一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统，其中，发送端的方法包括：获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；根据预设的帧结构确定信息帧，信息帧包括信息帧头和信息数据，信息帧头包括目标信息速率，信息数据包括数据包；根据预设的最小信息速率对信息帧头进行扩频编码处理的，根据目标信息速率对信息数据进行扩频编码处理；将进行扩频编码处理后的信息帧发送至接收端。该方法能使得接收端最大限度接收信息帧头，根据信道状况动态调整目标信息速率，可以保证全天候的通信可达性；且在同样的带宽条件下动态实现不同信息速率的传输，可以最大化利用带宽，并可以保证通信速率和成功率。

【技术实现步骤摘要】
一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统
本专利技术涉及电力线通信
，特别涉及一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统。
技术介绍
电力线载波通信指利用电力线传输数据的一种通信方式。利用已有的电力线资源进行通信，既能满足通信需求，又可解决布线困难，且基础建设投资和日常维护费用低廉，因此电力线载波通信技术具有很高的经济性、便捷性和实用性。但是电力线路设计的初衷是为了完成电能配送而非数据的传输，因而对于数据通信而言，其信道特性非常不理想。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的电力线载波通信系统和装置中的频段分为窄带(30kHz-500kHz)和宽带(2MHz-30MHz)通信，电力线载波通信信道受到各种干扰、衰减、反射等多种影响，使得信道的频率和相位响应变得十分复杂，导致通信成功率随时间和线路变化差异性很大。为克服电力线信道的差异性和随时间的变化，已知的方法包括一种跨频域通信方法，该方法事先对信道进行扫描，选择信道较好的一个或几个频段进行通信，但是，一旦信道随着时间变化而变化，切换频段需要通信各方同时参与，此时存在可能切换不成功或者切换时间长的问题。另一方面，窄带通信虽然抗干扰能力强，但通信速率慢，宽带通信成为一种趋势；在电力抄表等中大规模电力线通信网络中，如何兼顾抗干扰和通信速率，保证网络连通的情况下最大提高通信网络的速率，目前仍没有成熟的解决方案。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统，从而克服现有电力线载波通信存在可能切换不成功或者切换时间长的缺陷。本专利技术实施例提供的一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，包括：获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；根据预设的帧结构确定信息帧，所述信息帧包括信息帧头和所述信息数据，所述信息帧头包括所述目标信息速率，所述信息数据包括所述数据包；根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频编码处理的，根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频编码处理；将进行扩频编码处理后的所述信息帧发送至接收端。在一种可能的实现方式中，所述动态确定目标信息速率，包括：按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧，指示所述接收端确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，所述信道探测帧包括发送功率；获取接收端以所述临时信息速率发送的应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；确定接收所述应答帧的第二信噪比；在所述第一信噪比和所述第二信噪比均不小于预设阈值时，将所述临时信息速率作为所述目标信息速率。在一种可能的实现方式中，在所述按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧之后，还包括：当在预设时间段内未接收到接收端发送的应答帧时，重复执行更新所述临时信息速率，直至接收到接收端发送的应答帧；所述更新所述临时信息速率包括：降低所述临时信息速率，并将降低后的临时信息速率作为新的临时信息速率。基于同样的专利技术构思，本专利技术实施例还提供一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，包括：接收发送端发送的信息帧，所述信息帧包括信息帧头和信息数据，所述信息帧头包括目标信息速率，所述信息数据包括数据包；根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频解码处理，确定所述信息帧头中的目标信息速率；根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频解码处理，确定所述信息数据中的数据包。在一种可能的实现方式中，该方法还包括：接收发送端根据临时信息速率发送的信道探测帧，所述信道探测帧包括发送功率；确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，并确定应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；以所述发送功率、根据所述临时信息速率将所述应答帧发送至发送端。基于同样的专利技术构思，本专利技术实施例还提供一种速率可动态调整的电力线载波通信的发送装置，包括：确定模块，用于获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；处理模块，用于根据预设的帧结构确定信息帧，所述信息帧包括信息帧头和所述信息数据，所述信息帧头包括所述目标信息速率，所述信息数据包括所述数据包；扩频编码模块，用于根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频编码处理的，根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频编码处理；发送模块，用于将进行扩频编码处理后的所述信息帧发送至接收端。在一种可能的实现方式中，所述确定模块包括：发送单元，用于按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧，指示所述接收端确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，所述信道探测帧包括发送功率；获取单元，用于获取接收端以所述临时信息速率发送的应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；确定单元，用于确定接收所述应答帧的第二信噪比；处理单元，用于在所述第一信噪比和所述第二信噪比均不小于预设阈值时，将所述临时信息速率作为所述目标信息速率。