HK1166190A

HK1166190A - 一种网络接口设备

Info

Publication number: HK1166190A
Application number: HK12106028.9A
Authority: HK
Inventors: 瑞维罗‧卡洛斯‧乔安; 弗尔伦‧哈肯‧尼尔斯; 赫维茨‧伊弗雷姆‧大卫‧乔纳森
Original assignee: 吉歌里网络公司
Priority date: 2010-04-29
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2012-10-19

Description

一种网络接口设备

技术领域

本发明涉及用于电力线通信的系统和方法，具体而言，本发明涉及用户宽带电力线通信的系统和方法。

背景技术

随着数字内容(例如MP3音频、MPEG4视频和数码照片)使用的不断增长，广泛认为需要改进数字通信系统。电力线通信(Power line communication，PLC)是一种将数据编码成信号并在现有电力线上以未被用于提供电力的频带发射该信号的技术。因此，PLC利用了到处都有的现有电力线网络来提供广阔的网络覆盖。此外，由于PLC使得能够从传统的电源插口访问数据，因而不需要在建筑(或建筑的不同部分)内安装新的线缆。因此，PLC还提供了降低安装成本的额外优点。

参见图1，一家庭住宅10通常具有分布式电源线系统(未示出)，其由一个或多个环形线路、几个接线柱和一些配电器接回到接线盒12组成。例如，假设该家庭住宅10包括四个房间14、16、18和20。每个房间14-20可有不同数量的电源插座和其它电源连接。例如，房间14仅有一个连接22，房间16有两个连接24、26，房间18有三个连接28、30、32，房间20有六个连接34、36、38、40、42、44。

因此，家庭住宅10内的不同电源插座之间存在不同的距离和路径。特别是，彼此最接近的电源插座是那些位于多插孔排插上的插座，彼此距离最远的插座是不同环路的接线柱末端上的插座(例如花园和阁楼内的电源插座)。这些最远插座之间的通信通常经过接线盒12。虽然如此，与特定应用(例如家庭影院)相关的主要插座都一般相对彼此靠近。

由于电力线和连接器的信道容量依据发射的信号的频率而衰减，当前的这一代PLC系统以相对较低的频率(即低于30MHz)发射信号，从而获得合适的传输距离。然而，低传输频率的使用限制了PLC系统可以获得的最大数据吞吐量。

不同的PLC标准对接收模拟信号和发射调制信号的处理方式都不同。目前的方法对信号路径执行一些模拟调节(例如，针对图形保真和平滑化的带通滤波，或AC耦合以去除电力线的低频[＜＜1KHz]高电压内容)。然而，没有一种模拟系统可以将能够同时工作的两种或多种宽带PLC技术结合起来。

目前已经制定了大量的电力线通信标准。这些标准包括Homeplug 1.0/1.1标准、Homeplug AV标准、CEPCA标准、数字家庭标准、IEEE 1901、和ITU-TG.9960。

和大多数通信系统一样，现有PLC系统的一个主要问题是以合理的实现成本获得高吞吐量和广的覆盖范围，同时维持与现有技术的兼容性。尽管目前已有几种PLC系统上市，其提供几百兆位每秒的传输率，由于采用需要高精数据转换器和极线性接口电子器件的高bps/Hz调制方案(即接近10bps/Hz)，由于调制计算的复杂而增加了数字实现的成本，这些系统具有很高的实施成本。

因此，需要有能够克服上述的以及其它问题的改进的PLC系统。

发明内容

本发明的各实施例涉及通过在多个宽带频率范围上同时发送和/或接收数据进行电力线通信的系统和方法。本发明的不同实施例包括电力线通信网络，其包括至少一个电路线通信设备，被配置为使用多个宽带频率范围。

某些实施例包括具有通过电力线进行通信的设备的电力线通信系统，用于连接至电力线的系统，以及用于从所述设备发送数据给合适的应用或从该应用发送数据给所述设备的系统。

在某些实施例中，所述电力线通信设备通过将数据传输分布到能够同时且独立操作的多个独立的宽带频带内，来改进电力线网络与当前代PLC网络相比的吞吐量/覆盖范围/成本性能平衡。

此外，通过使用一个或多个频带来实现与采用以前的电力线技术的节点通信，所述电力线通信设备还可选择地实现交互可操作性。通过该方法，所述电力线通信设备提供了一种创建可调节网络实现的途径，其中以前技术的节点与新一代电力线技术一起工作而不会有性能损失。

更具体来说，所述电力线通信设备可在使用高于30MHz的频率的同时维持与当前世界范围内的EMC规则和标准的兼容性。这通过使用频率低于30MHz(与当前电力线标准和/或技术使用的一样)的信号和频率高于30MHz的至少一个其它信号来实现，不会因为干扰而影响任何一个信号的性能。

结果产生新一代PLC系统，促进与宽带(当前为1MHz到30MHz的频率范围)内已有电力线通信技术的交互可操作性，并提供将系统扩展到新的更高宽带频率(30MHz到1GHz之间的频率)以改进得到的通信系统的总吞吐量并同时简化任一个给定宽带的实现的能力。

所述电力线通信设备包括网络接口设备，其采用模拟信号分离装置(例如模拟滤波器)来分离从电力线接收的不同宽带信号的路径，然后再将他们转换成数字形式。模拟信号分离装置还分离将在电力线上发送的不同宽带信号路径(在他们从数字信号进行转换之前)。网络接口设备可选择地采用TDMA(时分多址)和/或FDMA(频分多址)作为实现共存、同步和/或双向传输的方案。

模拟信号分离装置由模块组件(block elements)配置成，该模块组件包括离散的和/或集成的电子器件以及用于互联所述器件的线路和/或印刷电路板迹线的固有特性。

在某些实施例中，所述电力线通信设备被用于一系统内，所述系统可扩展成提供更大的总带宽，但是在不同的频率范围内具有不同的入射功率级，和/或可与同一网络上的其它已有技术共存和交互操作。

在不同的实施例中，已有的和新一代的电力线技术均可执行不同的调制方案(例如OFDM、CDMA(码分多址)和/或OWDM(正交子波域调制)，单独使用或结合使用)。依据其配置，电力线通信设备可通过任意或全部的宽带来发送数据。此外，依据其网络功能，电力线通信设备可分发来自单个源的数据或将其与来自网络上另一节点的重复的数据相结合。

在不同的实施例中，电力线通信网络上的每一节点是：将模拟信号分离装置和调制解调器转换器(例如DFE(数字前端)、MAC(媒介访问控制)等)即成为电力线网络接口设备的一部分的装置；应用，如计算机、大容量存储设备、显示设备、扬声器、DVD播放器、PVR(个人摄像机)等等；和/或连接一应用的接口，如数字音频接口、数字视频接口、模拟音频接口、模拟视频接口、以太网接口、IEEE 1394/火线/iLink接口、USB接口、SDIO接口、PCIExpress接口和/或类似接口。

在某些实施例中，所述电力线通信设备使用频率低于30MHz(与当前电力线标准和/或技术使用的一样)的信号和频率高于30MHz的至少一个其它信号而不会因为干扰而影响任何一个信号的性能。这一特征使得电力线通信设备在增加吞吐量的同时实现与以前的PLC技术的交互可操作性。

