一種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及調(diào)度通訊方法【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及調(diào)度通訊方法，其以PLC收發(fā)機(jī)為主，輔以另外一個(gè)可以獨(dú)立可靠收發(fā)數(shù)字信息；在站點(diǎn)相互通信交換信息過程中，較長時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行PLC物理信道的估計(jì)，估計(jì)內(nèi)容包括信道性能變化的時(shí)變劇烈程度和平均通信能力；進(jìn)而根據(jù)相應(yīng)切換機(jī)制判斷是否在收發(fā)對(duì)間進(jìn)行PLC與無線通信之間的切換。其數(shù)據(jù)處理方法包括統(tǒng)計(jì)一幀數(shù)據(jù)中出現(xiàn)頻率最高的字符c并計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)m的步驟；生成n個(gè)bit的位域Bn的步驟，重新生成壓縮幀的步驟。本發(fā)明使得整個(gè)通信系統(tǒng)在絕大多數(shù)時(shí)間范圍內(nèi)可以獲得最大可能需要的數(shù)字帶寬，又在比較惡劣的環(huán)境下，保證電力電網(wǎng)最基本控制和遙感遙測(cè)的數(shù)字帶寬需求?！緦＠f明】一種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及調(diào)度通訊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本發(fā)明屬于電力電網(wǎng)通信以及數(shù)據(jù)處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及調(diào)度通訊方法?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]電力電網(wǎng)指的是供電網(wǎng)的電力化，其最終目的是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。這個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，除了需要各種先進(jìn)的遙測(cè)、遙感技術(shù)和控制技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)需要建立在集成的雙向可靠的、獨(dú)立于公網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上。[0003]目前，實(shí)現(xiàn)電力電網(wǎng)的數(shù)字通信要求，主要從兩方面入手，一種是從零開始建立與公網(wǎng)隔離的電力通信專網(wǎng)，一種是以現(xiàn)有的某種成熟的通信技術(shù)為過渡的通信方法。從最完美的結(jié)果看，從無到有建立永久性完善的電力通信專網(wǎng)，以從光纖技術(shù)著手為技術(shù)性的最佳選擇。但從成本說，困難很大，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)，所以一般將其視為長遠(yuǎn)規(guī)劃和目標(biāo)。而各國一般都以現(xiàn)有技術(shù)著手，建立過渡性的電力通信專網(wǎng)。例如，美國的電力電網(wǎng)，以獨(dú)立的固定無線通信技術(shù)為主體。[0004]我國的電力電網(wǎng)技術(shù)起步稍遲于工業(yè)先進(jìn)國家。這對(duì)建立電力通信專網(wǎng)造成一定困難。為了盡早實(shí)現(xiàn)電力電網(wǎng)，需要采用現(xiàn)有通信技術(shù)，建立獨(dú)立于公網(wǎng)的電力通信專網(wǎng)。模仿西方以固定無線通信網(wǎng)為電力電網(wǎng)通信服務(wù)，從技術(shù)角度說沒有問題，但一個(gè)很大的困難是，由政府資源法規(guī)給各工業(yè)和民用領(lǐng)域分配的無線頻率資源，沒有專門撥給電力電網(wǎng)應(yīng)用的部分。改變國家資源法規(guī)的規(guī)定是很難的。[0005]中國的無線資源法規(guī)雖然不能撥給電力電網(wǎng)數(shù)字通信以專門的頻段，但是有個(gè)被稱為"433MHz"的頻段是可以隨意使用的。所謂433MHz，在所有國家都是個(gè)可以被所有應(yīng)用自由使用的頻段。433是個(gè)泛指的頻率資源范圍，是位于433MHz附近的一定寬度的頻段，可供任何應(yīng)用無需申報(bào)自由使用。在中國，這個(gè)頻段具體是指470~510MHz頻段。一個(gè)典型的示例產(chǎn)品如A7139射頻收發(fā)芯片，被設(shè)計(jì)在這個(gè)頻段中某個(gè)中心頻率占用帶寬為250KHz。這樣一類產(chǎn)品的通信能力最大只能達(dá)到0.5Mbps。如果考慮應(yīng)對(duì)復(fù)雜物理信道環(huán)境采用的編碼、壓縮技術(shù)，隨著通信距離的加大，在100~200米通信距離上，數(shù)字帶寬只能在50Kbps左右。無法作為電力電網(wǎng)數(shù)字通信的主體產(chǎn)品。所以，過渡性的電力電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，需要另外尋求著眼點(diǎn)。[0006]低壓電力載波技術(shù)(PLC)是上世紀(jì)80年代初因超大規(guī)模集成電路技術(shù)起飛而掀起的數(shù)字通信技術(shù)革命以來，一個(gè)新近發(fā)展起來并受到各種應(yīng)用領(lǐng)域注目的技術(shù)。它有幾個(gè)特點(diǎn)可以便捷地建立和人類各種工業(yè)及社會(huì)活動(dòng)相吻合的通信網(wǎng)絡(luò)。即PLC技術(shù)構(gòu)成的通信網(wǎng)絡(luò)，其物理信道是民用電力網(wǎng)，而在今天的社會(huì)中，民用電力網(wǎng)可以說是無所不在的。