一种电力线通信数据处理方法和系统及设备技术方案

本发明专利技术为一种电力线通信数据处理方法和系统及设备。该系统包括发射机和接收机；所述发射机包括第一峰值检测模块，用于进行峰值点检测和电压峰值点预测；信道编码模块，用于对信道编码；调制模块，用于对编码输出的比特流数据进行调制；发射前端模块，用于检测得到的峰值时间点开始发射电力线通信数据并持续时间T。接收机包括第二峰值检测模块，用于电压峰值点检测和峰值点预测；信道解码模块，用于进行信道解码；解调模块，用于对解调信号进行解调；接收前端模块，用于检测峰值时间点接收电力线通信数据并持续时间T，同步后传送至解调模块进行解调。其显著提高了电力线通信的带宽，增加了通信中可用的载波数目。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力线通信(Power Line Communication, PLC)通信
，特别是，具体涉及一种电力线通信的数据传输正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing, OFDM)数据处理方法和处理系统，以及电力线通信的发送机及接收机。
技术介绍
电力线通信(Power Line Communication, PLC)是以电力线作为通信媒介的一种通信方式。PLC技术早在六十多年前就应用在输电线路上，用于发电厂及变电站的调度指挥通信，但很长时间以来，其并不是一种理想的通信介质，然而随着技术的不断进步，特别是调制技术及微电子技术的发展，使得PLC的实用化成为可能。随着技术的进步，PLC技术被利用以低压配电线路传输高速数据、语音、图像等多媒体业务信号，应用于家庭国际互联网(Internet) “宽带”接入和家电智能化联网控制，即高速数据PLC。所以，对PLC的研究具有重要意义。配电线路网的主要功能是传输50Hz的电力信号，电力信号在电力线上的波形如图1所示。信号周期为20ms。零值点的出现频率为100Hz，零值点的出现周期为IOms ;峰值点的出现频率为100Hz，峰值点的出现周期为10ms。在利用电力线进行信号传输时，现有技术一般是零点发送，即在电力信号的零点附近几毫秒的时间段内进行信号传输。但是现有的米用零点电压信号传输技术存在一个很明显的缺陷:会产生被传输信号频率的二次以上谐波。经过反复测试发现，产生的二次谐波功率只比基频功率小8分贝(DB)到 10 分贝(DB)。设被传输信号的频带范围为fstart到fmd(其中，fstart为低频截止点，fmd为高截止点)。由于高次谐波的存在，必须满足fmd < 2fstart,否则将会产生严重的谐波干扰。从而得出信号带宽如式(I): Δ = fend-fstart < 2fstart-fstart = fstart (I)同时，国家电网中的通信信号被限制在O 500KHZ内，即fend < 500KHz。所以得到式⑵:f Δ = fend-fstart < 500~f start (2)由式(I)、(2)得到< 250ΚΗζ。所以，在500ΚΗζ宽的信道带宽内，采用电压零点进行信号传输时只能利用其中250ΚΗζ带宽。因此，高次谐波的存在限制了信道内所能够传输信号的带宽范围。而且，随着多载波技术的发展 和正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术在电力线载波通信中的广泛应用，谐波干扰的存在成为限制可用载波数目的一个重要问题，这极大地限制了电力线通信的数据传输通信速率。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种电力线通信数据处理方法和系统及设备，其克服了零值点发送方法存在高次谐波干扰的缺点，显著提高了电力线通信的带宽，增加了通信中可用的载波数目。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种电力线通信数据处理方法，包括电力线通信数据发射机发射处理步骤，和电力线通信数据接收机接收处理步骤；所述电力线通信数据发射机发射处理步骤，包括如下步骤:步骤Al，检测本次电压峰值点出现时刻为t1;以便在峰值点进行信号发射；步骤A2,预测下一个峰值点出现时刻t2,即t2 = ti+10毫秒；步骤A3，根据预测得到的下一个峰值点的出现时刻t2，计算出开始发送信号的时间点为t2-T/2，在时间点t2-T/2开始发射电力线通信数据；步骤A4，持续时间T后，完成本次的电力线通信数据信号发送，返回进入步骤Al，进行下一次峰值点电力线通信数据发射，直至发射完毕全部电力线通信数据；所述电力线通信数据接收机接收处理步骤，包括如下步骤:步骤BI，检测本次电压峰值点t1;以便在峰值点进行信号接收；步骤B2,预测下一个峰值点出现时刻t2,即t2 = ti+10毫秒；步骤S33，根据预测到的下一个峰值点的出现时刻t2，计算出开始接收信号的时间点为t2-T/2，在时间点t2-T/2开始接收电力线通信数据；步骤B4，持续时间T后，完成本次的电力线通信数据信号接收，返回进入步骤BI，进行下一次峰值点电力线通信数据接收，直至接收完毕全部电力线通信数据。