使用低频带(简称低带)的一个好处是比高频带(简称高带)能实现更大的覆盖范围(例如，更大距离上的通信)，因为规定允许有较高的入射功率和较低的信道衰减。使用高频带的一个好处是因为有较大的可用带宽而可达到较高的吞吐量。

在某些实施例中，所述电力线通信设备使用家庭内的电力线网络固有的拓扑结构，其中，一组相关的设备和插槽一般被集中在一起(例如起居室内的等离子显示屏、DVD播放器和扬声器)，其它组设备和插槽被簇集在其它地方(例如，家庭办公室内的桌面打印机、扫描仪和ADSL路由器)。这样的家庭拓扑结构可受益于由高带宽(其在每一组设备内是同时且独立可用的)提供的高吞吐量短距离覆盖，同时低频带可用于执行各组之间的主要数据通信。还应该理解的是，某些通信节点可受益于两种频带上的通信。

在某些实施例中，多个宽带的并行使用实现了不同入射功率级、接收器灵敏度、传输时间、符号长度和调制技术的使用以优化每一宽带的性能和成本，带来更好的成本性能解决方案，即使需要提供不止一个的模拟和数字前端。一部分实施成本优势来自于减低每一宽带内的bps/Hz但仍维持吞吐量性能(由于额外的带宽可用)的能力。这一效果非线性地补偿了执行不止一个宽带通信技术的成本。此外，高频带的缩减的覆盖距离可通过低频带(及其较大的可用入射功率)的并行使用而得到弥补。例如，在不同实施例中，所述电力线通信设备可通过在多个宽带上使用较低的bps/Hz调制方案(即接近5bps/Hz，而不是10bps/Hz)，来以比当前200Mbps系统更低的成本提供Gbit/s性能。

在不同的实施例中，网络接口设备被配置用于采用模拟信号分离并包括多个模拟前端。模拟信号分离的使用，基于频率，使得每一宽带技术可选择地独立操作，并可具有以下一个或多个特征：

(a)所述网络接口设备被配置用于处理来自特定频带的信号所采用的模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和PGA或线路驱动器(line driver)的独立性能优化，其中针对要求的带宽、频带的线性度和动态特征、匹配EMC规定和/或频带覆盖距离所需的功率级来执行所述优化；

(b)所述网络接口设备针对所述电力线通信设备配置用于使用多个频带中的一个频带维持与现有标准的兼容性和交互可操作性，同时单独地利用(未产生抑制干扰)另一频带进行额外的通信(例如，使用2MHz-28MHz范围内的频率的Homeplug AV标准可与使用大于30MHz的频率的另一标准同时工作)。

(c)所述网络接口设备被配置用于通过允许纳入额外的宽带来增加电力线通信设备的容量，该额外的宽带不需使用相同的调制技术，但可使用与新频带的电力线信道特性最匹配的调制技术；

(d)所述网络接口设备可允许不同的宽带工作，无需与其它宽带同步或依赖于其它宽带。

在不同的实施例中，所述电力线通信设备还允许将其它网络技术独立地层叠在其上，例如：

(a)将各不同通信级上来自不同频带的数据相结合，不论是数字前端中，还是MAC层或应用层中；

(b)使用调制方案中的陷波(notch)来限制一个模拟宽带频率内的某些频率的发射；

(c)使用一节点内的转发器来以相同或不同的频带重传；

(d)使用大量的调制方案如OFDM、CDMA和/或OWDM；和/或

(e)形成点对点、点对多点和/或多点对多点通信模式。

在某些实施例中，所述网络接口设备可将通过不同路径传送的数据进行合并和分割来最大化性能、共存和交互可操作性，同时最小化系统成本。

本发明的各个实施例涉及一种方法，包括：从一个或多个应用接收数字数据；将该数字数据的第一部分编码成第一宽带频率范围内的第一信号，该第一宽带频率范围的至少一部分小于30MHz；将该数字数据的第二部分编码成第二宽带频率范围内的第二信号，该第二宽带频率范围的至少一部分大于30MHz；将第一信号和第二信号合并以生成合并信号；通过电力线发送该合并信号。

本发明的各个实施例涉及一种方法，包括：通过电力线接收信号；将接收的信号分离成第一宽带频率范围内的第一信号分量和第二宽带频率范围内的第二信号分量，第一宽带频率范围和第二宽带频率范围均有至少10MHz宽；单独处理第一信号分量和第二信号分量以提取出数字数据；提供该数字数据给一个或多个应用。

本发明的各个实施例涉及一种通信网络，包括使用至少10MHz宽的第一宽带频率范围和至少5MHz宽的第二宽带频率范围进行通信的第一通信节点，通过电力线同时使用第一宽带频率范围和第二宽带频率范围与第一通信节点进行通信的第二通信节点。

本发明的各个实施例涉及一种通信设备，包括：通过电力线传送数据的耦连器，其中所述数据的第一部分使用第一宽带频率范围传送，所述数据的第二部分使用与第一宽带频率范围分隔开的第二宽带频率范围传送，所述数据的第一部分独立于所述数据的第二部分；第一逻辑，处理所述数据的第一部分；第二逻辑，处理所述数据的第二部分。

本发明的各个实施例涉及一种通信网络，包括：使用第一宽带频率范围进行通信的第一通信节点，使用与第一宽带频率范围分隔开的第二宽带频率范围进行通信的第二通信节点，同时且独立地接收来自第一通信节点的通过电力线且使用第一宽带频率范围的通信以及来自第二通信节点的通过电力线且使用第二宽带频率范围的通信的第三通信节点。

本发明的各个实施例涉及一种方法，包括：在第一通信节点和第二通信节点之间通过电力线使用第一宽带频率范围传送第一数据，在第一通信节点和第三通信节点之间通过电力线使用与第一宽带频率范围分隔开的第二宽带频率范围传送第二数据，所述第一数据和所述第二数据同时传送。

本发明的各个实施例涉及一种方法，包括：从第一通信节点通过电力线使用第一宽带频率范围发送第一通信，所述第一通信包括有识别第二通信节点的数据，所述第二通信节点用于在所述第一频带范围内进行通信；从第二通信节点接收对所述第一通信的响应；从所述第一通信节点通过电力线使用第二宽带频率范围发送第二通信，所述第二通信包括有识别第三通信节点的数据，所述第三通信节点用于在所述第二宽带频率范围内进行通信；从第三通信节点接收对所述第二通信的响应；基于所述对第一通信的响应和所述对第二通信的响应确定通信策略。

