[发明专利]一种电力线载波信道通信环境模拟系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电力线载波通信技术开发的实验和测试的通信环境模拟系统，属电力技术领域。

背景技术

电力线信道环境是影响电力线载波通信质量的重要因素，在实际的电力线载波技术应用环境中，电力线信道的噪声水平直接决定着电力线载波通信的成败。近年来，随着电力线载波理论研究的不断深入和电力市场对电力线载波技术的迫切需要，电力线载波技术的实施显得极为迫切。然而电力线载波通信环境的复杂性和电力线载波实验的高难度，严重影响着电力线载波通信技术的发展。因此设计一套结构简单、变化灵活且易于实施的电力线载波通信环境模拟仿真系统就显得尤为必要。

现有的电力线通信环境模拟系统都是以电力线通信信道结构的物理模型为依据，采用自下而上的搭建方法建立的，这种模拟系统普遍存在实施困难、设备费用高昂的弊端，而且不能适应电力线载波通信线路信道特性的变化，无法满足电力线载波通信实验对线路多样性的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种实施简单、灵活多变且设备费用相对低廉的电力线载波信道通信环境模拟系统，为加快电力线载波通信的研发和应用提供便利条件。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种电力线载波信道通信环境模拟系统，构成中包括数据处理终端、信号调理设备、模拟信号接口和承载线路，所述信号调理设备的数据输入端接数据处理终端的信道特性数据输出端，其模拟信号输出端通过模拟信号接口与承载线路连接，所述电力线载波信道通信环境模拟系统按如下方式运作：

a.数据处理终端接收并存储由电力线信道特性采集设备从电力线实际通信信道多次采集的信道波形数据；

b.数据处理终端对存储的信道波形数据进行分析处理，提取实验所需的仿真信号，然后根据仿真信号，结合实验要求产生实验所需的信道特性数据，并将信道特性数据发送给信号调理设备；

c.信号调理设备接收到数据处理终端发出的信道特性数据后，首先将其转换成模拟信号，然后通过模拟信号接口将信号耦合到承载线路上，从而在承载线路上实现电力线载波信道通信环境的模拟。

上述电力线载波信道通信环境模拟系统，所述数据处理终端对从电力线实际通信信道采集的信道波形数据进行分析处理，提取仿真信号的具体方法如下：

①假设从电力线实际通信信道采集的信道波形数据可以分解成k个子模态u_k(t)，使得每个模态的估计带宽之和等于输入信号的带宽f，利用Hilbert变换得到每个子模态u_k(t)的解析信号，构造如下的变分问题：

式中，{u_k}:＝{u₁,…,u_K}代表各个子模态，{ω_k}:＝{ω₁,...,ω_k}为对应的频率中心，δ(t)为狄拉克分布，表示对t求偏导数，求解上述变分问题，得到分解后的各个子模态的时域信号{u_k(t)}；

②将子模态的中心频率ω_k、带宽B、信号的稀疏度、功率谱密度和谱对称性五个参量作为分类属性，采用朴素贝叶斯分类方法将子模态分为k类，计算每类子模态各个属性的均值，取属性与均值最贴近的子模态作为子模态模板

③计算实验所需的仿真信号S_m：

其中α_i为各子模态的权重系数。

上述电力线载波信道通信环境模拟系统，所述承载线路上设有信号采集接口，所述信号采集接口的信号输出端经保护设备接数据处理终端的反馈信号输入端口。

上述电力线载波信道通信环境模拟系统，所述承载线路上还设有两个载波信号接口，它们分别位于承载线路的两端。

上述电力线载波信道通信环境模拟系统，所述承载线路的每个载波信号接口上均设有信息发送/接收装置。

本发明采用自上而下的方式搭建电力线载波信道通信环境模拟系统，具有结构简单、搭建方便、灵活多变、对电力线载波通信线路信道特性的变化适应性强、设备费用相对低廉等优点，为加快电力线载波通信的研发和应用提供了便利条件。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1和图2为本发明的两个实施例的结构示意图；

图3为电力线信道环境测试示意图；

图4为电力线载波通信PCB开发板解决方案示意图。