因此，用PLC構(gòu)成的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，在建立物理信道上的成本幾乎可以不計(jì)。這樣，PLC通信技術(shù)首先在兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域得到發(fā)展：室內(nèi)寬帶數(shù)字通信和電力電網(wǎng)通信專網(wǎng)。[0007]由于上述電力電網(wǎng)發(fā)展的歷史原因，PLC用于電力通信專網(wǎng)受到國內(nèi)電力工業(yè)的廣泛重視。而PLC用于室內(nèi)（特別是居家生活方面的種種應(yīng)用）寬帶數(shù)字應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)成熟。從這方面看，似乎可將成熟的PLC室內(nèi)數(shù)字寬帶技術(shù)，很便捷地移植到電力電網(wǎng)通信應(yīng)用上。但是，PLC的這兩種應(yīng)用，因?yàn)槠涓髯蕴攸c(diǎn)，在若干關(guān)鍵的地方有一定差別。[0008]在PLC的居家室內(nèi)應(yīng)用中，通信距離局限于家庭建筑的距離范圍，一般在三十米之內(nèi)。調(diào)制于電力線上的數(shù)字載波信號(hào)所占用的頻段，因?yàn)榉N種實(shí)際原因，需要在2MHz以上。隨著頻率的增加，沿電力導(dǎo)線傳輸?shù)男盘?hào)，以越來越高的效率發(fā)射到四周空間，這對(duì)信息的傳輸明顯是個(gè)不利的特性。因?yàn)樾盘?hào)能量以無線電磁波形式的損失的特點(diǎn)，不僅頻率越高的信號(hào)分量損失越大，而且傳輸距離越遠(yuǎn)信號(hào)損失也越大。電力電網(wǎng)的數(shù)字通信距離，比居家室內(nèi)的寬帶數(shù)字通信距離遠(yuǎn)，通常達(dá)到上百米甚至更遠(yuǎn)。這對(duì)PLC技術(shù)為電力電網(wǎng)通信服務(wù)又是一個(gè)不利因素?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0009]發(fā)明目的:本發(fā)明針對(duì)不足，提出一種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及調(diào)度通訊方法。[0010]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度通訊方法，包括如下步驟：(1)對(duì)PLC信道和433頻段的無線信道進(jìn)行信道估計(jì)，根據(jù)初始時(shí)刻兩個(gè)信道數(shù)字通信帶寬的測(cè)量數(shù)據(jù)確定電網(wǎng)通信站點(diǎn)的初始化通信機(jī)制:433頻段無線通信或PLC載波通信，其中確定電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始化通信機(jī)制的具體標(biāo)準(zhǔn)如下：若AO>M2,則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行PLC載波通信；若AO<Ml，則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行433頻段無線通信；若A0彡Ml且B0>Ml，則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行433頻段無線通信；若A0彡Ml且B0彡Ml，則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行PLC載波通信；其中:A0和B0分別為初始時(shí)刻PLC信道和433頻段無線信道的數(shù)字通信帶寬，Ml為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)化及管理應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限，M2為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)抄表及高級(jí)計(jì)量應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限；(2)根據(jù)PLC信道數(shù)字通信帶寬的測(cè)量數(shù)據(jù)，確定上一周期PLC信道的時(shí)變程度:平穩(wěn)或劇烈，其中確定上一周期PLC信道時(shí)變程度的量測(cè)過程如下：首先，根據(jù)以下公式計(jì)算上一周期PLC信道的平均數(shù)字通信帶寬：其中:Ai為上一周期內(nèi)第i個(gè)測(cè)量時(shí)刻PLC信道的數(shù)字通信帶寬，N為每個(gè)周期的測(cè)量次數(shù)且測(cè)量間隔為T，i為自然數(shù)且然后，根據(jù)以下公式計(jì)算上一周期內(nèi)關(guān)于PLC信道數(shù)字通信帶寬的近似標(biāo)準(zhǔn)差σ:最后，判斷近似標(biāo)準(zhǔn)差σ是否小于標(biāo)準(zhǔn)差閾值:若是，則判定上一周期PLC信道時(shí)變平穩(wěn);若否，則判定上一周期PLC信道時(shí)變劇烈；(3)根據(jù)上一周期PLC信道的時(shí)變程度、電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信形式以及兩個(gè)信道數(shù)字通信帶寬的測(cè)量數(shù)據(jù)，確定當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制并執(zhí)行切換，其中確定當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制并執(zhí)行切換的具體標(biāo)準(zhǔn)如下：首先，計(jì)算出上一周期PLC信道的平均數(shù)字通信帶寬和433頻段無線信道的平均數(shù)字通信帶寬；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行PLC載波通信且PLC信道時(shí)變平穩(wěn)，同時(shí)彡12且>皿1或者<M1且SM1，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為433頻段無線通信；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行433頻段無線通信且PLC信道時(shí)變平穩(wěn)，同時(shí)>M3或者彡M3且<111，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為PLC載波通信；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行PLC載波通信且PLC信道時(shí)變劇烈，同時(shí)彡M2，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為433頻段無線通信；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行433頻段無線通信且PLC信道時(shí)變劇烈，同時(shí)>M2或者SM2且小于Ml，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為PLC載波通信；其中:Ml為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)化及管理應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限，M2為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)抄表及高級(jí)計(jì)量應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限，M3為電力電網(wǎng)關(guān)于視頻監(jiān)控應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限。[0011]進(jìn)一步的，根據(jù)以下公式計(jì)算上一周期PLC信道的平均數(shù)字通信帶寬和433頻段無線信道的平均數(shù)字通信帶寬：其中：Ai和Bi分別為上一周期內(nèi)第i個(gè)測(cè)量時(shí)刻PLC信道和433頻段無線信道的數(shù)字通信帶寬，N為每個(gè)周期的測(cè)量次數(shù)且測(cè)量間隔為T，i為自然數(shù)且l<i<N。[0012]本發(fā)明還公開了一種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，包括如下步驟：(1)對(duì)一幀數(shù)據(jù)共η個(gè)字節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出出現(xiàn)頻率最高的字符c并計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)m；(2)生成η個(gè)bit的位域Bn，代表η個(gè)字節(jié)的特征，如某個(gè)字節(jié)等于c則Bn中相應(yīng)位置一，其他位清零，最后位域按照整字節(jié)補(bǔ)齊；(3)重新生成壓縮幀cBnLiLjLk...;LiLjLk是原始幀數(shù)據(jù)去除所有字符c之后的剩余字節(jié)的順序排列；(4)計(jì)算壓縮幀的長度，如果長度小于n，則返回壓縮成功。[0013]進(jìn)一步的，遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng)字符是c，若比特是0，則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符。[0014]本發(fā)明的一種電力電網(wǎng)通信系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，所述的發(fā)送端通過電力線載波與所述的接收端通信連接，所述的發(fā)送端中包括信源編碼模塊，所述的接收端中包括信宿解碼模塊；所述的信源編碼模塊包括：對(duì)一幀數(shù)據(jù)共η個(gè)字節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出出現(xiàn)頻率最高的字符c并計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)m的裝置；生成η個(gè)bit的位域Bn，代表η個(gè)字節(jié)的特征，如某個(gè)字節(jié)等于c則Bn中相應(yīng)位置一，其他位清零，最后位域按照整字節(jié)補(bǔ)齊的裝置；重新生成壓縮幀cBnLiLjLk...;LiLjLk是原始幀數(shù)據(jù)去除所有字符C之后的剩余字節(jié)的順序排列的裝置；所述的信宿解碼模塊包括遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng)字符是c，若比特是0,則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符的裝置。[0015]有益效果:本發(fā)明由于采用了可靠但數(shù)字帶寬較窄的固定無線通信收發(fā)機(jī)作為帶寬較大但物理信道性能時(shí)變性具有很大隨機(jī)性和起伏程度的載波通信收發(fā)機(jī)的后備，使得整個(gè)通信系統(tǒng)在絕大多數(shù)時(shí)間范圍內(nèi)可以獲得最大可能需要的數(shù)字帶寬，又在比較惡劣的環(huán)境下，保證電力電網(wǎng)最基本控制和遙感遙測(cè)的數(shù)字帶寬需求，技術(shù)成熟、可靠和且無需大成本投入?！