本发明的各个实施例涉及一种网络接口设备，包括第一模块、第二模块、数据分发模块、耦连/解耦级(coupling/decoupling stage)、第一和第二模拟带通滤波器。所述第一模块包括第一PHY层与第一MAC层通信，所述第一模块用于执行与第一宽带频率范围相关的第一宽带通信技术。同样地，所述第二模块包括第二PHY层与第二MAC层通信，所述第二模块用于执行与第二宽带频率范围相关的第二宽带通信技术。所述数据分发模块与第一和第二MAC层通信，并用于接收并分发数据给第一和第二模块。耦连/解耦级用于将第一和第二宽带频率范围内的信号耦连到AC电力线上。第一模拟带通滤波器设置在第一PHY层和耦连/解耦级之间，用于衰减掉频率位于第一宽带频率范围外的信号。同样地，第二模拟带通滤波器设置在第二PHY层和耦连/解耦级之间，用于衰减掉频率位于第二宽带频率范围外的信号。在不同的实施例中，数据分发模块基于网络流量特性，或基于第一和第二宽带频率范围的相应信道容量，或基于来自第一和第二PHY层的反馈，或基于一定要求例如延迟要求或服务质量要求，分发数据给第一和第二模块。数据分发模块还基于这些因素的各种组合分发数据给第一和第二模块。

在网络接口设备的各种实施例中，第一宽带频率范围包括第一高带，某些实施例中，第二宽带频率范围包括第二高带。各种实施例中，第一宽带频率范围是从2MHz到30MHz，第二宽带频率范围是从50MHz到300MHz。

在网络接口设备的各种实施例中，数据分发模块进一步用于从单个应用接收数据，并同时分发该数据给第一和第二模块。数据分发模块还可进一步从两个应用接收数据，并将来自第一应用的数据分发给第一模块，同时将来自第二应用的数据分发给第二模块。在各种实施例中，分发模块还可从单个应用接收数据，并将该数据分发给第一模块，同时从第二MAC层接收其它数据并将该其它数据传递给第二应用。数据分发模块还可同时从第一MAC层和第二MAC层接收其它数据，并将该其它数据传递给单个应用。

网络接口设备的各种实施例还包括第三模块，所述第三模块包括第三PHY层与第三MAC层通信，其中第三模块用于执行与第三宽带频率范围相关的第三宽带通信技术。所述第三模块设置在数据分发模块和耦连/解耦级之间。这些实施例还包括设置在第三PHY层和耦连/解耦级之间的第三模拟带通滤波器，用于衰减掉频率位于第三宽带频率范围外的信号。某些实施例中，数据分发模块进一步接收来自第一应用和第二应用的数据，并将来自第一应用的数据分发给第一模块，同时将来自第二应用的数据分发给第二模块，并还同时接收来自第三MAC层的其它数据，并将该其它数据传递给第三应用。在某些其它实施例中，数据分发模块进一步接收来自第一应用的数据并同时分发该数据给第一模块和第二模块，并同时接收来自第三MAC层的其它数据，并将该其它数据传递给第二应用。不同实施例中，数据分发模块还可接收来自一应用的数据，并同时分发该数据给第一、第二和第三模块。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术家庭住宅的示意图；

图2A是根据本发明实施例的包括多个节点的网络的示意图，其中多个节点中的一部分节点具有多宽带能力；

图2B是根据本发明实施例，在图2A所示的网络中两个同时、双向通信链路的示意图；

图2C是根据本发明实施例，在图2A所示的网络中三个同时通信链路的示意图；

图2D是根据本发明实施例，在图2A所示的网络上实现一个分组数据发射过程的第一阶段的示意图；

图2E是根据本发明实施例，图2D所示的一个分组数据发射过程的第二阶段的示意图；

图3是根据本发明实施例，电力线通信设备中的调制解调器的硬件结构示意图；

图4A是现有技术的电力线发射系统中单个耦连单元中的信号路径的示意图；

图4B是现有技术的电力线发射系统中双耦连单元中的信号路径的示意图；

图4C是根据本发明的第一实施例的电力线通信设备的信号路径的示意图；

图4D是根据本发明的第二实施例的电力线通信设备的信号路径的示意图；

图4E是根据本发明的第三实施例的电力线通信设备的信号路径的示意图；

图4F是根据本发明的第四实施例的电力线通信设备的信号路径的示意图；

图5A是电力线通信设备的第一集成电路实施例的示意图；

图5B是电力线通信设备的第二集成电路实施例的示意图；

图5C是电力线通信设备的第三集成电路实施例的示意图；

图6A是根据本发明实施例，用于电力线通信设备中的电容性耦连单元的示意图；

图6B是根据本发明实施例，用于电力线通信设备中的电感性耦连单元的示意图；

图7A是根据本发明实施例，三种电力线技术的功率发射频谱的示意图；

图7B是根据本发明实施例，图7A所示的三种电力线技术所使用分离的宽带中使用的一组模拟滤波器的示意图；

图7C是根据本发明实施例，第二模拟滤波器FiltB(如图7B所示)对TechB信号(如图7A所示)提供的信号隔离的示意图；

图8A是根据本发明实施例，本发明第三方面的具有单个设备的简单初始安装的电力线通信网络的家庭住宅的示意图；

图8B是根据本发明实施例，具有较复杂安装的电力线通信网络的家庭住宅的示意图；

图9是根据本发明实施例，一个通信节点发现网络上的其他通信节点的方法的流程图，所述网络使用不同的宽带频率范围；

图10是根据本发明实施例，第一通信节点同时与第二通信节点和第三通信节点进行通信的方法的流程图；

图11是根据本发明实施例，通信节点使用至少两个不同的宽带同时接收信号的方法的流程图；

图12是根据本发明实施例，通信节点使用至少两个不同的宽带同时发送信号的方法的流程图。

具体实施方式

为了清楚起见，此处所使用的术语“电力线”是指能够将功率传送给与其连接的电器的低电压阈值主配电电缆(一般是100-240V AC功率)或任何其他配电电缆。此外，此处所使用的术语“电力线技术”是指一种规范，当一系列网络接口设备与电力线相连时，实施该规范使得设备使用叠加到已经在电力线上出现的配电信号上的信号彼此双向通信。另外，此处所使用的术语“信道”是指连接发射器和接收器的物理介质。

此处所使用的术语“网络接口设备”描述了这样一种装置，其实现全部或部分通信技术(如电力线技术)以使得该装置与连接到同一网络(如电力线)的其他设备通信而无需考虑该装置是否与单个外壳中的其他装置或功能相结合。为了清楚起见，在此与电力线网络连接的设备通常称为“节点”。

此处所使用的术语“覆盖”是指在两个节点之间传输的信号仍能被另一节点检测的最大距离。另外，此处所使用的术语“吞吐量”将被理解为表示节点发送或接收网络上的数据的速率。

为了完整起见，本发明涉及宽带通信。此处所使用的术语“宽带”是指电力线技术信号使用的频带或范围，其特征是在不考虑出现陷波的情况下，该宽带具有从第一(最低)频率到最后(最高)大于或等于5MHz的带宽。然而，在各个实施例中，宽带可具有至少7、10、12、15、20、150、100、200或250MHz的带宽。类似地，将使用的术语“窄带”是指电力线技术信号使用的频带或范围，其特征是，该窄带具有小于5MHz的带宽。在此进一步限定“频带”作为OFDM信号在频谱中占据的从携带数据的最低频率到携带数据的最高频率之间的频率范围。每个频带，不管是窄带还是宽带，包括多个载波。在OFDM调制中，对应于用于构建OFDM符号的每个FFT点的每个频率点是载波。在此术语“载波”和“子载波”同时使用。在各个实施例中，宽带中载波的数量可等于或超过25、50、100或200。

