配电MIMO电力线通信多终端传输方法技术

一种配电MIMO电力线通信多终端传输方法，包括：获取MIMO电力线通信系统的OFDM信道参数，并根据OFDM信道参数计算MIMO电力线通信系统的数据传输总容量；获取配电终端业务数据量的上限值，并根据该上限值以及该数据传输总容量，计算MIMO电力线通信系统在一个OFDM符号周期内可支持的配网终端数；按照该配网终端数对所述MIMO电力线通信系统中的子载波进行划分，得到M个子载波组，M为配网终端数；在一个OFDM符号周期内选择前M个终端的数据对M个所述子载波组进行数据加载和传输。本发明专利技术基于子载波传输性能的时变动态性对业务终端数据进行动态信道分配，降低了配网终端数据的重传率，提高了系统的传输性能。

【技术实现步骤摘要】
配电MIMO电力线通信多终端传输方法
本专利技术涉及电力线通信领域，特别是涉及一种配电MIMO电力线通信多终端传输方法。
技术介绍
配电通信网是电力配电自动化业务系统的重要组成部分，配电自动化终端业务包括遥信、遥测和遥调等业务，按照业务数据长度可以划分为长比特业务类和短比特业务类。在构建配电通信网的通信技术中，PLC(PowerLineCommunication，电力线通信)技术具有先天技术优势，PLC技术利用配电网电力线路作为通信介质实现信号传输，具有节省成本、安装方便和灵活部署优点。MIMO-PLC通信是近几年的研究热点，正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)是实现MIMO-PLC的重要技术之一。实现多用户的MIMO-PLC系统正常运行，需要依赖资源分配模块，主要就是子载波的分配。因此可通过优化子载波的分配方法，来提高通信信道容量或降低通信所需功率。合理的子载波分配方法能够最大化激发信道潜能，提高电力线通信系统资源分配的性能。通过给每个配电终端分配频域子载波信道与数据比特加载实现有效的配电业务数据传输。现有的配电MIMO电力线通信系统多终端传输中基本采用固定连续子载波群进行终端数据传输，对于通信服务质量好的子载波群有较高的传输效率，但是针对某些通信服务质量差的子载波群则无法正常传输，导致配网终端数据的重传率高，影响终端通信传输性能。
技术实现思路
鉴于上述状况，有必要针对现有技术中配网终端数据的重传率高的问题，提供一种配电MIMO电力线通信多终端传输方法。一种配电MIMO电力线通信多终端传输方法，包括：获取MIMO电力线通信系统的OFDM信道参数，并根据所述OFDM信道参数计算所述MIMO电力线通信系统的数据传输总容量；获取配电终端业务数据量的上限值，并根据所述上限值以及所述数据传输总容量，计算所述MIMO电力线通信系统在一个OFDM符号周期内可支持的配网终端数；按照所述配网终端数对所述MIMO电力线通信系统中的子载波进行划分，得到M个子载波组，M等于所述配网终端数；在一个OFDM符号周期内选择前M个终端的数据对M个所述子载波组进行数据加载和传输。进一步的，上述配电MIMO电力线通信多终端传输方法，其中，所述根据所述OFDM信道参数计算所述MIMO电力线通信系统的数据传输总容量的步骤包括：根据所述OFDM信道参数计算一个OFDM符号周期内每个子载波的最大可分配比特数；对所述OFDM符号周期内的子载波的最大可分配比特数进行求和计算得到所述数据传输总容量。进一步的，上述配电MIMO电力线通信多终端传输方法，其中，所述OFDM信道参数包括所述MIMO电力线通信系统的子载波总数、OFDM符号周期内所述MIMO电力线通信系统的总功率，子载波的信噪比差额，子载波的比特加载上限值，所述子载波的最大可分配比特数B(i))的计算公式为：其中，P表示一个OFDM符号周期内所述MIMO电力线通信系统的总功率，Γ表示子载波的信噪比差额，N表示所述MIMO电力线通信系统的子载波总数，K表示子载波的比特加载上限值，gi为子载波单位能量信噪比。进一步的，上述配电MIMO电力线通信多终端传输方法，其中，所述MIMO电力线通信系统的子载波总数通过对所述MIMO电力线通信系统进行奇异值分解后确定。进一步的，上述配电MIMO电力线通信多终端传输方法，其中，所述在一个OFDM符号周期内选择前M个终端的数据对M个所述子载波组进行数据加载和传输的步骤包括：在一个OFDM符号周期内，选择前M个终端的数据按照发送子载波累计功率最小准则对M个所述子载波组进行数据加载和传输。进一步的，上述配电MIMO电力线通信多终端传输方法，其中，所述MIMO电力线通信系统在一个OFDM符号周期内可支持的配网终端数的计算公式为：M＝floor(sumC/Bmax)；其中，sumC表示所述数据传输总容量，Bmax表示配电终端业务数据量的上限值，floor(*)为下取整操作。进一步的，上述配电MIMO电力线通信多终端传输方法，其中，所述按照所述配网终端数对所述MIMO电力线通信系统中的子载波进行划分，得到M个子载波组，M为所述配网终端数的步骤包括：采用全枚举搜索法从所述MIMO电力线通信系统的子载波中按照预设的条件选择构建M个子载波组，其中，所述预设条件包括：条件一，每个所述子载波组的总传输比特容量满足公式：其中，j为子载波组标号，j＝1,…j,…,M，S(j)表示子载波组j中的子载波数量，子载波ID集合TSet(j)＝{D(p)}(p＝1,…,S(j))，Bmax表示配电终端业务数据量的上限值；条件二、子载波组间比特容量方差和为最小。