[发明专利]一种基于时隙传输的OFDM电力线载波通信方法

说明书

一种基于时隙传输的OFDM电力线载波通信方法，包括：定义媒体接入MAC帧周期长度；在电力线物理信道上，定义MAC帧周期的起始点，将其划分为多个时隙，同时标记各个时隙的序号；定义多个逻辑通道，并标记各个通道的序号；统一规划时隙的分配以及时隙的使用方法，将各个时隙分配给相应的逻辑通道；建立系统的收发时间同步；利用离散快速傅立叶反变换，生成OFDM符号数据；系统节点根据各自的逻辑通道时隙分配情况，在相应的逻辑通道上开展OFDM符号数据的发送和接收。理论分析和具体实验表明，本发明不仅满足低成本、低功耗的电力线载波通信要求，而且可以灵活有效地避开电力线高噪声、高干扰时段，同时还支持上下行同时通信的双工通信方式。

技术领域

本发明涉及数字和模拟信息传输技术领域，特别涉及一种基于时隙传输的OFDM电力线载波通信方法。

背景技术

电力线通信(Power Line Communication，PLC)是指利用电力线作为媒体实现数据传输的一种通信技术。由于电力线是最普及、覆盖范围最为广阔的一种物理媒体，利用电力线等媒体传输数据信息，可以降低运营成本、减少构建新的通信网络的支出，因此电力线通信技术正成为信息技术发展的热点。

电力线载波通信的工作频率远大于电网的工频信号50Hz或60Hz，这样的高频信号可以与电能同时在电力线里传输，因此，可以充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，是一种“No New Wires”技术，节约了资源，同时也节省了人力，节约了线缆投资，加快了网络开通时间。特别是电力线载波通信系统可应用在自动抄表(AMR)、远程投/切开关、能量/负荷管理、设备监视和断电告警等领域，能够极大提高电网的安全性和可靠性，改善服务质量和经济效益。

然而，由于电力线本身并不是为了通信而设计的，其电力线环境非常恶劣，存在各种噪声，(包括背景噪声、脉冲噪声)，各种杂波干扰(某个频率，无规律，不可预测)，各种脉冲干扰(无规律，不可预测)以及严重的时变衰减，因此，电力线信道并不是十分合适的通信媒介。

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,缩写为OFDM)是一种特殊的多载波信号调制方法，该技术的显著优势是能够有效的对抗频率选择性衰落，且与传统并行数据传输相比频谱利用率高。OFDM已经成功应用在无线通信领域，且取得了良好的效果。国外对电力线通信技术研究已经很久，制定了一些标准(例如Prime标准、ERDFG3标准)，将OFDM引入电力线通信，然而，经过一系列的实地测试表明，该OFDM技术或产品应用在中国电力线上，效果并不太理想。

目前的很多电力线载波通信系统存在如下问题：

●传输的可靠性差，抗干扰能力差，无法达到实时通信的需求；

●成本非常高，给产业化的推广带来了制约。

●功耗比较大。

因此，针对国内电力线环境的特性以及市场的需求，在充分研究电力线特点的基础上，本发明提出了基于时隙传输的OFDM电力线载波通信方法，并结合先进的组网和路由算法，为恶劣电力线环境下的数据传输提供了可靠的保证，并有效地降低了系统的功耗。

发明内容

本发明一方面为了应对电力线环境各种干扰的挑战，另一方面为了降低系统的功耗，同时也是为了灵活应对各种电力线应用场景和各种业务的应用需求，提出了一种基于时隙传输的OFDM电力线载波通信方法，所述方法包括：

步骤A：定义媒体接入(MAC)帧周期长度；

步骤B：在电力线物理信道上，定义MAC帧周期的起始点，将MAC帧周期划分为多个时隙，同时标记各个时隙的序号；

步骤C：定义多个逻辑通道，并标记各个通道的序号；

步骤D：系统统一规划时隙的分配以及时隙的使用方法，将各个时隙分配给相应的逻辑通道；