一种用于电力载波通信的优化方法及系统与流程

1.本发明涉及一种用于电力载波通信的优化方法及系统，特别是涉及一种用于电力载波通信的优化方法及系统，属于电力载波通信技术领域。


背景技术：

2.传统电力系统通信方式存在传输速率低、抗干扰能力差等问题，且无法满足现代电力系统对大量数据传输的需求。目前，电力载波通信作为一种新兴的通信方式，具有传输速率高、抗干扰能力强等优势。
3.例如，经检索，中国专利公开号为cn104143999b的专利，公开了电力线载波通信方法和装置，包括：步骤1、电力线载波通信装置接收目标设备的响应消息，所述响应消息中携带的误包率超过预设值时，所述电力线载波通信装置向所述目标设备发送测量命令，并获得所述目标设备返回的所述电力线的信道质量，所述测量命令用以指示测量所述电力线的信道质量；步骤2、所述电力线载波通信装置根据当前所述电力线的信道质量和所述电力线中准备传输的数据包大小进行计算，获得用于在所述电力线中进行所述数据包传输的传输参数；步骤3、所述电力线载波通信装置根据所述传输参数在所述电力线中传输所述数据包；所述目标设备返回所述电力线的信道质量包括：所述目标设备计算获得的关于所述信道质量的参数。
4.上述专利存在以下不足：其所有传输均基于源数据进行传输，这就使得传输时，数据包较大，从而传输效率较低。
5.为此，本发明提出一种用于电力载波通信的优化方法及系统，以解决上述存在的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种用于电力载波通信的优化方法及系统，通过将源数据转化为比特流，再对比特流进行调制，从而可将源数据转化为二进制的数据流，再通过添加前向纠错码从而可实现数据包的压缩和简化，降低数据包的大小，从而提高传输效率。
7.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：一种用于电力载波通信的优化方法，包括以下步骤：
8.s1：生成比特流，采用同步码分多址技术将源数据编码为比特流；
9.s2：调制比特流，采用频移键控技术将比特流进行调制；
10.s3：添加前向纠错码，对调制后的比特流中添加前向纠错码；
11.s4：传输数据流，随后将比特流通过电力线进行传输即可。
12.优选地：所述s1步骤中，其具体包括以下步骤：
13.s11：首先将待传输的数据转化为二进制数据列，每个二进制位代表一个比特；
14.s12：然后将一个m位的同步码分为两个m/2位的子码，然后将比特流映射到子码上即可。
15.进一步地：所述s12步骤中，将比特流映射到子码上的具体步骤为：
16.a1：建立映射函数集合(f1(x)、f2(x)
……fn
(x))；
17.a2：根据同步码的位数m，选取映射函数fm(x)；
18.a3：然后将源数据根据映射函数fm(x)为映射至子码上。
19.在前述方案的基础上：所述s12步骤中，m为18、36或者72。
20.同时，所述s12步骤后，还包括乱码插入步骤，所述乱码插入包括以下步骤：
21.b1：采用二进制，建立长度不同的乱码序列组成乱码集合；
22.b2：选取其中一种长度的乱码，并将其插入子码中相邻的两个数据之间作为保护间隔。
23.作为本发明的一种优选的：所述s2步骤中，其具体包括以下步骤：
24.s21：将子码的数据中比特流映射到两个不同的频谱上；
25.s22：设定两个不同频谱的相位差，并将两个子码数据按照设定频率匹配。
26.同时，所述s3步骤中，其具体包括以下步骤：
27.s31：将整个比特流按照顺序分为多个长度为p的帧，每个帧包含p个采样点；
28.s32：然后对每个帧进行预测，得到一个长度为2p的预测序列；
29.s33：接着将比特流序列与预测序列进行卷积运算，得到长度为p的输出信号；
30.s34：然后将输出信号进行处理，得到压缩数据。
31.作为本发明的一种更优的方案：所述s34步骤中，信号处理为量化处理，所述量化处理贪心算法或者自适应算法将输出信号量化成有限个离散值。
32.在前述方案中更佳的方案是：所述s4步骤中，传输数据流采用基于plc控制的双模通信控制，其具体包括以下步骤：
33.s41：将数据传输采用并联的无线通讯模块和有线通讯模块；
34.s42：通过plc控制模块的切换，plc根据控制指令选择无线通讯模块的无线通讯模式或者有线通讯模块的有线通讯模式。
35.一种用于电力载波通信的优化系统，包括用于数据处理的数据处理模组和与数据传输的数据传输模组，所述数据处理模组与数据传输模组电性连接，所述数据处理模组内置用于生成比特流的编码模块、用于调制比特流的调制模块和用于添加前向纠错码并压缩的压缩模块，所述编码模块、调制模块和压缩模块依次电性串联连接。
36.本发明至少具备以下有益效果：
