适用于采集终端上行通信的可变速率通信方法技术

本发明专利技术公开了适用于采集终端上行通信的可变速率通信方法，包括以下步骤：A、信号源模块生成发送比特，并调制得到符号序列；B、计算平均扩频增益、最大扩频增益、最小扩频增益、扩频增益向量；C、重复每个符号序列，重复次数大于等于最大扩频增益；D、对步骤C得到的符号序列打孔，使得重复后的数据帧长等于码片帧长；E、将打孔后的重复符号序列与扩频码相乘并发送给信道；F、接收机处将步骤E得到的符号序列与扩频序列相乘进行解扩；G、在打孔的位置补零，使得每个符号对应的样点数等于最大扩频增益；H、对步骤G得到的符号序列进行解调得到信息。其可实现了分数倍的扩频增益和数据速率的连续变化。

【技术实现步骤摘要】
适用于采集终端上行通信的可变速率通信方法
本专利技术涉及通信方法，具体涉及一种适用于采集终端上行通信的可变速率通信方法。
技术介绍
应用于现场的采集终端承担电能计量装置的数据收集和数据上传功能，其中，CDMA是采集终端采用的一种常用上行通信方式。由于现有的频谱资源非常有限，因此，为提高频带的利用率,要求单位频段能够具有尽可能大的信息传输容量。目前，移动通信已经从频分多址FDMA到时分多址TDMA一直发展到了今天的码分多址CDMA，而这种码分多址技术的基础就是扩展频谱通信。传统的CDMA扩频通信系统是根据最糟情况下的信道状态来设计的，以保证能够达到预期的性能，然而，这导致信道容量不能得到充分利用。在工作条件改变时，为了既能保障性能又能使信道容量得到充分的利用，就要对传输速率、扩频增益等作相应的改变。这样，可变速率扩频通信技术就成为了近年来无线通信的研究热点之一。针对可变速率扩频通信技术，已有的可变速率方案包括：多码正交扩频方案和可变处理增益正交扩频方案。它们的基本思想如下：(1)多码正交扩频方案：将较高速率的传输数据串并变换到多个分支，每个分支用一个恒处理增益的正交码扩频，通过改变并行分支的数目来支持不同的数据传输速率。(2)可变处理增益正交扩频方案：根据传输速率的不同相应地改变处理增益，较高速率对应一个较低处理增益的扩频码，这样多种传输速率就需要多种处理增益，即多种长度的码序列，其中典型的正交码序列是正交可变扩频增益码，即OVSF码。分析上面两种方案，分别具有以下特点：多码正交扩频方案原理比较简单，但对接收机放大器的线性要求较高，同时系统的设备复杂度较大，且速率只能实现整数倍的变换；可变处理增益正交扩频方案对收发机线性要求较低，且硬件复杂度较小，但由于扩频增益只能整数倍的变换，也导致了数据速率不能连续变化。综上，上述两种方法均存在数据速率不能连续变化的缺陷。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题提供适用于采集终端上行通信的可变速率通信方法。本专利技术通过下述技术方案实现：适用于采集终端上行通信的可变速率通信方法，包括以下步骤：A、信号源模块生成发送比特，并调制得到符号序列；B、计算平均扩频增益、最大扩频增益、最小扩频增益、扩频增益向量；C、重复每个符号序列，重复次数大于等于最大扩频增益；D、对步骤C得到的符号序列打孔，使得重复后的数据帧长等于码片帧长；E、将打孔后的重复符号序列与扩频码相乘并发送给信道；F、接收机处将步骤E得到的符号序列与扩频序列相乘进行解扩；G、在打孔的位置补零，使得每个符号对应的样点数等于最大扩频增益，这样可将解调前的信号格式与调制后的信号格式对应起来，方便进行解调；该操作实际上是步骤C的逆操作，通信发射机进行一系列操作，接收机应进行相应的逆操作以恢复出原始信息；H、对步骤G得到的符号序列进行解调得到信息。本方案利用运用逐符号非恒定扩频增益的思想，对信息进行逐符号处理，使得符号的平均扩频增益接近于理论扩频增益，随着符号数的增多，平均扩频增益收敛于理论扩频增益，从而实现了分数倍的扩频增益和数据速率的连续变化，保证了采集终端上行通信的稳定性和数据的高速可靠传输。采用本方法可以实现任意倍数的扩频增益，从而解决了传统CDMA扩频通信系统局限于整数倍扩频的问题，在信道带宽保持不变的前提下，实现了信息速率的连续变化，使信道容量得到了更加充分地利用，保证了采集终端上行通信的稳定性和数据的高速可靠传输。重复后的数据帧长等于码片帧长，其目的在于根据扩频增益向量，对每次重复的最大扩频增益进行打孔，以实现非恒定扩频增益。传统的方法不存在打孔的步骤，只能实现恒定扩频增益；而本方案根据扩频增益向量打孔，其实就是将恒定的扩频增益改进为非恒定扩频增益。作为优选，所述平均扩频增益的计算方法为：B11、根据信息速率datarate和码片速率chiprate分别计算数据帧长datalen和码片帧长chiplen，其中，time_len为一帧的时长；B12、计算平均扩频增益ave_sf，作为优选，所述最大扩频增益max_sf的计算方法为：其中，为向上取整。作为优选，所述最小扩频增益min_sf的计算方法为：作为优选，所述扩频增益向量的计算方法为：B21、初始化扩频增益累加向量SUM_SF，SUM_SF(k)＝[k×ave_sf]，k＝1、2、...、datalen-1，SUM_SF(datalen)＝chiplen，其中，[]为四舍五入取整；B22、计算扩频增益向量SF，SF(1)＝SUM_SF(1)，SF(k)＝SUM_SF(k)-SUM_SF(k-1)k＝2、3、...、datalen。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术运用逐符号非恒定扩频增益的思想，对信息进行逐符号处理，使得符号的平均扩频增益接近于理论扩频增益，随着符号数的增多，平均扩频增益收敛于理论扩频增益，从而实现了分数倍的扩频增益和数据速率的连续变化，保证了采集终端上行通信的稳定性和数据的高速可靠传输。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为现有扩频通信方法的一个实例的示意图。图2是本方法的原理流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1所示的一种适用于采集终端上行通信的可变速率通信方法，包括以下步骤：A、信号源模块生成发送比特，并调制得到符号序列；B、计算平均扩频增益、最大扩频增益、最小扩频增益、扩频增益向量；C、重复每个符号序列，重复次数大于等于最大扩频增益；该在步骤中，优选的重复次数等于最大扩频增益，若大于最大扩频增益，则需要打孔的地方过多；若小于最大扩频增益，则无法实现最大扩频增益；D、对步骤C得到的符号序列打孔，使得重复后的数据帧长等于码片帧长；E、将打孔后的重复符号序列与扩频码相乘并发送给信道；F、接收机处将步骤E得到的符号序列与扩频序列相乘进行解扩；G、在打孔的位置补零，使得每个符号对应的样点数等于最大扩频增益；H、对步骤G得到的符号序列进行解调。本方案中采用A、B、C、……、H对步骤进行标号，并不是对其步骤顺序进行限定，仅是为了便于方法的描述，其步骤的先后顺序体现在文字的信号处理中，譬如，本方案的步骤A、B并没有先后的限制，而从文字信号处理描述中可以体现A、C、D、E、F、G等步骤之间有先后顺序的限制。本方案中的打孔应理解为通信领域内去冗余比特的意思。相比于现有的恒定扩频增益，本方法通过对扩频增益向量、最大扩频增益的计算，使扩频增益可变，在信道带宽保持不变的前提下，实现了信息速率的连续变化，使信道容量得到了更加充分地利用，保证了采集终端上行通信的稳定性和数据的高速可靠传输。实施例2基于实施例方法的原理，现例举一具体实施方式。根据信息速率datarate和码片速率chiprate分别计算数据帧长datalen和码片帧长chiple，n其中，time_len为一帧的时长；B12、计算平均扩频增益ave_sf，最大扩频增益max_sf为：其中，为向上取整。最小扩频增益min_s本文档来自技高网...