较优地，所述步骤Al和BI中，所述检测电压峰值点出现时刻为h，包括如下步骤:根据零点检测得到零点时刻后，计算峰值点时刻=零点时刻+5ms，得到电压峰值点出现时刻h。为实现本专利技术目的还提供一种基于OFDM的电力线通信数据收发系统，包括发射机和接收机；所述发射机包括第一峰值检测模块，发射前端模块，调制模块，信道编码模块；所述第一峰值检测模块，用于进行峰值点检测和电压峰值点预测；；所述信道编码模块，用于对电力线载波通信中的信道编码；所述调制模块，用于对所述信道编码模块输出的比特流数据根据OFDM调制方式进行调制；所述发射前端模块，用于根据所述峰值检测模块检测得到的峰值时间点t2_T/2，在峰值时间点t2-T/2开始发射电力线通信数据，并持续时间T后，结束本次发送；所述接收机包括第二峰值检测模块，接收前端模块，解调模块，信道解码模块；其中，所述第二峰值检测模块，用于电压峰值点检测和峰值点预测；所述信道解码模块，用于进行电力线载波通信中的信道解码；所述解调模块，用于对接收前端模块输出的解调信号进行根据OFDM调制方式进行解调；所述接收前端模块，用于根据第二峰值检测模块提供的电压峰值时间点t2_T/2，在峰值时间点t2-T/2开始接收电力线通信数据，并持续时间T后，将电力线通信数据同步后传送至解调模块进行解调。较优地，所述第一峰值检测模块，包括第一检测子模块，第一预测子模块和第一峰值时间点计算子模块，其中:所述第一检测子模块，用于检测电压峰值点出现时刻为t1;以便在峰值点进行信号发射；所述第一预测子模块，用于预测下一个峰值点出现时刻t2，即t2 = VlO毫秒；所述第一峰值时间点计算子模块，用于根据预测得到的下一个峰值点的出现时刻t2，计算出开始发送信号的峰值时间点为t2-T/2 ；所述第二峰值检测模块，包括第二检测子模块，第二预测子模块和第二峰值时间点计算子模块，其中:所述第二检测子模块，用于检测本次检测电压峰值点出现时刻为t1;以便在峰值点进行信号接收；所述第二预测子模块，用于预测下一个峰值点出现时刻t2，即t2 = VlO毫秒；所述第二峰值时间点计算子模块，用于根据预测得到的下一个峰值点的出现时刻t2，计算出开始发送信号的峰值时间点为t2-T/2。较优地，所述检测电压峰值点出现时刻为h是指，根据零点检测得到零点时刻后，计算峰值点时刻=零点时刻+5ms，得到电压峰值点出现时刻h。较优地，所述调制模块由一个N点的IFFT功能单元组成，完成OFDM调制；所述解调模块由N点FFT处理单元组成，完成OFDM解调。为实现本专利技术目的还提供一种基于OFDM的电力线通信数据发射机，包括第一峰值检测模块，发射前端模块，调制模块，信道编码模块；所述第一峰值检测模块，用于进行峰值点检测和电压峰值点预测；；所述信道编码模块，用于对电力线载波通信中的信道编码；所述调制模块，用于对所述信道编码模块输出的比特流数据根据OFDM调制方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力线通信数据处理方法，包括电力线通信数据发射机发射处理步骤，和电力线通信数据接收机接收处理步骤；其特征在于：所述电力线通信数据发射机发射处理步骤，包括如下步骤：步骤A1，检测本次电压峰值点出现时刻为t1，以便在峰值点进行信号发射；步骤A2，预测下一个峰值点出现时刻t2，即t2＝t1+10毫秒；步骤A3，根据预测得到的下一个峰值点的出现时刻t2，计算出开始发送信号的时间点为t2?T/2，在时间点t2?T/2开始发射电力线通信数据；步骤A4，持续时间T后，完成本次的电力线通信数据信号发送，返回进入步骤A1，进行下一次峰值点电力线通信数据发射，直至发射完毕全部电力线通信数据；所述电力线通信数据接收机接收处理步骤，包括如下步骤：步骤B1，检测本次电压峰值点t1，以便在峰值点进行信号接收；步骤B2，预测下一个峰值点出现时刻t2，即t2＝t1+10毫秒；步骤S33，根据预测到的下一个峰值点的出现时刻t2，计算出开始接收信号的时间点为t2?T/2，在时间点t2?T/2开始接收电力线通信数据；步骤B4，持续时间T后，完成本次的电力线通信数据信号接收，返回进入步骤B1，进行下一次峰值点电力线通信数据接收，直至接收完毕全部电力线通信数据。...

