連接12獲得的診斷數(shù)據(jù)創(chuàng)建OFDM調(diào)制信號(hào)RF。所述數(shù)據(jù)被作為OFDM調(diào)制信號(hào)RF調(diào)制到電力線(xiàn)2的電信號(hào)EMdKF上。另一方面，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列6對(duì)經(jīng)由雙工器10從電力線(xiàn)2獲得的OFDM調(diào)制信號(hào)EMdKF解調(diào)成接收路徑4上的二進(jìn)制有效載荷數(shù)據(jù)并且如有必要解調(diào)成診斷數(shù)據(jù)，所述有效載荷數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)分別被輸出到RS-485連接11和RS-232連接12。因?yàn)閷?duì)于正交頻分復(fù)用計(jì)算成本高，所以現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列6將數(shù)字信號(hào)處理器7用于調(diào)制和解調(diào)。具有程序閃存(program flash) 13和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器14的合適的數(shù)字信號(hào)處理器7在商業(yè)上是可得到的。數(shù)字信號(hào)處理器7經(jīng)由包含編程寄存器的接口 15與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列6連接。通過(guò)時(shí)鐘鎖相環(huán)16，接口 15以48 MHz與電壓受控振蕩器17的參考頻率(例如2MHz)同步。
對(duì)于OFDM調(diào)制和解調(diào)，調(diào)制解調(diào)器I使用例如195個(gè)單獨(dú)的載波頻帶，也即信道，頻率范圍從IOkHz到400kHz。在從2kHz到400kHz的間隔之內(nèi)的其他頻率范圍也是可能的。特別地，運(yùn)營(yíng)商可以視需要分配或者封閉特定的載波頻帶。對(duì)于每個(gè)載波頻帶，可以使用熟知的調(diào)制技術(shù)QPSKU6-QAM或者64-QAM中的一項(xiàng)。調(diào)制解調(diào)器I自動(dòng)為特定的調(diào)制選擇最佳選擇。然而，運(yùn)營(yíng)商可以設(shè)定最大星座(maximum constellation)。調(diào)制解調(diào)器I為每個(gè)載波頻帶測(cè)量信噪比(SNR)并且分配功率以便最大化傳輸速率。因此，所述調(diào)制解調(diào)器I提供高達(dá)3 Mbit/s的比特率和高達(dá)200km的工作范圍。RS-232連接12的最大比特率為 115200 bit/s。雙工器10能夠以這種方式將射頻調(diào)制解調(diào)器I連接到電力線(xiàn)2的兩個(gè)端，使得兩個(gè)調(diào)制解調(diào)器I能夠相互通信，而電力線(xiàn)電纜又被用于功率分配。為此目的，雙工器10維持電力線(xiàn)2的電信號(hào)E的信號(hào)阻抗。雙工器10 (為OFDM調(diào)制解調(diào)器I的部分)被設(shè)計(jì)用于在干舷和海底控制系統(tǒng)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。雙工器10提供與其上行電路6到9相似的帶寬或者比其大的帶寬，以便不失真地傳輸調(diào)制信號(hào)RF。雙工器10緊湊地布置在調(diào)制解調(diào)器I中。圖2示意性地示出雙工器10的部件、例如兩個(gè)變壓器18是如何與印刷電路板19 (簡(jiǎn)稱(chēng)PCB)的部件、例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列6和數(shù)字信號(hào)處理器7無(wú)接觸地交替。兩個(gè)變壓器18很緊湊并且立在印刷電路板19下側(cè)；所述IC部件、例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列6和數(shù)字信號(hào)處理器7立在印刷電路板19的下側(cè)和/或者上側(cè)。所述部件被安裝在例如單個(gè)六層印刷電路板19的兩側(cè)。因此，整個(gè)調(diào)制解調(diào)器I很緊湊，因?yàn)槠湮锢沓叽鐚?duì)于海底控制系統(tǒng)應(yīng)用而言必須最小。圖3示出雙工器10的方框圖，包含用于電信號(hào)El、E2的低通濾波器20和用于經(jīng)調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的帶通濾波器21。雙工器10對(duì)于海底和干舷調(diào)制解調(diào)器I是統(tǒng)一的。在干舷雙工器10的情況下，具有電信號(hào)El和E2的干舷電子單元3的電源22連接在方框圖的右端。射頻信號(hào)RF從現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列6利用所謂的OFDM電路6至9被輸入，也即所謂的經(jīng)調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。然后，OFDM調(diào)制的電功率信號(hào)ElmMffiF、E2m(KffiF被導(dǎo)向在方框圖左側(cè)的海底電力線(xiàn)2。