本专利技术实施例在子载波分配方面充分考虑业务终端的灵活性、多样性，通过获取MIMO电力线通信系统OFDM信道参数，计算MIMO电力线通信系统当前OFDM符号周期内可支持配网终端数M，根据配网终端数对MIMO电力线通信系统中用于数据传输的子载波进行划分，在一个OFDM符号周期内每次选择前M个终端进行数据加载和传输。本专利技术充分考虑了子载波传输性能的时变动态性，对业务终端数据进行动态信道分配，降低了配网终端数据的重传率，提高了配网MIMO电力线通信系统的传输性能。附图说明图1为本专利技术第一实施例中的配电MIMO电力线通信多终端传输方法的流程图；图2为本专利技术第二实施例中的配电MIMO电力线通信多终端传输方法的流程图；图3为本专利技术的一个具体的应用场景示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。参照下面的描述和附图，将清楚本专利技术的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本专利技术的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本专利技术的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本专利技术的实施例的范围不受此限制。相反，本专利技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。请参阅图1，为本专利技术实施例中的配电MIMO电力线通信多终端传输方法，包括步骤S11～S14。步骤S11，获取MIMO电力线通信系统的OFDM信道参数，并根据所述OFDM信道参数计算所述MIMO电力线通信系统的数据传输总容量。其中，OFDM信道参数包括子载波总数N、MIMO电力线通信系统的总功率P，子载波的信噪比差额Γ，子载波的比特加载上限值K，子载波单位能量信噪比g。其中，子载波总数N根据MIMO电力线通信系统奇异值分解后得到的OFDM独立子载波的数量。OFDM信道参数的子载波ID集合为DSet＝{1,...,i,...N}，对于编号(No.)i子载波，统计获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电MIMO电力线通信多终端传输方法，其特征在于，包括：/n获取MIMO电力线通信系统的OFDM信道参数，并根据所述OFDM信道参数计算所述MIMO电力线通信系统的数据传输总容量；/n获取配电终端业务数据量的上限值，并根据所述上限值以及所述数据传输总容量，计算所述MIMO电力线通信系统在一个OFDM符号周期内可支持的配网终端数；/n按照所述配网终端数对所述MIMO电力线通信系统中的子载波进行划分，得到M个子载波组，M等于所述配网终端数；/n在一个OFDM符号周期内选择前M个终端的数据对M个所述子载波组进行数据加载和传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种配电MIMO电力线通信多终端传输方法，其特征在于，包括：
获取MIMO电力线通信系统的OFDM信道参数，并根据所述OFDM信道参数计算所述MIMO电力线通信系统的数据传输总容量；
获取配电终端业务数据量的上限值，并根据所述上限值以及所述数据传输总容量，计算所述MIMO电力线通信系统在一个OFDM符号周期内可支持的配网终端数；
按照所述配网终端数对所述MIMO电力线通信系统中的子载波进行划分，得到M个子载波组，M等于所述配网终端数；
在一个OFDM符号周期内选择前M个终端的数据对M个所述子载波组进行数据加载和传输。


2.如权利要求1所述的配电MIMO电力线通信多终端传输方法，其特征在于，所述根据所述OFDM信道参数计算所述MIMO电力线通信系统的数据传输总容量的步骤包括：
根据所述OFDM信道参数计算一个OFDM符号周期内每个子载波的最大可分配比特数；
对所述OFDM符号周期内的子载波的最大可分配比特数进行求和计算得到所述数据传输总容量。


3.如权利要求2所述的配电MIMO电力线通信多终端传输方法，其特征在于，所述OFDM信道参数包括所述MIMO电力线通信系统的子载波总数、OFDM符号周期内所述MIMO电力线通信系统的总功率，子载波的信噪比差额，子载波的比特加载上限值，所述子载波的最大可分配比特数B(i))的计算公式为：



其中，P表示一个OFDM符号周期内所述MIMO电力线通信系统的总功率，Γ表示子载波的信噪比差额，N表示所述MIMO电力线通信系统的子载波总数，K表示子载波的比特加载上限值，gi为子载波单位能量信噪比。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李映雪，章小枫，彭辉云，钟士元，王伟，周成，陆俊，张立川，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司经济技术研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36