揪唧w實(shí)施方式】[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：首先，本實(shí)施例使用的一種提高電力電網(wǎng)通信可靠性的數(shù)字通信裝置，其設(shè)置于電網(wǎng)通信站點(diǎn)，包括:無線通信收發(fā)機(jī)、PLC通信收發(fā)機(jī)和控制器;其中：無線通信收發(fā)機(jī)用于對(duì)433頻段的無線信道進(jìn)行信道估計(jì)，以測(cè)量433頻段無線信道的數(shù)字通信帶寬；同時(shí)受控于控制器，根據(jù)控制器的切換指令通過433頻段無線通信機(jī)制接收其他電網(wǎng)通信站點(diǎn)發(fā)送的信息或向其他電網(wǎng)通信站點(diǎn)發(fā)送信息；本實(shí)施方式中，無線通信收發(fā)機(jī)采用型號(hào)為A7129(臺(tái)灣笙科電子公司）的射頻收發(fā)芯片。[0017]PLC通信收發(fā)機(jī)通過電力線與相鄰電網(wǎng)通信站點(diǎn)相連，其用于對(duì)PLC信道進(jìn)行?目道估計(jì)，以測(cè)量PLC信道的數(shù)字通信帶寬；同時(shí)受控于控制器，根據(jù)控制器的切換指令通過PLC載波通信機(jī)制接收相鄰電網(wǎng)通信站點(diǎn)發(fā)送的信息或向相鄰電網(wǎng)通信站點(diǎn)發(fā)送信息；本實(shí)施方式中，PLC通信收發(fā)機(jī)采用2~10MHz的0FDM調(diào)制收發(fā)機(jī)。[0018]控制器用于收集433頻段無線信道和PLC信道的數(shù)字通信帶寬測(cè)量數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算分析確定每一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制，進(jìn)而向無線通信收發(fā)機(jī)或PLC通信收發(fā)機(jī)發(fā)送切換指令；本實(shí)施方式中，控制器采用TI公司的MSP430控制芯片。[0019]本實(shí)施方式在電力電力網(wǎng)進(jìn)行通信的站點(diǎn)，將可以獨(dú)立執(zhí)行通信任務(wù)的兩個(gè)收發(fā)機(jī)并行設(shè)置。兩個(gè)收發(fā)機(jī)分別是上邊提到的國內(nèi)技術(shù)比較成熟的位于470~510MHz，帶寬250KHz的無線通信收發(fā)機(jī)，和通信帶寬位于2~7MHz的PLC通信收發(fā)機(jī)。后者采用的是和室內(nèi)寬帶PLC網(wǎng)絡(luò)類似的0FDM技術(shù)。每個(gè)站點(diǎn)的兩個(gè)通信收發(fā)機(jī)(無線的和PLC載波的），均可以獨(dú)立地執(zhí)行電力電網(wǎng)的數(shù)字通信任務(wù)。[0020]注意到，PLC收發(fā)機(jī)在良好條件下，可以滿足所有電力電網(wǎng)應(yīng)用所要求速率的數(shù)字通信帶寬，最大可以達(dá)到l(Mbps以上。但它在時(shí)變干擾的情況下，這個(gè)性能會(huì)急劇下降。最低情況下甚至可能無法滿足電力電網(wǎng)數(shù)字通信的基本要求(一般10Kbps)。而固定無線通信收發(fā)機(jī)，其傳輸信息的能力比較穩(wěn)定，但它最大的數(shù)字通信帶寬是有限的，典型的如50~100Kbps(例如200米通信距離上）。[0021]任意兩個(gè)站點(diǎn)之間建立通信連接之始，兩站點(diǎn)間的PLC收發(fā)機(jī)對(duì)和無線收發(fā)機(jī)對(duì)，同時(shí)進(jìn)行各自的信道估計(jì)，確認(rèn)當(dāng)時(shí)各自可能的通信能力和調(diào)制參數(shù)，以及各自當(dāng)前可能得到數(shù)據(jù)傳輸量;具體方法如下：無線子系統(tǒng)按照相互發(fā)送按照一定工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的已知數(shù)字信息向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)字矢量，根據(jù)接收到的已知信息，接收方可以判斷信息的質(zhì)量(SNR)，并選擇一定的收發(fā)參數(shù)，例如數(shù)據(jù)壓縮比、編碼方式和編碼參數(shù)(例如鑿孔模式、交織比和方式等等），并以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方式告知發(fā)射方;PLC收發(fā)對(duì)亦以相同原則進(jìn)行載波通道的信道估計(jì)，除了分析判斷選擇上述收發(fā)參數(shù)，還需要選擇CP長度、tonemap和/或bitloadingtable，接收機(jī)并以可靠方式告知發(fā)射方。本實(shí)施方式設(shè)定每個(gè)周期執(zhí)行N次信道估計(jì)測(cè)量，且測(cè)量間隔為T;本實(shí)施方式中，通信系統(tǒng)每T=2秒進(jìn)行一次規(guī)范的信道估計(jì)和估算對(duì)應(yīng)配置下的數(shù)字通信帶寬，每測(cè)量Ν=300次為一個(gè)判決是否切換子系統(tǒng)的周期；這樣安排下，一個(gè)周期時(shí)間長度為10分鐘。[0022]在任意時(shí)刻，兩對(duì)收發(fā)機(jī)只有一對(duì)進(jìn)行需要的數(shù)字通信任務(wù)。具體由那個(gè)收發(fā)機(jī)對(duì)執(zhí)行通信任務(wù)，由一個(gè)切換機(jī)制判斷決定。[0023]原則上說，無線和PLC兩對(duì)收發(fā)機(jī)亦可同時(shí)進(jìn)行雙向信息傳輸，在兩個(gè)子系統(tǒng)因物理信道均趨劣時(shí)候，"合力"同時(shí)傳輸可以增加總體能力。但這種設(shè)計(jì)導(dǎo)致很復(fù)雜的流量控制操作，而在兩個(gè)子系統(tǒng)正常工作的數(shù)字帶寬差別很大的情況下，實(shí)際獲益很小。因此本實(shí)施方式不建議這樣執(zhí)行。