37.1、本发明，通过将源数据转化为比特流，再对比特流进行调制，从而可将源数据转化为二进制的数据流，再通过添加前向纠错码从而可实现数据包的压缩和简化，降低数据包的大小，从而提高传输效率。
38.2、本发明，在比特流映射的基础上，采用建立函数集合的方式，在映射函数的选择采用与同步码相同的映射函数编号，从而使得映射函数的取用也相对较为随机，从而增加了数据传输的安全性。
39.3、本发明，在数据映射之后，采用数据间隔插入乱码的形式，从而可进一步对数据传输的安全性提高，另外乱码的长度选择也相对随机，从而更进一步增加了数据的安全性。
40.4、本发明，对于数据的压缩采用采样、预测、再进行卷积的形式，一方面可保证数据压缩后的精确度，另一方面也降低了压缩后的数据包总量，从而更进一步提高传输效率。
附图说明
41.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
42.图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
43.以下将配合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
44.本实施例提供的用于电力载波通信的其优化方法：
45.实施例1：
46.一种用于电力载波通信的优化方法，如图1所示，包括以下步骤：
47.s1：生成比特流，采用同步码分多址技术将源数据编码为比特流；
48.s2：调制比特流，采用频移键控技术将比特流进行调制；
49.s3：添加前向纠错码，对调制后的比特流中添加前向纠错码；
50.s4：传输数据流，随后将比特流通过电力线进行传输即可。
51.s1步骤中，其具体包括以下步骤：
52.s11：首先将待传输的数据转化为二进制数据列，每个二进制位代表一个比特；
53.s12：然后将一个m位的同步码分为两个m/2位的子码，然后将比特流映射到子码上即可。
54.本发明，通过将源数据转化为比特流，再对比特流进行调制，从而可将源数据转化为二进制的数据流，再通过添加前向纠错码从而可实现数据包的压缩和简化，降低数据包的大小，从而提高传输效率。
55.实施例2：
56.一种用于电力载波通信的优化方法，如图1所示，包括以下步骤：
57.s1：生成比特流，采用同步码分多址技术将源数据编码为比特流；
58.s2：调制比特流，采用频移键控技术将比特流进行调制；
59.s3：添加前向纠错码，对调制后的比特流中添加前向纠错码；
60.s4：传输数据流，随后将比特流通过电力线进行传输即可。
61.s1步骤中，其具体包括以下步骤：
62.s11：首先将待传输的数据转化为二进制数据列，每个二进制位代表一个比特；
63.s12：然后将一个m位的同步码分为两个m/2位的子码，然后将比特流映射到子码上即可。
64.s12步骤中，将比特流映射到子码上的具体步骤为：
65.a1：建立映射函数集合(f1(x)、f2(x)
……fn
(x))；
66.a2：根据同步码的位数m，选取映射函数fm(x)；
67.a3：然后将源数据根据映射函数fm(x)为映射至子码上。
68.s12步骤中，m为18。
69.实施例3：
70.一种用于电力载波通信的优化方法，如图1所示，包括以下步骤：
71.s1：生成比特流，采用同步码分多址技术将源数据编码为比特流；
72.s2：调制比特流，采用频移键控技术将比特流进行调制；
73.s3：添加前向纠错码，对调制后的比特流中添加前向纠错码；
74.s4：传输数据流，随后将比特流通过电力线进行传输即可。
75.s1步骤中，其具体包括以下步骤：
76.s11：首先将待传输的数据转化为二进制数据列，每个二进制位代表一个比特；
77.s12：然后将一个m位的同步码分为两个m/2位的子码，然后将比特流映射到子码上即可。
78.s12步骤中，将比特流映射到子码上的具体步骤为：
79.a1：建立映射函数集合(f1(x)、f2(x)
……fn
(x))；
80.a2：根据同步码的位数m，选取映射函数fm(x)；
81.a3：然后将源数据根据映射函数fm(x)为映射至子码上。
82.s12步骤中，m为36。
83.实施例4：
84.一种用于电力载波通信的优化方法，如图1所示，包括以下步骤：
85.s1：生成比特流，采用同步码分多址技术将源数据编码为比特流；
86.s2：调制比特流，采用频移键控技术将比特流进行调制；
87.s3：添加前向纠错码，对调制后的比特流中添加前向纠错码；
88.s4：传输数据流，随后将比特流通过电力线进行传输即可。
89.s1步骤中，其具体包括以下步骤：
90.s11：首先将待传输的数据转化为二进制数据列，每个二进制位代表一个比特；
91.s12：然后将一个m位的同步码分为两个m/2位的子码，然后将比特流映射到子码上即可。
