降低电力线载波通信辐射干扰的方法技术

本发明专利技术公开了一种降低电力线载波通信辐射干扰的方法。其包括：所有通信节点按照自身最大的发射功率进行通信，建立初始的通信网络拓扑；所述中心节点根据收集到的信噪比统计信息、每个通信节点的初始发射功率以及所述初始的通信网络拓扑建立初始路由表并下发；每个通信节点向自身的所有下一跳节点广播发射功率协商帧，下一跳节点收到所述功率协商帧后对接收信号进行信噪比测量，并将信噪比测量结果返回给发送节点；所述发送节点根据收到的信噪比测量结果调整自身发射功率的大小，按照调整后的发射功率进行通信。该降低电力线载波通信辐射干扰的方法能够在低成本的条件大大降低电力线载波通信辐射干扰，并且室内室外的环境下都可以应用该方法。

【技术实现步骤摘要】
降低电力线载波通信辐射干扰的方法
本专利技术是关于电力线载波通信领域，特别是关于一种降低电力线载波通信辐射干扰的方法。
技术介绍
低压电力线宽带载波通信(PLC)是利用低压电力配电线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。现有的电力线载波通信系统的频段包括低速窄带(30kHz-500kHz)和高速(1MHz-30MHz)通信，低压电力线载波发射功率频段限制在1MHz以下，低压电力线高速载波是建立在1MHz以上带宽的，低压电力线高速载波受外界电力网络发射功率小。低速窄带通信的基本频带在1MHz以下，容易产生电磁发射功率。PLC系统电磁发射功率产生的机理：电力线最主要是用来传输电能的，其特性和结构也是按照输送电能的损失最小并保证安全可靠地传输低频(50Hz)电流来设计的，不具备电信网的对称性(构成回路的两根绝缘芯线对地是对称的)、均匀性，因而基本上不具备通信网所必须具备的通信线路信号匹配的电气特性。PLC系统所产生的电磁发射功率问题正是由于电力线的这种对地不对称性产生的。特别是在中波和短波的频段范围内，PLC系统容易产生传导波和辐射波，进而会形成电磁场。在更高的频率上，也可以像单极子天线一样辐射出电磁波。电磁发射功率会对PLC自身通信以及对外界造成影响和发射功率，目前采取以下措施来减小PLC的电磁辐射：1，充分利用或改善用于PLC的电力线的对称性。具体有两个办法：一是在线路两端安装低通滤波器。这种方法很有效，但成本较大。二是选择对称性好的导线，例如四芯电缆线。但此法不适用于室内网络。2，扩频减小PLC信号的功率谱密度。由于PLC信号的辐射是在有限带宽内度量的，故而减小PLC信号的功率谱密度能有效降低辐射电平，同时也不影响总的发射功率，但是PLC系统扩频效率受电力线低通特性的限制。3，通过正交频分复用调制技术控制载波频率，使系统回避无线电广播已经使用的某些频段，从而消除对这些频段的发射功率。但是由于短频频段在军用、民用无线电中密集应用，因此该方法对于短波频段很难避开。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降低电力线载波通信辐射干扰的方法，其能够在低成本的条件大大降低电力线载波通信辐射干扰，并且室内室外的环境下都可以应用该方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种降低电力线载波通信辐射干扰的方法，其包括：所有通信节点按照自身最大的发射功率进行通信，每个通信节点收集自身和周围节点的接收信号的信噪比统计信息，广播上报给中心节点，建立初始的通信网络拓扑；所述中心节点根据收集到的信噪比统计信息、每个通信节点的初始发射功率以及所述初始的通信网络拓扑建立初始路由表，并将该初始路由表以广播方式下发给各个通信节点；根据该初始路由表中的信息，每个通信节点向自身的所有下一跳节点广播发射功率协商帧，其所有的下一跳节点收到所述功率协商帧后对接收信号进行信噪比测量，并将信噪比测量结果返回给发送该功率协商帧的通信节点；所述发送该功率协商帧的通信节点根据收到的信噪比测量结果调整自身发射功率的大小，按照调整后的发射功率进行通信。在一优选的实施方式中，所述信噪比测量结果是通过对所述所有下一跳节点的信噪比测量值进行平均获得。在一优选的实施方式中，所述发送该功率协商帧的通信节点根据收到的信噪比测量结果调整自身发射功率的大小，按照调整后的发射功率进行通信具体包括：所述发送该功率协商帧的通信节点根据收到的信噪比测量结果计算自身发射功率的调整值；将调整后的发射功率在所述初始路由表中进行更新；根据该更新后的路由表中的发射功率值进行通信。在一优选的实施方式中，所述发送该功率协商帧的通信节点根据收到的信噪比测量结果计算自身发射功率的调整值包括：所述发送该功率协商帧的通信节点设定安全信噪比值为SNR1；通过对所述所有下一跳节点的信噪比测量值进行平均获得的信噪比测量结果记为SNR2，调整前的发射功率记为P0，则调整后的发射功率值P调＝P0-(SNR2-SNR1)。在一优选的实施方式中，所述降低电力线载波通信辐射干扰的方法还包括：对发送报文的节点之间的链路的通信成功率进行统计，该统计数据作为下一次调整发射功率的依据。在一优选的实施方式中，所述对发送报文的节点之间的链路的通信成功率进行统计包括：当发送报文的节点之间的链路的通信成功率下降时，重新调整所述发射功率值，并对调整发射功率值后的通信成功率信息再进行统计并上报给中心节点。