一种电力载波扩频通讯系统及扩频通讯方法技术方案

本发明专利技术一种电力载波扩频通讯系统，包括信号发送模块和信号接收模块，信号源与第一信号调制器电连接，第一混频器分别与第一信号调制器、第一频率合成器、第一耦合电路电连接，第一跳频系列与第一频率合成器电连接；第二混频器分别与第二耦合电路、带通滤波、第二频率合成器电连接，第二跳频系列分别与第二频率合成器、同频系统电连接，第二信号调制器分别与带通滤波、信号端、同频系统电连接。本发明专利技术有效地减少电力线上的背景噪声对通信信号的影响，从而提高了电力线网络通信的可靠性，进而具有设计合理、连接结构简单、系统能耗低、工作效率高的优点。本发明专利技术还提供一种扩频通讯方法。

【技术实现步骤摘要】
一种电力载波扩频通讯系统及扩频通讯方法
本专利技术属于信号扩频
，特别是涉及一种电力载波扩频通讯系统及扩频通讯方法。
技术介绍
目前，电力网是用户普及的物理网络，其用户使用群是任何网络都无法比拟的，而电力网的现有的主要用途是传输电能。电力线通信(PowerLineCommunication，PLC)是指建立在电力输送网基础上的、实现电力通信网络内部各节点之间以及与其他通信网络之间通信的系统。近几年，与电信网及有线电视网相比，电力线通信网以其资源广阔、与家庭结合紧密等优势日益引起人们的关注，并得到快速发展。PLC的应用已不限于简单的点对点的传输，欧美一些国家正研究其在智能化小区及接入网方面的应用，这是信息网络的发展和信息家电出现的必然趋势。专用通讯模块的设计决定了这些功能是否能高质量、低成本地实现，以及系统的安全性能和电力线高压危险的防护。对电力线这一强背景噪声的信道，对于数据传输的一种有效手段就是使用扩频(SpreadSpectrum，SS)技术。扩频技术就是用伪随机码将载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带低功率谱密度的信号来发送。这样，在接收端使用恰当的手段就可以将信号提取出来，从而减少噪声对信号的影响，保证了电力线网络上的可靠通信。如何利用电力网络资源潜力，在不影响传输电能的基础上，实现窄带或宽带通信，使之成为继电信、电话、无线通信、卫星通信之后的又一通信网。然而，现有技术中的对电力的扩频其背景噪声依然存在，使得电力线网络通信的可靠性较低，导致信号的传输不稳定。为此，本专利技术提供一种电力载波扩频通讯系统。此外，本专利技术还提供一种扩频通讯方法。
技术实现思路
鉴于现有的技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种电力载波扩频通讯系统，本专利技术能够有效减少电力线上的背景噪声对通信信号的影响，从而提高了电力线网络通信的可靠性，使得整个电力线网络通讯电路具有设计合理、连接结构简单、系统能耗低、工作效率高的优点。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种电力载波扩频通讯系统，包括信号发送模块和信号接收模块，所述信号发送模块包括信号源、第一信号调制器、第一混频器、第一跳频系列、第一频率合成器、第一耦合电路，所述信号源与所述第一信号调制器电连接，所述第一混频器分别与所述第一信号调制器、第一频率合成器、第一耦合电路电连接，所述第一跳频系列与所述第一频率合成器电连接；所述信号接收模块包括信号端、第二耦合电路、第二混频器、带通滤波、第二信号调制器、第二频率合成器、第二跳频系列、同频系统，所述第二混频器分别与所述第二耦合电路、带通滤波、第二频率合成器电连接，所述第二跳频系列分别与所述第二频率合成器、同频系统电连接，所述第二信号调制器分别与所述带通滤波、信号端、同频系统电连接。进一步地，所述第一耦合电路通过电力线信道与所述第二耦合电路电连接，所述第一信号调制器和第二信号调制器均为FSK调制器。优选地，所述FSK调制器为匹配滤波器。进一步地，所述信号源和所述第一跳频系列均有单片机产生。进一步地，所述在信号接收端构造为超前1/4码元支路和滞后1/4码元支路，超前1/4码元支路超前当前支路1/4码元宽度，滞后1/4码元支路滞后当前支路1/4码元宽度；所述超前1/4码元支路采用窄脉冲时钟超前信号源的脉冲到来时刻作为判决时刻；所述滞后1/4码元支路采用窄脉冲时钟滞后信号源的脉冲到来时刻作为判决时刻。本专利技术还提供一种利用如上所述的电力载波扩频通讯系统的扩频通讯方法，包括：步骤S100：在信号发送模块中，信号源经过所述第一信号调制器解调后，得到一个载波频率为f0或f1的正弦信号，与所述第一频率合成器发出的载波频率fF1的跳变本振载波信号，再经过所述第一混频器后，得到一个频率为f0+fF1或f1+fF1的调频信号，经过第一耦合器传送至所述电力线信道上；步骤S200：在信号接收端模块中，频率为f0+fF1或f1+fF1的信号经过所述第二耦合器后进入第二混频器，并与从所述第二频率合成器发出的载波频率为fF1的跳变本振载波信号在所述第二混频器内混频后，得到一个频率为f0+fF1或f1+fF1的调频信号以及一个频率为f0或fF1的信号，经过所述带通滤波后得到待调制信号，经过第二信号调制器解调后将信号传送至信号端。优选地，所述第一信号调制器或第二信号调制器包括正交数控振荡器以及积分清零器，正交数控振荡器包括T支路用于产生本振信号At为cosb1*t的第一正交解调器和Y支路用于产生本振信号Ay为sinb1*t第二正交解调器，计信号源的输入信号为cos(b2t+￠)、Δb=b1-b2，其中所述正交数控振荡器输出结果：A=At²+Ay²=sin(Δbt/2)/Δb。优选地，所述信号源的输入信号频率为f1时，与第二正交解调器发生的本地载波的频差为0，第二正交解调器的输出信号A=T/2，为极大值，与第一正交解调器发出的本地载波的频差为|f1-f0|=码元速率，所述第一正交解调器的输出信号A=0。优选地，所述当信号源的输入信号频率为f0时，第一正交解调器的输出信号A=T/2，为极大值，与第二正交解调器发出的本地载波的频差为|f1-f0|=码元速率，所述第二正交解调器的输出信号A=0。如上所述，本专利技术涉及的一种电力载波扩频通讯系统，具有以下有益效果：本申请利用上述的电力载波扩频通讯系统后，与现有技术相比而言，由于采用此种系统，使信号源的信号扩频后经过与特制的第一信号调制器和第二信号调制器进行选择判断的结果，提高了信号源抗干扰的能力，有效地减少电力线上的背景噪声对通信信号的影响，从而提高了电力线网络通信的可靠性，进而使得整个电力线网络通讯电路具有设计合理、连接结构简单、系统能耗低、工作效率高的优点。附图说明图1为一种电力载波扩频通讯系统的结构框图；图2为本专利技术的扩频通讯方法流程图；图3为本专利技术的第一正交解调器或第二正交解调器结构示意图。图4为本专利技术的匹配滤波器结构示意图。元件标号说明。1、信号发送模块；11、信号源；12、第一信号调制器；13、第一混频器；14、第一跳频系列；15、第一频率合成器；16、第一耦合电路；2、信号接收模块；21、信号端；211、正交数控振荡器；212、积分清零器；2111、第一正交解调器；2112、第二正交解调器；22、第二耦合电路；23、第二混频器；24、带通滤波；25、第二信号调制器；26、第二频率合成器；27、第二跳频系列；28、同频系统；3、电力线信道。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。具体结构可参照专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力载波扩频通讯系统，包括信号发送模块和信号接收模块，其特征在于：所述信号发送模块包括信号源、第一信号调制器、第一混频器、第一跳频系列、第一频率合成器、第一耦合电路，所述信号源与所述第一信号调制器电连接，所述第一混频器分别与所述第一信号调制器、第一频率合成器、第一耦合电路电连接，所述第一跳频系列与所述第一频率合成器电连接；所述信号接收模块包括信号端、第二耦合电路、第二混频器、带通滤波、第二信号调制器、第二频率合成器、第二跳频系列、同频系统，所述第二混频器分别与所述第二耦合电路、带通滤波、第二频率合成器电连接，所述第二跳频系列分别与所述第二频率合成器、同频系统电连接，所述第二信号调制器分别与所述带通滤波、信号端、同频系统电连接。

