本实用新型专利技术公开了一种自适应电力线路载波通信装置，包括耦合单元、电可调前端收发模拟电路、调制解调器、MCU、频率选择器和相关比较器，频率选择器在MCU控制下，向调制解调器提供参考频率，所述相关比较器用于将所述调制解调器所产生的正交子载波分别与叠加有正交子载波的接收信号进行卷积运算并比较，比较小的值作为比较结果输出，成为当前信号质量的参考值，当所述参考值源于当前工作频率时，若信号质量参考值小于设定的门限值，所述测试接收端MCU向测试发送端MCU发起改变全网载波通信频率的请求。与现有技术相比，本实用新型专利技术提高了OFDM通信系统的鲁棒性，健壮性；达到了对抗频率选择性干扰的优势，降低了通信系统的误码率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
自适应电力线载波通信装置
本技术涉及智能电网通讯领域，尤其涉及一种自适应电力线路载波通信装置。
技术介绍
电力线载波通信信道特性相当复杂，负载多样化，噪声干扰强，信道衰减大，通信环境相当恶劣。目前采用过零点检测扩频通信和过零点检测OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)两种技术来克服电力线信道中的各种干扰问题。 但是扩频通信占用大量的带宽，通信系统复杂；OFDM虽然可以抑制干扰，但线路上复杂多变，无法解决频率选择性干扰的问题，单频率正交通信无法绕过频率选择性干扰而自适应的改变。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种基于OFDM的自适应电力线路载波通信装置，克服频率选择性干扰的问题。为此，本技术实施例采用如下技术方案一种自适应电力线载波通信装置，电力网络中包括一个测试发送端和一个测试接收端以及其它载波通信装置，所述装置作为测试接收端接收测试发送端定时向全网发送的测试当前电力线载波信号质量的测试帧，所述装置包括耦合单元、电可调前端收发模拟电路、调制解调器和MCU，还包括频率选择器和相关比较器，所述频率选择器在MCU控制下，向调制解调器提供参考频率，所述相关比较器用于将所述调制解调器所产生的正交子载波分别与叠加有正交子载波的接收信号进行卷积运算并比较，比较小的值作为比较结果输出， 成为当前信号质量的参考值，当所述参考值源于当前工作频率时，若信号质量参考值小于设定的门限值，所述测试接收端MCU向测试发送端MCU发起改变全网载波通信频率的请求; 当参考值源于电力线载波的不同工作测试频率时，选取信号质量参考值的最大值所对应的频率作为最优化频率。在整个电网中，只有测试接 收端才响应测试帧，其它载波通信装置只响应测试发送端所发出的切换电网正交子载波通信频率的命令。测试发送端定时向全网发送测试当前电力线载波信号质量的测试帧，该测试帧频率为工前正常工作状态下的工作频率，其调制信号为恒‘I’的序列。如果测试帧频率为当前工作频率，那么所述信号质量参考值将与预设门限作比较，如果小于预设门限，测试接收端向发送端发起改变全网载波通信频率的请求。所述测试发送端如果收到测试接收端响应的改变全网载波通信频率的请求，则测试发送端按事先约好的规则，依次发送测试同步前导码，测试频率序列。所述测试接收端准备接收同步前导码，与测试发送端保持同步，然后依次接收到不同正交子载波的测试频率，通过相关比较器输出不同测试频率点的信号质量参考值，并存储于缓冲区中，依据缓冲区中的信号质量参考值中的最大值确定其所对应的最优化频率点，并发送将全网电力线载波通信频率切换到所述最优化频率点的命令。如果测试接收端没有向测试发送端发出改变全网载波通信频率的请求，则表示当前的载波频率可用，保持当前的工作频率。对于上述技术方案的技术效果分析如下可见，本技术提供的通信方案中，正常情况下，载波模块以信道中选频干扰最小的频率作为载波，由于不同时段，有不同的用电情况，导致负载变化，电力环境变化，选频干扰也变化，于是系统每隔一段时间都检测一下当前最优化频率，试图切换到最优化频率上工作。如果检测信道质量时间到，并且接收端相关比较器输出的统计结果显示信号失真了，就请求寻找下一个最优的频率。否则还是以原始载波频率工作。通过前导码同步机制， 收发端开始收发频率从60KHZ到150KHZ的子载波，最后MCU依统计结果判定出当前最优化的频率点，并切换到最优化频率点工作，返回到正常的工作。本技术通过在现有OFDM通信装置中增加频率选择器和相关比较器，对当前信号的质量进行相关分析，如果确定信号失真，则实时请求改变频率，实现了载波自适应。 特别地，启动前导码同步机制，接收端根据相关统计结果确定最优化频率，作为当前工作频率。 