一種數(shù)據(jù)分包續(xù)傳的電力載波通信系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力載波通信技術(shù)領域，具體地涉及一種數(shù)據(jù)分包續(xù)傳的電力載波通信系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力線載波是利用高、低壓電力線作為信息傳輸媒介進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?，其可以利?80/220V用戶配電網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。但是在通信傳輸時，電力線上會存在很強的干擾和噪聲。電力線上的干擾和噪聲具有時變性和地域性，即電力線在不同地點不同時段上的干擾和噪聲具有很大的差別。
[0003]因此，電力線上的干擾和噪聲，將破壞電力線上的載波通信數(shù)據(jù)，影響電力線上載波數(shù)據(jù)通信的穩(wěn)定性，使電力載波通信無法進行。因此在電力載波通信技術(shù)領域內(nèi)，如何提高載波數(shù)據(jù)在電力線上的通信穩(wěn)定可靠性是電力載波通信技術(shù)領域中需要亟待解決的問題。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，在電力線載波通信問題上，為了減少電力線上較強的干擾和噪聲，一般需要增加硬件設備，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決上述提到的電力線上的干擾和噪聲對載波通信的影響問題，提供一種數(shù)據(jù)分包續(xù)傳的電力載波通信系統(tǒng)及方法，其能夠通過將電力載波數(shù)據(jù)分包續(xù)傳，解決電力線上較強的干擾和噪聲破壞電力線上載波通信數(shù)據(jù)、導致載波信號的實時通信率不高、通信可靠性不好的問題。
[0006]具體地，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)分包續(xù)傳的電力載波通信系統(tǒng)，其包括電力線和載波芯片，還包括相互進行通信連接的數(shù)據(jù)拆分模塊、發(fā)送模塊、接收模塊以及檢測模塊；
[0007]所述數(shù)據(jù)拆分模塊包括拆分單元和與其通信連接的計算單元，所述拆分單元用于將每一個載波數(shù)據(jù)拆分為多個具有固定長度的數(shù)據(jù)，所述計算單元用于將每一個具有固定長度的數(shù)據(jù)與一個系數(shù)矩陣進行卷積運算形成一個子幀，多個具有固定長度的數(shù)據(jù)形成相應數(shù)量的多個子幀，所述多個子幀彼此相鄰相互關聯(lián)構(gòu)成一組連續(xù)子幀；
[0008]所述發(fā)送模塊包括調(diào)制單元、用于調(diào)取所述子幀并發(fā)送所述子幀的數(shù)據(jù)發(fā)送單元以及用于對所述子幀進行功率放大的功率放大單元；
[0009]所述接收模塊包括用于接收所述子幀的數(shù)據(jù)接收單元、接收濾波單元、解調(diào)單元和低噪聲放大電路；
[0010]所述檢測模塊用于對所述接收模塊接收到的所述子幀進行判斷。
[0011]優(yōu)選地，所述檢測模塊設置有針對所述連續(xù)子幀的關聯(lián)性判斷單元，所述關聯(lián)性判斷單元對所述接收模塊在每一時刻所接收的連續(xù)子幀的關聯(lián)性進行計算比較，判斷接收的子幀是否正確。
[0012]優(yōu)選地，所述關聯(lián)性判斷單元計算連續(xù)子幀的最佳關聯(lián)性，并將所接收的連續(xù)子幀的關聯(lián)性與連續(xù)子幀的最佳關聯(lián)性進行比較，如果所接收的連續(xù)子幀的關聯(lián)性與連續(xù)子幀的最佳關聯(lián)性相符，則判斷接收到的所述子幀正確，如果所接收的連續(xù)子幀的關聯(lián)性與連續(xù)子幀的最佳關聯(lián)性不相符，則判斷接收到的所述子幀存在錯誤，檢測模塊將檢測到的錯誤子幀的序列號反饋至數(shù)據(jù)發(fā)送單元，重新發(fā)送正確的子幀。
[0013]優(yōu)選地，所述載波芯片設置有第一緩沖區(qū)以及第二緩沖區(qū)。