在一优选的实施方式中，所述降低电力线载波通信辐射干扰的方法还包括：所述中心节点根据上报的通信成功率信息对路由表进行维护。与现有技术相比，根据本专利技术的降低电力线载波通信辐射干扰的方法是通过测量和反馈接收端的信号质量，动态自适应减小PLC信号的发射功率的方式来实现减少载波系统对外辐射干扰的目的。还通过建立含发射功率的通信节点路由表，定时自适应更新，以确保节点间通信在发射功率降低时能够正常进行通信，更是大大减低整网的对外辐射发射功率。相对于采用阻抗匹配、滤波等方法，本方法无须增加额外的元器件，实现成本低且不受应用空间限制。相对于扩频方案，本方法不受电力线低通特性的限制。相对于正交频分复用调制技术，不受短波频段的限制。另外，相对于现有技术还具有以下优点：该电力线载波通信减低辐射的方法可以精确分析信道损耗，掌握整个载波信道损耗情况，合理分配每个节点的发射功率，理论上可使整网在最小功耗下工作，同时功率路由分析结果可以作为网络优化和网络设备问题诊断的参考依据。附图说明图1是根据本专利技术一实施方式的降低电力线载波通信辐射干扰的方法的原理图；图2是根据本专利技术一实施方式的降低电力线载波通信辐射干扰的方法的流程图；图3是根据本专利技术一实施方式的初始通信网络拓扑。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。PLC系统在通信过程中，由于存在线路衰减的因素，一般采用恒定的发射功率以保证最大衰减的接收端能够正常接收信号，而在大量的衰减较小的接收端，信号幅度存在严重过剩。基于上述思路，本专利技术提供了一种降低电力线载波通信辐射干扰的方法，通过测量接收端的信号质量并将信号质量测量结果反馈给发送端，在保证接收端正常接收的前提下，通过动态调整和降低发送端的发射功率，可以减少PLC系统对外的辐射干扰。本专利技术的原理如图1所示：发送节点发射功率信息，接受节点接受到后，跟实际接受信号进行比较，得到信道损耗，反馈给发送节点。发送节点按照信道损耗，减低发射功率继续发送，接受节点接受成功后，反馈建立成功信息给发送节点。图2是根据本专利技术一实施方式的降低电力线载波通信辐射干扰的方法的流程图。该降低电力线载波通信辐射干扰的方法包括以下步骤S1-S7：在S1中进行通信网络组网：所有通信节点按照最大的发射功率进行通信和组网，建立初始的通信网络拓扑关系，在本实施例中，该通信网络拓扑如图3所示，其中CC代表中心节点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低电力线载波通信辐射干扰的方法，其特征在于，包括：所有通信节点按照自身最大的发射功率进行通信，每个通信节点收集自身和周围节点的接收信号的信噪比统计信息，广播上报给中心节点，建立初始的通信网络拓扑；所述中心节点根据收集到的信噪比统计信息、每个通信节点的初始发射功率以及所述初始的通信网络拓扑建立初始路由表，并将该初始路由表以广播方式下发给各个通信节点；根据该初始路由表中的信息，每个通信节点向自身的所有下一跳节点广播发射功率协商帧，其所有的下一跳节点收到所述功率协商帧后对接收信号进行信噪比测量，并将信噪比测量结果返回给发送该功率协商帧的通信节点；以及所述发送该功率协商帧的通信节点根据收到的信噪比测量结果调整自身发射功率的大小，按照调整后的发射功率进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种降低电力线载波通信辐射干扰的方法，其特征在于，包括：所有通信节点按照自身最大的发射功率进行通信，每个通信节点收集自身和周围节点的接收信号的信噪比统计信息，广播上报给中心节点，建立初始的通信网络拓扑；所述中心节点根据收集到的信噪比统计信息、每个通信节点的初始发射功率以及所述初始的通信网络拓扑建立初始路由表，并将该初始路由表以广播方式下发给各个通信节点；根据该初始路由表中的信息，每个通信节点向自身的所有下一跳节点广播发射功率协商帧，其所有的下一跳节点收到所述功率协商帧后对接收信号进行信噪比测量，并将信噪比测量结果返回给发送该功率协商帧的通信节点；以及所述发送该功率协商帧的通信节点根据收到的信噪比测量结果调整自身发射功率的大小，按照调整后的发射功率进行通信。2.如权利要求1所述的降低电力线载波通信辐射干扰的方法，其特征在于，所述信噪比测量结果是通过对所述所有下一跳节点的信噪比测量值进行平均获得。3.如权利要求1所述的降低电力线载波通信辐射干扰的方法，其特征在于，所述发送该功率协商帧的通信节点根据收到的信噪比测量结果调整自身发射功率的大小，按照调整后的发射功率进行通信具体包括：所述发送该功率协商帧的通信节点根据收到的信噪比测量结果计算自身发射功率的调整值；将调整后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋彦斌，王贤辉，王立城，甄岩，王东山，赵冲，
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，
类型：发明
国别省市：北京,11