本技术克服了现有技术中存在的子载波频率固定而没有自适应电力线环境 (用电负荷、用电电器的变异等)从而导致的选频干扰严化、通信系统性能降低、浪费带宽的问题。本技术提供的装置，与现有技术相比，提高了 OFDM通信系统的鲁棒性，健壮性；达到了对抗频率选择性干扰的优势，降低了通信系统的误码率。附图说明图1为本技术自适应电力线载波通信装置结构示意图；图2为本技术自适应信道选频干扰的逻辑原理图；图3为本技术自适应电力线载波通信方法流程图。具体实施方式本技术在现有基于OFDM技术的通信装置中，通过相关性分析确定最优化频率点，从而实现电力线载波的自适应。[0021 ] 在整个电网中，包括数个载波通信装置，其中唯一一个装置兼有测试信道质量的功能，该装置作为测试发送端，定时地向全网发送测试当前电力线载波信号质量的测试帧， 例如测试帧为全‘I’的一帧数据。同样地，在整个电网所述的载波通信装置中，其中唯一一个装置兼有测试信道质量的功能，该装置作为测试接收端，只有测试接收端才响应测试帧， 其它载波通信装置只响应测试发送端所发出的切换电网正交子载波通信频率的命令。下面对测试接收端通信装置的内部结构及功能详细介绍如下。参见图1，为本技术自适应电力线载波通信装置结构示意图。该装置包括耦合单元10、电可调前端收发模拟电路20、调制解调器30、MCU 40，以及还包括频率选择器50和相关比较器60。其中，频率选择器50和相关比较器60是特别新增用以实现载波自适应功能的模块。下面对各个模块功能以及模块之间的连接关系介绍如下耦合单元10，用以耦合电力线上的载波信号，即把子载波耦合到电力线，或从电力线耦合载波信号到载波模块。电可调前端收发模拟电路20，与耦合单元10、调制解调器30、MCU 40连接，用以放大调制后的电力线载波信号或对解调前耦合进来的电力线载波信号进行滤波，其中电可调前端收发模拟电路20的滤波参数由MCU控制。调制解调器30，与前端收发模拟电路20，MCU 40相连，用于对MCU串并转换后的并行数字信号调制到正交子载波中，并传向收发模拟电路，最终通过耦合单元进入电网；或者从收发摸拟电路中获得从电网中传来的叠加了正交子载波的信号，解调后，并串转换，再给 MCU。MCU 40，与调制解调器30，频率选择器50，电可调前端收发摸拟电路20相连，作为系统的数据营运处理交换中心，切换测试频率，调整电可调端收发摸拟电路参数。频率选择器50，用于在MCU控制下选择参考频率提供给调制解调器30，S卩，频率选择器50受MCU 40的控制，向调制解调器30提供用 于与当前信号进行调制或解调的参考频率。相关比较器60，用于将频率选择器50通过其中一路载波90度相移所产生的正交子载波分别与叠加有正交子载波的接收信号进行卷积运算并比较，比较小的比较结果作为当前信号质量的参考值提供给MCU 40。参考值源于当前正常工作频率时，并且所收到的帧为全‘I’的测试帧时，说明系统在咨询当前的工作频率是否可靠阶段，此时参考值与测试门限进行比较，如果信号质量不良，MCU 40请求改变全网载波模块的当前工作频率。参考值源于不同的测试频率时，说明系统进入了选择最优化频率阶段，系统选取最大参考值所对应的测试频率为最优化频率，最终向全网载波模块广播。可见，本技术与现有技术比较，硬件上多了频率选择器50及相关比较器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自适应电力线载波通信装置，电力网络中包括一个测试发送端和一个测试接收端以及其它载波通信装置，所述装置作为测试接收端接收测试发送端定时向全网发送的测试当前电力线载波信号质量的测试帧，所述装置包括耦合单元、电可调前端收发模拟电路、调制解调器和MCU，其特征在于，还包括频率选择器和相关比较器，所述频率选择器在MCU控制下，向调制解调器提供参考频率，所述相关比较器用于将所述调制解调器所产生的正交子载波分别与叠加有正交子载波的接收信号进行卷积运算并比较，比较小的值作为比较结果输出，成为当前信号质量的参考值。
【技术特征摘要】
1.一种自适应电カ线载波通信装置，电カ网络中包括一个测试发送端和ー个测试接收端以及其它载波通信装置，所述装置作为测试接收端接收测试发送端定时向全网发送的测试当前电カ线载波信号质量的测试帧，所述装置包括耦合单元、电可调前端收发模拟电路、调制解调器和MCU，...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎金华，朱奎，殷翔，
申请(专利权)人：深圳市金正方科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
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