一种基于WIMAX的电网通讯网络及通讯方法技术

本发明专利技术涉及一种基于WIMAX的电网通讯网络及通讯方法，其包括WIMAX信号发出端、用户终端和电力线，其特征在于，其还包括中央处理单元、第一信号测试单元、第二信号测试单元、信号调整单元和信号修正单元；所述的信号修正单元包括一修正模块，修正模块包括分光器、转换单元、开关单元和均衡模块。本发明专利技术中的基于WIMAX的电网通讯网络及通讯方法，在WIMAX电网的发射端和接收端分别进行信号的调整和修正，保证信号传输具有较高的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于WIMAX的电网通讯网络及通讯方法
本专利技术涉及WIMAX通信领域，尤其涉及一种基于WIMAX的电网通讯网络及通讯方法。
技术介绍
随着我国智能电网建设的发展，基于智能电网的通信方法已成为必然的发展趋势；各种配电设备的通信方式不断涌现，主要有光纤通信、配电线通信和无线通信。中国专利技术专利《特别用于配电系统的点到点通信系统》，申请公布号：200980160612.4，该专利文件涉及一种通过配电网络发送的通信；更涉及点到点通信系统，通过该点到点通信系统，信息可从在该配电网络中的任意一个地点很容易发射到该网络中任意的其它地点。该专利中，点到点通信通过配电线传输，传输范围需覆盖配电线不能在未覆盖配电线的地区传输。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于WIMAX的电网通讯网络及通讯方法，用以克服上述技术缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于WIMAX的电网通讯网络，其包括WIMAX信号发出端、用户终端和电力线，其特征在于，其还包括中央处理单元、第一信号测试单元、第二信号测试单元、信号调整单元和信号修正单元，其中，所述中央处理单元内设置有所述第一信号测试单元和第二信号测试单元比对的第一基准信号及其比对参照的阀值，并向所述信号调整单元和信号修正单元发送控制指令；所述第一信号测试单元，其接收所述WIMAX信号发出端发送的需求信号并对其进行采样检测，其在连续的N0个周期内选取每个周期的波峰值为采样点，间隔时间T0采样一次，选取M0次，判定M0次选取的采样峰值信息是否在所述中央处理单元预先设置的阀值K0-K1之间，将比对结果发送至所述中央处理单元和信号调整单元内进行处理；所述信号调整单元，其接受所述中央处理单元的控制指令，在所述需求信号不能满足要求时，对所述信号发出端发出的信号进行调整后发送至所述信号发出端；所述第二信号测试单元，其接收所述电力线上的数据信号，经还原处理后进行采样及检测，判断采样峰值信息是否在所述中央处理单元预先设置的阀值K3～K4之间，并将比对结果分别传输至所述中央处理单元和信号修正单元；所述信号修正单元，其接受所述中央处理单元的控制指令，在所述需求信号不能满足要求时，对接收自第二信号处理单元的需求信号进行修正，其每间隔N1个周期，在第N1+1个周期内选取X个取样点，连续选取M1次，并且预设一阀值K2(K2＞0)，若任一连续的上升沿或下降沿的中间X-2个取样点的值在-K2～K2，则M1组X-2个取样点的值修正为需求信号波形的极值；其中，信号修正单元包括一修正模块，修正模块包括分光器、转换单元、开关单元和均衡模块，其中所述分光器将光信号分为两路，分别传输给转换单元和开关单元，所述转换单元将光信号转换为电流信号或电压信号，根据设定阈值判断光功率是否过载并存储光功率值，若功率过载并持续时间T，则向输出反馈信号，调整输出功率，开关单元暂时断开；若电流信号或电压信号没有达到设定阈值，则开关单元闭合，光信号传输到均衡模块；所述均衡模块包括一光电转换模块、一滤波模块、一放大模块和一判决模块，其中所述光电转换模块将接收到的光信号转化成电信号，电信号经过滤波模块滤去干扰信号，经过放大模块将信号放大的需要的强度，判决模块对信号均衡，根据判决公式对电信号进行判决，矫正信号传输过程中产生的干扰0进一步地，所述的判决模块根据判决公式判决，判决公式：上述公式中uk为在WIMAX信号发出端1输入信号序列xk的均值，yk为在判决模块接收到的序列，σ2为噪声的方差，则恢复出的最有可能序列可有上述公式计算得出。进一步地，所述第一信号测试单元包括一信号采集模块和一第一控制模块，其中，所述信号采集模块，用以还原得到所述需求信号，其包括一耦合模块、一检波模块、一滤波模块、一放大增益模块和一信号传输端口；所述第一控制模块，其包括一第一处理单元、一第一延迟模块和一第一接口单元，所述第一处理单元，其获取所述中央处理单元预设的阀值K0和K1，并获取峰值采样信息，并参照该阀值K0和K1对所述需求信号进行比对；所述第一延迟模块，其接收所述第一处理单元输出的峰值采样信息，延迟一时间T1后，发送至所述第一处理单元。进一步地，信号修正单元还包括一第三处理单元、一第三延迟模块和一修正电路，其中，所述第三处理单元，用以获取所述第二信号测试单元中的接收信号波形的M1组取样信息，每组包含X个取样点；所述第三延迟模块包括X-2个依序串接的延迟器，其分别与所述第三处理单元的输出端连接，接收到所述取样点后延迟一预设时间T2后输出；比较模块内设置有X-2个比较器，每一比较器分别与各延迟器连接。