为了清楚起见，围绕当前电力线技术的电力线通信设备的操作的术语解释，在电力线通信设备中使用、频率低于约30MHz的宽带频带在此称为“低带”。同样地，在电力线通信设备中使用、频率高于约30MHz的宽带频带在此称为“高带”。

此处所使用的术语“发送时间”描述了用于发送单个同时消息(singleco-existent message)所需的时间。发送时间包括但不限于，发送标记时间的开始(如果存在的话)，同步时间(如果存在的话)、信道访问解析时间(如果存在的话)、协商时间(如果存在的话)、消息发送时间、确认发送时间(如果存在的话)以及发送标记时间的结束(如果存在的话)。

将在此使用的术语“陷波”是指一频带，在该频带电力线技术信号的功率级被有意降低以防止与频谱的其他用户相互干扰(不管该用户是在电力线上或是线下)。陷波的特征是具有比电力线技术信号自身更窄的带宽，并且通常由单个数字信号处理模块或模拟前端中的数字或模拟信号分离装置实现。

为了清楚起见，此处将使用的术语“子带”是指一频带，在该频带电力线技术信号特征与信号宽带的其他频带的电力线技术信号特征显著不同。这些不同包括子带的随意或强制出现，子带的信号功率级和子带的方向性。子带的特征是具有比电力线技术信号自身更窄的带宽。OFDM中重叠子带的使用使得陷波可以被创建，其中如果子带的接收是严重有害或者是子带将干扰其他服务时，该子带是无效的。此外，由于OWDM的旁瓣(side lobe)较低，因此其可以从载波中简化陷波。

为了简明起见，将使用的术语“发射器信号路径”是指信号从装置发送到电力线的路径。同样地，术语“接收器信号路径”是指从装置从电力线接收信号的路径。在相关节点，可能不需要在接收器和发射器信号路径上均实现隔离(取决于模拟组件的规范和在此采用的调制技术)。

为了清楚起见，在此有时将本发明的电力线通信设备称作“改进的电力线通信设备”。类似地，在此将改进的电力线通信设备的网络接口设备称作“改进的网络接口设备”。最后，包括节点是改进的电力线通信设备的电力线通信网络有时称为“改进的电力线通信网络”。

在此使用的与宽带有关的术语“分离(separate)”意在表征除偶然情况外，不使用相同频率通信数据或命令的带宽。带宽可以被分离但不能被交织(例如重叠)。

在此使用的与通信数据有关的术语“同时”是指使用第一带宽通信至少部分第一数据或命令且同时使用第二带宽通信至少部分第二数据。同时发送与轮流或是交织使用频率一个接另一个或从一个频率跃迁到另一个频率的系统形成对照。

在此使用的与数据发送有关的术语“独立”是指使用一个宽带发送数据而不依赖于使用另一宽带同时发送的数据。独立数据发送可包括如发送数据给不同位置或从不同位置接收数据。使用不同频率轮流发送其中比特的数据不是独立的，因为这些比特彼此依赖以形成有用的字节。

应了解，在这些段落中描述的特定网络和其他例子仅是用于示例目的的。特别地，在这些段落中描述的例子将不会构成对改进的电力线通信设备的限制。

改进的电力线通信设备的某些实施例包括多个节点，其中某些节点采用能够在两个或多个宽带上与同样的多带宽节点或传统节点同时或独立通信的网络接口设备。第一宽带可包括低于30MHz的频率，这符合当前标准和注入的功率级(且在此将称为低带)，且另一宽带可包括高于30MHz的频率(且在此将称为高带)。或，第一和第二宽带可包括高于30MHz的频率。这使得电力线技术可以为各个宽带优化使得其在费用、覆盖和吞吐量的平衡方面优于纯单宽带方案。

特别地，可优化用于在改进的电力线通信网络中使用的每个技术的调制方案以节省费用。例如，在低带使用特别高的调制密度(bps/Hz)以增加吞吐量是不必要的，因为低带可以与特别高吞吐量的高带并行工作。

改进的电力线通信网络通过支持多宽带节点和单宽带节点(使用低带和高带中支持的一个电力线技术和在低或高带中的频率通信)之间的通信提供与现有技术的电力线技术的交互操作性。

改进的网络接口设备可以是外部调制解调器装置的一部分，或者嵌入到另一装置中(如，计算机、TV等)。然而，不考虑改进的网络接口设备包含在节点中的方式，该设备保持与导电电缆(传送AC或DC功率)物理连接，且能使用低带和高带中的一些或全部发送数字数据通过电缆。

根据当前制定的标准，低带信号可使用约高达-50dBm/Hz半峰(quasi-peak)的功率发送，而高带信号可仅以使得在该频带中的发送低于-80dBm/Hz半峰的功率发送。因此，低带中的信号可以约高于高带中的信号一千倍的功率发送。结果，如果信号在这些带中将均不使用某些模拟频率隔离的形式同时发送，高带信号的动态范围和电压兼容要求将显著增加。

然而，低功率信号的干扰或饱和更存在问题。特别，如果一个带是用于接收线性衰减信号(该线性衰减信号的功率级接近电力线上的噪声(也就是，-150dBm/Hz))，而同时另一个带用于发送处于其最大允许发送功率的信号，所需的用以阻止来自两个带的信号相互干扰的隔离是约100dB。然而，这超过了模拟技术的当前实现状态且将具有很高的实现费用。

总之，允许高和低带的同时和独立通信的所需的有效隔离落入以下三个主要范畴。

(1)防止在网络上接收到的、一个宽带中的信号的强度饱和(saturating)其他宽带的接收器的隔离；

(2)防止一个带的发射器与另一个带的接收相互干扰的隔离；

(3)防止当一个带在发送时另一个带的发射器的功能受损的隔离。

在以上观点中，改进的网络接口设备采用模拟信号分离装置来隔离每个宽带的从电力线连接到模数转换器的路径。提供该隔离的一个最有效的方法是通过高通滤波或带通滤波高带信号，同时最小化低带中的带外信号(使用高线性组件且可使用模拟低通平滑或抗锯齿)。

高带和低带中的信号可使用相同或者不同的调制技术(例如，OFDM、CDMA或OWDM)或时分方案以便于同时和/或双向通信。在一个可能场景中，该低带可采用与现有电力线调制器标准或建议可交互操作的调制方案，然而高带用于超越先前标准的实现扩展。数据和/或控制可经一个宽带传送或经两个宽带同时传送，并且经过转发器(如中继器)网络形式的多个节点。

有多种实现改进的电力线通信设备的方法。例如，该改进的电力线通信设备可在一个或多个集成电路中实现(不管是专用于调制解调器功能或是作为片上应用系统的一部分)，且结合有无源组件和互连的特征。然而，分离低带和高带的模拟信号分离装置的实现采用不同信号路径中的组件的组合，不管这些组件是有源的还是无源的、集成的还是离散的。特别地，这些宽带可以：