[0014]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元用于調(diào)取所述第一緩沖區(qū)內(nèi)存儲的子幀，并將所述子幀存儲在發(fā)送模塊物理層的儲存空間內(nèi)，并在儲存空間數(shù)據(jù)填滿后對子幀進行發(fā)送；所述接收模塊接收子幀后存儲于接收模塊的累加器內(nèi)，所述解調(diào)單元讀取所述累加器內(nèi)的所述子幀并進行解調(diào)后將所述子幀存儲于所述第二緩沖區(qū)內(nèi)。
[0015]優(yōu)選地，一種利用所述的數(shù)據(jù)分包續(xù)傳的電力載波通信系統(tǒng)進行電力載波通信方法，其包括以下步驟:
[0016]S1、拆分單元將載波數(shù)據(jù)拆分為多個具有固定長度的數(shù)據(jù)，計算單元將每一個具有固定長度的數(shù)據(jù)與一個系數(shù)矩陣進行卷積運算形成一個子幀，多個具有固定長度的數(shù)據(jù)形成相應數(shù)量的多個子幀，所述多個子幀彼此相鄰相互關聯(lián)構(gòu)成一組連續(xù)子幀；
[0017]S2、調(diào)制單元對所述子幀進行編碼調(diào)制后存儲在所述第一緩沖區(qū)內(nèi)；
[0018]S3、數(shù)據(jù)發(fā)送單元用于調(diào)取第一緩沖區(qū)內(nèi)存儲的子幀，將子幀存儲在發(fā)送模塊物理層的儲存空間內(nèi)，并在儲存空間數(shù)據(jù)填滿后對子幀進行發(fā)送；
[0019]S4、接收濾波單元對接收到的子幀進行濾波，低噪聲放大電路將濾波后的數(shù)據(jù)進行低噪聲放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)存儲于接收模塊的累加器中，解調(diào)單元進行解調(diào)后將子幀存儲于第二緩沖區(qū)內(nèi)；
[0020]S5、檢測模塊判斷接收的子幀數(shù)據(jù)是否存在錯誤，如存在錯誤則將錯誤子幀的序列號發(fā)送給數(shù)據(jù)發(fā)送單元，數(shù)據(jù)發(fā)送單元根據(jù)接收的子幀序列號重新發(fā)送相應的正確子幀；如經(jīng)過檢測模塊判斷所接收的子幀數(shù)據(jù)正確則在所有的子幀接收完成后，接收模塊將接收到的子幀整合成完整的載波數(shù)據(jù)。
[0021]優(yōu)選地，步驟S5中還包括檢測模塊通過判斷接收子幀的關聯(lián)性是否與連續(xù)子幀的最佳關聯(lián)性相符來判斷所接收到的子幀序列號是否完整，并將錯誤子幀的序列號發(fā)送給數(shù)據(jù)發(fā)送單元，數(shù)據(jù)發(fā)送單元根據(jù)接收的錯誤子幀序列號重新發(fā)送正確的子幀，直到數(shù)據(jù)接收單元將全部的多個子幀整合成完整的載波數(shù)據(jù)。
[0022]優(yōu)選地，所述計算單元形成多個子幀的方式為:
[0023]Pi [n] = N[n-j]G[j]
[0024]其中Pi[n]為拆分后的子幀；N[n_j]為發(fā)送的載波數(shù)據(jù)；G[j]為編碼的系數(shù)矩陣。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)點如下所述:
[0026]本發(fā)明能夠通過將電力載波數(shù)據(jù)分包續(xù)傳，解決了電力線上較強的干擾和噪聲時破壞電力線上載波通信數(shù)據(jù)，導致載波信號的實時通信率不高，通信可靠性不好的問題。排除了電力載波通信的電力干擾，并且加快了數(shù)據(jù)的傳輸速度。另外在接收過程中，檢測模塊一旦發(fā)現(xiàn)接收的子幀出現(xiàn)錯誤，則將出錯的子幀重新發(fā)送，補充正確的子幀。直到接收端將多個無差錯的子幀整合成完整的數(shù)據(jù)幀。另一方面，本發(fā)明將電力載波通信的數(shù)據(jù)分包續(xù)傳，當某個子幀數(shù)據(jù)被干擾損壞，可啟動自動重復請求，顯示反饋通道上的錯誤信息，并補充正確的子幀數(shù)據(jù)重新傳送，子幀傳輸速度快，傳輸效率高。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)分包續(xù)傳的電力載波通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明載波信號分包續(xù)傳示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明電力載波通信的原理示意圖；