进一步地，所述中央处理单元内存储有阀值K0、K1、K2、K3和K4，其中，K0、K1、K3和K4满足公式(2)的函数关系式，式中，α和β为修正系数，其大小由系统传输总功率和基波信号功率的差值确定，γ0为基准失真度，其大小由系统传输性能决定。进一步地，所述的WIMAX信号发出端中包括加密模块，所述加密模块包括一密钥产生模块、一管理模块和一变换模块，其中，密钥产生模块产生一随机密钥key并存储在管理模块中；所述变换模块，对消息帧中dara1或data2即信息部分和密钥key分别进行移位变换，所述变换模块，对移位变换后的消息部分和密钥部分进行乘积变换，并对乘积变换结果进行移位变换，得到加密后的消息帧中dara1或dara2即信息部分；所述变换模块，对管理单元存储的初始密钥K_known和密钥key分别进行移位变换，对移位变换后的管理单元存储的初始密钥K_known和密钥部分进行乘积变换，并对乘积变换结果进行移位变换，得到加密后的密钥key。进一步地，在每个用户终端中都包括以解密模块，包括一验证模块、一管理模块和一逆变换模块，其中，验证模块对信息进行CRC校验和配对信息验证；所述逆变换模块，首先使用管理模块存储的初始密钥k_known对密钥key解密，所述逆变换模块，对消息帧中密钥key和管理模块存储的初始密钥k_known进行反移位变换，对移位变换后的消息帧中密钥key和管理模块存储的初始密钥k_known进行逆乘积变换，对乘积变换结果进行反移位变换，得到密钥key。本专利技术还提供一种基于WIMAX的电网通讯方法，具体过程为，步骤a，中央处理单元获取所需信号信息并设定一阀值，信号发出端生成所需信号，发送至第一信号测试单元，所述第一信号测试单元内的信号采集模块对生成信号进行采样及放大处理；步骤b，所述第一信号测试单元内的第一控制模块在连续的N0个周期内选取每个周期的波峰值为采样点，间隔时间T0采样一次，采样M0次，将该生成信号的峰值信息与所述中央处理单元存储的第一基准信号及预设阀值K0、K1进行比对；步骤c，所述第一控制模块将上述步骤b中的峰值信息比对结果发送至所述中央处理单元，若该峰值在阀值K0-K1之间，则所述中央处理单元通知所述信号发出端向电力线发送需求信号，若峰值不在阀值K0-K1之间，则向信号调整单元发出调整发送信号的指令；步骤d，所述信号调整单元调制一加载信号后，由所述信号发出端重新发送至第一信号测试单元，并在所述中央处理单元内记录该调整信息；步骤e，所述信号发出端的发射信息满足需求时，通过所述电力线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WIMAX的电网通讯网络，其包括WIMAX信号发出端、用户终端和电力线，其特征在于，其还包括中央处理单元、第一信号测试单元、第二信号测试单元、信号调整单元和信号修正单元，其中，所述中央处理单元内设置有所述第一信号测试单元和第二信号测试单元比对的第一基准信号及其比对参照的阀值，并向所述信号调整单元和信号修正单元发送控制指令；所述第一信号测试单元，其接收所述WIMAX信号发出端发送的需求信号并对其进行采样检测，其在连续的N0个周期内选取每个周期的波峰值为采样点，间隔时间T0采样一次，选取M0次，判定M0次选取的采样峰值信息是否在所述中央处理单元预先设置的阀值K0‑K1之间，将比对结果发送至所述中央处理单元和信号调整单元内进行处理；所述信号调整单元，其接受所述中央处理单元的控制指令，在所述需求信号不能满足要求时，对所述信号发出端发出的信号进行调整后发送至所述信号发出端；所述第二信号测试单元，其接收所述电力线上的数据信号，经还原处理后进行采样及检测，判断采样峰值信息是否在所述中央处理单元预先设置的阀值K3～K4之间，并将比对结果分别传输至所述中央处理单元和信号修正单元；所述信号修正单元，其接受所述中央处理单元的控制指令，在所述需求信号不能满足要求时，对接收自第二信号处理单元的需求信号进行修正，其每间隔N1个周期，在第N1+1个周期内选取X个取样点，连续选取M1次，并且预设一阀值K2(K2＞0)，若任一连续的上升沿或下降沿的中间X‑2个取样点的值在‑K2～K2，则M1组X‑2个取样点的值修正为需求信号波形的极值；其中，信号修正单元包括一修正模块，修正模块包括分光器、转换单元、开关单元和均衡模块，其中所述分光器将光信号分为两路，分别传输给转换单元和开关单元，所述转换单元将光信号转换为电流信号或电压信号，根据设定阈值判断光功率是否过载并存储光功率值，若功率过载并持续时间T，则向输出反馈信号，调整输出功率，开关单元暂时断开；若电流信号或电压信号没有达到设定阈值，则开关单元闭合，光信号传输到均衡模块；所述均衡模块包括一光电转换模块、一滤波模块、一放大模块和一判决模块，其中所述光电转换模块将接收到的光信号转化成电信号，电信号经过滤波模块滤去干扰信号，经过放大模块将信号放大的需要的强度，判决模块对信号均衡，根据判决公式对电信号进行判决，矫正信号传输过程中产生的干扰。...