(a)共享它们的路径的一部分(例如，通过耦连单元)；或

(b)仅在电力线接合；和/或

(c)在装置的相对端。

可扩展该改进的电力线通信设备以使其在两个以上的宽带通信。同样地，如果需要的话，这些宽带可稍微重叠，且在特定描述中引用的频率范围或带宽中不同。

参照图2A，网络50表示改进的电力线通信网络，包括多个节点54-76。某些节点包括改进的电力线通信设备且因此只需多种PLC技术。并不包括改进的网络接口设备的节点可仅实现一种PLC技术。为了简明起见，仅实现一种PLC技术的节点在此将称为“单宽带节点”。类似地，实现超过一种PLC技术的节点在此将称为“多宽带节点”。

可采三个不同的PLC技术在网络上通信，也就是Tech_A、Tech_B和Tech_C。节点54和76包括改进的网络接口设备，且能够实现PLC技术Tech_A和Tech_B。节点58和66包括改进的网络接口设备，且能够实现PLC技术Tech_B和Tech_C。最后，节点60和68改进的网络接口设备，且能够实现全部三种PLC技术。

剩余节点(也就是，节点56、62、64、72和74)并不包括改进的网络接口设备，因此只能实现一种PLC技术。特别地，节点62和70仅实现PLC技术Tech_A，节点56和72仅实现PLC技术Tech_B，节点64和74仅实现PLC技术Tech_B。可选地，网络50上的节点间的全部通信经公共电力线52发生。

在某些实施例中，改进的电力线通信网络支持实现不同的PLC技术的节点间的通信。相反地，即使正在被讨论的节点位于具有实现其他PLC技术的节点的网络中，现有技术PLC系统只能支持实现同一PLC技术的节点(例如节点56和72)间的通信。

图2B示出了图2A的网络50中的两个同时、双向和无干扰通信链路。第一通信链路81是节点54和68之间的点对点通信，节点54和68同时使用高带和低带以实现两个节点间Tech_A和Tech_B消息的同时通信。

应注意，虽然节点68可实现全部的三种PLC技术，也就是Tech_A、Tech_B和Tech_C，在第一通信链路8中节点68仅能使用Tech_A、Tech_B性能。此外，应注意，第一通信链路81可根据当前网络特性(例如信道故障)重分发来自Tech_A、Tech_B技术，越过(across)高带和低带的数据。

第二通信链路83连接节点68、58、60、74和64。因为节点64和74仅能实现一种PLC技术，也就是Tech_C，第二通信链路83仅支持Tech_C技术的通信。

两个通信链路81和83的出现允许节点68、58、60、74和64在节点68与56通信(经第一通信链路81)的同时建立通信(经第二通信链路83)。换句话说，图2B示出的网络安排使得可实现两个同时同步通信，其中第一通信链路81使用技术Tech_A和/或Tech_B实现数据发送和接收，且第二通信链路83使用技术Tech_C实现数据发送和接收。

图2C示出了在图2A的网络50中的三个同步和同时通信链路85、87和89。第一通信链路在节点54和节点68和70之间提供双向点对多点连接。因为节点70仅能实现技术Tech_A，该第一通信链路仅支持Tech_A技术的通信。同时，第二通信链路87使用同时策略(如时分多址)采用Tech_B技术实现节点56和72之间的技术Tech_B通信。

最后，第三通信链路89支持Tech_C的通信，其中这些通信以不同宽带引导，这些宽带不会与其他通信链路发生干扰。

参照图2D，有图2A中示出的网络50的节点68、58和60之间的第一通信链路91。第一通信链路91是双向的且支持Tech_A和Tech_B的通信。此外，在同一网络50的节点70和62之间有同步第二通信链路93。该第二通信链路93支持Tech_A的通信。

为了举例说明，有源于节点58的消息将在网络50的节点中分发。支持Tech_C和/或Tech_B的节点，如节点68、60和66能解调并从节点58接收消息。然而，网络50上的剩余节点不能接收该消息。为了解决这一难题，实现两个阶段的通信过程，其中：

(i)在第一阶段中，使用PLC技术Tech_C和Tech_B该消息从节点58发送到节点68；以及

(ii)在第二阶段中，节点68使用其技术性能重新发送(转发)该消息，这些网络50上的全部节点都可接收和解调该消息。

也可使用转发器来增加给定技术的覆盖(当节点可检测其相邻节点但不能检测其后的另一节点时)。

图2E是图2D中示出的一个数据包数据发送过程的第二阶段的框图。该第二阶段可包括同时在一个以上的宽带中广播。这样，该广播可包括一个以上的通信标准。

参照图3，在改进的网络接口设备中的调制解调器80包括N个模块82A-82N，每个模块对应于该节点支持的一种PLC技术。换句话说，模块82A对应于Tech_A技术，模块82B对应于Tech_B技术等等，直到模块82N对应于Tech_N技术。模块82A-82N布置在数据分发模块84和模拟滤波器模块86之间。该模拟滤波器模块86经耦连/解耦级88耦连到电力线。模拟滤波器模块86包括N个模拟带通滤波器。每个这样的带通滤波器配置成在分离带中传送信号，该分离带可以是宽带，并衰减位于该带的特定频率范围外的频率的信号。每个带通滤波器与特定的模块82A-82N相关，这些模块82A-82N配置成发送和接收带通滤波器的频率范围内的信号。

每个模块82A-82N包括OSI(开放性系统互连)的第一(PHY)和第二(MAC)层堆栈用于各个技术。例如，模块82A包括模块PHY_A和MAC_A。同样地，模块82B包括模块PHY_B和MAC_B。数据分发模块84根据例如每个带的信道容量和当前网络通信量特性在模块82A-82N之间分发数据。关于每个带上的信道的容量，数据分发模块84基于每个带上的物理吞吐量(与信道容量直接相关)和每个带中已出现的通信量负荷(traffic load)在模块82A-82N之间分发数据，以找出网络中的最优吞吐量。其他的度量也可用来代替或者补充先前已知的度量，如每个连接所需的服务质量和延时要求。当前网络通信量特性可由数据分发模块84以多种不同方式接收。例如，网络中每个节点可发送消息给其他节点，该消息可以指示每个带中使用的每个吞吐量的数量。或，集中化节点可维持这样的信息并将其提供给其他节点。这样，每个带的通信量负荷在网络中动态更新。

当用于发送时，来自一个或多个应用的数据通过数据分发模块84接收以在模块82A-82N之间分发。模块82A-82N之间分发的输出经模拟滤波器模块86传送且接着在耦连/解耦级88合并，从该耦连/解耦级88，这些输出可注入到电力线90.

