电力线通信干扰装置

摘要

本发明涉及电力线通信干扰装置，尤其涉及多种对利用电力线通信的设施进行通信干扰的装置，属于电力线通信、通信干扰和抗干扰、信息安全技术领域。具体包括电力线接口、直流电源、电力线耦合滤波器、功率放大器和干扰信号发生器；还提供一种具有电力线通信信号检测和分析功能的电力线通信干扰装置、一种处理转发型电力线通信干扰装置，以及一种电力线通信信号短路/旁路的电力线通信干扰装置。本发明通过电力线插口、插槽和插座等形式方便地将电力线干扰装置接入电力线，产生干扰电力线通信的干扰信号；用极低的干扰功率达到很好的干扰效果，耗电量低，特别适合低功耗的干扰应用；干扰机结构简单、实现成本低，自适应能力强。

权利要求

1.一种电力线通信干扰装置，其特征在于：包括电力线接口、直流电源、电力线耦合滤波器、功率放大器和干扰信号发生器，还包括电力线通信信号检测和分析器；

其中，干扰信号发生器输出连接至功率放大器；功率放大器输出连接至电力线耦合滤波器；电力线耦合滤波器、直流电源分别与电力线接口相连；直流电源与干扰信号发生器、功率放大器相连；

所述直流电源将工频市电转换为低压直流电，为功率放大器和干扰信号发生器供电；

所述电力线接口采用插口、插槽和插座形式，提供干扰装置与电力线的接口；

所述电力线耦合滤波器完成强电和弱电隔离、过电压和过电流保护、干扰输出通频带的高通或带通滤波、将输出信号耦合到电力线,实现电力线传输信道与干扰输出端的阻抗匹配；

所述干扰信号发生器产生所需的干扰信号；

所述功率放大器完成干扰信号的功率放大；

所述电力线通信信号检测和分析器连接在干扰信号发生器和电力线耦合滤波器之间；

接收电力线通信信号频带内的信号，并对接收信号进行检测、分析；直流电源为其供电；

所述电力线通信信号检测和分析器以及与之相连的干扰信号发生器分别采用电力线通信OFDM循环前缀相关检测器和循环前缀干扰发生器，电力线通信OFDM循环前缀相关检测器提取和分析接收信号的OFDM符号起始位置、循环前缀长度信息，控制循环前缀干扰发生器产生破坏OFDM循环前缀的干扰信号；

或采用电力线通信信号频带频谱检测器和多带干扰发生器，电力线通信信号频带频谱检测器接收电力线通信信号频带内信号，并进行功率谱检测，控制干扰信号的干扰模式、干扰带宽和干扰频带数量，多带干扰发生器产生多带干扰信号；

或采用电力线通信导频信号检测器和导频干扰发生器，电力线通信导频信号检测器提取和分析接收信号的导频信息，根据导频模式、导频位置、导频长度信息，控制导频干扰发生器产生针对性导频干扰信号。

2.根据权利要求1所述的一种电力线通信干扰装置，其特征在于：

所述干扰信号发生器还可采用单频信号发生器，或者带通型高斯白噪声干扰器，或者窄带型高斯白噪声干扰器，或者高斯白噪声调频干扰器，或者扫频干扰器，或者任意波形调频干扰器；

所述的带通型高斯白噪声干扰器包括高斯白噪声发生器和带通滤波器；窄带型高斯白噪声干扰器包括高斯白噪声发生器和窄带滤波器；高斯白噪声调频干扰器包括压控振荡器、窄带滤波器和高斯白噪声发生器；扫频干扰器包括压控振荡器和锯齿波信号发生器；任意波形调频干扰器包括压控振荡器和任意波形发生器；

所述单频信号发生器连接至功率放大器；经功率放大后通过电力线耦合滤波器输入到电力线，对电力线上的电力线通信接收机进行单频干扰；

所述带通型高斯白噪声干扰器的带通滤波器覆盖电力线通信信号通频带的10％以上带宽；所述窄带型高斯白噪声干扰器占电力线通频带10％及以下带宽；

所述高斯白噪声发生器的输出连接至带通滤波器或窄带滤波器；对于高斯白噪声调频干扰器，其窄带滤波器输出至压控振荡器进行调频；带通滤波器或窄带滤波器或压控振荡器的输出连接至功率放大器；通过电力线耦合滤波器输入到电力线，对连接在电力线上的电力线通信接收机进行宽带或窄带干扰；

所述锯齿波信号发生器的输出连接至压控振荡器进行调频得到扫频信号；压控振荡器输出连接至功率放大器；

所述任意波形发生器连接压控振荡器进行调频，其输出连接至功率放大器。

3.根据权利要求1所述的一种电力线通信干扰装置，其特征在于：采用接收信号转发处理器代替所述干扰信号发生器，对电力线通信信号频带内信号进行时间分段、按段随机交织、按段相位加权、按段循环移位的线性和非线性处理，得到处理转发型干扰信号，形成处理转发型电力线通信干扰装置。

说明书

电力线通信干扰装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电力线通信干扰装置，尤其涉及多种对利用电力线进行通信的设施进行通信干扰的装置，属于电力线通信、通信干扰和抗干扰、信息安全技术领域。

背景技术

[0002] 电力线载波通信是一种采用电力线传输通信信号实现信息传输的技术。通信信号处理系统采用电力线耦合滤波器连接到电力线，实现通信信号的发送和接收。电力线耦合滤波器实现通信系统与电力线的强电隔离，并将通信系统的发送信号耦合到电力线完成信号向电力线的输出；同时，该滤波器将电力线上传送的通信信号耦合到通信系统，完成信号从电力线到通信系统的输入。电力线耦合滤波器可以采用电磁耦合、阻容耦合、电磁阻容耦合、电磁阻容结合光电转换和电光转换的复合耦合等技术，实现各种不同通频带带宽的通信信号耦合。例如，曾素琼在2010年第20期的《低压电器》上的论文“基于复合耦合技术的低压电力线载波通信接口电路设计”给出了一种如图1所示的电磁耦合和阻容耦合相结合的电力线耦合滤波器。其中Trans4为谐振变压器，L表示电感，C表示电容，R表示电阻，各元件的值标示于图中。根据论文作者的计算，此电力线耦合滤波器可在电力线负载于5～15欧姆范围内变化时，实现60kHz-132.5kHZ范围内的通频带(信号衰减小于3dB的频带范围)发送和接收信号耦合。目前，为实现电力线载波通信，连接电力线和电力线通信设备的电力线耦合滤波器有很多成熟的产品。例如，ABB公司的MCD80滤波器就是其中的一种可支持大功率信号发送，可提供带通或高通滤波特性，带宽可编程的电力线耦合滤波器。但这种产品级的结合滤波器一般体积较大。为减小电力线通信设备的体积，可采用电路级设计，将电力线结合滤波器嵌入到电力线通信设备内部完成相应功能。