[0024]中心控制站在兩個(gè)站點(diǎn)之間發(fā)起會(huì)話建立該兩站點(diǎn)間的雙向通信后，兩個(gè)站點(diǎn)的兩個(gè)通信子系統(tǒng)(無線和PLC)獨(dú)立地進(jìn)行各自物理信道的性能估計(jì)。根據(jù)結(jié)果，切換機(jī)制決定選擇其中某一物理信道為兩站點(diǎn)間的通信信道。[0025]注意:信道估計(jì)有兩個(gè)方向結(jié)果，例如X站點(diǎn)發(fā)，Υ站點(diǎn)收，和Υ站點(diǎn)發(fā)，X站點(diǎn)收。無線和PLC各有這樣兩個(gè)結(jié)果，以較小的一個(gè)為該種物理信道當(dāng)時(shí)的通信能力。若兩個(gè)方向應(yīng)用需求不對(duì)稱，可以進(jìn)一步考慮細(xì)節(jié)給出可供切換機(jī)制作為判決的性能結(jié)果。[0026]信道建立初始化對(duì)話的判決準(zhǔn)則如下：若Α0>M2,則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行PLC載波通信；若AO<Ml，則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行433頻段無線通信；若A0多Ml且BO>M1，則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行433頻段無線通信；若A0彡Ml且BO<M1，則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行PLC載波通信；其中:A0和B0分別為初始時(shí)刻PLC信道和433頻段無線信道的數(shù)字通信帶寬，Ml為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)化及管理應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限，M2為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)抄表及高級(jí)計(jì)量應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限，M3為電力電網(wǎng)關(guān)于視頻監(jiān)控應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限；本實(shí)施方式設(shè)定Ml=20Kbps，M2=50Kbps，M3=lMbps作為這三類應(yīng)用對(duì)數(shù)字通信帶寬需求所對(duì)應(yīng)的門限。[0027]判斷PLC物理信道的穩(wěn)定性：當(dāng)系統(tǒng)在兩個(gè)子系統(tǒng)中某一個(gè)執(zhí)行通信任務(wù)時(shí)，PLC的物理信道性能會(huì)因各種因素改變，或者變好或者趨劣。有可能改變執(zhí)行通信任務(wù)的子系統(tǒng)能提高通信能力。這個(gè)任務(wù)由切換機(jī)制進(jìn)行判斷。判斷有三個(gè)部分，第一個(gè)部分，判斷PLC物理信道的性能改變是緩慢穩(wěn)定的變化，還是在一段時(shí)間內(nèi)劇烈起伏變化的。第二個(gè)部分，根據(jù)該段時(shí)間內(nèi)無線和載波兩個(gè)物理信道平均性能的改變，決定是否需要進(jìn)行切換的判斷。第三個(gè)部分，切換機(jī)制根據(jù)PLC物理信道的改變屬于平穩(wěn)性的還是劇烈起伏變化的，以及該段時(shí)間內(nèi)兩個(gè)信道通信能力，由切換機(jī)制判斷是否在子系統(tǒng)間進(jìn)行切換。[0028]PLC物理信道的時(shí)變穩(wěn)定性判斷，具體判斷流程如下：首先，根據(jù)以下公式計(jì)算上一周期PLC信道的平均數(shù)字通信帶寬：其中:Ai為上一周期內(nèi)第i個(gè)測(cè)量時(shí)刻PLC信道的數(shù)字通信帶寬，N為每個(gè)周期的測(cè)量次數(shù)且測(cè)量間隔為T，i為自然數(shù)且然后，根據(jù)以下公式計(jì)算上一周期內(nèi)關(guān)于PLC信道數(shù)字通信帶寬的近似標(biāo)準(zhǔn)差σ:最后，判斷近似標(biāo)準(zhǔn)差σ是否小于標(biāo)準(zhǔn)差閾值:若是，則判定上一周期PLC信道時(shí)變平穩(wěn);若否，則判定上一周期PLC信道時(shí)變劇烈；其次，根據(jù)上一周期PLC信道的時(shí)變程度、電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信形式以及兩個(gè)信道數(shù)字通信帶寬的測(cè)量數(shù)據(jù)，確定當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制并執(zhí)行切換，其中確定當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制并執(zhí)行切換的具體標(biāo)準(zhǔn)如下：首先，計(jì)算出上一周期PLC信道的平均數(shù)字通信帶寬和433頻段無線信道的平均數(shù)字通信帶寬；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行PLC載波通信且PLC信道時(shí)變平穩(wěn)，同時(shí)彡12且>皿1或者<M1且SM1，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為433頻段無線通信；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行433頻段無線通信且PLC信道時(shí)變平穩(wěn)，同時(shí)>M3或者彡M3且<111，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為PLC載波通信；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行PLC載波通信且PLC信道時(shí)變劇烈，同時(shí)彡M2，