一种数据分包续传的电力载波通信系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力载波通信技术领域，具体地涉及一种数据分包续传的电力载波通信系统及方法。
【背景技术】
[0002]电力线载波是利用高、低压电力线作为信息传输媒介进行数据传输的通信方式，其可以利用380/220V用户配电网，实现数据的传输。但是在通信传输时，电力线上会存在很强的干扰和噪声。电力线上的干扰和噪声具有时变性和地域性，即电力线在不同地点不同时段上的干扰和噪声具有很大的差别。
[0003]因此，电力线上的干扰和噪声，将破坏电力线上的载波通信数据，影响电力线上载波数据通信的稳定性，使电力载波通信无法进行。因此在电力载波通信技术领域内，如何提高载波数据在电力线上的通信稳定可靠性是电力载波通信技术领域中需要亟待解决的问题。
[0004]现有技术中，在电力线载波通信问题上，为了减少电力线上较强的干扰和噪声，一般需要增加硬件设备，成本较高。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决上述提到的电力线上的干扰和噪声对载波通信的影响问题，提供一种数据分包续传的电力载波通信系统及方法，其能够通过将电力载波数据分包续传，解决电力线上较强的干扰和噪声破坏电力线上载波通信数据、导致载波信号的实时通信率不高、通信可靠性不好的问题。
[0006]具体地，本发明提供一种数据分包续传的电力载波通信系统，其包括电力线和载波芯片，还包括相互进行通信连接的数据拆分模块、发送模块、接收模块以及检测模块；
[0007]所述数据拆分模块包括拆分单元和与其通信连接的计算单元，所述拆分单元用于将每一个载波数据拆分为多个具有固定长度的数据，所述计算单元用于将每一个具有固定长度的数据与一个系数矩阵进行卷积运算形成一个子帧，多个具有固定长度的数据形成相应数量的多个子帧，所述多个子帧彼此相邻相互关联构成一组连续子帧；
[0008]所述发送模块包括调制单元、用于调取所述子帧并发送所述子帧的数据发送单元以及用于对所述子帧进行功率放大的功率放大单元；
[0009]所述接收模块包括用于接收所述子帧的数据接收单元、接收滤波单元、解调单元和低噪声放大电路；
[0010]所述检测模块用于对所述接收模块接收到的所述子帧进行判断。
[0011]优选地，所述检测模块设置有针对所述连续子帧的关联性判断单元，所述关联性判断单元对所述接收模块在每一时刻所接收的连续子帧的关联性进行计算比较，判断接收的子帧是否正确。
[0012]优选地，所述关联性判断单元计算连续子帧的最佳关联性，并将所接收的连续子帧的关联性与连续子帧的最佳关联性进行比较，如果所接收的连续子帧的关联性与连续子帧的最佳关联性相符，则判断接收到的所述子帧正确，如果所接收的连续子帧的关联性与连续子帧的最佳关联性不相符，则判断接收到的所述子帧存在错误，检测模块将检测到的错误子帧的序列号反馈至数据发送单元，重新发送正确的子帧。
[0013]优选地，所述载波芯片设置有第一缓冲区以及第二缓冲区。
[0014]优选地，所述数据发送单元用于调取所述第一缓冲区内存储的子帧，并将所述子帧存储在发送模块物理层的储存空间内，并在储存空间数据填满后对子帧进行发送；所述接收模块接收子帧后存储于接收模块的累加器内，所述解调单元读取所述累加器内的所述子帧并进行解调后将所述子帧存储于所述第二缓冲区内。
[0015]优选地，一种利用所述的数据分包续传的电力载波通信系统进行电力载波通信方法，其包括以下步骤:
[0016]S1、拆分单元将载波数据拆分为多个具有固定长度的数据，计算单元将每一个具有固定长度的数据与一个系数矩阵进行卷积运算形成一个子帧，多个具有固定长度的数据形成相应数量的多个子帧，所述多个子帧彼此相邻相互关联构成一组连续子帧；
[0017]S2、调制单元对所述子帧进行编码调制后存储在所述第一缓冲区内；
[0018]S3、数据发送单元用于调取第一缓冲区内存储的子帧，将子帧存储在发送模块物理层的储存空间内，并在储存空间数据填满后对子帧进行发送；
[0019]S4、接收滤波单元对接收到的子帧进行滤波，低噪声放大电路将滤波后的数据进行低噪声放大和模数转换，并将数据存储于接收模块的累加器中，解调单元进行解调后将子帧存储于第二缓冲区内；
[0020]S5、检测模块判断接收的子帧数据是否存在错误，如存在错误则将错误子帧的序列号发送给数据发送单元，数据发送单元根据接收的子帧序列号重新发送相应的正确子帧；如经过检测模块判断所接收的子帧数据正确则在所有的子帧接收完成后，接收模块将接收到的子帧整合成完整的载波数据。