【技术特征摘要】
1.一种基于WIMAX的电网通讯网络，其包括WIMAX信号发出端、用户终端和电力线，其特征在于，其还包括中央处理单元、第一信号测试单元、第二信号测试单元、信号调整单元和信号修正单元，其中，所述中央处理单元内设置有所述第一信号测试单元和第二信号测试单元比对的第一基准信号及其比对参照的阀值，并向所述信号调整单元和信号修正单元发送控制指令；所述第一信号测试单元，其接收所述WIMAX信号发出端发送的需求信号并对其进行采样检测，其在连续的N0个周期内选取每个周期的波峰值为采样点，间隔时间T0采样一次，选取M0次，判定M0次选取的采样峰值信息是否在所述中央处理单元预先设置的阀值K0-K1之间，将比对结果发送至所述中央处理单元和信号调整单元内进行处理；所述信号调整单元，其接受所述中央处理单元的控制指令，在所述需求信号不能满足要求时，对所述信号发出端发出的信号进行调整后发送至所述信号发出端；所述第二信号测试单元，其接收所述电力线上的数据信号，经还原处理后进行采样及检测，判断采样峰值信息是否在所述中央处理单元预先设置的阀值K3～K4之间，并将比对结果分别传输至所述中央处理单元和信号修正单元；所述信号修正单元，其接受所述中央处理单元的控制指令，在所述需求信号不能满足要求时，对接收自第二信号处理单元的需求信号进行修正，其每间隔N1个周期，在第N1+1个周期内选取X个取样点，连续选取M1次，并且预设一阀值K2(K2＞0)，若任一连续的上升沿或下降沿的中间X-2个取样点的值在-K2～K2，则M1组X-2个取样点的值修正为需求信号波形的极值；其中，信号修正单元包括一修正模块，修正模块包括分光器、转换单元、开关单元和均衡模块，其中所述分光器将光信号分为两路，分别传输给转换单元和开关单元，所述转换单元将光信号转换为电流信号或电压信号，根据设定阈值判断光功率是否过载并存储光功率值，若功率过载并持续时间T，则向输出反馈信号，调整输出功率，开关单元暂时断开；若电流信号或电压信号没有达到设定阈值，则开关单元闭合，光信号传输到均衡模块；所述均衡模块包括一光电转换模块、一滤波模块、一放大模块和一判决模块，其中所述光电转换模块将接收到的光信号转化成电信号，电信号经过滤波模块滤去干扰信号，经过放大模块将信号放大的需要的强度，判决模块对信号均衡，根据判决公式对电信号进行判决，矫正信号传输过程中产生的干扰。2.根据权利要求1所述的基于WIMAX的电网通讯网络，其特征在于，所述的判决模块根据判决公式判决，判决公式：上述公式中uk为在WIMAX信号发出端1输入信号序列xk的均值，yk为在判决模块接收到的序列，σ2为噪声的方差，则恢复出的最有可能序列可有上述公式计算得出。3.根据权利要求1所述的基于WIMAX的电网通讯网络，其特征在于，所述第一信号测试单元包括一信号采集模块和一第一控制模块，其中，所述信号采集模块，用以还原得到所述需求信号，其包括一耦合模块、一检波模块、一滤波模块、一放大增益模块和一信号传输端口；所述第一控制模块，其包括一第一处理单元、一第一延迟模块和一第一接口单元，所述第一处理单元，其获取所述中央处理单元预设的阀值K0和K1，并获取峰值采样信息，并参照该阀值K0和K1对所述需求信号进行比对；所述第一延迟模块，其接收所述第一处理单元输出的峰值采样信息，延迟一时间T1后，发送至所述第一处理单元。4.根据权利要求3所述的基于WIMAX的电网通讯网络，其特征在于，信号修正单元还包括一第三处理单元、一第三延迟模块和一修正电路，其中，所述第三处理单元，用以获取所述第二信号测试单元中的接收信号波形的M1组取样信息，每组包含X个取样点；所述第三延迟模块包括X-2个依序串接的延迟器，其分别与所述第三处理单元的输出端连接，接收到所述取样点后延迟一预设时间T2后输出；比较模块内设置有X-2个比较器，每一比较器分别与各延迟器连接。5.根据权利要求3所述的基于WIMAX的电网通讯网络，其特征在于，所述中央处理单元内存储有阀值K0、K1、K2、K3和K4，其中，K0、K1、K3和K4满足公式(2)的函数关系式，式中，α和β为修正系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14