【技术保护点】
适用于采集终端上行通信的可变速率通信方法，其特征在于，包括以下步骤：A、信号源模块生成发送比特，并调制得到符号序列；B、计算平均扩频增益、最大扩频增益、最小扩频增益、扩频增益向量；C、重复每个符号序列，重复次数大于等于最大扩频增益；D、对步骤C得到的符号序列打孔，使得重复后的数据帧长等于码片帧长；E、将打孔后的重复符号序列与扩频码相乘并发送给信道；F、接收机处将步骤E得到的符号序列与扩频序列相乘进行解扩；G、在打孔的位置补零，使得每个符号对应的样点数等于最大扩频增益；H、对步骤G得到的符号序列进行解调得到信息。

【技术特征摘要】
1.适用于采集终端上行通信的可变速率通信方法，其特征在于，包括以下步骤：A、信号源模块生成发送比特，并调制得到符号序列；B、计算平均扩频增益、最大扩频增益、最小扩频增益、扩频增益向量；C、重复每个符号序列，重复次数大于等于最大扩频增益；D、对步骤C得到的符号序列打孔，使得重复后的数据帧长等于码片帧长；E、将打孔后的重复符号序列与扩频码相乘并发送给信道；F、接收机处将步骤E得到的符号序列与扩频序列相乘进行解扩；G、在打孔的位置补零，使得每个符号对应的样点数等于最大扩频增益；H、对步骤G得到的符号序列进行解调得到信息。2.根据权利要求1所述的适用于采集终端上行通信的可变速率通信方法，其特征在于，所述平均扩频增益的计算方法为：B11、根据信息速率datarate和码片速率chiprate分别计算数据帧长datalen和码片帧长chiplen，

【专利技术属性】
技术研发人员：李琪林，彭军，苗长胜，吴维德，马建龙，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：四川,51