【技术特征摘要】
1.一种电力载波扩频通讯系统，包括信号发送模块和信号接收模块，其特征在于：所述信号发送模块包括信号源、第一信号调制器、第一混频器、第一跳频系列、第一频率合成器、第一耦合电路，所述信号源与所述第一信号调制器电连接，所述第一混频器分别与所述第一信号调制器、第一频率合成器、第一耦合电路电连接，所述第一跳频系列与所述第一频率合成器电连接；所述信号接收模块包括信号端、第二耦合电路、第二混频器、带通滤波、第二信号调制器、第二频率合成器、第二跳频系列、同频系统，所述第二混频器分别与所述第二耦合电路、带通滤波、第二频率合成器电连接，所述第二跳频系列分别与所述第二频率合成器、同频系统电连接，所述第二信号调制器分别与所述带通滤波、信号端、同频系统电连接。2.根据权利要求1所述的电力载波扩频通讯系统，其特征在于：所述第一耦合电路通过电力线信道与所述第二耦合电路电连接，所述第一信号调制器和第二信号调制器均为FSK调制器。3.根据权利要求2所述的电力载波扩频通讯系统，其特征在于：所述FSK调制器为匹配滤波器。4.根据权利要求1所述的电力载波扩频通讯系统，其特征在于：所述信号源和所述第一跳频系列均有单片机产生。5.根据权利要求1所述的电力载波扩频通讯系统，其特征在于：所述在信号接收端构造为超前1/4码元支路和滞后1/4码元支路，超前1/4码元支路超前当前支路1/4码元宽度，滞后1/4码元支路滞后当前支路1/4码元宽度；所述超前1/4码元支路采用窄脉冲时钟超前信号源的脉冲到来时刻作为判决时刻；所述滞后1/4码元支路采用窄脉冲时钟滞后信号源的脉冲到来时刻作为判决时刻。6.一种利用权利要求1的电力载波扩频通讯系统的扩频通讯方法，其特征在于，包括：步骤S100：在信号发送模块中，信号源经过所述第一信...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚涛，罗兵兵，
申请(专利权)人：武汉全华光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42