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為433頻段無線通信；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行433頻段無線通信且PLC信道時(shí)變劇烈，同時(shí)>M2或者SM2且小于Ml，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為PLC載波通信；其中:Ml為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)化及管理應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限，M2為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)抄表及高級(jí)計(jì)量應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限，M3為電力電網(wǎng)關(guān)于視頻監(jiān)控應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限。[0029]進(jìn)一步的，根據(jù)以下公式計(jì)算上一周期PLC信道的平均數(shù)字通信帶寬和433頻段無線信道的平均數(shù)字通信帶寬：其中：Ai和Bi分別為上一周期內(nèi)第i個(gè)測(cè)量時(shí)刻PLC信道和433頻段無線信道的數(shù)字通信帶寬，N為每個(gè)周期的測(cè)量次數(shù)且測(cè)量間隔為T，i為自然數(shù)且l<i<N。[0030]本發(fā)明還公開了一種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，包括如下步驟：(1)對(duì)一幀數(shù)據(jù)共η個(gè)字節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出出現(xiàn)頻率最高的字符C并計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)m；(2)生成η個(gè)bit的位域Bn，代表η個(gè)字節(jié)的特征，如某個(gè)字節(jié)等于c則Bn中相應(yīng)位置一，其他位清零，最后位域按照整字節(jié)補(bǔ)齊；(3)重新生成壓縮幀cBnLiLjLk...;LiLjLk是原始幀數(shù)據(jù)去除所有字符c之后的剩余字節(jié)的順序排列；(4)計(jì)算壓縮幀的長度，如果長度小于n，則返回壓縮成功。[0031]進(jìn)一步的，遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng)字符是c，若比特是0，則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符。[0032]上述的一種數(shù)據(jù)處理方法的電力電網(wǎng)通信系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，所述的發(fā)送端通過電力線載波與所述的接收端通信連接，所述的發(fā)送端中包括信源編碼模塊，所述的接收端中包括信宿解碼模塊；所述的信源編碼模塊包括：對(duì)一幀數(shù)據(jù)共η個(gè)字節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出出現(xiàn)頻率最高的字符c并計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)m的裝置；生成η個(gè)bit的位域Bn，代表η個(gè)字節(jié)的特征，如某個(gè)字節(jié)等于c則Bn中相應(yīng)位置一，其他位清零，最后位域按照整字節(jié)補(bǔ)齊的裝置；重新生成壓縮幀cBnLiLjLk...;LiLjLk是原始幀數(shù)據(jù)去除所有字符c之后的剩余字節(jié)的順序排列的裝置；所述的信宿解碼模塊包括遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng)字符是c，若比特是0,則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符的裝置。[0033]下面結(jié)合一個(gè)電力電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明：本實(shí)施例是一種電力電網(wǎng)通信系統(tǒng)，主要用于電子抄表，該通信系統(tǒng)利用電力線載波將電表的數(shù)字發(fā)送到計(jì)費(fèi)中心，利用電力線載波通信時(shí)，一般采用電力線過零點(diǎn)的時(shí)刻傳送一幀數(shù)據(jù)，目前，帶寬比較窄，一般每幀數(shù)據(jù)在十個(gè)字節(jié)左右。該系統(tǒng)包括發(fā)送端和接收端，發(fā)送端通過電力線載波與接收端通信連接，發(fā)送端中包括信源編碼模塊，接收端中包括?目宿解碼模塊。[0034]發(fā)送端需要發(fā)送關(guān)于三個(gè)費(fèi)率時(shí)段00:00-08:00，08:00-14:00，14:00_00:〇〇的通信，目前對(duì)這三個(gè)費(fèi)率時(shí)段進(jìn)行通信時(shí)，傳送的是B⑶碼，B⑶碼數(shù)據(jù)是000008000800140014000000,發(fā)送端直接發(fā)送共12個(gè)字節(jié)的BCG碼端。[0035]采用本實(shí)施例的電力電網(wǎng)通信系統(tǒng)中，信源編碼的方法進(jìn)行壓縮包括以下步驟：步驟一，對(duì)一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，出現(xiàn)最多的字符c=〇〇。