[0003] 随着电力线通信技术的发展，电力线标准如IEEE P1901等逐渐成熟和完善。目前，采用电力线进行通信的技术已经商用。例如，支持14Mbps、22Mbps、85Mbps、200Mbps和500Mbps等各种通信速率的电力线通信调制解调器(又称“电力猫”)已经较为常见。预计在不久的将来，通信速率达到1Gbps甚至几个Gbps的电力猫将商用。使用基于电力线通信的调制解调器，人们可以方便、快捷地将家庭或办公室的电力线网络变成有线局域网，既不影响原有电力传输，又实现了高速的通信；基于有线网络进行通信和采用无线电通信网相比，还具有不产生电磁辐射污染的优点。采用电力线通信给人们的生活工作带来了很大的方便。

[0004] 采用电力线进行通信信息传输给人们带来了方便。但同时，采用电力线进行通信信息传输的方便快捷也可能给人们的信息安全带来了一定安全隐患。“一种多元信息采集与传输的电力通信一体化系统”(编号201210455304.8和20120450857.4)的专利申请中给出了一种多元信号采集与传输、监控和电力线通信的一体化系统。应用该系统，可在照明灯的灯座上接入机械接口和外形与照明灯相似的带电力线通信功能的摄像头、传感器，将摄像头或传感器采集到的数据经电力线传输后通过网关接口接入互联网，传送到任意地方的监控平台供读取，给人们进行信息采集、传输和监控管理带来了方便。但这种方法如果用于非法信息获取会给用户带来一定的信息安全隐患。人们的个人隐私、公司的技术资料很可能在不易被察觉的情况下被窃取。首先，由于电器和带电力线通信功能的信号采集器具有一体化结构，可安装在灯座、电力线插口、插槽或插座，外形与普通电器相似，难以察觉；其次，带电力线通信功能的音视频和传感信号采集器的体积可能很小，难以发现；另外，电力线通信是一种有线通信方式，辐射电磁波十分微弱，无法通过无线方式进行干扰。

[0005] 防止通过电力线进行非法信息传输的有效方法是进行通信干扰。目前已有对电通信进行的干扰包括无线电干扰或有线电干扰方式。电力线通信是一种有线电通信方式，低压和室内电力线还具有防护绝缘层，采用无线电方式对其进行干扰，干扰信号通过无线方式耦合进入电力线的功率十分微弱，将难以起到有效的干扰效果。已有的有线干扰设备对电力线通信也无法进行干扰，因为电力线传送强电，而已有的有线通信干扰设备为弱电设备，无法与电力线直接连接；其次，这些设备干扰信号的频带不满足电力线进行通信的信号通频带，难以实现有效的干扰。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于针对电力线通信的传输媒介电力线同时传输电力和通信信号，已有的有线和无线通信装置都无法对其实施有效干扰的缺点，给出了多种对电力线通信进行干扰的装置形式。

[0007] 一种电力线通信干扰装置，包括电力线接口、直流电源、电力线耦合滤波器、功率放大器和干扰信号发生器。其中，干扰信号发生器输出连接至功率放大器；功率放大器输出连接至电力线耦合滤波器；电力线耦合滤波器、直流电源分别与电力线接口相连；直流电源与干扰信号发生器、功率放大器相连。

[0008] 所述直流电源从电力线接口获得电能，将工频市电转换为低压直流电，为功率放大器和干扰信号发生器供电。

[0009] 所述电力线接口提供与电力线的接口；通过插口、插槽和插座形式，将干扰信号输入电力线。

[0010] 所述电力线耦合滤波器完成强电和弱电的隔离、过电压和过电流保护、干扰输出通频带的高通或带通滤波以及将功率放大器输出的信号耦合到电力线，实现电力线传输信道与干扰输出端的阻抗匹配。

[0011] 所述干扰信号发生器产生所需的干扰信号。

[0012] 所述功率放大器完成干扰信号的功率放大。

[0013] 所述干扰信号发生器采用单频信号发生器，或者带通型高斯白噪声干扰器，或者窄带型高斯白噪声干扰器，或者高斯白噪声调频干扰器，或者扫频干扰器，或者任意波形调频干扰器。其中，带通型高斯白噪声干扰器包括高斯白噪声发生器和带通滤波器；窄带型高斯白噪声干扰器包括高斯白噪声发生器和窄带滤波器；高斯白噪声调频干扰器包括压控振荡器、窄带滤波器和高斯白噪声发生器；扫频干扰器包括压控振荡器和锯齿波信号发生器；任意波形调频干扰器包括压控振荡器和任意波形发生器。

[0014] 所述单频信号发生器产生单频信号，连接至功率放大器；经功率放大器进行功率放大后通过电力线耦合滤波器输入到电力线，对连接在电力线上的电力线通信接收机进行单频干扰。

[0015] 所述带通型高斯白噪声干扰器的带通滤波器能覆盖电力线通信信号通频带的10％以上带宽；所述窄带型高斯白噪声干扰器占电力线通频带10％及以下带宽。窄带型高斯白噪声干扰器的输出为窄带干扰；高斯白噪声调频干扰器的窄带信号经调频，输出为宽带干扰。

[0016] 所述高斯白噪声发生器产生高斯信号，输出连接至带通滤波器或窄带滤波器；对于高斯白噪声调频干扰器，其窄带滤波器输出至压控振荡器进行调频；带通滤波器或窄带滤波器或压控振荡器的输出连接至功率放大器。通过电力线耦合滤波器输入到电力线，对连接在电力线上的电力线通信接收机进行宽带或窄带干扰。

[0017] 所述锯齿波信号发生器产生锯齿状时间波形信号，输入压控振荡器进行调频得到扫频信号；压控振荡器输出连接至功率放大器。

[0018] 所述任意波形发生器连接压控振荡器进行调频，其输出连接至功率放大器。

[0019] 一种电力线通信干扰装置，还包括电力线通信信号检测和分析器。

[0020] 所述电力线通信信号检测和分析器连接在干扰信号发生器和电力线耦合滤波器之间；接收电力线通信信号频带内的信号，并对接收信号进行检测、分析；直流电源为其供电。

[0021] 所述电力线通信信号检测和分析器以及与之相连的干扰信号发生器分别采用电力线通信信号频带频谱检测器和多带干扰发生器。电力线通信信号频带频谱检测器接收电力线通信信号频带内的信号，并对其进行功率谱检测，并根据该检测结果，控制干扰信号产生的干扰模式、干扰带宽和干扰频带数量；多带干扰发生器产生所需的多带干扰信号。

[0022] 所述电力线通信信号检测和分析器以及与之相连的干扰信号发生器分别采用电力线通信导频信号检测器和导频干扰发生器。电力线通信导频信号检测器基于已知导频结构的电力线通信标准和产品对接收信号的导频信息进行提取和分析，并根据分析得到的导频模式、导频位置、导频长度信息，控制导频干扰发生器产生有针对性的导频干扰信号。

