[发明专利]一种工频通信多路传输正交编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是一种工频通信多路传输正交编码方法。

背景技术

现有技术中的工频通信技术是以中低压配电网作为通道，在工频电压的过零点附近调制下行电压信号与上行电流信号，利用电网工频电压和电流波形的微小畸变来携带信息的一种特殊电力线通信技术。该技术相对于电力线载波通信技术来说，具有可穿透变压器传输、传输距离远、可靠性高、成本低廉等特点。它是通过相对基准点(过零点)不同位置来调制信号，表示要传输的数字信息，以50Hz工频电压或工频电流波形携带信息来传输信号，因此，该技术主要存在以下两方面的不足：一是工频通信上行信号常用的调制编码方式是利用4个电流周波表示一位数字信息，使得上行信号传输速率仅为12.5bps，难以满足当前用电数据对通信的需求；另一方面，上行电流信号经过10kV/400V配电变压器后，已经衰减了大部分能量，在对应馈线出口的电流互感器CT上取得的上行电流信号已非常弱，不易于信号的检测与识别。为了保证通信可靠性，针对这个问题，通常采用增大上行信号发送功率，但同时带来的问题是，影响电能质量、易使上行信号发送模块因发热问题产生故障。

中国专利申请200610063361.6公开了一种工频电力数据传输系统，该系统包括采集模块及电力数据中心，所述工频电力数据传输系统还包括位于变压器附近的集中器，所述电力数据中心及所述采集模块通过所述集中器进行数据通信，所述集中器与所述采集模块连接于同一个配电变压器。该专利的工频电力数据传输系统中，信号不跨变压器传输，只能在台区内传输，系统集中器还需通过GPRS、GSM等方式与主站进行通信，上行信号调制编码方式为固定的四个周波表示一位数字信息，传输速率为12.5bps。

中国专利申请200810103451.2公开了一种配电网工频通讯方法及系统，该系统包括一台主站装置、中低压配电网和若干个用户端收发装置，所述配电网工频通讯系统包括变电站，所述变电站二次侧的母线以辐射状引出多条馈线，所述馈线通过配电变压器连接低压电力线路，所述主站装置包括主控制器、接收电路、发送电路、调制变压器四部分，所述用户端收发装置包括接收电路和发送电路。该专利没有对上行信号调制编码方式、多路传输方面进行说明。

本发明相对于以上专利或现有公开的资料，主要优点是：上行信号调制编码方式不是以固定的四个周波表示一位数字信息，而是以多于四个周波表示一位数字信息，信号编码方式更为灵活，并给出信号的正交编码码组推导方法。根据该正交编码码组，可实现2N-2路通道上行信号同时传输，通信速率大于83bps(N＞4)。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种工频通信多路传输正交编码的构造方法，通过多路传输技术，能很好解决工频通信速率低问题，同时又能在不降低信噪比下减少信号发送功率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种工频通信多路传输正交编码方法，包括以下步骤：

(1)由上行信号检测向量获得上行信号编码调制方式，一方面由上行信号数字信息“1”与数字信息“0”的检测运算，可得到上行信号检测向量为数字信息“1”与数字信息“0”向量之差，然后由数字信息“1”与数字信息“0”向量之和为上行信号过零区域向量，即为(1，-1，1，-1，…，1，-1)，最后由上行信号过零区域向量与号检测向量反推出数字信息“1”与数字信息“0”调制方式；另一方面由数字信息“1”与数字信息“0”表示的正负电流脉冲数相等得到上行信号检测向量的满足条件；

(2)根据哈达玛矩阵性质，用Kronecker积、强直积、反型H-矩阵与H-矩阵睦偶等方法构造2N阶哈达玛矩阵，其中N为大于4的自然数，由哈达玛矩阵获得正交码组；

(3)从哈达玛矩阵中选取满足检测向量条件的码组作为上行信号检测向量；

(4)由步骤1中的上行信号编码调制方式与上行信号检测向量的关系与步骤2由哈达玛矩阵得到的上行信号检测向量，获得上行信号正交编码调制方式。

其中，以N个相邻电流周波表示一位信息，其中N为大于4的整数，每一数字信息包含N个正电流脉冲与N个负电流脉冲信号。

其中，上行信号编码调制方式可由上行信号检测向量与向量[Q]＝[1 -1 1 -1 …]^T获得。

其中，上行信号检测向量可由哈达玛矩阵获得。