[发明专利]多相配电网的全部相位上的通信信号的同步检测

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2011年2月28日的第61/447,365号的美国专利申请的权益，在此结合其内容作为参考。

关于联邦政府赞助的研究或开发的声明

不适用。

背景技术

本发明涉及通过配电网的通信，以例如从供电局向客户供电。更尤其地，本发明涉及对供电局的配电网全相位上的通信信号，尤其是那些从客户设施反向发回供电局的那些信号，的同步检测。

供电局所采用的通信系统在本领域中是已知的。见例如，第6,940,396号和第5,262,755号美国专利。典型地，供电局使用该系统从发射器地点（通常为网络变电站）向客户设施发送消息或命令（出站（outbound）信号）。典型地结合在个别设施处的仪表中的收发器，响应于命令的执行或对信息的请求，于是将信号（入站（inbound）信号）发回供电局。

先前，位于供电局的用于接收输入消息的设备并不具有同步地接收网络多相位上的消息的能力。但是现在，接收机具备了这种能力；并且，由于通常在网络的所有三个相位上都存在入站信号（inbound signal）的一部分，所有这些相位上的信号组合起来可产生最优的信号强度。

供电局所使用的一种通信系统为双向自动通信系统，或在此系统的早期实现中，入站信号检测硬件仅具有一次采样一个相位上的信号的能力。现在，电流信号检测硬件具备了同时对去往变电站的所有输入（相位）上的信号进行采样的能力。在第6,940,396号美国专利中揭示了一种检测多个相位上同时发送的信号的方法，但是该方法是为一次检测一个相位上的信号所设计的，并且依赖于信号之间的时间差异来区分它们。取决于线路配置，所有入站信号将出现在该变电站可能存在的三个相位（或四个相位，如果存在中性相位）中的至少两个相位上，并且因此对入站信号的最优的检测应包括来自这些多个相位的信号的检测。但是迄今为止这还无法实现。本发明的方法用于实现“全相位”检测，并且其目前是在并发相位（concurrent phase）的模式下工作的。

除了全相位检测产生信号强度更高的信号以外，优化组合信号的信噪比（SNR）也需要检测方法将不同相位上噪声信号中的相关性（如果存在）考虑在内。依据本发明的方法，信号强度和噪声相关性是针对每一个入站信号自适应性地估计的，并且产生的组合方案将产生更高的信噪比。

最后，之前的并发相位的实现方法较复杂，需要分别的信号处理算法用于检测和用于消除信号在其它相位上的干扰。本发明的方法整合了这些算法，产生的单个算法同时产生更好的通信性能，并且相对于以前的算法减少了运算的需求。

发明内容

本发明指向一种全相位检测器和检测方法，用于供电局的配电网络的通信系统中。该检测器以及方法检测存在于该网络中所有三个（或四个）相位上的信号，并将来自所有相位的结果组合以产生信号强度比个体信号中任意一个的信号强度更强的信号。该检测器和方法进一步具有抑制噪声的效果，在一个以上的相位上这些噪声的统计值不相关。该算法获得了信号求和的最佳权重，使得提高了信号功率并使噪声抑制在可能使信噪比最大的程度。

本发明的方法采用了并发相位算法，其结合了以前的用于检测信号并消除来自其它相位上的信号的干扰的分别处理信号的算法。该结合导致检测器设计的复杂性较低并且更为可靠。进一步地，在中性导体上存在的所有附加信号都被用在本发明的算法中，从而消除了以前那种必须重试所错过的中性导体上的通信的实现。

该检测器已经能够在诸如TWACS的现有供电局通信系统中实施，以在供电局及其客户之间提供对于从客户现场发送到供电局变电站的入站信号的更好的通信

其它的目的和特征将部分地显而易见，而部分在下面指出。

附图说明

本发明的目标如在附图中所示的示意性实施例中阐述的那样实现，该附图形成本说明书的一部分。

图1是用于单相位信号检测的数据处理流的简化框图。

图2是用于全相位信号检测的数据处理流的简化框图。

图3是用于全相位信号检测的窗口方案（windowing scheme）的表达；以及

图4是表示将处于并发相位模式的本发明的全相位检测器和方法与处于单相位模式和并发相位模式的单相位检测器进行对比的曲线图。

贯穿附图中的若干视图，相应的参考符号指示相应的部分。

具体实施方式