[0036]步驟二，生成n=12個(gè)比特的位域Bn，在幀數(shù)據(jù)中字符等于c的位置把位域的相應(yīng)位置1，如下表：位域擴(kuò)展到整字節(jié)對(duì)齊后，數(shù)據(jù)是D570步驟三，生成壓縮幀00D57008081414，其中08081414是原始幀去掉字符00之后的剩余字節(jié)排列。[0037]步驟四，計(jì)算壓縮幀的長度為7,小于原始幀，壓縮成功，壓縮率41.6%。[0038]在發(fā)送端，如果壓縮不成功，則在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)選擇發(fā)送原始數(shù)據(jù)，不發(fā)送壓縮數(shù)據(jù)。[0039]在接收端，信宿解碼縮模塊解壓時(shí)，遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng)字符是c，若比特是〇,則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符。[0040]本實(shí)施例中，在電力電網(wǎng)通信系統(tǒng)中的接收端的信源編碼模塊中，實(shí)現(xiàn)壓縮算法的有效性源于電力電網(wǎng)通信數(shù)據(jù)的冗余特點(diǎn)，比如用戶電量按照電力標(biāo)準(zhǔn)DL645協(xié)議由四個(gè)費(fèi)率組成，但實(shí)際使用常常只有2個(gè)費(fèi)率，另外2個(gè)費(fèi)率是全0。[00411實(shí)施例2對(duì)三相實(shí)時(shí)電壓230V228V229V進(jìn)行傳輸，信源編碼模塊和信宿解碼模塊分別進(jìn)行如下縮編和解壓過程：三相實(shí)時(shí)電壓，230V228V229V，BCD數(shù)據(jù)幀023002280229,壓縮后數(shù)據(jù)02A8302829,壓縮率16.7%。[0042]實(shí)施例2對(duì)四費(fèi)率實(shí)時(shí)電量總/尖/峰/平/谷，8758.65/0.00/7235.32/1523.33/0.00進(jìn)行傳輸，信源編碼模塊和信宿解碼模塊分別進(jìn)行如下縮編和解壓過程：四費(fèi)率實(shí)時(shí)電量總/尖/峰/平/谷，8758.65/0.00/7235.32/1523.33/0.00，BCD碼數(shù)據(jù)幀0087586500000000007235320015233300000000,壓縮后數(shù)據(jù)00E07700875865723532152333,壓縮率35%。[0043]本發(fā)明由于采用了可靠但數(shù)字帶寬較窄的固定無線通信收發(fā)機(jī)作為帶寬較大但物理信道性能時(shí)變性具有很大隨機(jī)性和起伏程度的載波通信收發(fā)機(jī)的后備，使得整個(gè)通信系統(tǒng)在絕大多數(shù)時(shí)間范圍內(nèi)可以獲得最大可能需要的數(shù)字帶寬，又在比較惡劣的環(huán)境下，保證電力電網(wǎng)最基本控制和遙感遙測(cè)的數(shù)字帶寬需求，技術(shù)成熟、可靠和且無需大成本投入?！局鳈?quán)項(xiàng)】1.一種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度通訊方法，其特征在于:包括如下步驟：(1)對(duì)PLC信道和433頻段的無線信道進(jìn)行信道估計(jì)，根據(jù)初始時(shí)刻兩個(gè)信道數(shù)字通信帶寬的測(cè)量數(shù)據(jù)確定電網(wǎng)通信站點(diǎn)的初始化通信機(jī)制:433頻段無線通信或PLC載波通信，其中確定電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始化通信機(jī)制的具體標(biāo)準(zhǔn)如下：若AO>M2,則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行PLC載波通信；若AO<Ml，則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行433頻段無線通信；若AO彡Ml且B0>Ml，則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行433頻段無線通信；若AO彡Ml且BO彡Ml，則令電網(wǎng)通信站點(diǎn)初始執(zhí)行PLC載波通信；其中:AO和BO分別為初始時(shí)刻PLC信道和433頻段無線信道的數(shù)字通信帶寬，Ml為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)化及管理應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限，M2為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)抄表及高級(jí)計(jì)量應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限；(2)根據(jù)PLC信道數(shù)字通信帶寬的測(cè)量數(shù)據(jù)，確定上一周期PLC信道的時(shí)變程度:平穩(wěn)或劇烈，其中確定上一周期PLC信道時(shí)變程度的量測(cè)過程如下：首先，根據(jù)以下公式計(jì)算上一周期PLC信道的平均數(shù)字通信帶寬：其中:Ai為上一周期內(nèi)第i個(gè)測(cè)量時(shí)刻PLC信道的數(shù)字通信帶寬，N為每個(gè)周期的測(cè)量次數(shù)且測(cè)量間隔為T，i為自然數(shù)且KiSN;然后，根據(jù)以下公式計(jì)算上一周期內(nèi)關(guān)于PLC信道數(shù)字通信帶寬的近似標(biāo)準(zhǔn)差σ:最后，判斷近似標(biāo)準(zhǔn)差σ是否小于標(biāo)準(zhǔn)差閾值：若是，則判定上一周期PLC信道時(shí)變平穩(wěn);若否，則判定上一周期PLC信道時(shí)變劇烈；(3)根據(jù)上一周期PLC信道的時(shí)變程度、電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