在一种可能的实现方式中，所述确定模块还包括：更新单元；在所述获取单元按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧之后，所述更新单元用于当在预设时间段内未接收到接收端发送的应答帧时，重复执行更新所述临时信息速率，直至接收到接收端发送的应答帧；所述更新所述临时信息速率包括：降低所述临时信息速率，并将降低后的临时信息速率作为新的临时信息速率。基于同样的专利技术构思，本专利技术实施例还提供一种速率可动态调整的电力线载波通信的接收装置，包括：第一接收模块，用于接收发送端发送的信息帧，所述信息帧包括信息帧头和信息数据，所述信息帧头包括目标信息速率，所述信息数据包括数据包；扩频解码模块，用于根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频解码处理，确定所述信息帧头中的目标信息速率；所述扩频解码模块还用于根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频解码处理，确定所述信息数据中的数据包。在一种可能的实现方式中，该接收装置还包括：第二接收模块，用于接收发送端根据临时信息速率发送的信道探测帧，所述信道探测帧包括发送功率；确定模块，用于确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，并确定应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；发送模块，用于以所述发送功率、根据所述临时信息速率将所述应答帧发送至发送端。基于同样的专利技术构思，本专利技术实施例还提供一种速率可动态调整的电力线载波通信系统，包括：如上所述的任一发送装置和如上所述的任一接收装置；所述发送装置和所述接收装置通过电力线连接。本专利技术实施例提供的一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统，发送端动态确定用于传输数据包的目标信息速率，之后根据最小信息速率对包括目标信息速率的信息帧头进行扩频编码处理的，并根据目标信息速率对包括数据包的信息数据进行扩频编码处理；即采用包括固定速率的数据帧头和可变速率的信息数据的信息帧发送数据包，之后接收端根据最小信息速率对信息帧头进行扩频解码处理，确定信息帧头中的目标信息速率；以最小信息速率进行扩频解码，此时对应的扩频增益最大，即能够最大限度接收信息帧头；在确定目标信息速率后对信息数据进行扩频解码处理，从而可以获得原始的数据包。接收端无需事先协商即可正确解调和接收，无需增加复杂的解调算法。同时，根据信道状况动态调整目标信息速率，可以保证全天候的通信可达性；且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，其特征在于，包括：获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；根据预设的帧结构确定信息帧，所述信息帧包括信息帧头和所述信息数据，所述信息帧头包括所述目标信息速率，所述信息数据包括所述数据包；根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频编码处理的，根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频编码处理；将进行扩频编码处理后的所述信息帧发送至接收端。

【技术特征摘要】
1.一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，其特征在于，包括：获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；根据预设的帧结构确定信息帧，所述信息帧包括信息帧头和所述信息数据，所述信息帧头包括所述目标信息速率，所述信息数据包括所述数据包；根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频编码处理的，根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频编码处理；将进行扩频编码处理后的所述信息帧发送至接收端。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态确定目标信息速率，包括：按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧，指示所述接收端确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，所述信道探测帧包括发送功率；获取接收端以所述临时信息速率发送的应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；确定接收所述应答帧的第二信噪比；在所述第一信噪比和所述第二信噪比均不小于预设阈值时，将所述临时信息速率作为所述目标信息速率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧之后，还包括：当在预设时间段内未接收到接收端发送的应答帧时，重复执行更新所述临时信息速率，直至接收到接收端发送的应答帧；所述更新所述临时信息速率包括：降低所述临时信息速率，并将降低后的临时信息速率作为新的临时信息速率。4.一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，其特征在于，包括：接收发送端发送的信息帧，所述信息帧包括信息帧头和信息数据，所述信息帧头包括目标信息速率，所述信息数据包括数据包；根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频解码处理，确定所述信息帧头中的目标信息速率；根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频解码处理，确定所述信息数据中的数据包。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：接收发送端根据临时信息速率发送的信道探测帧，所述信道探测帧包括发送功率；确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，并确定应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；以所述发送功率、根据所述临时信息速率将所述应答帧发送至发送端。6.一种速率可动态调整的电力线载波通信的发送装置，其特征在于，包括：确定模块，用于获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；处理模块，用于根据预设的帧结构确定信息帧，所述信息帧包括信息帧头和所述信息数据，所述信息帧头包括所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贤辉，王东山，王立城，高飞，陈奎熹，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，国网信息通信产业集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11