[0023] 所述电力线通信信号检测和分析器以及与之相连的干扰信号发生器分别采用电力线通信OFDM循环前缀相关检测器和循环前缀干扰发生器。电力线通信OFDM循环前缀相关检测器基于采用OFDM调制方式的已知电力线通信标准和产品对接收信号的OFDM符号起始位置、循环前缀长度等信息进行提取和分析，并根据分析结果，控制循环前缀干扰发生器产生破坏OFDM循环前缀的干扰信号。

[0024] 采用接收信号转发处理器代替所述电力线通信干扰装置的干扰信号发生器，得到具有处理转发电力线通信信号能力的处理转发型电力线通信干扰装置。所述接收信号转发处理器接收经过电力线耦合滤波器输入的电力线通信信号，经设定的线性和非线性处理后，通过功率放大器转发至电力线，直接利用通信信号频谱形成干扰。

[0025] 一种电力线通信信号短路/旁路的电力线通信干扰装置，包括电力线接口、电力线通信信号短路/旁路器。电力线通信信号短路/旁路器通过电力线接口接入电力线。

[0026] 所述电力线接口提供与电力线的接口；采用插口、插槽和插座形式。

[0027] 所述电力线通信信号短路/旁路器通过一个对电力线通信通频带内的信号呈低阻抗、对市电工频呈较高阻抗的短路/旁路网络将通信信号旁路，使电力线通信接收机接收到的通信信号产生较大衰减，阻止电力线通信接收机对通信信号解调，同时避免将交流电力短路和旁路，电力沿电力线正常传输；通过加入适当的过压和过流保护电路，以及选取具有抗压和抗流能力的电路元件搭建短路/旁路网络，完成过电压和过电流保护。

[0028] 电力线通信干扰装置具有频域特性的输入阻抗为ZI(ω)，代表电力线通信干扰装置输入电压VI(ω)与输入电流II(ω)的比值，其中，ω表示输入电压或电流的角频率。电力线通信干扰装置连接到电力线，其频域特性的负载阻抗为ZL(ω)。所述ZL(ω)为从干扰装置与电力线连接的两端口向电力线方向所形成的阻抗，代表该方向上的输入电压VL(ω)与输入电流IL(ω)比值。负载阻抗ZL(ω)具体为电力线上电器阻抗、电力线上通信设备阻抗、电力线自身阻抗和其它串并联在电力线上电路阻抗形成的总阻抗。

[0029] 电力线通信信号短路/旁路器按照以下原则搭建：

[0030] 选取电路元件搭建电路网络，使该网络在电力线的交流电工频ω0满足|ZI(ω0)|＞10|ZL(ω0)|或者ZI(ω)在ω0处出现极点，即该网络对电力工频呈现较高阻抗或者高阻，保证电力线工频电力不会被干扰装置旁路或短路；同时，该网络在电力线通信的信号通频带ωL≤ω≤ωH范围内满足|ZI(ω)|＜|ZL(ω)|或者|ZI(ω)|＜＜|ZL(ω)|或者ZI(ω)＝0，保证电力线上通信信号通频带内大部分信号或绝大部分信号或全部信号被干扰装置旁路或短路。其ωL和ωH分别为通频带的低截止角频率和高截止角频率。

[0031] 所述电力线通信信号短路/旁路器，采用电容，或者电感，或者电容和电感，或者电容和电阻，或者电感和电阻，或者电容、电感和电阻组成的短路/旁路网络，构成对电力线通信通频带内的信号呈低阻抗、同时对电力工频呈较高阻抗、具有过压过流保护的短路/旁路网络，使|ZI(ω0)|＞10|ZL(ω0)|，且在ωL≤ω≤ωH范围内满足|ZI(ω)|＜|ZL(ω)|或者|ZI(ω)|＜＜|ZL(ω)|或者ZI(ω)＝0。其中，ZI(ω)为干扰装置频域特性的输入阻抗，ZL(ω)为频域特性的负载阻抗。

[0032] 有益效果

[0033] 本发明通过电力线插口、插槽和插座等形式方便地接入电力线，产生干扰电力线通信的干扰信号；用户无需检查电力线上是否安装了基于电力线通信的音视频或传感信号采集设备，即可有效防止有人使用电力线非法窃取用户资料和用户私密信息。本发明装置采用有线电的干扰方式，不向空间发射电磁波，因而不产生电磁污染。本发明不检测电力线通信的通信信号，根据预置的电力线通频带范围对电力线通信进行干扰，降低设备成本；同时能够实现接收并检测电力线的通信信号，分析提取电力线通信信号的特征，根据这些特征对电力线通信施加有针对性的干扰信号，可以用极低的干扰功率达到很好的干扰效果，耗电量低，特别适合低功耗的干扰应用。

[0034] 本发明还提供一种处理转发型干扰器，直接利用通信信号频谱形成干扰；其通信信号功率密度谱高的频带，干扰功率谱也随之增强，干扰自适应能力强；其干扰机结构简单、实现成本低，不容易产生干扰遗漏。

[0035] 本发明的通信信号短路/旁路型的干扰装置，采用纯电感和电容网络构成信号旁路网络，对并联在电力线上的电力线通信设备有很好的电力线通信干扰和抑制效果，具有干扰高效、结构简单、设备成本和使用成本低的优点。

附图说明

[0036] 图1为现有技术的一种电磁耦合和阻容耦合相结合的电力线耦合滤波器；

[0037] 图2为本发明的电力线通信干扰装置结构框图；

[0038] 图3为本发明的电力线通信单频干扰器结构框图；

[0039] 图4为本发明的电力线通信带通型高斯白噪声干扰器结构框图；其中(a)为带通型，(b)为窄带型；

[0040] 图5为本发明的电力线通信高斯白噪声调频干扰器结构框图；

[0041] 图6为本发明的电力线通信扫频干扰器结构框图；

[0042] 图7为本发明的电力线通信任意波形调频干扰器结构框图；

[0043] 图8为本发明具有检测和分析功能的电力线通信进行干扰的装置结构框图；

[0044] 图9为本发明基于电力线通信信号频带频谱检测的多带干扰器结构框图；

[0045] 图10为本发明基于电力线通信导频信号检测结果的导频干扰器结构框图；

[0046] 图11为本发明基于电力线OFDM调制方式的循环前缀干扰发生器结构框图；

[0047] 图12为具体实施方式中任意波形调频干扰器的两种波形；其中(a)为随机阶梯型波形，(b)为随机斜坡型波形；

[0048] 图13为本发明的处理转发型电力线通信干扰装置；

[0049] 图14是具体实施方式中使用变压器耦合的电力线通信干扰装置的电路图；其中(a)为电力线耦合滤波器和直流电源采用并行连接时，干扰装置和电力线的连接关系示意图；(b)为干扰装置的电路图；