[0030]圖4為本發(fā)明數(shù)據(jù)分包續(xù)傳的電力載波通信方法的工作流程圖；
[0031]圖5為本發(fā)明子幀計算示意圖；以及
[0032]圖6為本發(fā)明數(shù)據(jù)分包續(xù)傳的電力載波通信系統(tǒng)中所接收數(shù)據(jù)譯碼的網(wǎng)格圖。
[0033]
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖以及【具體實施方式】對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理做進一步解釋:
[0035]如圖1所示，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)分包續(xù)傳的電力載波通信系統(tǒng)，其包括電力線2以及載波芯片、數(shù)據(jù)拆分模塊3、發(fā)送模塊4、接收模塊5以及檢測模塊1，數(shù)據(jù)拆分模塊3、發(fā)送模塊4、接收模塊5以及檢測模塊I之間相互進行通信。
[0036]載波芯片設置有位于載波通訊發(fā)射端的第一緩沖區(qū)域以及位于載波通訊接收端的第二緩沖區(qū)域。
[0037]數(shù)據(jù)拆分模塊3包括拆分單元31以及計算單元32，拆分單元31以及計算單元32相互之間通信連接，拆分單元31用于將載波數(shù)據(jù)拆分為N個具有固定長度的數(shù)據(jù)形成相應數(shù)量的N個子幀，N個子幀彼此相鄰相互關聯(lián)構(gòu)成一組連續(xù)子幀，計算單元32用于將每一個具有固定長度m的數(shù)據(jù)與一個編碼的系數(shù)矩陣進行卷積運算形成子幀100。子幀100的數(shù)目與具有固定長度m的數(shù)據(jù)的個數(shù)一致，m的取值根據(jù)每次傳輸?shù)妮d波數(shù)據(jù)的長度確定，在實際應用中，一般m為10_20byte。
[0038]發(fā)送模塊4包括用于接收并繼續(xù)傳送多個子幀100的數(shù)據(jù)發(fā)送單元41、調(diào)制單元42以及用于對多個子幀100進行功率放大的功率放大單元43。
[0039]接收模塊5包括累加器51、用于接收多個子幀100的數(shù)據(jù)接收單元52、接收濾波單元53、解調(diào)單元54、低噪聲放大電路55。
[0040]檢測模塊I設置有連續(xù)子幀關聯(lián)性判斷單元，用于計算連續(xù)子幀的最佳關聯(lián)性，檢測模塊I通過判斷接收的連續(xù)子幀的關聯(lián)性是否為連續(xù)子幀的最佳關聯(lián)性來判斷接收的子幀序列號是否存在錯誤。
[0041]連續(xù)子幀關聯(lián)性判斷單元計算連續(xù)子幀的最佳關聯(lián)性，并將接收的連續(xù)子幀的關聯(lián)性與連續(xù)子幀的最佳關聯(lián)性進行比較，如果接收的連續(xù)子幀的關聯(lián)性與連續(xù)子幀的最佳關聯(lián)性相符，則判斷接收子幀正確，如果接收的連續(xù)子幀的關聯(lián)性與連續(xù)子幀的最佳關聯(lián)性不相符，則判斷接收子幀存在錯誤，檢測模塊將檢測的錯誤子幀的序列號反饋至數(shù)據(jù)發(fā)送單元，重新發(fā)送正確的子幀。
[0042]如圖2所示為載波信號分包續(xù)傳示意圖，電力線上采用大數(shù)據(jù)幀傳輸，易受電力線上脈沖噪聲干擾。另一方面由于電力線上的脈沖干擾，其干擾信號300是隨機的，將載波信號200拆分成多個子幀數(shù)據(jù)，并將子幀數(shù)據(jù)分包發(fā)送形成分包后的子幀數(shù)據(jù)100，同時子幀數(shù)據(jù)100與子幀數(shù)據(jù)100之間存在連接關系，可避免子幀數(shù)據(jù)受脈沖干擾的影響。
[0043]如圖3所示為電力載波通信的原理示意圖，載波信號拆分成多個子幀數(shù)據(jù)包后，傳送到數(shù)據(jù)發(fā)送單元41，然后將各子幀經(jīng)功率放大單元43進行功率放大后發(fā)送到電力線上。子幀數(shù)據(jù)包在電力線上會受到電力線噪聲、脈沖300的干擾。在接收端，接收濾波單元53對接收到的子幀數(shù)據(jù)濾波，濾除其中的噪聲，低噪聲放大電路55將濾波后的數(shù)據(jù)進行低噪聲放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后，將