一种通信方法、发送端、接收端及系统技术方案

本发明专利技术提供一种通信方法、发送端、接收端及系统，应用于低压电力通信系统中，该低压电力通信系统包括一个发送端和M个接收端，发送端同时向M个接收端发送相同的数据；包括：获得M个接收端对应的M个信道的通信质量；由通信质量最差的信道确定发送端向M个接收端发送的数据包的个数NT；由发送端的原始K个数据包的数据利用无速率编码生成NT个数据包；NT>K；将NT个数据包发送给M个接收端，直到收到M个接收端反馈的成功接收数据完毕的反馈信息。采用组播的方式，而不需要对于数据包进行纠错和反馈重发。当每个接收端接收到足够解码的数据包时，发送端停止发送即可。提高了数据的传输效率，为低压电力线通信提供了可靠高效的信息传输方式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种通信方法、发送端、接收端及系统。
技术介绍
低压电力线通信(PLC，PowerLineCommunication)系统利用已有的低压电力配电网构成的电力线作为通信信道进行高速率数据传递和信息交换，已经被广泛应用于用户终端宽带接入、智能电网、企业内部网络和智能家庭网络等领域。然而，最初电力线是为传输或低损耗输电要求而设计的。传输线路中连接有不同种类的电气设备，由于电气设备的时变性，导致传输通道的阻抗不能匹配，因此在电力线信道会表现出时变、多径、衰减、高噪声干扰等特性，使得电力线信道通信环境极为恶劣。低压电力线通信一般是由一个发送端同时向多个接收端发送相同的数据。现有技术中，电力线通信的信道编码技术采取的是反馈纠错和反馈重发技术。由于信道的条件不一样，每个接收端能够正确接收的信息不一样，利用反馈重发技术针对每个接收端缺少的信息进行重发，直到每个接收端都正确接收到了所有的信息。在低压电力线通信中，由于通信环境极为恶劣，数据包丢失的现象不可避免，因此，利用现有技术的反馈重发技术非常复杂，需要反馈的信息量大，而且传输效率低。因此，需要设计一种适用于低压电力线的可靠通信方法，能够提高通信效率。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本专利技术还提供一种通信方法、发送端、接收端及系统，能够提高通信的效率。本专利技术实施例提供一种通信方法，应用于低压电力通信系统中，该低压电力通信系统包括一个发送端和M个接收端，所述发送端同时向所述M个接收端发送相同的数据；其中M为大于等于1的整数，包括以下步骤：获得M个接收端对应的M个信道的通信质量；由通信质量最差的信道确定所述发送端向M个接收端发送的数据包的个数NT；由发送端的原始K个数据包的数据利用无速率编码生成NT个数据包；NT>K；将所述NT个数据包发送给M个接收端，直到收到M个接收端反馈的成功接收数据完毕的反馈信息。优选地，由发送端的K个数据包的数据利用无速率编码生成NT个数据包，具体包括：在所述原始K个数据包后添加(Kext-K)个补丁数据包，每个补丁数据包的大小与原始K个数据包中每个数据包的大小相同，且所有补丁数据包的比特位均为0，得到扩展源向量其中，CK×1表示原始K个数据包的向量，每个数据包的大小为T字节，T为预设值；在的末尾添加S+H个零约束数据包，每个零约束数据包的大小为T字节，且所有零约束数据包的比特位均为0，得到新向量CL×1，L＝Kext+S+H；利用RapterQ预处理矩阵A-1L×L得到中间数据向量C'L×1＝A-1L×LCL×1；对所述中间数据向量C'L×1进行LT处理，产生NC个传输数据包，由所述NC个传输数据包组成传输数据向量为LT矩阵，其前Kext个行向量组成的子矩阵是AL×L中的所述传输数据向量包括扩展源向量和修复数据向量其中结合与的关系可得：不传输位置和数量已知的零向量向M个发送端实际传输的数据向量为其中，NT＝NC-(Kext-K)；Kext、S、H、B和P都由K查RaptorQ表获得，且Kext≥K。优选地，所述发送端每次向接收端发送数据包时均使用第一次发送时使用的预处理矩阵A-1L×L。优选地，还包括：每个所述接收端判断自己接收的数据包达到预定数目时，则向所述发送端反馈接收数据完毕的反馈信息，并利用无速率解码将从中正确接收的数据包进行解码；所述预定数目大于等于K小于NT。优选地，每个所述接收端利用无速率解码将从中正确接收的数据包进行解码，具体为：将所述零向量添加到组成接收扩展向量其中Next＝NR+(Kext-K)；在后添加(S+H)个零约束数据包构成向量其中LR＝Next+S+H；接收端根据中数据包在中对应的位置从获得对应的LT矩阵用取代AL×L中的得到新矩阵根据下式获得中间数据向量：利用C'L×1根据求解删去末尾的(Kext-K)个补丁数据包得到发送端的原始K个数据包的向量CK×1。优选地，每个所述接收端每次从发送端接收数据时重新对矩阵求逆矩阵本专利技术实施例还提供一种发送端，包括：应用于低压电力通信系统中，该发送端对应M个接收端，所述发送端同时向所述M个接收端发送相同的数据；其中M为大于等于1的整数；包括：信道通信质量获得单元、数据包个数确定单元、生成单元、发送单元和反馈信息接收单元；所述信道通信质量获得单元，用于获得M个接收端对应的M个信道的通信质量；所述数据包个数确定单元，用于由通信质量最差的信道确定所述发送端向M个接收端发送的数据包的个数NT；所述生成单元，用于由发送端的原始K个数据包的数据利用无速率编码生成NT个数据包；NT>K；所述发送单元，用于将所述NT个数据包发送给M个接收端；所述反馈信息接收单元，用于当接收到M个接收端反馈的成功接收数据完毕的反馈信息时，通知所述发送单元停止发送数据包。本专利技术实施例还提供一种接收端，包括：接收单元、解码单元和反馈单元；所述接收单元，用于接收发送端发送的数据，当判断自己接收的数据包达到预定数目时，停止接收，并通知所述反馈单元和解码单元接收完毕；所述反馈单元，用于向所述发送端反馈接收数据完毕的反馈信息；所述解码单元，用于利用无速率解码将从中正确接收的数据包进行解码。本专利技术实施例还提供一种通信系统，应用于低压电力通信中，包括：一个发送端和M个接收端，所述发送端同时向所述M个接收端发送相同的数据；其中M为大于等于1的整数；所述发送端，用于获得M个接收端对应的M个信道的通信质量；由通信质量最差的信道确定所述发送端向M个接收端发送的数据包的个数NT；由发送端的原始K个数据包的数据利用无速率编码生成NT个数据包；NT>K；将所述NT个数据包发送给M个接收端，直到收到M个接收端反馈的成功接收数据完毕的反馈信息；所述接收端，用于判断自己接收的数据包达到预定数目时，则向所述发送端反馈成功接收数据完毕的反馈信息，并利用无速率解码将从中正确接收的数据包进行解码；所述预定数目大于等于K小于NT。优选地，所述通信系统为：智能电表系统、智能电动车充电系统或智能电网中电力设备监管系统。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：采用组播的方式，即发送端只负责向接收端发送数据包，接收端只负责接收数据包。而不需要对于数据包进行纠错和反馈重发。当每个接收端接收到足够的数据包时，发送端停止发送即可。由于采用无速率编码技术将待发送的数据包进行了编码，因此，接收端只要接收到足够的数据包就可以利用无速率解码技术正确解码出发送端发送的数据。该方法相对于传统的反馈重发或纠错技术，提高了数据的传输效率，为低压电力线通信提供了可靠的信息传输方式。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术提供的通信方法实施例一流程图；图2为本专利技术提供的通信方法的架构图；图3为本专利技术提供的发送端的示意图；图4为本专利技术提供的接收端的示意图；图5为本专利技术提供的通信系统的示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信方法，其特征在于，应用于低压电力通信系统中，该低压电力通信系统包括一个发送端和M个接收端，所述发送端同时向所述M个接收端发送相同的数据；其中M为大于等于1的整数，包括以下步骤：获得M个接收端对应的M个信道的通信质量；由通信质量最差的信道确定所述发送端向M个接收端发送的数据包的个数NT；由发送端的原始K个数据包的数据利用无速率编码生成NT个数据包；NT>K；将所述NT个数据包发送给M个接收端，直到收到M个接收端反馈的成功接收数据完毕的反馈信息。