[0050] 图15是具体实施方式中使用电容耦合的电力线通信干扰装置的电路图；其中(a)为电力线耦合滤波器和直流电源采用串行连接时，干扰装置和电力线的连接关系示意图；(b)为干扰装置的电路图；

[0051] 图16是本发明的电力线通信信号短路/旁路型干扰装置及其实施例；(a)为电力线通信信号短路型的干扰装置结构框图；(b)为电容型短路/旁路器；(c)为带电压保护的电容型短路/旁路器；(d)为L-C串联谐振短路/旁路器。

具体实施方式

[0052] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步说明和详细描述。

[0053] 一种电力线通信的干扰装置，如图2所示，包括：电力线接口、直流电源、电力线耦合滤波器、功率放大器和干扰信号发生器。其中虚框内包含了产生干扰信号的各个模块，直流电源与虚框有虚线连接表示直流电源与虚框内的各个模块连接，并为这些模块提供电源。为叙述的方便，除非特别指明，本实施例中将各图中虚框内各单元组成的模块称为干扰发生器；虚框与直流电源的虚线连接表示供电。电力线耦合滤波器采用电磁耦合、阻容耦合、电磁阻容耦合、电磁阻容结合光电转换和电光转换的复合耦合等技术，完成干扰信号到电力线的耦合，以及电力线通信信号通频带内信号到干扰器接收模块的耦合，实现电力线与产生干扰信号的各个模块的强电隔离，完成过压和过流保护，并完成干扰信号发送到电力线的阻抗匹配。

[0054] 作为一个实施例，采用图1所示的电磁阻容结合的电力线耦合滤波器。当电力线负载在5～15欧姆范围内变化时，该耦合滤波器可维持60kHz～132.5kHz的通频带范围。考虑低压电力线负载阻抗为10欧姆，计算表明该滤波器通频带范围为26.5kHz～250kHz。或者使用电磁耦合电力线耦合滤波器，选取合适的电感和电容值，以减少因电阻引起的发热，使滤波器也具有通频带26.5kHz～250kHz。使用电磁耦合滤波器，避免了使用电阻导致的发热，可减小额外的功率消耗，有利于提高干扰装置的功率使用效率。干扰信号发生器产生30kHz，50kHz，78kHz共3个单频信号，经功率放大器送入到电力线耦合滤波器。由于3个单频信号都在电力线耦合滤波器的通频带内，这些单频干扰信号可输入到电力线，对连接在电力线上的电力线通信设备进行干扰。干扰发生器还可产生以单次持续时间20us的三角脉冲为基本脉冲的周期性或随机突发干扰，该三角脉冲采用频率为150KHz的正弦波调制后，送入功率放大器后输入到电力线耦合滤波器。这种随机突发三角脉冲干扰可覆盖50KHz～
250KHz(第一零点带宽)的频带范围。通过向电力线发送干扰信号，可破坏电力线通信系统的载波监听机制、接入退避机制，反馈重传机制、数据和控制帧的CRC校验、导频和同步信号，降低通信信号的信干比等，从而阻止和抑制电力线上的通信。

[0055] 当需要对电力线上的通信设备发送单频干扰信号时，采用图3所示的单频干扰器。该干扰器产生单频干扰信号，选择单频干扰信号的频率，使该频率落在电力线通信的通频带范围内。例如该单频信号选择在电力线通信信号的载波频率附近，且和电力线通信信号的载波频率不同，由于干扰信号的功率高于电力线通信信号功率，通信信号接收机的导频同步系统将检测到错误的载波频率，无法进行载波同步，因而无法正确解调其通信信号。单频信号的功率足够大时，可使连接在电力线上的通信接收机饱和，无法正确接收通信信号。

[0056] 当需要向电力线上的通信设备的通频带发送宽带或窄带高斯白噪声干扰时，采用图4所示的带通型高斯白噪声干扰器，其中图(a)为带通型，图(b)为窄带型。在本发明中，如果带通滤波器的带宽覆盖电力线通信信号通频带的10％以上带宽，则称之为带通型；如果带通滤波器占电力线通频带10％及以下带宽，称之为窄带型。例如，对于INT 64000 Home Plug AV，其通频带范围为1.8MHz～30MHz，通频带带宽为28.2MHz。若干扰信号功率集中于2.8MHz或更小带宽范围内，则为窄带干扰；若干扰信号功率分布在大于2.8MHz范围内，则为宽带干扰。宽带干扰信号可以干扰很宽的频带范围内存在的通信信号，因而不容易产生遗漏，但功率分散在较宽的频带内，干扰功率谱密度降低，对干扰的效果有一定的不利影响。
采用窄带干扰有利于提高干扰信号的功率谱密度，提高干扰效果，但干扰带宽窄，如果通信信号落在干扰带宽外，则不易被干扰到。在实际的干扰设备中，可以根据干扰效果和干扰遗漏概率灵活选择干扰方式。例如，如果事先能够确定一些常用电力线通信系统使用的频带范围，则可以设计适当的干扰带宽，既保证干扰效果，又降低遗漏概率。

[0057] 当需要向电力线上的通信设备的通频带发送高斯白噪声调频干扰时，采用图5所示电力线通信高斯白噪声调频干扰器。高斯白噪声发生器产生的白噪声经过窄带滤波后变成窄带高斯噪声，该窄带高斯噪声送入压控振荡器完成调频。设窄带高斯噪声为ξ(t)＝ξc(t)cosω1t+ξs(t)sin ω1t，其中ξc(t)和ξs(t)分别为窄带高斯随机过程ξ(t)的同相分量和正交分量，二者均为高斯随机过程，且相互独立。ω1为窄带噪声的中心角频率。则压控振荡器输出为

[0058]

[0059] 其中ωc为载波信号的载波频率。压控振荡器输出信号的瞬时频率为ω(t)＝ωc+KFξ(t)。由于ξ(t)为窄带高斯随机过程，其值随时间随机变化。这种类型的干扰无法预测，具有很好的反干扰效果。如果选择调频指数和窄带滤波器的带宽，可使干扰信号充满电力线通信的整个通频带，形成宽带干扰。在某一个时刻，干扰信号功率全部集中在频率ω(t)，则具有很强的干扰强度。因此，窄带信号的调频干扰具有难以预测、干扰带宽宽、对通信信号干扰强度大的优点。例如，AR7400 HomePlug AV通频带范围为1.8MHz～50MHz。选取一个低通型的窄带滤波器，取其截止频率为fm＝1MHz；取调频指数mf＝24，则压控振荡器输出信号的已调干扰信号带宽为BFM＝2(mf+1)fm＝50MHz。因此，该干扰可对AR7400HomePlug电力线通信整个通频带实施干扰(考虑设计干扰器的电力线耦合滤波器时，将1.8MHz设计到阻带，1.8MHz以下的干扰将不会送入电力线，不会对电器设备的用电造成影响)。