当调制解调器80用于接收时，耦连/解耦级88解耦来自多个频带并在电力线90上传送的信号，模拟滤波器模块86中的每个带通滤波器传送一个频带，且拒绝其他频带。每个频带中的信号通过模块82A-82N的合适的模块处理，接着生成的数据经该数据分发模块80转发到节点上运行的合适的应用。将了解的是，对于调制解调器来说，发送和接收并不是相互排斥的行为。相反地，调制解调器80能从一个或多个频带接收同时在一个或多个频带上发送。当需要时，可在发送和接收之间可动态重分配频带。

每个PHY模块(PHY_A-PHY_N)可具有反馈信号92A-92N，该反馈信号92A-92N为PHY模块提供对应的频带上的通信量和频带质量的相关信息。该信息由数据分发模块84使用以在N个可用模块82A-82N之间重新分发数据流。应注意，MAC(MAC_A-MAC_N)和PHY(PHY_A-PHY_N)模块中的一部分可共享资源。

参照图4A，在现有技术电力线发送系统的第一形式中，电力线100连接到单个耦连单元102。该单个耦连单元102，具有高通发送特性以运行电力线100拒绝AC线频率。耦连单元102依次连接到接收器和发射器路径104、106。接收器和发射器路径104、106在半双工阶段(half duplex phase)使用RX/TX切换器108隔离。

接收器路径104一般包括限带抗锯齿滤波器110、可编程增益放大器(PGA)112和ADC 114。生成的数据信号接着送到解调器118。该抗锯齿滤波器110可处于不同的操作状态(order)，并且可部分或全部由PGA 112的带宽提供。

发射器路径106一般包括线路驱动器120(其可能或不能在高阻抗模式中操作)和限带平滑滤波器22。该限带平滑滤波器22限制模拟信号中(谐波在DAC 124对从调制器128接收到的调制的数据信号126的操作产生)谐波(带外范围内)的功率。应了解，调制器128和解调器118实现的至少某些功能将在模拟域实现。

参照图4B，现有技术的单个宽带系统的稍有不同的形式采用了分离的发射器和接收器耦连单元130和136。在该形式的现有技术的电力线发送系统中不需要TX/RX切换器108(图4A)，线路驱动器102的阻抗不需要显著呈现额外的阻抗负荷给电力线100，或者线路驱动器120自身能进入高阻抗模式。

参照图4C，改进的网络接口设备包括两个或更多个模拟前端，这些模拟前端分别通过耦连单元142、148、154和160分离成两个低带路径LB₁和LB₂以及两个高带路径HB₁和HB₂。每个模拟前端包括发送路径和接收路径。

不同路径(包括耦连单元142、148、154、160和有源组件(滤波器143、149、156、162，线路驱动器155和161，以及PGA 144和150)设计成传送给定频带的信号并拒绝其他频带的信号。每个调制器159、164采用的调制方案可以相同或者不同，可以是解调方案147、152。

参照图4D，在改进的网络接口设备的第二实施例中，有耦连单元166和176。其中，耦连单元166用于低带通信，且耦连单元176用于高带通信。除了低带路径(LB₁和LB₂)和高带路径(HB₁和HB₂)的用于不同PLC技术的功率、频率和调制方案的优化以外，可优化耦连单元166、176以具有不同的通过频率(pass-frequency)特性.

参照图4E，在改进的网络接口设备的第三实施例中，有耦连单元186和196，其中耦连单元186是用于接收且耦连单元196用于发送。然而，每个发送路径(LB₂和HB₂)通过有意插入的滤波器187、202从其他发送隔离，该滤波器187、202分别具有低通或带通和高通或带通特性。

图4F示出了改进的网络接口设备的第四实施例，该改进的网络接口设备应用到图4E中示出的两个不同宽带技术。虽然有多种可能的其他组合，在此无需在接收器或者发射器中设置分离路径和转换器，因为在一个方向上通信比在其他方向上通信可从改进的网络接口设备获利更大。

该改进的网络接口设备包括用于发送的耦连单元218和用于接收的耦连单元208。采用有意插入的滤波器143在接收器路径上隔离高带和低带。该滤波器具有高通或带通特性。同样地，采用有意插入的滤波器149在接收器路径上隔离高带和低带。该滤波器具有低通或带通特性。然而可将发射器调制方案结合到数字域222A、222B，接着传送通过极高性能的DAC(数模转换器)221、平滑滤波器220和线路驱动器219。

参照图5A，改进的网络接口设备的典型的集成电路250实现包括用于两个不同宽带的两个模拟前端AFE_A、AFE_B。典型的集成电路250还包括配置成实现不同电力线调制解调器技术(包括DFE和MAC)并在设备中为下一阶段应用提供数字接口的逻辑元件226。

高带模拟前端(AFE_B)包含高带转换器230、232和有源接口电子器件(也就是，PGA234和线路驱动器236)并沿路径238经耦连单元连接到电力线。低带模拟前端(AFE_A)包含低带转换器240、242和有源接口电子器件(也就是，PGA244和线路驱动器246)并沿路径248经耦连单元连接到电力线。典型的集成电路250还包括沿着路径238和248耦连到有源接口电子器件的滤波器(未示出，参见如图4C-4F中的滤波器149)。

将要在低带和高带上发送的信号的数字表示在逻辑元件226中产生并在接口251、252呈现给模拟前端AFE_A、AFE_B。

参照图5B，在改进的网络接口设备的集成电路实现的可选集成电路部分300中，包括两个集成电路，也就是数字调制解调器集成电路302和模拟调制解调器集成电路304，该模拟调制解调器集成电路304包括两个模拟前端AFE_A、AFE_B。该模拟调制解调器集成电路304可包括多个分离的集成电路，例如每个模拟前端能是如图5B所示的分离的集成电路，或该模拟调制解调器集成电路304可在单个集成电路中实现。

参照图5C，在改进的网络接口设备的集成电路实现的另一集成电路部分400中，每个宽带的模拟前端划分成数据转换器Conv_A、Conv_B和接口电路I/Face_A、I/Face_B。在该例子中，转换器Conv_A、Conv_B与一个集成电路402中的电力线调制解调器的数字逻辑401集成到一起，而高频电流/电压接口电路在另一集成电路401中提供。

应了解，有多种其他可能，包括将全部或部分有源电子器件嵌入到系统中的其他设备，或使用各种模块的离散模块。

如本文中其他地方所述，耦连单元具有频率特性。参照图6A，电容性耦连单元500包括X1型电容器502，所述X1型电容器502用于将信号源504耦连到电力线508(经隔离变压器506)。在该例子中，变压器(transformer)506、电容器502、信号源504和电力线508的阻抗确定了电容性耦连单元500的频率响应。

参照图6B，电感性耦连单元520包括信号变压器522，所述信号变压器522电感耦连到与Y1型电容器526串联的信号源524。该电感性耦连单元520与所述电容性耦连单元500(如图6A所示)大致相同，基于信号变压器522、电容器526、信号源524和电力线528各自的阻抗确定了其频率响应。

此外，电力线508、528的低通滤波版本(version)可在改进的网络接口设备中使用以提供电源。也可在具有多个无源组件的耦连单元中实现高阶滤波器。但是，应了解，可在电力线网络接口设备中采用多种其他的耦连单元(如光学耦连单元)。