[0021]优选地，步骤S5中还包括检测模块通过判断接收子帧的关联性是否与连续子帧的最佳关联性相符来判断所接收到的子帧序列号是否完整，并将错误子帧的序列号发送给数据发送单元，数据发送单元根据接收的错误子帧序列号重新发送正确的子帧，直到数据接收单元将全部的多个子帧整合成完整的载波数据。
[0022]优选地，所述计算单元形成多个子帧的方式为:
[0023]Pi [n] = N[n-j]G[j]
[0024]其中Pi[n]为拆分后的子帧；N[n_j]为发送的载波数据；G[j]为编码的系数矩阵。
[0025]本发明的优点如下所述:
[0026]本发明能够通过将电力载波数据分包续传，解决了电力线上较强的干扰和噪声时破坏电力线上载波通信数据，导致载波信号的实时通信率不高，通信可靠性不好的问题。排除了电力载波通信的电力干扰，并且加快了数据的传输速度。另外在接收过程中，检测模块一旦发现接收的子帧出现错误，则将出错的子帧重新发送，补充正确的子帧。直到接收端将多个无差错的子帧整合成完整的数据帧。另一方面，本发明将电力载波通信的数据分包续传，当某个子帧数据被干扰损坏，可启动自动重复请求，显示反馈通道上的错误信息，并补充正确的子帧数据重新传送，子帧传输速度快，传输效率高。
【附图说明】
[0027]图1为本发明数据分包续传的电力载波通信系统的结构示意图；
[0028]图2为本发明载波信号分包续传示意图；
[0029]图3为本发明电力载波通信的原理示意图；
[0030]图4为本发明数据分包续传的电力载波通信方法的工作流程图；
[0031]图5为本发明子帧计算示意图；以及
[0032]图6为本发明数据分包续传的电力载波通信系统中所接收数据译码的网格图。
[0033]
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图以及【具体实施方式】对本发明的结构及工作原理做进一步解释:
[0035]如图1所示，本发明提供一种数据分包续传的电力载波通信系统，其包括电力线2以及载波芯片、数据拆分模块3、发送模块4、接收模块5以及检测模块1，数据拆分模块3、发送模块4、接收模块5以及检测模块I之间相互进行通信。
[0036]载波芯片设置有位于载波通讯发射端的第一缓冲区域以及位于载波通讯接收端的第二缓冲区域。
[0037]数据拆分模块3包括拆分单元31以及计算单元32，拆分单元31以及计算单元32相互之间通信连接，拆分单元31用于将载波数据拆分为N个具有固定长度的数据形成相应数量的N个子帧，N个子帧彼此相邻相互关联构成一组连续子帧，计算单元32用于将每一个具有固定长度m的数据与一个编码的系数矩阵进行卷积运算形成子帧100。子帧100的数目与具有固定长度m的数据的个数一致，m的取值根据每次传输的载波数据的长度确定，在实际应用中，一般m为10_20byte。
[0038]发送模块4包括用于接收并继续传送多个子帧100的数据发送单元41、调制单元42以及用于对多个子帧100进行功率放大的功率放大单元43。
[0039]接收模块5包括累加器51、用于接收多个子帧100的数据接收单元52、接收滤波单元53、解调单元54、低噪声放大电路55。
[0040]检测模块I设置有连续子帧关联性判断单元，用于计算连续子帧的最佳关联性，检测模块I通过判断接收的连续子帧的关联性是否为连续子帧的最佳关联性来判断接收的子帧序列号是否存在错误。
[0041]连续子帧关联性判断单元计算连续子帧的最佳关联性，并将接收的连续子帧的关联性与连续子帧的最佳关联性进行比较，如果接收的连续子帧的关联性与连续子帧的最佳关联性相符，则判断接收子帧正确，如果接收的连续子帧的关联性与连续子帧的最佳关联性不相符，则判断接收子帧存在错误，检测模块将检测的错误子帧的序列号反馈至数据发送单元，重新发送正确的子帧。
[0042]如图2所示为载波信号分包续传示意图，电力线上采用大数据帧传输，易受电力线上脉冲噪声干扰。另一方面由于电力线上的脉冲干扰，其干扰信号300是随机的，将载波信号200拆分成多个子帧数据，并将子帧数据分包发送形成分包后的子帧数据100，同时子帧数据100与子帧数据100之间存在连接关系，可避免子帧数据受脉冲干扰的影响。
[0043]如图3所示为电力载波通信的原理示意图，载波信号拆分成多个子帧数据包后，传送到数据发送单元41，然后将各子帧经功率放大单元43进行功率放大后发送到电力线上。子帧数据包在电力线上会受到电力线噪声、脉冲300的干扰。在接收端，接收滤波单元53对接收到的子帧数据滤波，滤除其中的噪声，低噪声放大电路55将滤波后的数据进行低噪声放大、模数转换后，将