[0060] 当需要向电力线上的通信设备的通频带发送扫频干扰时，采用图6所示电力线通信扫频干扰器。该扫频干扰器的锯齿波发生器产生周期性的锯齿波，即m(t)＝∑ng(t-nTs)，其中 Ts为锯齿波的周期。该周期信号作用于压控振荡器，压控振荡器输出调频信号的频率随输入波形呈线性变化，其压控振荡器输出信号的频率为f(t)＝fc+KFm(t)，其中KF为调频灵敏度。由于g(t)周期性地随时间线性变化，压控振荡器输出信号的频率f(t)也将随时间周期性地线性变化，呈频率扫描特性，其干扰为扫频干扰。适当选择扫频周期、调频灵敏度参数KF、载波频率参数，扫频干扰器可产生指定带宽范围内的扫频干扰信号。例如，Intellon HomePlug AV的通频带为7.5MHZ～65MHZ，现需要产生对这种电力线通信信号30MHZ到40MHZ范围的扫频干扰，可选取载波频率fc＝30MHZ，Ts＝1ms，KF＝1×1010。

[0061] 当需要灵活地向电力线上的通信设备的通频带发送各种灵活的调频干扰时，可使用一个任意波形发生器产生波形，送入压控振荡器进行调频。如图7所示给出了这种电力线通信任意波形调频干扰器。其任意波形发生器可以预先存储多种模式的波形，根据这些波形合成各种不同的波形。例如，任意波形发生器可预先存储高斯脉冲波形、钟形脉冲、三角脉冲、截断正弦脉冲、矩形脉冲、斜坡脉冲等基带波形。如果基带波形的截止频率为fm，调频指数为mf，则压控振荡器输出的调频信号带宽为BFM＝2(mf+1)fm。在产生干扰时，在每一个周期Ts时间范围内，选取一种基带波形，使用一个在(-1，+1)范围内均匀分布的随机数发生器产生随机数，将该随机数作为基带波形的幅度，输出经此随机数幅度加权的基带波形。由于采用随机数对波形加权，压控振荡器输出信号呈随机特性，其干扰无法预测，具有对抗采用干扰抵消算法接收机的能力。如图12给出了可用于产生调频干扰的随机阶梯型波形和随机斜坡型波形，其中随机阶梯型波形可用来产生随机跳频型干扰，随机斜坡型波形可用来产生随机扫频干扰。

[0062] 一种具有检测和分析功能的电力线通信进行干扰的装置，如图8所示，包括：电力线接口、直流电源、电力线耦合滤波器、功率放大器、干扰信号发生器和电力线通信信号检测和分析器。电力线通信信号检测和分析器通过电力线耦合滤波器接收来自电力线通信频带内的信号，并对该接收信号进行检测和分析；如果可以识别出电力线上通信设备使用的通信标准、编码调制方式、导频模式、同步信号，则可以根据这些信息有针对性地产生干扰信号。由于其干扰信号具有针对性，可以采用很小的干扰功率达到很好的干扰效果，其干扰效率很高。例如，如果电力线通信信号检测和分析器检测出电力线通信设备在通信中使用的同步信号位置和同步持续时间，则在该位置发送短时间的干扰脉冲就可以使通信接收机的信道估计和同步无法进行，以很低的干扰功率实现有效干扰。当电力线通信信号检测和分析器没有发现已知的电力线通信信号时，可向电力线发送单频、随机突发脉冲、扫频、窄带或宽带白噪声、任意波形调频等主动干扰。

[0063] 为了防止干扰发送机发送的干扰信号通过电力线耦合滤波器反馈输入到干扰装置的接收输入导致自激，发送干扰信号和接收信号可分时进行。

[0064] 当需要针对电力线通信信号的频谱检测结果向电力线上的通信设备的通频带发送有针对性的多频带干扰信号时，采用图9所示的基于电力线通信信号频带频谱检测结果的多带干扰器。电力线通信信号频带频谱检测器接收电力线通信信号频带内的信号，并采用傅里叶分析、周期图等方法对接收信号进行功率谱检测，根据该检测结果，控制干扰信号产生的干扰模式、干扰带宽和干扰频带数量。例如，电力线通信信号频带频谱检测器通过功率谱计算，检测出电力线通频带的10MHz～15MHz和25MHz～30MHz范围内具有明显的信号功率，则可以通过多带干扰器发生器在10MHz～15MHz和25MHz～30MHz两个频带范围内产生窄带干扰或扫频干扰。

[0065] 当需要针对电力线通信信号的导频信号进行检测，并根据该检测结果向电力线上的通信设备的通频带发送有针对性的导频干扰信号时，采用图10所示的基于电力线通信导频信号检测结果的导频干扰器。电力线通信导频信号检测器接收来自电力线耦合滤波器的接收信号(例如从图1中B点接收来自电力线的接收信号)，与预先存储的已知通信标准、产品所使用的导频信号进行相关匹配，当匹配结果指示以较高概率获得通信信号导频时，则根据信号的帧结构，在通信信号的导频位置、校验比特位置、编码调制参数传送等重要时间点插入突发脉冲串干扰，破坏其通信信号的导频、符号校验和编码调制参数等的传送，从而达到干扰目的。例如，电力线通信导频信号检测器可预先存储IEEE P1901-2010电力线通信标准的导频信号，接收电力线通信通频带内的接收信号与存储的导频信号进行逐符号移位相关，当发现相关值高于一个预定的门限值时(该门限值根据需要的检测概率确定)，认为检测到电力线中采用IEEE P1901-2010进行通信的设备。基于此导频位置，根据IEEE P1901-2010的物理层帧结构，在导频位置后发送一串突发的随机脉冲干扰，持续时间覆盖整个导频长度。

[0066] 当需要针对电力线通信信号的OFDM循环前缀进行检测，并根据该检测结果向电力线上的通信设备的通频带发送有针对性的循环前缀干扰信号时，采用图11所示的基于电力线OFDM调制方式的循环前缀干扰发生器。电力线通信OFDM循环前缀检测器接收来自电力线耦合滤波器的接收信号，根据预先存储的已知使用OFDM调制方式的通信标准、产品所使用的OFDM符号长度及循环前缀长度参数，对接收的信号进行OFDM符号循环前缀相关估计，也就是将循环前缀位置部分的采样值与OFDM静荷符号相应位置的采样值进行相关，并对这些相关值求和；其和对多个OFDM符号取平均。当计算结果指示以较高概率检测到OFDM符号时，则可根据OFDM符号结构，在后续的OFDM符号循环前缀位置插入突发干扰脉冲，破坏其循环前缀特性。OFDM的循环前缀遭到损坏，接收机将无法基于循环前缀实现同步；同时，循环前缀是保证OFDM子载波正交性的前提；正交性的破坏使子载波之间互相干扰。这样，基于OFDM的电力线通信接收机将无法正常地接收和检测其通信信号。