图7A至7C所示为多种不同电力线技术的频谱，其示出模拟信号分离装置如何被用于将给定技术的信号(来源于其他技术的信号)分离到特定的信号路径。

参见图7A，第一技术Tech_A具有发射功率P_A和由频率f_A1和f_A2界定的宽带540。宽带540具有内部陷波542，以符合电磁兼容标准。第二技术Tech_B具有发射功率P_R和由频率f_B1和f_B2界定的宽带544。宽带544也具有陷波546，以符合电磁兼容标准。应注意，f_B1大于f_A2以避免频带重叠。最后，第三技术Tech_N具有发射功率P_N和由频率f_N1和f_N2界定的宽带548。宽带548也具有陷波550，以符合电磁兼容标准。

参见图7B，第一、第二和第三模拟滤波器(分别标记为Filt_A、Filt_B和Filt_N)分别将来自Tech_A、Tech_B和Tech_N中每一个的信号与来自其他技术的信号隔离。模拟滤波器特性适用于节点内的每一种技术的发射器和/或接收器。

第一模拟滤波器Filt_A由通带开始和结束频率f_A3和f_A4定义。类似地，第二模拟滤波器Filt_B由通带开始和结束频率f_B3和f_B4定义。最后，第三模拟滤波器Filt_N由通带开始和结束频率f_N3和f_N4定义。

在一个实施例中，电力线通信设备的模拟信号分离装置的至少一个通带的开始是在1MHz和30MHz之间，且至少10MHz的带宽。可选地，至少一个其他宽带包括频率大于30、40、50、75、100、200或500MHz的信号，且可选地小于1GHz的信号。模块信号分离装置的任一部件的通带和阻带之间的差可以大于6dB。

应注意，如图7B所示，不同的模拟滤波器可能重叠(例如f_A4＞f_B3)，也可能不重叠(例如f_B4＜f_N3)。还应注意，所有模拟滤波器的通带不必要具有相同的特性(如带内衰减或损失、带内脉动、带外频率上的衰减抑制或其他)。给定PLC技术的模拟滤波器特性和调制方案的结合决定了每一模拟滤波器隔离的效力。滤波器在其通带内的绝对损失相对于其通带与阻带比来说重要性较低，这是因为这些滤波器中的任何衰减差值一般可通过在预滤波级注入更多功率和/或提高接收器的灵敏度进行补偿。

图7C所示为第二模拟滤波器Filt_B对Tech_B信号提供的隔离的示意图。使用中，第二模拟滤波器通过信号Path_B，其是第二模拟滤波器通带的发射功率(PF_B)与Tech_B信号的发射功率(P_B)的乘积。其他技术(Tech_A和Tech_N)的信号被第二模拟滤波器Filt_B的阻带衰减至PF_N功率电平，其远小于PF_B，以保证它们不会严重地干扰Path_B信号。

在一些实施例中，当网络中的节点数量增加时，改进的电力线通信网络具有提供增加的吞吐量的能力。具体来说，该增加的吞吐量的需求通常与增加的节点数相匹配，这是由于当多个设备共享网络时需要发射更多的数据。

图8A所示为单个设备的简单初始安装，在这一情形中，IPTV(互联网协议电视)通过DSL调制解调器602传送至家庭住宅600，其从房间18中的DSL调制解调器602分发至房间20中的电视机604。由于DSL调制解调器602与电视机604之间的距离比较长，其间的连接C1最好使用低带(归因于其固有的较大覆盖范围)。由于只传输一个电视信道，低带提供的带宽足够电视机使用。

随着改进的电力线通信网络的增大(其上增加了更多的节点)，节点之间的平均距离趋向于减小。在图8B所示的复杂的情形中(示出了同时有多个视频流和音频流的复杂的家庭内多媒体网络)，连接C2-C7主要使用高带(归因于其较大的吞吐量)在相对短距离上实现。当低带连接C8、C9的效率高于使用高带链接的多个中继段(hop)时，低带连接C8、C9仍将使用。另外，许多连接(例如C10)两种带都可使用。

在使用中，网络上的节点一般会通过一些同步形式(通常由这些低带和高带中的一个所使用的电力线技术来定义)发现电力线上的其他节点。节点还将识别被检测节点的技术能力和虚拟网络成员，以确定哪个通信将有可能和/或是允许的(例如，当被检测节点本身具有一定的技术能力时，这些技术能力可能由干扰而减弱或被限制使用)。在识别了本身的可能的和可允许的通信后，基于一些因素，例如将要传输的数据的类型、其在QoS(服务质量)上的等级、流量负载和可用的信道容量，发送节点将决定用于发送/接收数据的最佳路径。

图9所示为通信节点发现网络上的其他通信节点的方法的流程图，所述网络使用不同的宽带频率范围。图9以建立特别的对等网络(ad-hoc peer-to peernetwork)的方法进行说明，其中每一个通信节点都是同等的。这是与主从网络对照而言，在主从网络中，从节点相互之间不能直接通信，除非通过主节点。在对等网络中，是不需要主节点的，这是因为每一个节点都可以或者直接或者通过作为中继器的第三节点与每一个其他节点通信。

在发送步骤910中，使用第一宽带频率范围从第一通信节点通过电力线发送第一通信，该第一通信包括用于识别第二通信节点的数据，第二通信节点也配置为在第一宽带频率范围通信。例如，第一通信可以是用于请求来自其他通信节点例如第二通信节点的响应的消息，其也使用第一宽带频率进行通信。

在接收步骤920，响应于该第一通信，从第二通信节点接收其他通信。该响应可以指示例如第二节点连接至网络。

在发送步骤930中，使用第二宽带频率范围从第一通信节点通过电力线发送第二通信，该第二通信包括用于识别第三通信节点的数据，第三通信节点配置为在第二宽带频率范围通信。第二通信是用于请求来自其他通信节点例如第三通信节点的响应的消息，其使用第二宽带频率进行通信。除了在不同的频段通过电力线通信外，步骤910和步骤930相同。步骤910和步骤930相互独立地执行，由第一通信节点执行，使得任一个步骤可在另一步骤之前执行，或者两个步骤同时执行。

在接收步骤940中，从第三通信节点接收对第二通信的响应。如果第二通信节点还配置为使用第二宽带通信，则接收步骤940可包括从第二和第三通信节点两者接收通信。

在确定步骤950，基于对第一通信的响应和对第二通信的响应，确定通信策略。该确定可包括选择宽带和要使用的标准。该确定可包括在第三和第二通信节点之间的通信策略的确定，例如，是直接通信还是把第一通信节点作为中继进行通信。在一些实施例中，发送步骤910和930包括使用不同标准和/或使用不同宽带。

在一可选的通信中该方法的下一步，根据在步骤950中确定的通信策略，在两个节点之间进行通信。

图10所示为在对等网络中，第一通信节点同时与第二通信节点和第三通信节点进行通信的方法的流程图。可选地，通信是独立的。第一通信节点可选地作为第二通信节点和第三通信节点之间的中继进行操作。

在第一通信步骤1010中，使用第一宽带频率范围通过电力线在第一通信节点和第二通信节点之间传送第一数据。在第二通信步骤1020中，使用第二宽带频率范围通过电力线在第一通信节点和第三通信节点之间传送第二数据，其中，第二宽带频率范围与第一宽带频率范围相分离，第一数据和第二数据同时传送。