【技术特征摘要】
1.一种通信方法，其特征在于，应用于低压电力通信系统中，该低压电力通信系统包括一个发送端和M个接收端，所述发送端同时向所述M个接收端发送相同的数据；其中M为大于等于1的整数，包括以下步骤：获得M个接收端对应的M个信道的通信质量；由通信质量最差的信道确定所述发送端向M个接收端发送的数据包的个数NT；由发送端的原始K个数据包的数据利用无速率编码生成NT个数据包；NT>K；将所述NT个数据包发送给M个接收端，直到收到M个接收端反馈的成功接收数据完毕的反馈信息。2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，由发送端的原始K个数据包的数据利用无速率编码生成NT个数据包，具体包括：在所述原始K个数据包后添加(Kext-K)个补丁数据包，每个补丁数据包的大小与原始K个数据包中每个数据包的大小相同，且所有补丁数据包的比特位均为0，得到扩展源向量其中，CK×1表示原始K个数据包的向量，每个数据包的大小为T字节，T为预设值；在的末尾添加S+H个零约束数据包，每个零约束数据包的大小为T字节，且所有零约束数据包的比特位均为0，得到新向量CL×1，L＝Kext+S+H；利用RapterQ预处理矩阵A-1L×L得到中间数据向量C'L×1＝A-1L×LCL×1；对所述中间数据向量C'L×1进行LT处理，产生NC个传输数据包，由所述NC个传输数据包组成传输数据向量为LT矩阵，其前Kext个行向量组成的子矩阵是AL×L中的所述传输数据向量包括扩展源向量和修复数据向量其中结合与CK×1的关系可得：不传输位置和数量已知的零向量向M个发送端实际传输的数据向量为其中，NT＝NC-(Kext-K)；Kext、S、H、B和P都根据K查RaptorQ表获得，且Kext≥K。3.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述发送端每次向接收端发送数据包时均使用第一次发送时使用的预处理矩阵A-1L×L。4.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，还包括：每个所述接收端判断自己接收的数据包达到预定数目时，则向所述发送端反馈接收数据完毕的反馈信息，并利用无速率解码将从中正确接收的数据包进行解码；所述预定数目大于等于K小于NT。5.根据权利要求4所述的通信方法，其特征在于，每个所述接收端利用无速率解码将从中正确接收的数据包进行解码，具体为：将所述零向量添加到组成接收扩展向量其中Next＝NR+(Kext-K)；在后添加(S+H)个零约束数据包构成向量其中LR＝Next+...

【专利技术属性】
技术研发人员：张煜，熊轲，单葆国，吴鹏，唐伟，
申请(专利权)人：国网能源研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11