92.s12步骤中，将比特流映射到子码上的具体步骤为：
93.a1：建立映射函数集合(f1(x)、f2(x)
……fn
(x))；
94.a2：根据同步码的位数m，选取映射函数fm(x)；
95.a3：然后将源数据根据映射函数fm(x)为映射至子码上。
96.s12步骤中，m为72。
97.本发明，在比特流映射的基础上，采用建立函数集合的方式，在映射函数的选择采用与同步码相同的映射函数编号，从而使得映射函数的取用也相对较为随机，从而增加了数据传输的安全性。
98.实施例5：
99.一种用于电力载波通信的优化方法，如图1所示，包括以下步骤：
100.s1：生成比特流，采用同步码分多址技术将源数据编码为比特流；
101.s2：调制比特流，采用频移键控技术将比特流进行调制；
102.s3：添加前向纠错码，对调制后的比特流中添加前向纠错码；
103.s4：传输数据流，随后将比特流通过电力线进行传输即可。
104.s1步骤中，其具体包括以下步骤：
105.s11：首先将待传输的数据转化为二进制数据列，每个二进制位代表一个比特；
106.s12：然后将一个m位的同步码分为两个m/2位的子码，然后将比特流映射到子码上即可。
107.s12步骤中，将比特流映射到子码上的具体步骤为：
108.a1：建立映射函数集合(f1(x)、f2(x)
……fn
(x))；
109.a2：根据同步码的位数m，选取映射函数fm(x)；
110.a3：然后将源数据根据映射函数fm(x)为映射至子码上。
111.s12步骤中，m为18、36或者72。
112.s12步骤后，还包括乱码插入步骤，乱码插入包括以下步骤：
113.b1：采用二进制，建立长度不同的乱码序列组成乱码集合；
114.b2：选取其中一种长度的乱码，并将其插入子码中相邻的两个数据之间作为保护间隔。
115.本发明，在数据映射之后，采用数据间隔插入乱码的形式，从而可进一步对数据传输的安全性提高，另外乱码的长度选择也相对随机，从而更进一步增加了数据的安全性。
116.实施例6：
117.一种用于电力载波通信的优化方法，如图1所示，包括以下步骤：
118.s1：生成比特流，采用同步码分多址技术将源数据编码为比特流；
119.s2：调制比特流，采用频移键控技术将比特流进行调制；
120.s3：添加前向纠错码，对调制后的比特流中添加前向纠错码；
121.s4：传输数据流，随后将比特流通过电力线进行传输即可。
122.s1步骤中，其具体包括以下步骤：
123.s11：首先将待传输的数据转化为二进制数据列，每个二进制位代表一个比特；
124.s12：然后将一个m位的同步码分为两个m/2位的子码，然后将比特流映射到子码上即可。
125.s12步骤中，将比特流映射到子码上的具体步骤为：
126.a1：建立映射函数集合(f1(x)、f2(x)
……fn
(x))；
127.a2：根据同步码的位数m，选取映射函数fm(x)；
128.a3：然后将源数据根据映射函数fm(x)为映射至子码上。
129.a1：建立映射函数集合(f1(x)、f2(x)
……fn
(x))；
130.a2：根据同步码的位数m，选取映射函数fm(x)；
131.a3：然后将源数据根据映射函数fm(x)为映射至子码上。
132.s12步骤后，还包括乱码插入步骤，乱码插入包括以下步骤：
133.b1：采用二进制，建立长度不同的乱码序列组成乱码集合；
134.b2：选取其中一种长度的乱码，并将其插入子码中相邻的两个数据之间作为保护间隔。
135.s2步骤中，其具体包括以下步骤：
136.s21：将子码的数据中比特流映射到两个不同的频谱上；
137.s22：设定两个不同频谱的相位差，并将两个子码数据按照设定频率匹配。
138.s3步骤中，其具体包括以下步骤：
139.s31：将整个比特流按照顺序分为多个长度为p的帧，每个帧包含p个采样点；
140.s32：然后对每个帧进行预测，得到一个长度为2p的预测序列；
141.s33：接着将比特流序列与预测序列进行卷积运算，得到长度为p的输出信号；
142.s34：然后将输出信号进行处理，得到压缩数据。
143.s34步骤中，信号处理为量化处理，量化处理贪心算法或者自适应算法将输出信号量化成有限个离散值。
144.所述s4步骤中，传输数据流采用基于plc控制的双模通信控制，其具体包括以下步骤：
145.s41：将数据传输采用并联的无线通讯模块和有线通讯模块；
146.s42：通过plc控制模块的切换，plc根据控制指令选择无线通讯模块的无线通讯模式或者有线通讯模块的有线通讯模式。
147.本发明，对于数据的压缩采用采样、预测、再进行卷积的形式，一方面可保证数据压缩后的精确度，另一方面也降低了压缩后的数据包总量，从而更进一步提高传输效率。
148.实施例7：
