一种适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法，基于码元来实现数据分集拷贝方式，将拷贝后的数据不仅放置到不同的子载波上，也分别放置在I、Q两路上，实现了比特级的分集拷贝方式，分集拷贝后的码元按照既定步长穿插排布，最后通过IFFT模块生成时域数据发送，波形到达数据接收端后，经过FFT模块，将时域数据转化为频域数据，使用前导计算出接收信号每个子载波的信噪比和权重值，根据分集拷贝规则对数据进行最大比值合并，然后进入后续模块。本发明专利技术实现了比特级的分集拷贝，将同一数据分布于不同子载波和时刻上，增强了系统的抗噪声性能，提高了通信稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法
本专利技术涉及电力线载波通信领域，尤其涉及一种适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法。
技术介绍
10KV电力线载波通信技术是利用10KV电缆来发送和接收通信信号的有线通信技术。对于偏远无信号地区或者施工铺设光纤困难地区，电力线载波通信技术能够实现稳定的通信传输，无需进行光纤铺设节省了成本，也使数据传输更加安全。电力线载波通信信道由于线路中各种开关的存在，因此存在脉冲噪声的干扰、延时严重的问题，因此提高通信能力，增强通信的可靠性是必不可少的。现有分的集拷贝技术以数据块为单位进行分集拷贝，需要缓存一个数据块的数据，分集拷贝后占用的存储空间大，当子载波的数目在动态变化时，需要重新计算拷贝方式，以确保拷贝的数据分布于不同的码元上，本专利技术以码元为最小拷贝单元，占用存储小，计算简便，当子载波数目变化时，只需一步计算就可得出移位偏置。现有的分集合并方式主要是等增益合并，当信道质量较差时，不少分集数据块已经受到严重的信道衰减，合并后反而会降低接受信号质量，可靠性较低。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法，不会额外的增加系统开销，利用系统子载波配置信息和输入参数实现数据分集，在接收端通过前导计算出不同子载波的信噪比和权重系数，从而确定合并结果，达到改善接收信号的抗衰减和抗噪声能力，避免了降低接收信号的质量，提高了信息可靠性。本专利技术的适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法包括以下步骤：步骤1：在物理层内，待发送的报文数据进行星座映射，转化为复数数据，包含实部和虚部两部分，标记实部为I路，虚部为Q路，确认分集拷贝的次数CopyNum与子载波数目CarrierNum；步骤2：将待分集拷贝的复数数据以子载波数目为单位，复制出CopyNum个拷贝码元，然后按照本专利技术中的分集拷贝规则操作，分集拷贝的规则如下：1)计算出每个拷贝码元的移位偏置shift，其中shift＝ceil(CarrierNum/CopyNum)；2)在偶数编号的拷贝码元上I路与Q路的数据进行交换，奇数分集拷贝码元上不交换I路Q路；3)第一个拷贝码元的移位偏置为0，第二个码元移位偏置为shift，以此类推，第CopyNum个拷贝码元移位偏置为(CopyNum-1)*shift；步骤3：通过对线路环境和线路噪声统计数据，统计出干扰通信的脉冲噪声的平均时长T，由FFT点数N和采样率Fs计算得出单个码元时间长度t，t＝N/Fs，进而得到分集拷贝后得到的CopyNum个码元排布时需要的步长Step，Step＝ceil(T/t)，即同一码元分集拷贝产生的拷贝码元中间都间隔了Step个码元；步骤4：所有码元的频域数据通过IFFT(InvertFastFourierTransformation,反向快速傅里叶变换)运算生成波形数据，经过DA转换，发送到电力线信道中；步骤5：接收端接收波形数据后，通过FFT(FastFourierTransformation,快速傅里叶变换)将波形数据转化为频域数据，经过信道估计与均衡后，通过前导计算出每个子载波的信噪比和权重，得到子载波上对应比特数据的权系数：σi＝λi·SNRi，其中λ＞1，i表示第i个子载波，SNRi是中每个子载波的信噪比；步骤6：根据帧控制中输入的CarrierNum、CopyNum参数与星座映射规则，将分布在不同码元上的同一数据信息采用最大比值合并方法进行分集合并，完成分集合并后的数据信息进入交织、解码等其他模块。进一步，所述步骤1中的星座映射为星座点映射，将报文中的比特数据映射为复数数据。进一步，所述步骤2中的ceil函数的作用是向上取整。进一步，所述步骤3中的脉冲噪声是一种常见于电力线信道中的干扰。进一步，所述步骤3中的步长Step的计算结果取决于当前线路上脉冲噪声的平均时长T和单个码元时间长度t，Step要根据线路的实际情况计算选取，步长的计算公式Step＝ceil(T/t)，其中ceil表示向上取整函数。进一步，所述步骤4中的DA转换，用于将数字信号转化为模拟信号。进一步，所述步骤5中的AD，用于将模拟信号转化为数字信号。进一步，所述步骤5中的信道估计与均衡用于纠正数据传输过程中信道影响。本专利技术的有益效果在于：1.不需要使用数据块模式对数据进行分割，以码元为单位进行分集拷贝缓存的数据量少，当子载波数目变化时，只需一次运算就可以得出移位偏置，本专利技术可以通过开辟多通道分集的方式加快计算。2.本专利技术的分集拷贝，同一个比特数据不仅分布在不同子载波上，也同时分布在I、Q两路上，增强了系统的鲁棒性。数据解析端通过带权重的数据合并方式，提高了信息的可靠性，并且步长参数的使用也提高了抗脉冲噪声的能力。