[發明專利]一種基于多載波聚合技術的電力線通信系統及通信方法

在審

• 申請號: 202110828617.2
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113517911A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 花國祥;謝修成;王華建;俞斌
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學濱江學院
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04L5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 沈丹

本發明公開了一種基于多載波聚合技術的電力線通信系統及通信方法，所述通信系統包括通信終端、電力業務終端、基站和核心網設備，所述電力業務終端通過通信終端與基站連接，電力業務終端對基站進行數據采集與監控調度；所述核心網設備與電力業務終端相連接，核心網設備對電力業務終端的IP數據進行傳輸；所述通信終端上設有空中接口，通信終端通過空中接口與基站連接，且通信終端與基站之間采用載波聚合技術進行數據傳輸。本發明利用多載波聚合技術，將多載波整合起來，實現窄帶條件下的寬帶業務傳輸，提高頻譜碎片的利用率。

技術領域

本發明屬于電子、通訊、與信息工程類領域，具體涉及一種電力線通信系統。

背景技術

電力線載波通信(Power Line Communication，簡稱PLC)利用輸電線路為信道介質進行數據傳輸，是電力系統特有的一種通信方式。電力線通信利用電力系統的資源實現數據通訊，因不需要額外布線具有投資少、見效快的優勢受到廣泛的關注，但是電力線并不是為數據傳輸而設計的，電力線路的信道傳輸條件惡劣，信道的衰減與干擾噪聲等參數有很大的時空動態性，使得信號在傳輸到過程中會出現傳輸可靠性差，自適應能力低等問題，嚴重制約著電力線通信的傳輸速率及傳輸質量。在當前的電力線通信中，傳統窄帶電力線通信技術由于電壓等級的降使得傳輸性能變差。載波聚合技術是LTE-A引人的一項關鍵技術，可以通過聚合2個或多個成員的載波，達到更大的傳輸帶寬，可同時在多個成員載波上進行上行或下行數據傳輸，提高信號的傳輸速率及傳輸質量。

專利CN 112260973 A公布了一種電力載波通信的聯合信道估計方法，該方法基于一次信道估計的基礎上結合重映射過程、畸變相位檢測過程完成二次信道的估計，對第一次信道估計值進行補償得到最終信道的估計結果，提高通信的傳輸質量，但是該方法在信噪比降低時，受噪聲的影響較大，難以準確的對信道做出估計，在電力線受到嚴重干擾時，也會降低通信傳輸質量的下降。專利CN109067508A公布了一種基于量子算法的寬帶電力線通信子載波分配方法，該方法結合量子遺傳算法，采用動態資源配置的方式進行寬帶PLC子載波的優化分配，將電力線信道中多個子載波集合成整體，形成一個子帶，在分配時作為一個資源分配單元進行分配，但是這種方法存在配置時收斂時間過早，局部搜索能力不足的問題，影響電力線載波通信的通信性能，制約電力線載波通信性能的提升。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供基于多載波聚合技術的電力線通信系統及通信方法，通過將多載波聚合技術應用到電力線通信上，在數據傳輸時，可以將離散的多載波整合起來，作為較寬的頻帶使用，并通過處理實現離散頻帶的同時傳輸，解決現有電力線載波通信的不足，提升數據傳輸時的效率和可靠性。

技術方案：本發明包括通信終端、電力業務終端、基站和核心網設備，所述電力業務終端通過通信終端與基站連接，電力業務終端對基站進行數據采集與監控調度；所述核心網設備與電力業務終端相連接，核心網設備對電力業務終端的IP數據進行傳輸；所述通信終端設有空中接口，通信終端通過空中接口與基站連接，且通信終端與基站之間采用載波聚合技術進行數據傳輸。

所述載波聚合技術為：數據傳輸時，將每個離散的信道作為一個成員載波，將多個不連續分配的成員載波聚合至連續的信道。

所述通信終端與基站之間的上行信道中預留一個控制信道，通信終端通過預留的控制信道發送數據和調度請求。

所述核心網設備和基站之間的接口包括控制信令的控制面接口和用戶面接口，控制面接口用于傳送無線接入承載所建立的控制信令，用戶面接口提供傳輸路徑和用戶面隧道管理信息，以及傳輸用戶數據。

所述空中接口包括物理層、數據鏈路層和無線資源控制協議，所述物理層提供物理信道資源和數據傳輸服務，在頻率域對離散的頻率進行資源和用戶劃分；所述數據鏈路層用于建立、維護、釋放無線鏈路，并傳輸無線鏈路之間的數據；所述無線資源控制協議為不同的業務面和控制面數據建立各自的承載網。

所述物理層采用NC-OFDM的調制技術和多址方式和TDD的雙工模式。