用于海底的雙工器10接收在方框圖左側(cè)的OFDM調(diào)制的電功率信號(hào)Em(KffiF。代表經(jīng)調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的射頻信號(hào)RF由帶通濾波器21提取出來(lái)，所述帶通濾波器21連接到現(xiàn) 場(chǎng)可編程門(mén)陣列6的OFDM電路。海底電源22連接在方框圖的右側(cè)。低通濾波器20從電源22中過(guò)濾噪聲避免被饋送到海底電力線(xiàn)2通信部分。帶通濾波器21允許從10 kHz到400 kHz的頻率通過(guò)。在圖4中，描述了雙工器10的電路圖。與圖3相比，雙工器10的電路被提供在左偵U，其中電功率信號(hào)Em()dKF1、Em(KffiF2與經(jīng)調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)相組合。射頻信號(hào)RF被輸出到在底部的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列6的OFDM電路。電源22連接在右側(cè)用以低通頻率濾波。電源側(cè)濾波在從2 kHz到5 kHz的范圍內(nèi)提供大于45db的差模衰減(differential mode attenuation)并且在從 5 kHz 到 500 kHz 的范圍內(nèi)提供大于 70dB 的差模衰減。在2 kHz和500 kHz之間的共模衰減(common mode attenuation)大于80dB。信號(hào)側(cè)濾波在從2 kHz到500 kHz的范圍內(nèi)提供小于2db的差模衰減。在2 kHz和500 kHz之間的共模衰減大于60dB。對(duì)于2 kHz到5 kHz，群時(shí)延大于75 μ s,并且對(duì)于
5kHz到500 kHz，群時(shí)延小于25 Hs。
在圖5中，在被供電之后，示出調(diào)制解調(diào)器I所經(jīng)歷的不同階段。有四個(gè)階段力口電、初始化、訓(xùn)練序列和正常工作。在加電階段期間，設(shè)置在數(shù)字信號(hào)處理器7中的持久性參數(shù)并且適當(dāng)?shù)厍袚Q從外部顯示信息的發(fā)光二極管(LED,未示出)。持久性參數(shù)包括例如調(diào)制解調(diào)器類(lèi)型、調(diào)制解調(diào)器系列號(hào)和硬件修改、OFDM保護(hù)間隔、PR0FIBUS傳輸率、可用輸出功率、接收(Rx)增益、Rx衰減、信噪比容限、下行鏈路信道模式和上行鏈路信道模式。在加電階段之后，調(diào)制解調(diào)器I自動(dòng)啟動(dòng)初始化階段。初始化包含不同的狀態(tài)，所述狀態(tài)在圖6中示出。在初始化階段期間，在給定的時(shí)刻，調(diào)制解調(diào)器I從不使用多于一個(gè)的信道。在“Megasync”和“BestChannel”狀態(tài)，調(diào)制解調(diào)器I從最低活躍信道順序地向最高活躍信道傳輸。在"CommParam"狀態(tài)，調(diào)制解調(diào)器I僅僅在一個(gè)信道上傳輸。在"Megasync"狀態(tài)，調(diào)制解調(diào)器I順序地在每個(gè)活躍信道上發(fā)送可定義的信號(hào)序列。遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器(未示出)接收所述"Megasync"信號(hào)并且執(zhí)行以下步驟。假如所測(cè)的信號(hào)電平低，則遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器I自動(dòng)盡可能多地增加Rx增益。在削波之前容許大約90dB的信號(hào)電平。假如信號(hào)電平太高(發(fā)生削波)，遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器I降低Rx增益直至削波不明 顯?？偟腞x增益分成兩部分，即Rx增益和Rx衰減。Rx增益可以從O至24dB被調(diào)節(jié)。Rx衰減可以被啟用，這導(dǎo)致IldB衰減或者被禁用，這導(dǎo)致OdB衰減。因此，可以達(dá)到24+ll=35dB的總增益。缺省地，所述增益被設(shè)為最大值。接著，遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器I為每個(gè)信道測(cè)量信噪比的值。然后，具有最高信噪比值的信道被指定為“最佳信道(Best Channel)”。干舷調(diào)制解調(diào)器總是啟動(dòng)"Megasync"，而海底調(diào)制解調(diào)器總是進(jìn)入"Megasync"接收狀態(tài)。假如在兩次嘗試之后，干舷調(diào)制解調(diào)器還沒(méi)有從海底調(diào)制解調(diào)器接收到任何〃Megasync〃,則適當(dāng)?shù)腖ED被點(diǎn)亮以用信號(hào)表示臍帶破裂(umbilical break)。一旦從海底調(diào)制解調(diào)器接收到"Megasync"，則清除所述LED。一旦調(diào)制解調(diào)器進(jìn)入"Megasync"狀態(tài)，初始化LED被點(diǎn)亮。在〃最佳信道(BestChannel)"狀態(tài)，調(diào)制解調(diào)器I順序地在每個(gè)活躍信道上發(fā)送關(guān)于最佳信道的信息。CRC8校驗(yàn)和碼被應(yīng)用到"BestChannel"消息。在"CommParam"狀態(tài)，調(diào)制解調(diào)器I傳輸要被應(yīng)用在訓(xùn)練序列和正常工作階段期間的關(guān)于通信參數(shù)的信息。發(fā)送哪些參數(shù)取決于傳輸方向和所使用的相應(yīng)信道。其在下面的表格中描述