149.一种用于电力载波通信的优化系统，其包括实现优化方法的用于数据处理的数据处理模组和与数据传输的数据传输模组，所述数据处理模组与数据传输模组电性连接，所述数据处理模组内置用于生成比特流的编码模块、用于调制比特流的调制模块和用于添加前向纠错码并压缩的压缩模块，所述编码模块、调制模块和压缩模块依次电性串联连接。
150.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
151.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
152.上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种用于电力载波通信的优化方法，其特征在于：包括如下步骤：s1：生成比特流，采用同步码分多址技术将源数据编码为比特流；s2：调制比特流，采用频移键控技术将比特流进行调制；s3：添加前向纠错码，对调制后的比特流中添加前向纠错码；s4：传输数据流，随后将比特流通过电力线进行传输即可。2.根据权利要求1所述的一种用于电力载波通信的优化方法，其特征在于：所述s1步骤中，其具体包括以下步骤：s11：首先将待传输的数据转化为二进制数据列，每个二进制位代表一个比特；s12：然后将一个m位的同步码分为两个m/2位的子码，然后将比特流映射到子码上即可。3.根据权利要求2所述的一种用于电力载波通信的优化方法，其特征在于：所述s12步骤中，将比特流映射到子码上的具体步骤为：a1：建立映射函数集合(f1(x)、f2(x)
……
f
n
(x))；a2：根据同步码的位数m，选取映射函数f
m
(x)；a3：然后将源数据根据映射函数f
m
(x)为映射至子码上。4.根据权利要求2所述的一种用于电力载波通信的优化方法，其特征在于：所述s12步骤中，m为18、36或者72。5.根据权利要求2所述的一种用于电力载波通信的优化方法，其特征在于：所述s12步骤后，还包括乱码插入步骤，所述乱码插入包括以下步骤：b1：采用二进制，建立长度不同的乱码序列组成乱码集合；b2：选取其中一种长度的乱码，并将其插入子码中相邻的两个数据之间作为保护间隔。6.根据权利要求1所述的一种用于电力载波通信的优化方法及系统，其特征在于：所述s2步骤中，其具体包括以下步骤：s21：将子码的数据中比特流映射到两个不同的频谱上；s22：设定两个不同频谱的相位差，并将两个子码数据按照设定频率匹配。7.根据权利要求1所述的一种用于电力载波通信的优化方法，其特征在于：所述s3步骤中，其具体包括以下步骤：s31：将整个比特流按照顺序分为多个长度为p的帧，每个帧包含p个采样点；s32：然后对每个帧进行预测，得到一个长度为2p的预测序列；s33：接着将比特流序列与预测序列进行卷积运算，得到长度为p的输出信号；s34：然后将输出信号进行处理，得到压缩数据。8.根据权利要求7所述的一种用于电力载波通信的优化方法，其特征在于：所述s34步骤中，信号处理为量化处理，所述量化处理贪心算法或者自适应算法将输出信号量化成有限个离散值。9.根据权利要求1所述的一种用于电力载波通信的优化方法，其特征在于：所述s4步骤中，传输数据流采用基于plc控制的双模通信控制，其具体包括以下步骤：s41：将数据传输采用并联的无线通讯模块和有线通讯模块；s42：通过plc控制模块的切换，plc根据控制指令选择无线通讯模块的无线通讯模式或者有线通讯模块的有线通讯模式。
10.一种用于电力载波通信的优化系统，其特征在于：用于运行如权利要求1-9任一项所述用于电力载波通信的优化方法，包括用于数据处理的数据处理模组和与数据传输的数据传输模组，所述数据处理模组与数据传输模组电性连接，所述数据处理模组内置用于生成比特流的编码模块、用于调制比特流的调制模块和用于添加前向纠错码并压缩的压缩模块，所述编码模块、调制模块和压缩模块依次电性串联连接。

技术总结
本发明涉及电力载波通信技术领域，具体为一种用于电力载波通信的优化方法及系统，包括以下步骤：生成比特流，采用同步码分多址技术将源数据编码为比特流，首先将待传输的数据转化为二进制数据列，每个二进制位代表一个比特，然后将一个m位的同步码分为两个m/2位的子码，然后将比特流映射到子码上即可调制比特流，采用频移键控技术将比特流进行调制，添加前向纠错码，对调制后的比特流中添加前向纠错码，随后将比特流通过电力线进行传输即可。本发明通过将源数据转化为比特流，再对比特流进行调制，从而可将源数据转化为二进制的数据流，再通过添加前向纠错码从而可实现数据包的压缩和简化，降低数据包的大小，从而提高传输效率。效率。效率。


技术研发人员：焦晓蓓 朱永猛
受保护的技术使用者：南京科能软件技术有限公司
技术研发日：2023.07.29
技术公布日：2023/9/23