【技术实现步骤摘要】
一种电力线通信系统的物理层通信方法及设备
本专利技术涉及电力线通信领域，特别是涉及一种电力线通信系统的物理层通信方法，本专利技术还涉及一种电力线通信系统的物理层通信设备。
技术介绍
在电力输送基础设施上进行通信被称为电力线通信。电力线通信利用现有电力线进行高速数据传输，可极大节省成本和时间。由于电力线通信系统本质上是一个广播通信系统，其中的信息流被共享于用户间的通信网中，这意味着发射机发射的信号能够被所有的接收机获得。换句话说，如果不对通信过程采取有效的保护措施，信息流将很容易被窃听，存在隐私泄露的风险，甚至会导致大规模电力故障。基于这种情形，如何确保信息的安全可靠传输就变得尤其重要。传统的电力线通信一般可采用两种主要方式进行实现：第一种是在ISO(文件传输访问和管理协议)/OSI(OpenSystemInterconnection，开放式系统互联)系统上层编码实现；第二种是利用物理信道信息在物理层上实现。两种通信方式都采用固定的加密算法对信号进行加密，很容易被破解，信息容易被窃取，电力线通信系统的安全性较差。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人...
【技术保护点】
1.一种电力线通信系统的物理层通信方法，其特征在于，包括：每次发射信号前测试合法接收端当前的信道矩阵；根据所述信道矩阵确定功率分配矩阵；根据所述功率分配矩阵计算发射预编码矩阵的最优解以及人工噪声编码矩阵的最优解；根据所述发射预编码矩阵的最优解对有用信号进行编码得到编码发射信号，根据所述人工噪声编码矩阵的最优解对人工噪声进行编码得到编码人工噪声；根据所述功率分配矩阵对所述编码发射信号以及所述编码人工噪声进行功率分配并构造发射信号，以便根据所述发射信号进行通信。
【技术特征摘要】
1.一种电力线通信系统的物理层通信方法，其特征在于，包括：每次发射信号前测试合法接收端当前的信道矩阵；根据所述信道矩阵确定功率分配矩阵；根据所述功率分配矩阵计算发射预编码矩阵的最优解以及人工噪声编码矩阵的最优解；根据所述发射预编码矩阵的最优解对有用信号进行编码得到编码发射信号，根据所述人工噪声编码矩阵的最优解对人工噪声进行编码得到编码人工噪声；根据所述功率分配矩阵对所述编码发射信号以及所述编码人工噪声进行功率分配并构造发射信号，以便根据所述发射信号进行通信。2.根据权利要求1所述的物理层通信方法，其特征在于，所述根据所述信道矩阵确定功率分配矩阵具体为：根据所述信道矩阵确定所述合法接收端的接收信号估计值；计算所述接收信号估计值的均方差；根据所述均方差计算出所述功率分配矩阵。3.根据权利要求2所述的物理层通信方法，其特征在于，所述接收信号估计值为：其中，为所述接收信号估计值，Hb为所述信道矩阵，Rb为所述合法接收端的接收解码矩阵，nb为所述合法接收端的零均值复高斯噪声，T为发射预编码矩阵，Γ为人工噪声编码矩阵，s为有用信号，z为人工噪声矢量；则所述计算所述接收信号估计值的均方差具体为：其中，MSEb(T,Γ,Rb)为所述接收信号估计值的均方差，Ε{eeH}为eeH的期望值，I为单位矩阵，σn2为与所述信道矩阵对应的电力线传输通道上零均值复高斯噪声矢量的方差，H为共轭转置。4.根据权利要求3所述的物理层通信方法，其特征在于，所述根据所述均方差计算出所述功率分配矩阵具体为：以发射功率为第一约束条件，以接收端的人工噪声与接收端的有用信号之间正交为第二约束条件，并以所述均方差最小化为目标函数建立第一函数模型：s.t.Tr(TTH)+Tr(ΓΓH)≤Pa其中，Pa为预先设定的发射功率值，Tr(·)表示求矩阵的迹；将所述第一函数模型简化得到第二函数模型：s.t.1Tp≤P0,p≥0其中，p为所述功率分配矩阵，1T为所有元素都为1的列向量，1T的维数与p的列数相同，λi表示矩阵的B个递增排序的最大特征值，B为整数，pi为第i个电力线通信信道上的发射功率，1Tp≤P0中的1Tp为合法信...
【专利技术属性】
技术研发人员：张乐平，肖勇，金鑫，胡珊珊，罗鸿轩，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。