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............................................. ...}.....PROFll.BI'S............................ |. ..I可以看出，海底調(diào)制解調(diào)器為干舷調(diào)制解調(diào)器執(zhí)行功率分配，而干舷調(diào)制解調(diào)器為海底調(diào)制解調(diào)器執(zhí)行功率分配。于是，所有可用的輸出功率被分配。CRC32碼被應(yīng)用于〃CommParam〃消息。〃CommParam〃消息僅僅在〃最佳信道(Best Channel) 〃上被傳輸。當(dāng)完成"CommParam"狀態(tài)時(shí),清除初始化LED。
當(dāng)初始化完成時(shí)，調(diào)制解調(diào)器I和遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器進(jìn)入訓(xùn)練序列階段。“訓(xùn)練序列”被傳輸，以便獲得初始信道估計(jì)并且測(cè)試實(shí)際的功率分配和調(diào)制星座。在訓(xùn)練序列階段期間，調(diào)制解調(diào)器I使用在初始化階段期間所確定的通信參數(shù)。因此，所述調(diào)制解調(diào)器將占用在初始化期間所確定的頻率范圍。在成功完成訓(xùn)練序列階段之后，兩個(gè)調(diào)制解調(diào)器都進(jìn)入正常工作階段，也就是說(shuō)，它們開(kāi)始傳送從其PROFIBUS RS-485連接11所獲得的二進(jìn)制有效載荷數(shù)據(jù)。調(diào)制解調(diào)器I具有嵌入式邏輯以便最小化延遲。所述邏輯的基礎(chǔ)是調(diào)制解調(diào)器I可以在從連接在RS-485連接11處的PROFIBUS主機(jī)接收整個(gè)電報(bào)之前開(kāi)始調(diào)制和傳輸PROFIBUS電報(bào)到臍帶上。同樣，在接收端，遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器可以在從臍帶接收整個(gè)PROFIBUS電報(bào)之前開(kāi)始傳輸PROFIBUS電報(bào)到其PROFIBUS主機(jī)。對(duì)何時(shí)開(kāi)始傳輸PROFIBUS電報(bào)的計(jì)算基于PROFIBUS比特率(其可定義為調(diào)制解調(diào)器I的參數(shù))和PROFIBUS電報(bào)長(zhǎng)度(其由相應(yīng)電報(bào)中的第一字節(jié)中給出)。PROFIBUS傳輸?shù)目傄笫?，在電?bào)中連續(xù)的字節(jié)之間不允許字節(jié)間間隙。因此，當(dāng)計(jì)算何時(shí)開(kāi)始傳輸PROFIBUS電報(bào)的時(shí)候，調(diào)制解調(diào)器I必須確保該要求。PROFIBUS設(shè)備上所配置的PROFIBUS時(shí)隙時(shí)間和因而部分總線(xiàn)參數(shù)必須被配置以便提供由通信調(diào)制解調(diào)器所增加的額外等待時(shí)間(extra latency)。所述調(diào)制解調(diào)器應(yīng)該能夠以由下面表格所給出的最小時(shí)隙時(shí)間工作
權(quán)利要求
1.用于經(jīng)由海底電力線(xiàn)(2)的電信號(hào)(E，El,E2)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法，其中使用正交頻分復(fù)用(OFDM)將所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)調(diào)制到所述電信號(hào)(Em()dKF，ElmodRF, E2modRF)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中在從2kHz到400kHz的間隔內(nèi)的頻率范圍被用于包含所述經(jīng)調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的射頻(RF)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述電信號(hào)(E，El,E2)通過(guò)低通濾波器(20)，具有經(jīng)調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的所述射頻(RF)通過(guò)帶通濾波器(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3的方法，其中在所述頻率范圍之內(nèi)使用10到200個(gè)單獨(dú)的載波頻帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述單獨(dú)的載波頻帶中的至少一個(gè)的增益被動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者5的方法，其中在利用所連接的伙伴調(diào)制解調(diào)器(I)的訓(xùn)練序 列中，所述載波頻帶中的至少一個(gè)根據(jù)可預(yù)先定義的閾值被分類(lèi)成可用的或者不可用的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述載波頻帶中的被分類(lèi)為不可用的那些載波頻帶被屏蔽。