[0067] 一种处理转发型干扰器，如图13所示，包括：电力线接口、直流电源、电力线耦合滤波器、接收信号转发处理器和功率放大器。其接收信号转发处理器接收经过电力线耦合滤波器输入的电力线通信信号，经过一定的线性和非线性处理，保持经处理后的信号功率谱与输入的功率谱具有相同结构，但输入的电力线通信信号又与干扰信号不相关或独立；经处理后的信号送入功率放大器转发到电力线。这种处理转发式的干扰装置适合于利用电力线通信系统自身的通信频带构建干扰信号，无需对电力线通信信号频谱进行检测，也不需要对通信信号进行分析。例如，对通频带带宽为70MHz的电力线通信设备进行干扰，将电力线的通信信号按照1ms为周期进行分段，然后将每段1ms信号等分成10份，再将这10份信号按份进行随机交织；而后，将交织之后的信号经功率放大后发送到电力线。例如，10份信号原序为(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10)，经交织后其顺序变成(8，2，10，7，4，3，6，9，5，1)。交织器还可随时间随机变化。0.1ms的时长相对于电力线约70MHz带宽是很长的时间，交织后的信号功率谱和输入信号功率谱具有大致相同的结构。干扰功率谱与通信信号功率谱接近，随机交织器使通信信号和干扰独立，通信接收机无法通过干扰估计进行干扰抵消，可对抗通信接收机的反干扰。为了防止干扰发送机发送的干扰信号通过电力线反馈滤波器反馈输入到干扰装置的接收输入导致自激，发送干扰信号和接收信号可分时进行。这种干扰机通过接收电力线上的通信信号，经过存储、交织、每份信号循环移位等处理后转发，即可实现好的干扰效果。

[0068] 设电力线通信信号为x(t)，对其以T时间长度分切，得到…，x1(t)，x2(t)，…；其这些分切后的波形的傅里叶变换分别为…，X1(ω)，X2(ω)，…。按照周期图的方法估计其功率谱得到功率谱估计值为 其L
为选取的参加估计的样本分段数量。由该功率谱估计公式观察到，对L份信号进行随机交织，其周期图功率谱估计值与原信号相同。从该式还看出，对L份信号进行随机交织、每份信号用+1、-1随机加权都不会影响功率谱；对于I、Q复信号，还可以采用随机相位旋转因子对xi(t)加权，频谱结果不变。其中 为随机相位因子。另外，对每一段信号xi(t)进行循环移位，其频谱结果不变(注意到傅里叶变换关系 其中 表示信
号xi(t)以Ts为拓展周期，以延时τ循环移位的结果)。

[0069] 采集电力线中通信信号，对其分段、交织、相位加权、每份信号循环移位等处理形成的干扰信号，基本保持了原信号的功率谱。干扰功率谱与信号功率谱具有基本相同的结构，信号强的频带内，干扰功率随之增强，因此具有很强的自适应干扰能力；同时，对于没有通信信号的频带，干扰功率很弱，提高了干扰功率的使用效率。由于信号经过了随机交织、随机相位加权处理，电力线通信的接收机的载波同步、帧同步、解调、信道译码、CRC校验等都将无法正常工作，其反馈重传信号也无法接收，因此接收机将无法正常接收和解调其通信信号。另外，对信号进行了随机交织、随机相位加权等随机化处理形成的干扰信号，其截断起始位置、交织方式、相位加权值、交织深度、循环移位时延具有随机性，电力线通信设备无法通过干扰估计方法对干扰进行抑制，具有很强的对抗反干扰的能力。

[0070] 图14是使用变压器耦合的电力线通信干扰装置的干扰发生器、电力线耦合滤波器和直流电源以及电力线的一种连接关系；干扰装置将干扰信号发送到电力线、电力线将电力线通信通频带信号输入到干扰装置。(a)图为电力线耦合滤波器和直流电源采用并行连接。其中，电力线L表示“火线”，电力线N表示“零线”。在连接中，其“火线”和“零线”可互换。一般地，电力线的“火线”和“零线”之间存在较高的工频电压(例如，工频电力的频率为50Hz或60Hz，电压为220V或110V)。其中干扰发生器的输出和电力线耦合滤波器以实线连接，表示干扰发生器的输出信号经电力线耦合滤波器发送到电力线；电力线的一个输出与干扰发生器的一个输入以虚线连接，表示电力线耦合滤波器从电力线可选地耦合输入到干扰发生器的接收单元。例如，在图2到图7的电力线通信的干扰装置中，干扰产生器不需要接收来自电力线通信频带内的输入信号，取消电力线耦合滤波器输入到干扰发生器的虚线连接。在图7、图8、图9、图10、图11和图13的电力线通信的干扰装置中，干扰产生器需接收来自电力线通信频带内的输入信号，保留电力线耦合滤波器输入到干扰发生器的连接关系。

[0071] (b)图中三个圆角矩形分别为干扰发生器、直流电源和电力线耦合滤波器。在本实施例中，干扰发生器采用数字信号处理的方法构建，包括数字信号处理、发送支路和接收支路。数字信号处理可以是一个带有简单信号处理和控制功能的单片机，也可以是带数字信号处理器、存储器、相关外围电路和信号处理存储程序的处理单元，还可以是专门设计专用集成电路等，完成干扰信号的产生、电力线通信的通频带信号分析和处理以及各相关模块的控制工作。发送支路包括数模转换、带通滤波、功率放大器和发送线路驱动器。接收支路包括接收器、带通滤波和模数转换。当干扰装置的干扰产生器不需要接收来自电力线通信频带内的输入信号时，取消接收支路及数字信号处理到模数转换和功率放大器的控制连接。当干扰装置的干扰产生器需要接收来自电力线通信频带内的输入信号时，保留接收支路及数字信号处理到模数转换和功率放大器的控制连接。

[0072] 在本实施例中，如果同时存在发送支路和接收支路，采用时分的方法发送干扰和接收电力线的通信信号，以避免干扰发生器发送的干扰信号通过接收支路反馈回到数字信号处理单元。例如，可以将时间分成以时长T为周期的时隙。在一个时隙的时间T中，0～Ta时间用来接收电力线上可能的通信信号；Ta～T的时间用来发送干扰信号，其发送的信号是数字信号处理单元基于此前接收到的电力线通频带内信号分析结果生成的有针对性的干扰。在0～Ta时间范围内，干扰发生器的数字信号处理单元控制接通接收支路的模数转换，关断发送支路的功率放大器。电力线通信通频带内的信号经电力线耦合滤波器耦合到电容C2，经接收器、带通滤波和模数转换后，输入到数字信号处理单元，由数字信号处理单元完成信号的分析、处理、线性和非线性变换。例如对接收信号在时间上分段，再将每段信号切分成多份，对切分后的信号并按份交织和相位加权等；或者分析接收信号的导频，并产生针对导频的突发脉冲。在Ta～T时间范围内，干扰发生器的数字信号处理单元控制接通发送支路的功率放大器，关断接收支路的模数转换；数字信号处理单元将生成的数字域电力线干扰信号送入数模转换器转换为模拟信号，再经带通滤波后送入功率放大器，经由发送线路驱动器发送到电容C1，经电力线耦合滤波器发送到电力线。在本实施例中，干扰发生器接收支路的模数转换器采用直接的带通采样，因此没有显含的下变频单元；发送支路的数字信号经数模转换后经带通滤波直接变换到电力线的信号通频带，因此没有显含的上变频单元。