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法的流程图。图2为本专利技术适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法的分集拷贝示意图。图3为本专利技术适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法的拷贝码元放置示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。如图1所示，本专利技术提供了一种适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法，具体包括以下步骤：步骤1：在物理层内，待发送的报文数据进行星座映射，转化为复数数据，包含实部和虚部两部分，标记实部为I路，虚部为Q路，确认分集拷贝的次数CopyNum与子载波数目CarrierNum；步骤2：将待分集拷贝的复数数据以子载波数目为单位，复制出CopyNum个拷贝码元，然后按照本专利技术中的分集拷贝规则操作如图2所示，分集拷贝的规则如下：1)计算出每个拷贝码元的移位偏置shift，其中shift＝ceil(CarrierNum/CopyNum)；2)在偶数编号的拷贝码元上I路与Q路的数据进行交换，奇数分集拷贝码元上不交换I路Q路；3)第一个拷贝码元的移位偏置为0，第二个码元移位偏置为shift，以此类推，第CopyNum个拷贝码元移位偏置为(CopyNum-1)*shift；步骤3：通过对线路环境和线路噪声统计数据，计算出脉冲噪声的平均时长T，由FFT点数N和采样率Fs计算得出单个码元时间长度t，t＝N/Fs，进而得到分集拷贝后得到的CopyNum个码元排布时需要的步长Step，如图3所示，Step＝ceil(T/t)，即同一码元分集拷贝产生的拷贝码元中间都间隔了Step个码元；步骤4：所有码元的频域数据通过IFFT(InvertFastFourierTransformation本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：在物理层内，发送端将待发送的报文数据进行星座映射，转化为复数数据，包含实部和虚部两部分，标记实部为I路，虚部为Q路，确认分集拷贝的次数CopyNum与子载波数目CarrierNum；/n步骤2：将待分集拷贝的复数数据以子载波数目为单位，复制出CopyNum个拷贝码元，然后按照分集拷贝规则进行操作；/n步骤3：通过对线路环境和线路噪声统计数据，统计出干扰通信的脉冲噪声的平均时长T，由FFT点数N和采样率Fs计算得出单个码元时间长度t，t＝N/Fs，进而得到分集拷贝后得到的CopyNum个码元排布时需要的步长Step，Step＝ceil(T/t)，即同一码元分集拷贝产生的拷贝码元中间都间隔了Step个码元；/n步骤4：所有码元的频域数据通过IFFT(Invert Fast Fourier Transformation,反向快速傅里叶变换)运算生成波形数据，经过DA转换，发送到电力线信道中；/n步骤5：接收端接收波形数据后，通过FFT(Fast Fourier Transformation,快速傅里叶变换)将波形数据转化为频域数据，经过信道估计与均衡后，通过前导计算出每个子载波的信噪比和权重，得到子载波上对应比特数据的权系数：σ...

【技术特征摘要】
1.一种适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在物理层内，发送端将待发送的报文数据进行星座映射，转化为复数数据，包含实部和虚部两部分，标记实部为I路，虚部为Q路，确认分集拷贝的次数CopyNum与子载波数目CarrierNum；
步骤2：将待分集拷贝的复数数据以子载波数目为单位，复制出CopyNum个拷贝码元，然后按照分集拷贝规则进行操作；
步骤3：通过对线路环境和线路噪声统计数据，统计出干扰通信的脉冲噪声的平均时长T，由FFT点数N和采样率Fs计算得出单个码元时间长度t，t＝N/Fs，进而得到分集拷贝后得到的CopyNum个码元排布时需要的步长Step，Step＝ceil(T/t)，即同一码元分集拷贝产生的拷贝码元中间都间隔了Step个码元；
步骤4：所有码元的频域数据通过IFFT(InvertFastFourierTransformation,反向快速傅里叶变换)运算生成波形数据，经过DA转换，发送到电力线信道中；
步骤5：接收端接收波形数据后，通过FFT(FastFourierTransformation,快速傅里叶变换)将波形数据转化为频域数据，经过信道估计与均衡后，通过前导计算出每个子载波的信噪比和权重，得到子载波上对应比特数据的权系数：σi＝λi·SNRi，其中λ＞1，i表示第i个子载波，SNRi是中每个子载波的信噪比；
步骤6：根据帧控制中输入的CarrierNum、CopyNum参数与星座映射规则，将分布在不同码元上的同一数据信息采用最大比值合并方法进行分集合并，完成分集合并后的数据信息进入交织、解码等其他模块。


2.根据权利要求1所述的一种适用于中压电力线宽带通信中的数据分集拷贝方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐剑英，李亮，于洋，郭桂雨，王亚梁，汤鑫，王林涛，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37