在与图10所示的方法类似的一种方法中，第一通信节点与第二通信节点在两个或更多的分离的宽带上同时通信。在一些实施例中，在分离的宽带上进行的通信是独立的，而在另一些实施例中，该通信是非独立的。在后一类实施例中，数据的第一部分可以使用第一宽带发送，数据的第二部分可以使用第二宽带发送。在这些实施例中，使用两种不同的宽带是可选地进行配置，以最大化总的数据带宽。

图11所示为通信节点使用至少两个不同的宽带同时接收信号的方法的流程图。可选地，编码在这些信号中的数据是独立的，且可接收自网络上的不同通信节点。数据还可以使用不同的通信标准发送和/或编码。

在接收第一信号的步骤1110中，接收通过电力线传送的模拟信号。该信号包括编码数据。编码可以包括任何已知的在时间依赖信号上编码数据的各种方法。

在分离分量步骤1120，信号的第一分量(在第一宽带频率范围内)与信号的第二分量(在第二宽带频率范围内)分离。在各个实施例中，第一宽带频率范围和第二宽带频率范围中的每一个至少为5、7、10、12、15、20、50、100和/或200MHz宽。例如在一个实施例中，第一宽带频率范围至少为10MHz宽，第二宽带频率范围至少为200MHz宽。在一些实施例中，信号分量的分离使用模拟带通滤波器实现。例如，一个带通滤波器可配置为隔离(isolate)第一宽带频率范围，而另一个带通滤波器可配置为隔离第二宽带频率范围。

在处理步骤1130，在分离分量步骤1120中分离开的第一信号分量和第二信号分量中的每一个被分别进行处理。该处理一般是并行执行的。例如一个信号分量可以使用低带模拟路径LB₁进行处理，另一信号分量可使用高带路径HB₁进行处理。低带模拟路径LB₁和高带路径HB₁可选地分担一个或更多的分量。处理步骤1130的结果是产生两组数字数据。

在提供步骤1140，该两组数字数据被提供给一个或更多的应用。这两组数字数据可独立地使用。

图12所示为通信节点使用至少两个不同的宽带同时发送信号的方法的流程图。可选地，编码在这些信号中的数据是独立的，其目的地可以是网络上的不同通信节点。数据可以使用不同的通信标准发送和/或编码。

在接收数据步骤1210，从一个或更多的应用接收数字数据。该数据可选地是独立的。在编码步骤1220，数字数据的第一部分被编码为第一宽带频率范围内的第一信号，第一宽带频率范围的至少一部分可选地小于30MHz。这一编码可使用例如低带模拟路径LB₂进行。

在编码步骤1230，数字数据的第二部分被编码为第二宽带频率范围内的第二信号，第二宽带频率范围的至少一部分可选地大于30MHz。这一编码可使用例如高带路径HB₂进行。编码步骤1220和编码步骤1230可并行执行。

在可选的合并步骤1240，第一信号和第二信号被合并以生成合并信号。这一步骤可选地使用Tx耦连196、或HB Tx耦连154和LB Tx耦连160实现。

例如使用HB Tx耦连154和LB Tx耦连160，当两个信号都耦连到电力线上时，即发生合并。

在发送步骤1250，通过电力线发送合并信号。合并信号的不同部分被同时发送，并可以发送至不同的目的地。作为替代，如果省略了步骤1240，则发送步骤1250包括了在电力线上合并第一和第二信号，其中合并信号的不同部分被同时发送，且可以发送至不同的目的地。

此处示出和/或描述了几个实施例。然而，本领域技术人员应当明白，基于上述的教导，还可以对本发明进行各种修改和/或变换，而不脱离本发明的实质和精神。例如，此处描述的技术可用于家用、工业和/或交通工具电力系统。此处描述的各种部分可以嵌入软件(存储在计算机可读介质中)、固件和/或硬件。这些部件形式在这里通常被称为“逻辑”。

此处描述的实施例是用于说明本发明。由于本发明的实施例只是示例说明，对其中所述的方法和/或特定结构进行各种修改或适应性修改对本领域技术人员而言是显而易见的。所有的这些修改、适应性修改、或变换都可在本发明的教导下得到，从而提升本领域技术，且不脱离本发明的范围和实质。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims

1.一种网络接口设备，其特征在于，包括：

第一模块，所述第一模块包括第一PHY层与第一MAC层通信，所述第一模块用于执行与第一宽带频率范围相关的第一宽带通信技术；

第二模块，所述第二模块包括第二PHY层与第二MAC层通信，所述第二模块用于执行与第二宽带频率范围相关的第二宽带通信技术，所述第二宽带频率范围与所述第一宽带频率范围相分离；

数据分发模块，所述数据分发模块与第一和第二MAC层通信，并用于接收并分发数据给第一和第二模块；

耦连/解耦级，用于将第一和第二宽带频率范围内的信号耦连到AC电力线上；第一模拟带通滤波器，设置在第一PHY层和耦连/解耦级之间，用于衰减掉频率位于第一宽带频率范围外的信号；

第二模拟带通滤波器，设置在第二PHY层和耦连/解耦级之间，用于衰减掉频率位于第二宽带频率范围外的信号。

2.根据权利要求1所述的网络接口设备，其特征在于，所述数据分发模块基于网络流量特性分发数据给第一和第二模块。

3.根据权利要求1所述的网络接口设备，其特征在于，所述数据分发模块基于第一和第二宽带频率范围的相应信道容量分发数据给第一和第二模块。

4.根据权利要求1所述的网络接口设备，其特征在于，所述数据分发模块基于来自第一和第二PHY层的反馈分发数据给第一和第二模块。

5.根据权利要求1所述的网络接口设备，其特征在于，所述数据分发模块基于数据传输的要求分发数据给第一和第二模块。

6.根据权利要求1所述的网络接口设备，其特征在于，所述数据分发模块进一步用于从单个应用接收数据，并同时分发该数据给第一和第二模块。

7.根据权利要求1所述的网络接口设备，其特征在于，所述数据分发模块还进一步从两个应用接收数据，将来自第一应用的数据分发给第一模块，并将来自第二应用的数据分发给第二模块，其中数据被同时分发给第一模块和第二模块。

8.根据权利要求1所述的网络接口设备，其特征在于，所述数据分发模块还从单个应用接收数据，并将所述数据分发给第一模块，同时从第二MAC层接收其它数据并将所述其它数据传递给第二应用。

9.根据权利要求1所述的网络接口设备，其特征在于，所述数据分发模块还同时从所述第一MAC层和第二MAC层接收其它数据，并将所述其它数据传递给单个应用。

10.根据权利要求1所述的网络接口设备，其特征在于，还包括：

第三模块，所述第三模块包括第三PHY层与第三MAC层通信，所述第三模块用于执行与第三宽带频率范围相关的第三宽带通信技术，所述第三模块设置在数据分发模块和耦连/解耦级之间；

第三模拟带通滤波器，设置在第三PHY层和耦连/解耦级之间，用于衰减掉频率位于第三宽带频率范围外的信号。