一种基于能量检测的电力线通信仿真方法及系统的制作方法_2

文档序号:8265430阅读:来源:国知局
与数字信号处理模块之间对应上行通路和下行通路分别连接有上行模数转换器A/D0和下行数模转换器D/Al ;PLC1端与数字信号处理模块之间对应上行通路和下行通路分别连接有上行数模转换器D/A0和下行数模转换器A/D1 ;形成上行通路:PLC0端-》A/D0-))数字信号处理模块-》A/DO-)) PLCl端;形成下行通路:PLC1端-》A/D1-))数字信号处理模块_》D/A1。
[0041]所述A/D模数转换器用于通过数字输出,给出实时电压强度,即实现载波信号的采集;所述D/A数模转换器用于通过数字输入,输出相应电压,即实现载波信号的输出;所述数字信号处理模块可以是任意具有数字处理能力的芯片或模块,如FPGA、DSP等。
[0042]基准参数Et将随着不同的电力线仿真设备载波强度的变化而变化,具体的确定方式是根据实际通信过程中AD采样得到的平均值而确认。
[0043]本发明中所述的“置零”方式对于A/D模数转换器是指将A/D转换器输出的数字电压值置为零;对于D/A数模转换器是指将D/A转换器的输入数字电压值置为零。
[0044]本发明所述的电力线通信方式不受环回信号干扰原理分析:当上行能量均值Ea大于基准参数Et时,则立即将下行通路的D/A1输出置零;当下行能量均值Eb大于基准参数Et时,立即将上行通路的D/A0输出置零,将开始参入环回干扰信号的下行通路或上行通路切断,从而让上行通路或下行通路得以正常进行载波信号传输,而不再受环回信号的干扰。具体的以上行通路时候发现参入环回信号为例,将下行通路的A/D1和D/A1置零,自然不会在上行通路参入环回信号。
[0045]当检测到上行通路的能量均值Ea回归到小于等于基准参数Et范围时,便立即将当前的上行通路D/A0置零,从而仿真出没有电力线通信的上行信道情况;当检测到下行通路的能量均值Eb回归到小于等于基准参数Et范围时,便立即将当前的下行通路D/A1置零,仿真出没有下行通道通信的情况。由于电力线通信一般是半双工模式,即同一时刻只有一端在发送信号,所以在上行通信和下行通信转换过程中,必有一个“空白期”,即旧的已去,新的未来,此时仿真信道上没有电力线载波信号,所以就相当于没有电力线通信时的信道状态。
[0046]从上述描述可知,本发明的有益效果在于:本发明提供一种基于能量检测的电力线通信方法,首先根据电力线的载波能力平均强度和噪声平均强度确定出基准参数;其次,对电力线信道的上行通路和下行通路分别依据采样频率进行采样,计算得到上行通路的能量均值和下行通路的能量均值;再次,分别将上下行的通路能量均值与基准参数进行比较,当上行通路能量均值大于基准值时关闭下行通路载波数据的输出;当下行通路能量均值大于基准值时关闭上行通路载波数据的输出。以上行通路为例,当下行通路能量均值超过基准值时,表明下行通路开始采集到上行通路的载波信号,此时,通过直接将下行通路输出的电压值置零,中断下行通路的信号传输,进而切断环回信号,保证上行通路信号的传输不受环回信号的干扰。采用本发明所述的电力线通信仿真方法不仅没有增加任何硬件成本,而且使得电力线信道通信仿真具有更好的适应性和可控性。
[0047]进一步的,还包括:
[0048]当检测到所述能量均值Ea从小于等于基准参数Et转变为大于基准参数Et时,所述上行通路输出电压值;
[0049]当检测到所述能量均值Eb从小于等于基准参数Et转变为大于基准参数Et时,所述下行通路输出电压值。
[0050]由上述描述可知,当检测到上行的能量均值Ea再次出现大于基准参数Et时,立即打开上行通路,让上行通路得以继续通信传输,而不受环回信号的干扰;同样的,当检测到下行的能量均值Eb再次出现大于基准参数Et时,立即打开下行通路,保证下行通路的通信传输质量。
[0051]需要说明的是,本发明所述的电力线通信仿真方法过程中不断的对采样得到的能量均值Ea、能量均值Eb与基准参数Et进行比较,并根据比较结果对上行通路或下行通路输出的电压值执行置零或者恢复输出的动作,从而仿真出一个连续、完整的电力线通信过程,且所述电力先通信过程最大化的屏蔽了环回信号的干扰,保证电力线信道通信正常通信传输的同时,又能保证载波信号的高保真。
[0052]进一步的,所述“根据电力线的载波能量平均强度EO和噪声平均强度NO确定基准参数Et ”还包括:
[0053]测得电力线的载波能量平均强度EO和噪声平均强度NO。
[0054]进一步的,所述基准参数Et大于等于6倍的噪声平均强度NO。
[0055]由上述可知,由于载波能量平均强度EO —般远大于噪声平均强度NO,所以所述基准参数Et —般取6倍噪声平均强度NO及以上的值,从而为电力线检测算法提供最适合的基准参数。
[0056]本发明提供的另一个技术方案为:
[0057]一种基于能量检测的电力线通信仿真的系统,包括依次连接的设备A、数字信号处理模块和设备B,所述设备A、数字信号处理模块和设备B之间通过电力线通信连接;
[0058]所述数字信号处理模块包括第一计算模块1、开关模块2、采样模块3、第二计算模块4和判断模块5 ;
[0059]所述第一计算模块1,用于根据电力线的载波能量平均强度EO和噪声平均强度NO确定基准参数Et ;
[0060]所述开关模块2,用于开启电力线上行通路和下行通路;
[0061]所述采样模块3,用于预设采样频率;根据采样频率对所述上行通路和下行通路的电压强度进行采样,
[0062]所述第二计算模块4,用于计算得到所述上行通路的能量均值Ea和所述下行通路的能量均值Eb;
[0063]所述判断模块5,用于分别将所述能量均值Ea、能量均值Eb与基准参数Et进行比较;
[0064]当所述能量均值Ea大于基准参数Et时,将下行通路输出的电压值置零;
[0065]当所述能量均值Eb大于基准参数Et时,将上行通路输出的电压值置零。
[0066]从上述描述可知,本发明的有益效果在于:本发明提供一种基于能量检测的电力线通信系统,首先通过第一计算模块I根据电力线的载波能力平均强度和噪声平均强度确定出基准参数;其次,通过采样模块3对电力线信道的上行通路和下行通路分别依据采样频率进行采样,第二计算模块4计算得到上行通路的能量均值和下行通路的能量均值;再次,通过判断模块5分别将上下行的通路能量均值与基准参数进行比较,当上行通路能量均值大于基准值时关闭下行通路载波数据的输出;当下行通路能量均值大于基准值时关闭上行通路载波数据的输出。以上行通路为例,当下行通路能量均值超过基准值时,表明下行通路开始采集到上行通路的载波信号,此时,通过直接将下行通路输出的电压值置零,中断下行通路的信号传输,进而切断环回信号,保证上行通路信号的传输不受环回信号的干扰。采用本发明所述的电力线通信仿真系统不仅没有增加任何硬件成本,而且使得电力线信道通信仿真具有更好的适应性和可控性。
[0067]需要说明的是,本发明中通过所述数字信号处理模块来实现对电力线通信过程中上行通路和下行通路的自动检测、执行置零、恢复通信状态的操作。
[0068]进一步的,所述判断模块5还用于,当检测到所述能量均值Ea从小于等于基准参数Et转变为大于基准参数Et时,所述上行通路输出电压值;
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