[0073] 图14(b)的干扰装置的电力线耦合滤波器采用变压器耦合，将干扰发生器的干扰信号发送耦合到电力线，以及选择性地将电力线通信通频带内的信号接收耦合到干扰发生器的接收支路(当干扰发生器没有接收支路时，电力线耦合滤波器中也不包含电容器C2)。干扰发生器的干扰信号由发送线路驱动器驱动，经变压器T1、电容器C1、C3和电感器L1耦合到电力线L和N；电力线通信通频带的信号经变压器T1、电容器C3、C2和电感器L1耦合到干扰发生器的接收支路。适当选取电容器C1和C2的值，使干扰产生器产生的干扰信号以及电力线通信频带内的通信信号可通过；即选择C1和C2的值，使在这些信号的频谱范围内，信号呈现较低的阻抗；在串联的C3和电感L1中，选择电容器C3和电感L1的值，使在这些信号的频谱范围内，信号呈现较低的阻抗。例如，对于上述干扰和电力线通信信号的200KHz处，可选择L1和C3的值，使之在200KHz处发生串联谐振；此时，200KHz及其附近一个频率范围内的信号将呈现较低的阻抗。

[0074] 变压器T1还将电力线的高电压与发送线路驱动器Tx和接收器Rx进行隔离。图中，R1为第一限压设备，例如金属氧化物变阻器或浪涌抑制器，用于限制电力线接口L和N两端的电压。例如，在额定电压为220V交流电压的电力系统中，选取金属氧化物变阻器，使其两端的电压钳位于270V。当电力线上的电压低于270V时，R1呈高阻状态，信号耦合电路正常工作；当电力线上的出现高压时，R1将从高阻状态变为低阻状态，并将其两端电压钳位于270V。该金属氧化物变阻器限制了变压器T1的A绕组两端可能出现的高压，同时还限制了直流电源中的变压器T2的X绕组两端可能出现的高压。图中D1是第二限压设备，例如为齐纳二极管，用来限制变压器B侧的电压。对于常规的接收器和发送器，第二限压设备的限制电压一般可选为5V。

[0075] 直流电源的输入端跨接在电力线L和N之间，与电力线耦合滤波器并联于电力线；其中，电容C10跨接在降压变压器T2的输入电源线两端，以抑制可能进入电源的电磁干扰。
该电容器的电容值一般大于1纳法，例如，可选为100纳法。降压变压器T2将交流电压分别耦合到Y绕组两端和Z绕组两端，经二极管桥整流后分别由电容器C6和C7、C4和C5低通滤波，并由线性调压器R3和R2进行调压。电容器C9和C8用于滤除直流电源的纹波和杂波。

[0076] 图15是使用电容耦合的电力线通信的干扰装置的干扰发生器、电力线耦合滤波器和直流电源以及电力线的一种连接关系；(a)图给出了电力线耦合滤波器和直流电源采用串行连接，干扰装置各模块和电力线的连接关系示意图。在连接中，其“火线”和“零线”可互换。其中干扰发生器的输出和电力线耦合滤波器以实线连接，表示干扰发生器的输出信号经电力线耦合滤波器发送到电力线；电力线的一个输出与干扰发生器的一个输入以虚线连接，表示电力线耦合滤波器从电力线可选地耦合输入到干扰发生器的接收单元。例如，在图2到图7的电力线通信的干扰装置中，干扰产生器不需要接收来自电力线通信频带内的输入信号，取消电力线耦合滤波器输入到干扰发生器的虚线连接。在图7、图8、图9、图10、图11和图13的电力线通信的干扰装置中，干扰产生器需接收来自电力线通信频带内的输入信号，因此保留电力线耦合滤波器输入到干扰发生器的连接关系。

[0077] (b)图为干扰装置的干扰发生器、电力线耦合滤波器和直流电源的简化框图、简化电路图及其连接关系。在本实施例中，干扰发生器采用数字信号处理的方法构建，包括数字信号处理、发送支路和接收支路。数字信号处理可以是一个带有简单信号处理和控制功能的单片机，也可以是带数字信号处理器、存储器、相关外围电路和信号处理存储程序的处理单元，还可以是专门设计的专用集成电路等，完成干扰信号的产生、电力线通信的通频带信号分析和处理以及各相关模块的控制工作。发送支路包括数模转换、带通滤波、功率放大器和发送线路驱动器。接收支路包括接收器、带通滤波和模数转换。

[0078] 在本实施例中，如果同时存在发送支路和接收支路，采用频分的方法发送干扰和接收电力线的通信信号，以避免干扰发生器发送的干扰信号通过接收支路反馈回到数字信号处理单元。例如，可以将时间分成以时长T为周期的时隙。干扰发生器的发送支路和接收支路带通滤波器具有通频带可调节的能力。例如，发送支路带通滤波器具有两个通频带W1～W2和W2～W3；接收支路带通滤波器也有此二通频带W1～W2和W2～W3。数字信号处理单元可通过与带通滤波器连接的控制线发送控制命令，进行通频带转换。在第一个时间周期即0～T内，通过数字信号处理，在发送支路发送W1～W2频率范围内的干扰，此时发送带通滤波器工作在通频带W1～W2范围，其发送的信号是数字信号处理单元基于本时隙之前接收到的W1～W2电力线通信频带内信号分析结果生成的有针对性的干扰；接收支路滤波器工作在通频带W2～W3范围，接收支路的模数转换器采集W2～W3频率范围内的信号，送入数字信号处理单元分析和处理。在第二个时间周期T～2T内，发送支路发送W2～W3频率范围内的干扰，此时发送带通滤波器工作在通频带W2～W3范围，其发送的信号是数字信号处理单元基于本时隙之前接收到的W2～W3电力线通信频带内信号分析结果生成的有针对性的干扰；接收支路滤波器工作在通频带W1～W2范围，接收支路的模数转换器采集W1～W2频率范围内的信号，送入数字信号处理单元分析和处理。依次类推，可保持时间上不间断地向电力线发送对电力线通信的干扰信号。

