The invention relates to the field of power line communication and impedance matching, in particular to an adaptive impedance matching method for vehicular power line communication, which includes: the whole system is composed of a measuring unit, a control unit and an impedance matching unit; the measuring unit measures the physical parameters of power line impedance, and obtains the signal envelope, active power and Boolean variables transmitted through the power line. The output is the input parameter of the control unit; the control unit obtains the measured impedance and compares it with the matched target impedance. Smith Chart is used as the tool to analyze the method of realizing adaptive impedance matching, determine the topology of the matching network, and get the control signal to be transmitted to the impedance matching unit; the impedance matching unit adjusts the parameter value of the lumped parameter element according to the control signal, and the target. Impedance matching. Aiming at the time-varying of communication impedance of vehicular power line, the invention introduces the idea of adaptive impedance matching, overcomes the defects of traditional fixed topology matching network, and is beneficial to the improvement of communication efficiency and quality.
【技术实现步骤摘要】
一种车载电力线通信自适应阻抗匹配方法
本专利技术涉及电力线通信领域及阻抗匹配领域,特别涉及一种车载电力线通信自适应阻抗匹配方法。
技术介绍
电力线通信(PowerLineCommunication,PLC)是一种利用传输电能的电力线作为通信媒介,无需额外铺设通信线路的通信技术,具有成本低、覆盖面广、施工难度低等优点。随着PLC技术不断的发展与改善,PLC已广泛应用于远程抄表系统、路灯远程监控系统、工业智能化等领域,同时,PLC在当前火热发展的智能电网、智能家居、智慧城市领域也扮演着重要角色。车载电力线通信主要利用汽车内直流输电线作为媒介,进行数据传输。高速、远距离、稳定可靠的PLC一直是研究的重点,阻抗匹配作为通信系统中不可或缺的重要部分能够减少电磁信号在媒介中传输的能量损耗,从而能够实现远距离通信的目标。由于发射机与通信媒介或接收机与通信媒介间存在阻抗失配,电磁信号在传播过程中遇到阻抗失配节点会产生反射,信号能量有损耗,从而造成信噪比(Signal-to-NoiseRatio,SNR)恶化,影响通信的可靠性和通信距离。阻抗匹配是所有通信系统中为克服这一缺点所采取的有效方法。根据实际的应用需求,阻抗匹配主要有源端匹配、终端(负载端)匹配和两端均匹配3种匹配实施方案。匹配网络的拓扑结构可设计为固定网络和可变网络,固定网络拓扑主要针对固定负载阻抗值的匹配,相反,可变网络拓扑主要针对可变的负载阻抗值的匹配,比如时变的负载阻抗值匹配。通信系统中,为了使发射信号以最大功率传输,通常需要将传输媒介(如:光纤、传输线、波导等)的输入阻抗与发射机阻抗进行共轭匹配,同时,为 ...
【技术保护点】
1.一种车载电力线通信自适应阻抗匹配方法,其特征在于,包括:自适应阻抗匹配整体系统包括测量单元、控制单元和阻抗匹配单元的设计,测量单元包括感知单元及处理单元的设计,控制单元包括自适应阻抗匹配方法的实现原理,具体涉及匹配单元结构的选取及匹配部件参数计算的原理,匹配单元包括匹配网络结构实现及匹配部件参数调整;S101、测量单元测量电力线阻抗物理参数,同时将测量的参数作为控制单元的输入参数,为控制单元提供测量的参数信息;S102、控制单元对测量单元提供的参数信息进行处理,得到测量的阻抗值,并将该阻抗值与目标阻抗值作比较,根据比较结果进而为阻抗匹配单元提供控制信号;S103、阻抗匹配单元根据控制单元的控制信号确定各匹配元件的状态,调整元件参数值,与目标阻抗值(发射机或接收机阻抗的共轭值)实现匹配。
【技术特征摘要】
1.一种车载电力线通信自适应阻抗匹配方法,其特征在于,包括:自适应阻抗匹配整体系统包括测量单元、控制单元和阻抗匹配单元的设计,测量单元包括感知单元及处理单元的设计,控制单元包括自适应阻抗匹配方法的实现原理,具体涉及匹配单元结构的选取及匹配部件参数计算的原理,匹配单元包括匹配网络结构实现及匹配部件参数调整;S101、测量单元测量电力线阻抗物理参数,同时将测量的参数作为控制单元的输入参数,为控制单元提供测量的参数信息;S102、控制单元对测量单元提供的参数信息进行处理,得到测量的阻抗值,并将该阻抗值与目标阻抗值作比较,根据比较结果进而为阻抗匹配单元提供控制信号;S103、阻抗匹配单元根据控制单元的控制信号确定各匹配元件的状态,调整元件参数值,与目标阻抗值(发射机或接收机阻抗的共轭值)实现匹配。2.根据权利要求1所述一种车载电力线通信自适应阻抗匹配方法,其特征在于,测量单元的设计由感知单元和处理单元组成,输出Venv、Ienv、Pact、Bsign四个控制信号给控制单元;精密电阻作为参数感知元件,两个运算放大器分别测量流过精密电阻的电流Is和精密电阻输入节点的参考电压Vs,给定单频信号的频率fc,Vs表示为Is表示为通过处理单元中的包络检波电路得到Vs及Is的包络值Venv和Ienv,Vs(t)和Is(t)通过乘法器电路得到瞬时功率:其中,k为常数表示乘法器电路的增益,Ps(t)经过二阶RC低通滤波器得到有源功率Pact(t):Pact(t)=hLP(t)*Ps(t)(2)其中,“*”表示卷积,hLP(t)为二阶RC低通滤波器冲激响应;Vs和Is经过过零检测电路得到布尔变量Bsign表示负载的抗性,Bsign=0表示感性负载,Bsign=1表示容性负载。3.根据权利要求1所述一种车载电力线通信自适应阻抗匹配方法,其特征在于,以目标阻抗值归一化SmithChart使其中心表示目标阻抗值,控制单元根据Bsign的值确定测量阻抗的抗性,以此确定测量阻抗位于SmithChart的上半周或下半周,Bsign为0测量阻抗落于SmithChart上半周,Bsign为1测量阻抗落于SmithChart下半周;一般地,测量阻抗Z=a+jb,根据Venv和Ienv可计算其模值|Z|=Venv/Ienv,比较|Z|和发射机或接收机的阻抗模值|Z0|,若|Z|>|Z0|则测量阻抗位于SmithChart的右半周,反之则位于SmithChart的左半周;根据Venv、Ienv及Pact可计算出测量阻抗Z的实部和其导纳实部:以发射机或接收机的阻抗和导纳作为参考阻抗和参考导纳,分别表示为:Zr,0和Yr,0,Zr的归一化...
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