[发明专利]一种电力线载波芯片的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力线载波通信芯片的实现方法，特别是涉及一种基于OFDM调制方式并且使用洪泛组网的芯片。

背景技术

电力线载波通讯是指以输电线路为信号的传输媒介的通信，通常把高频信号（9kHz-500kHz）耦合到电力线上（如220v，50Hz交流电）。OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术，其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。目前，以低压窄带抄表应用为主的电力线载波通信呈现以下特点：

低压窄带电力线载波通信主要以单载波调制为主，如FSK，BPSK，通信速率通常在0.1kbps-5kbps，存在通信速率低，成功率低的缺点。

组网方式一般采用静态路由或者基于洪泛的动态组网。静态组网，需要长时间的学习时间，并且不能很好地适应电力线时变的环境。

洪泛的动态组网方式也有被用在单载波调制方式的电力线通信中，但是由于单载波本身身存在的缺点，在使用时不能达到令人满意的效果。

发明内容

针对现有载波通信方案的缺点，本发明提供一种低压电力线载波通信芯片的实现方法。该实现方法适用于有多节点的电力线载波通信，可提供高可靠、高速通信，使洪泛的组网方式用于OFDM调制，并使之成为一个紧密的有机结合体。此中方案的芯片尤其适合与电力线载波抄表、智能家居、工业控制等使用电力线通信领域。

本发明提供的一种使用洪泛组网的基于OFDM调制方式的电力线载波芯片实现方法,其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

当电力线上没有载波信号时：

1)    模拟电路采样电力线上的信息，再通过OFDM解调器，信道分析机获取电力线上实时信息；

2)    根据获取的实时信息，通过适当的算法，获得电力线上不同频段的噪声、衰减情况；

3)    信道分析机根据当前时刻的噪声、衰减情况，调整OFDM解调中的同步与均衡；

4)    同时，信道分析机把当前时刻的噪声、衰减情况，发送到组网控制机；

5)    组网控制机根据信道分析机发送的信息，实时调整组网参数，以备发送数据；

当电力线上存在载波信号时：

1)    模拟电路接收信号，并通过OFDM解调，得到数据发送给用户

2)    同时，信道分析机通过OFDM解调得到的信息，分析电力线上噪声、衰减、信号失真；

3)    组网控制机根据信道分析机获取的电力线信道信息，比对有无载波信号时电力线信道状况，重新修正组网参数，已被发送数据

当准备发送数据时

1)    从用户接口获取发送信息，并发送该组网控制机；

2)    组网控制机，根据已存组网参数，和信道分析机获取的实时电力线信道信息，实时修正发送相关参数；

3)    通过避让机制，把数据发送到电力线上

 本发明的有益效果是

1.    本发明把洪泛组网方式与OFDM调制方式，有机的结合起来。把OFDM调制的高速、可靠优势，与洪泛组网的不用学习、智能中继、双向通信等优势相结合起来，使多节点、大覆盖范围的电力线通信更加快捷与可靠。

2.    本发明通过物理层对电力线信道的实时侦听，对物理层接收参数、发送参数和组网参数进行实时调整，增强了对电力线网络的适应能力，提高了通信成功率。

3.    本发明中组网参数是基于物理层参数的，根据物理层参数的调整，采用不同的组网参数。因此可以更好地利用电力线信道传输数据。

4.    本发明采用的避让机制由优先级、随机发送、中止、取消组成，组网方式更加科学，极大的减少了数据包碰撞。

 附图说明

图1为载波芯片框图

图2为OFDM解调框图

图3为信道分析机框图

图4为组网控制机框图

图5为OFDM解调框图

图6为发送避让机制流程图

本发明的具体技术方案：

本发明的工作机制采用先侦听后发送的机制，即先侦听电力线信道，然后根据用户发送请求和电力线信道条件择机发送。

参见图1、图2、图3，在接收通路上，模拟电路完成信号的放大，与模拟滤波后，转换为数字信号发送给OFDM解调，具体的解调流程见图2，各部分说明如下。