[0079] 图15(b)的干扰装置的电力线耦合滤波器采用电容耦合，将干扰发生器的干扰信号发送耦合到电力线，以及选择性地将电力线通信通频带内的信号接收耦合到干扰发生器的接收支路(当干扰发生器没有接收支路时，电力线耦合滤波器中不包含电容器C2)。发送线路驱动器驱动的发往电力线的干扰信号经电容C1、电感L1耦合到电力线；电力线通信的通频带范围内可能的通信信号经电感L1、电容C2耦合输入到干扰发生器的接收器。适当选取电容C1、电容C2和电感L1的值，使电感L1和电容C1的L-C串联电路、电感L1和电容C2的L-C串联电路对电力线通信信号通频带内呈现低阻抗(或者在需要干扰的电力线通频带范围内呈现低阻抗)。选取电容C3，使C3对高频(电力线通信的通频带内的信号、干扰发生器的干扰信号、电源线高频噪声)短路，对工频呈现很高的阻抗，以避免将交流电短路到地。选取电感器L2，一方面，L2的电感值应足够大，使其对电力线通信的通频带以及干扰发生器的干扰信号呈现较大的阻抗，以保证干扰产生器送往电力线的干扰信号能够被耦合到电力线；以及电力线上的通信信号可以被耦合到干扰产生器的接收支路。另一方面，L2的电感值还应足够小，以保证在交流电工频呈现低阻抗，使火线电力可通过L2耦合到直流电源的降压变压器T1的输入端。这样，干扰产生器送往电力线的干扰信号从电感L1和电感L2相连接的火线端口被串行地送入到电力线；电力线通信通频带内可能的通信信号从L1和电感L2相连接的火线端口串行地输入到干扰发生器的接收支路。

[0080] 图中，R1为第一限压设备，例如可以是金属氧化物变阻器，跨接在电力线L和N之间，对串联的电力线耦合滤波器和直流电源进行过电压保护。例如，在额定电压为220V交流电压的电力系统中，选取金属氧化物变阻器，使其两端的电压钳位于270V。D1是第二限压设备，例如为齐纳二极管，用来限制变压器电感L2两端的电压，以避免电力线耦合滤波器和干扰发生器的连接端口可能出现的高压。对于常规的接收器和发送器，第二限压设备的限制电压一般可选为5V。

[0081] 直流电源的输入端连接到电力线耦合滤波器的一条电力输出线，直流电源的另一端连接到零线N，这样电力线耦合滤波器和直流电源形成串联结构。同样，电容C10跨接在降压变压器T2的输入电源线两端，以抑制可能进入电源的电磁干扰。该电容器的电容值一般大于1纳法，例如，可选为100纳法。降压变压器T2将交流电压分别耦合到Y绕组两端和Z绕组两端，经二极管桥整流后分别由电容器C6和C7、C4和C5低通滤波，并由线性调压器R3和R2进行调压。电容器C9和C8用于滤除直流电源的纹波和杂波。

[0082] 图16是本发明的电力线通信信号短路和旁路型的干扰装置及几种实现示例。其中，(a)为电力线通信信号短路型的干扰装置框图。电力线的接口通过插口、插槽和插座形式，将电力线通信信号短路/旁路器连接至电力线。电力线通信信号短路/旁路器包含一个对电力线通信的通频带呈低阻的网络，该网络并联在电力线两端，对并联在同一电力线局域网的电力线通信设备发出的通信信号旁路，造成接收机处通信信号在通频带范围内的大幅度衰减，从而使其接收机无法正确地解调信号，干扰或抑制其通信；该网络对市电工频还表现出较高的阻抗，以保证不会旁路市电工频的电力，使电力沿电力线可正常传输。例如，对于低传输速率的电力线通信CENELEC频段，其D类家庭自动化应用的信号通频带为3KHz～9KHz。对于高速传输的电力线通信HomePlug 1.1，其通频带范围为4.49MHz～20.7MHz。为阻止这些频带内的电力线通信，构建短路/旁路网络，使这些频段范围内，干扰装置的输入阻抗远低于电力线负载阻抗，从而有效地将电力线上的通信信号短路或旁路。

[0083] 作为一个实施例，图16(b)给出了一种电容型短路/旁路器干扰装置。例如，选取一个具有耐1000V电压，容值为1uF的电容。对于50Hz的工频市电，该电容呈现3183欧姆的阻抗，因此不会对正常的电力传输造成影响(据刘晓胜等发表在《低压电器》期刊、2006年第2期、第5-7页的文章“低压配电网电力线载波通信新技术”中的统计分析数据，室内电力线的统计阻抗一般在5～15欧姆之间)。在频率为1MHz处，该电容的阻抗约为0.16欧姆；在频率为10MHz处，该电容的阻抗约为0.016欧姆。因此，该短路旁路器可以对1MHz及以上的通信信号有效旁路。图16(c)是采用了限压设备的电容旁路网络。其限压设备可以是金属氧化物变阻器或浪涌抑制器，用于限制电力线接口L和N两端的电压，保护电容不被击穿烧毁。例如，在额定电压为220V交流电压的电力系统中，选取金属氧化物变阻器，使其两端的电压钳位于
270V。图16(d)是一种基于L-C谐振的短路/旁路干扰装置。可选择L1和C1使串联L-C电路L1-C1对频率f1谐振短路，选择L2和C2使串联L-C电路L2-C2对频率f2谐振短路，从而使通信信号在f1和f2处产生深衰落，以阻止通过电力线在频率f1和f2及其附近传送通信信号。同时，L1，C1及L2和C2的选取应保证其串联电路对市电频率表现出较高阻抗，以便不会对市电造成旁路。f1和f2的值大于市电工频。图16(b)的短路/旁路干扰设备从电力线插座、插口或插槽拔除后，其电容上可能储存有一定的电荷。为保证安全，可以通过电力线接口的机械设计，保证装置从电力线插口、插槽或插座拔出后，人不会接触到接口端的金属。也可以在电路上增添适当的放电保护电路。该保护电路保证干扰装置拨出后正常放电；同时，保护电路的添加还应保证干扰装置接入电力线工作时不影响其对电力线通信信号的旁路，也不影响电力线正常的电力传输。

[0084] 电力线通信信号短路型的干扰装置对于并联在电力线上的电力线通信设备的通信具有很好的干扰和抑制效果。但这种通信干扰和干扰抑制方法对于采用串联注入方式的电力线通信发送和接收机，其通信干扰和通信抑制效果不明显。在这种情况下，采用本发明的其它主动式信号干扰更为有效。

[0085] 本发明的电力线通信干扰装置、具有检测和分析功能的电力线通信干扰装置、处理转发型干扰装置，通过向电力线发送干扰，降低电力线通信接收机的信干比，从而抑制其通信。本发明的短路、旁路型干扰装置，通过对电力线通信信号短路和旁路，降低接收机有效的接收信号功率，从而降低电力线通信接收机的信干比，阻塞其通信。这些干扰以及这些干扰的各种替换方案也可组合成复合干扰装置，达到更好的干扰效果。

[0086] 以上所述为本发明的较佳实施例而已，本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。