[发明专利]一种电力线通信中的阻抗匹配系统及方法

权利要求书

1.一种电力线通信中的阻抗匹配系统，其特征在于，包括：阻抗匹配单元组，阻抗选择模块，通路选择模块，信号检测模块，所述阻抗匹配单元组是由多个阻抗匹配单元构成，每个阻抗匹配单元由电容，电感和变容二极管组成，每个阻抗匹配单元可以进行阻抗微调；所述阻抗选择模块用于完成阻抗匹配单元的选择，即选择阻抗匹配单元1，阻抗匹配单元2，...，阻抗匹配单元N中的阻抗匹配组合，其中N为大于等于1的整数，还用于控制变容二极管电压完成对阻抗匹配单元中的阻抗微调控制主要通过改变阻抗匹配单元中的变容二极管以及电感器来完成；通路选择模块，用于完成在阻抗选择模块控制下，实现电力线和信号检测模块之间的阻抗匹配单元组合选择；信号检测模块用于在完成每次阻抗匹配选择之后，监视以及评估接收信号的大小，并且确定阻抗匹配选择是否是最佳的选择方案；

所述阻抗匹配单元由变容二极管D1、变容二极管D2、电感器件L1、电容器件C1、D/A变化器和单刀双掷开关组成，其中变容二极管D1的一端和电感器件L1的一端相连，电容器件C1和变容二极管D2并联，电容器件C1和变容二极管D2并联后与变容二极管D1的另一端一起和阻抗匹配端点相连，电容器件C1和变容二极管D2并联后与电感器件L1的另一端一起和单刀双掷开关K1相连，单刀双掷开关K1用于完成两个支路的选择，D/A变换器和单刀双掷开关K1相连接，D/A变换器和电压控制端点相连接，D/A变换器在电压控制端点输入二进制控制数字之后，输出对应的模拟电压信号，改变变容二极管的电容大小，电容器件C2为耦合器件，完成信号耦合功能；

自适应阻抗匹配分成两个步骤完成，即阻抗匹配粗调过程和阻抗匹配细调过程，首先完成阻抗匹配粗调过程，确定阻抗匹配单元的通路选择，然后完成阻抗匹配细调过程，确定阻抗匹配单元中电压控制端点的输入二进制控制数值；

所述阻抗匹配粗调过程具体包括以下步骤：

步骤1：使用多路选择器和开关组合，完成由多个阻抗匹配单元组成的一条阻抗匹配通路，假设阻抗匹配通路编号M，最大阻抗匹配通路数为Nmax；

步骤2：使用信号检测模块，实时检查接收到电力线上的信号强度，信号强度是接收的信号强度指示或是信号相关峰值，并且记录阻抗匹配单元通路编号以及信号强度值；信号相关峰值即接收信号和电力线传输已知信号进行相关之后的相关功率，已知信号是同步信号或是固定特性的信号；

步骤3：选择下一条阻抗匹配单元通路，完成步骤2的过程，记录选定阻抗匹配单元支路条件下，信号检测模块接收到的信号强度，重复步骤3过程，直到每种阻抗匹配单元通路都选择过一次；

步骤4：从信号检测模块记录的信号强度值列表中，选择最大信号强度对应的阻抗匹配单元通路，作为通信模块收发使用的阻抗匹配单元；

自适应阻抗匹配的阻抗匹配细调过程，确定阻抗匹配单元中电压控制端点的输入二进制控制数值，具体包括：

步骤1：使用在粗调阻抗匹配过程中确定的阻抗匹配单元通路，假设选定的阻抗匹配通路编号为M，并且包含由Jmax个阻抗匹配单元；

步骤2：选择一个阻抗匹配单元通路中阻抗选择端点控制的开关值，以及阻抗匹配单元的D/A变化器的输入值，即电压控制端点的二进制数值；假设阻抗匹配单元通路中的阻抗匹配单元编号为J，J取值从1到Jmax；

步骤3：信号检测模块实时检查接收电力线上的信号强度，信号强度是接收的信号强度指示或是信号相关峰值，并且记录阻抗匹配单元J中的电压控制端点的二进制数值和阻抗选择端点值以及信号强度值；

步骤4：遍历阻抗匹配单元J电压控制端点的二进制数值，即改变D/A变化器的输出电压值，同理步骤3过程，记录阻抗匹配J中的电压控制端点的二进制数值和阻抗选择端点值以及信号强度值；

步骤5：改变一个阻抗匹配单元通路中阻抗选择端点值，重复步骤2-4；

步骤6：从信号检测模块记录的信号强度值列表中，选择最大信号强度对应的电压控制端点的二进制数值，作为阻抗匹配单元J的电压控制端点的二进制数值，阻抗选择端点控制值作为阻抗匹配单元J中阻抗选择端点控制值；确定通信模块收发使用的阻抗微调控制值；

步骤7：重复步骤2-6，遍历下一个阻抗匹配单元，直到所有阻抗匹配单元通路编号M中阻抗匹配单元都遍历完成。