8.根據(jù)權(quán)利要求I到7之一的方法，其中與所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)并行地，診斷數(shù)據(jù)在備用載波頻帶中被調(diào)制到所述電信號(hào)(E，El, E2 )上。
9.根據(jù)權(quán)利要求I到8之一的方法，其中所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)經(jīng)由以太網(wǎng)連接(24)從電子單元(3)獲得或者被發(fā)送給該電子單元(3)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中經(jīng)由所述電力線(xiàn)(2)協(xié)商接收模式或發(fā)射模式。
11.用于經(jīng)由海底電力線(xiàn)(2)的電信號(hào)(E，El,E2)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)器(I)，使用正交頻分復(fù)用用于將所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)調(diào)制到所述電信號(hào)(EMdKF，Elffl0dRF, E2ffl0dRF)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的調(diào)制解調(diào)器(I)，包括雙工器(10)，所述雙工器(10)包括用于所述電信號(hào)(E，El, E2 )的低通濾波器(20)和用于包含所述經(jīng)調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的射頻(RF)的帶通濾波器(21)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或者12的調(diào)制解調(diào)器(I)，使用從2kHz到400kHz的間隔內(nèi)的頻率范圍用于具有所述經(jīng)調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的所述射頻(RF)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的調(diào)制解調(diào)器(I)，在所述頻率范圍之內(nèi)使用10到250個(gè)單獨(dú)的載波頻帶。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的調(diào)制解調(diào)器(I)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)所述單獨(dú)的載波頻帶中的至少一個(gè)的增益。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或者15的調(diào)制解調(diào)器(I)，利用所連接的伙伴調(diào)制解調(diào)器執(zhí)行訓(xùn)練序列，其中所述載波頻帶中的至少一個(gè)根據(jù)可預(yù)先定義的閾值被分類(lèi)成可用的或者不可用的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的調(diào)制解調(diào)器(I)，屏蔽掉所述載波頻帶中的那些被分類(lèi)為不可用的載波頻帶。
18.根據(jù)權(quán)利要求11到17之一的調(diào)制解調(diào)器(I)，與所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)并行地將診斷數(shù)據(jù)在備用載波頻帶內(nèi)調(diào)制到所述電信號(hào)上。
19.根據(jù)權(quán)利要求11到18之一的調(diào)制解調(diào)器(I)，提供至少一個(gè)以太網(wǎng)連接(24)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的調(diào)制解調(diào)器(I)，包括用于提供所述以太網(wǎng)連接(24)的精簡(jiǎn)指 令集中央處理單元(23)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于經(jīng)由海底電力線(xiàn)(2)的電信號(hào)(E,E1,E2)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法和調(diào)制解調(diào)器(1)，其中使用正交頻分復(fù)用(OFDM)將所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)調(diào)制到所述電信號(hào)(EmodRF,E1modRF,E2modRF)上。
文檔編號(hào)H04L5/02GK102857261SQ20121039951
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者E.布雷克, V.霍滕, V.斯泰根 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司