[發(fā)明專利]一種工頻通信多路傳輸正交編碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010550904.3
• 申請(qǐng)日: 2010-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN102158299A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國(guó)軍;李建岐;鐘麗梅;王凱睿;黃畢堯;王智慧;渠曉峰;王立誠(chéng);權(quán)楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院;江西南昌供電公司
• 主分類號(hào): H04J13/12
• 分類號(hào): H04J13/12;H04J11/00;H04L1/06
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種工頻通信多路傳輸正交編碼方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的工頻通信技術(shù)是以中低壓配電網(wǎng)作為通道，在工頻電壓的過(guò)零點(diǎn)附近調(diào)制下行電壓信號(hào)與上行電流信號(hào)，利用電網(wǎng)工頻電壓和電流波形的微小畸變來(lái)攜帶信息的一種特殊電力線通信技術(shù)。該技術(shù)相對(duì)于電力線載波通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，具有可穿透變壓器傳輸、傳輸距離遠(yuǎn)、可靠性高、成本低廉等特點(diǎn)。它是通過(guò)相對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)(過(guò)零點(diǎn))不同位置來(lái)調(diào)制信號(hào)，表示要傳輸?shù)臄?shù)字信息，以50Hz工頻電壓或工頻電流波形攜帶信息來(lái)傳輸信號(hào)，因此，該技術(shù)主要存在以下兩方面的不足：一是工頻通信上行信號(hào)常用的調(diào)制編碼方式是利用4個(gè)電流周波表示一位數(shù)字信息，使得上行信號(hào)傳輸速率僅為12.5bps，難以滿足當(dāng)前用電數(shù)據(jù)對(duì)通信的需求；另一方面，上行電流信號(hào)經(jīng)過(guò)10kV/400V配電變壓器后，已經(jīng)衰減了大部分能量，在對(duì)應(yīng)饋線出口的電流互感器CT上取得的上行電流信號(hào)已非常弱，不易于信號(hào)的檢測(cè)與識(shí)別。為了保證通信可靠性，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，通常采用增大上行信號(hào)發(fā)送功率，但同時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題是，影響電能質(zhì)量、易使上行信號(hào)發(fā)送模塊因發(fā)熱問(wèn)題產(chǎn)生故障。

中國(guó)專利申請(qǐng)200610063361.6公開了一種工頻電力數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括采集模塊及電力數(shù)據(jù)中心，所述工頻電力數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)還包括位于變壓器附近的集中器，所述電力數(shù)據(jù)中心及所述采集模塊通過(guò)所述集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，所述集中器與所述采集模塊連接于同一個(gè)配電變壓器。該專利的工頻電力數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，信號(hào)不跨變壓器傳輸，只能在臺(tái)區(qū)內(nèi)傳輸，系統(tǒng)集中器還需通過(guò)GPRS、GSM等方式與主站進(jìn)行通信，上行信號(hào)調(diào)制編碼方式為固定的四個(gè)周波表示一位數(shù)字信息，傳輸速率為12.5bps。

中國(guó)專利申請(qǐng)200810103451.2公開了一種配電網(wǎng)工頻通訊方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺(tái)主站裝置、中低壓配電網(wǎng)和若干個(gè)用戶端收發(fā)裝置，所述配電網(wǎng)工頻通訊系統(tǒng)包括變電站，所述變電站二次側(cè)的母線以輻射狀引出多條饋線，所述饋線通過(guò)配電變壓器連接低壓電力線路，所述主站裝置包括主控制器、接收電路、發(fā)送電路、調(diào)制變壓器四部分，所述用戶端收發(fā)裝置包括接收電路和發(fā)送電路。該專利沒(méi)有對(duì)上行信號(hào)調(diào)制編碼方式、多路傳輸方面進(jìn)行說(shuō)明。

本發(fā)明相對(duì)于以上專利或現(xiàn)有公開的資料，主要優(yōu)點(diǎn)是：上行信號(hào)調(diào)制編碼方式不是以固定的四個(gè)周波表示一位數(shù)字信息，而是以多于四個(gè)周波表示一位數(shù)字信息，信號(hào)編碼方式更為靈活，并給出信號(hào)的正交編碼碼組推導(dǎo)方法。根據(jù)該正交編碼碼組，可實(shí)現(xiàn)2N-2路通道上行信號(hào)同時(shí)傳輸，通信速率大于83bps(N＞4)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供一種工頻通信多路傳輸正交編碼的構(gòu)造方法，通過(guò)多路傳輸技術(shù)，能很好解決工頻通信速率低問(wèn)題，同時(shí)又能在不降低信噪比下減少信號(hào)發(fā)送功率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種工頻通信多路傳輸正交編碼方法，包括以下步驟：

(1)由上行信號(hào)檢測(cè)向量獲得上行信號(hào)編碼調(diào)制方式，一方面由上行信號(hào)數(shù)字信息“1”與數(shù)字信息“0”的檢測(cè)運(yùn)算，可得到上行信號(hào)檢測(cè)向量為數(shù)字信息“1”與數(shù)字信息“0”向量之差，然后由數(shù)字信息“1”與數(shù)字信息“0”向量之和為上行信號(hào)過(guò)零區(qū)域向量，即為(1，-1，1，-1，…，1，-1)，最后由上行信號(hào)過(guò)零區(qū)域向量與號(hào)檢測(cè)向量反推出數(shù)字信息“1”與數(shù)字信息“0”調(diào)制方式；另一方面由數(shù)字信息“1”與數(shù)字信息“0”表示的正負(fù)電流脈沖數(shù)相等得到上行信號(hào)檢測(cè)向量的滿足條件；

(2)根據(jù)哈達(dá)瑪矩陣性質(zhì)，用Kronecker積、強(qiáng)直積、反型H-矩陣與H-矩陣睦偶等方法構(gòu)造2N階哈達(dá)瑪矩陣，其中N為大于4的自然數(shù)，由哈達(dá)瑪矩陣獲得正交碼組；

(3)從哈達(dá)瑪矩陣中選取滿足檢測(cè)向量條件的碼組作為上行信號(hào)檢測(cè)向量；

(4)由步驟1中的上行信號(hào)編碼調(diào)制方式與上行信號(hào)檢測(cè)向量的關(guān)系與步驟2由哈達(dá)瑪矩陣得到的上行信號(hào)檢測(cè)向量，獲得上行信號(hào)正交編碼調(diào)制方式。

其中，以N個(gè)相鄰電流周波表示一位信息，其中N為大于4的整數(shù)，每一數(shù)字信息包含N個(gè)正電流脈沖與N個(gè)負(fù)電流脈沖信號(hào)。

其中，上行信號(hào)編碼調(diào)制方式可由上行信號(hào)檢測(cè)向量與向量[Q]＝[1?-1?1?-1?…]^T獲得。

其中，上行信號(hào)檢測(cè)向量可由哈達(dá)瑪矩陣獲得。