【技术特征摘要】
1.一种电力线通信数据处理方法，包括电力线通信数据发射机发射处理步骤，和电力线通信数据接收机接收处理步骤； 其特征在于: 所述电力线通信数据发射机发射处理步骤，包括如下步骤: 步骤Al，检测本次电压峰值点出现时刻为t1;以便在峰值点进行信号发射； 步骤A2,预测下一个峰值点出现时刻t2,即t2 = ti+10毫秒； 步骤A3，根据预测得到的下一个峰值点的出现时刻t2，计算出开始发送信号的时间点为t2-T/2，在时间点t2-T/2开始发射电力线通信数据； 步骤A4，持续时间T后，完成本次的电力线通信数据信号发送，返回进入步骤Al，进行下一次峰值点电力线通信数据发射，直至发射完毕全部电力线通信数据； 所述电力线通信数据接收机接收处理步骤，包括如下步骤: 步骤BI，检测本次电压峰 值点t1;以便在峰值点进行信号接收； 步骤B2,预测下一个峰值点出现时刻t2,即t2 = ti+10毫秒； 步骤S33，根据预测到的下一个峰值点的出现时刻t2，计算出开始接收信号的时间点为t2_T/2，在时间点t2-T/2开始接收电力线通信数据； 步骤B4，持续时间T后，完成本次的电力线通信数据信号接收，返回进入步骤BI，进行下一次峰值点电力线通信数据接收，直至接收完毕全部电力线通信数据。2.根据权利要求1所述的电力线通信数据处理方法，其特征在于，所述步骤Al和BI中，所述检测电压峰值点出现时刻为A，包括如下步骤: 根据零点检测得到零点时刻后，计算峰值点时刻=零点时刻+5ms，得到电压峰值点出现时刻h。3.根据权利要求1或2所述的电力线通信数据处理方法，其特征在于，T= 3毫秒。4.一种基于OFDM的电力线通信数据收发系统，包括发射机和接收机； 其特征在于: 所述发射机包括第一峰值检测模块，发射前端模块，调制模块，信道编码模块； 所述第一峰值检测模块，用于进行峰值点检测和电压峰值点预测； 所述信道编码模块，用于对电力线载波通信中的信道编码； 所述调制模块，用于对所述信道编码模块输出的比特流数据根据OFDM调制方式进行调制； 所述发射前端模块，用于根据所述峰值检测模块检测得到的峰值时间点t2-T/2，在峰值时间点t2-T/2开始发射电力线通信数据，并持续时间T后，结束本次发送； 所述接收机包括第二峰值检测模块，接收前端模块，解调模块，信道解码模块； 其中，所述第二峰值检测模块，用于电压峰值点检测和峰值点预测； 所述信道解码模块，用于进行电力线载波通信中的信道解码； 所述解调模块，用于对接收前端模块输出的解调信号根据OFDM调制方式进行解调；所述接收前端模块，用于根据第二峰值检测模块提供的电压峰值时间点t2-T/2，在峰值时间点t2-T/2开始接收电力线通信数据，并持续时间T后，将电力线通信数据同步后传送至解调模块进行解调。5.根据权利要求4所述的基于OFDM的电力线通信数据收发系统，其特征在于:所述第一峰值检测模块，包括第一检测子模块，第一预测子模块和第一峰值时间点计算子模块，其中: 所述第一检测子模块，用于检测电压峰值点出现时刻为t1;以便在峰值点进行信号发射； 所述第一预测子模块，用于预测下一个峰值点出现时刻t2，即t2 = ti+10毫秒； 所述第一峰值时间点计算子模块，用于根据预测得到的下一个峰值点的出现时刻t2，计算出开始发送信号的峰值时间点为t2-T/2 ； 所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙春光，李立，李斌，王伟，范振伟，付华丰，鲍妍，刘占利，吴晓亮，杨磊，曹培磊，吕继华，
申请(专利权)人：兆讯恒达微电子技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：