信形式以及兩個(gè)信道數(shù)字通信帶寬的測(cè)量數(shù)據(jù)，確定當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制并執(zhí)行切換，其中確定當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制并執(zhí)行切換的具體標(biāo)準(zhǔn)如下：首先，計(jì)算出上一周期PLC信道的平均數(shù)字通信帶寬和433頻段無線信道的平均數(shù)字通信帶寬；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行PLC載波通信且PLC信道時(shí)變平穩(wěn)，同時(shí)彡12且>皿1或者<M1且SM1，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為433頻段無線通信；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行433頻段無線通信且PLC信道時(shí)變平穩(wěn)，同時(shí)>M3或者彡M3且<111，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為PLC載波通信；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行PLC載波通信且PLC信道時(shí)變劇烈，同時(shí)彡M2，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為433頻段無線通信；若上一周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)執(zhí)行433頻段無線通信且PLC信道時(shí)變劇烈，同時(shí)>M2或者SM2且小于Ml，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點(diǎn)的通信機(jī)制切換為PLC載波通信；其中：Ml為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)化及管理應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限，M2為電力電網(wǎng)關(guān)于自動(dòng)抄表及高級(jí)計(jì)量應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限，M3為電力電網(wǎng)關(guān)于視頻監(jiān)控應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定門限。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度通訊方法，其特征在于:根據(jù)以下公式計(jì)算上一周期PLC信道的平均數(shù)字通信帶寬和433頻段無線信道的平均數(shù)字通信帶寬：其中：Ai和Bi分別為上一周期內(nèi)第i個(gè)測(cè)量時(shí)刻PLC信道和433頻段無線信道的數(shù)字通信帶寬，N為每個(gè)周期的測(cè)量次數(shù)且測(cè)量間隔為T，i為自然數(shù)且<N。3.-種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于:包括如下步驟：(1)對(duì)一幀數(shù)據(jù)共η個(gè)字節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出出現(xiàn)頻率最高的字符c并計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)m；(2)生成η個(gè)bit的位域Bn，代表η個(gè)字節(jié)的特征，如某個(gè)字節(jié)等于c則Bn中相應(yīng)位置一，其他位清零，最后位域按照整字節(jié)補(bǔ)齊；(3)重新生成壓縮幀cBnLiLjLk...;LiLjLk是原始幀數(shù)據(jù)去除所有字符c之后的剩余字節(jié)的順序排列；(4)計(jì)算壓縮幀的長度，如果長度小于n，則返回壓縮成功。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于:遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng)字符是c，若比特是0,則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符。5.-種電力電網(wǎng)通信系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，所述的發(fā)送端通過電力線載波與所述的接收端通信連接，其特征在于：所述的發(fā)送端中包括信源編碼模塊，所述的接收端中包括信宿解碼模塊；所述的信源編碼模塊包括：對(duì)一幀數(shù)據(jù)共η個(gè)字節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出出現(xiàn)頻率最高的字符c并計(jì)算其出現(xiàn)的次數(shù)m的裝置；生成η個(gè)bit的位域Bn，代表η個(gè)字節(jié)的特征，如某個(gè)字節(jié)等于c則Bn中相應(yīng)位置一，其他位清零，最后位域按照整字節(jié)補(bǔ)齊的裝置；重新生成壓縮幀cBnLiLjLk...;LiLjLk是原始幀數(shù)據(jù)去除所有字符c之后的剩余字節(jié)的順序排列的裝置；所述的信宿解碼模塊包括遍歷Bn域的有效比特，如果比特是1，則對(duì)應(yīng)字符是c，若比特是0,則從剩余字節(jié)排列取一個(gè)字符的裝置?！疚臋n編號(hào)】H04L25/02GK106027205SQ201610359194【公開日】2016年10月12日【申請(qǐng)日】2016年5月27日【發(fā)明人】姹や寒,湯亮【申請(qǐng)人】姹や寒,湯亮