[发明专利]一种基于多载波聚合技术的电力线通信系统及通信方法

说明书

本发明公开了一种基于多载波聚合技术的电力线通信系统及通信方法，所述通信系统包括通信终端、电力业务终端、基站和核心网设备，所述电力业务终端通过通信终端与基站连接，电力业务终端对基站进行数据采集与监控调度；所述核心网设备与电力业务终端相连接，核心网设备对电力业务终端的IP数据进行传输；所述通信终端上设有空中接口，通信终端通过空中接口与基站连接，且通信终端与基站之间采用载波聚合技术进行数据传输。本发明利用多载波聚合技术，将多载波整合起来，实现窄带条件下的宽带业务传输，提高频谱碎片的利用率。

技术领域

本发明属于电子、通讯、与信息工程类领域，具体涉及一种电力线通信系统。

背景技术

电力线载波通信(Power Line Communication，简称PLC)利用输电线路为信道介质进行数据传输，是电力系统特有的一种通信方式。电力线通信利用电力系统的资源实现数据通讯，因不需要额外布线具有投资少、见效快的优势受到广泛的关注，但是电力线并不是为数据传输而设计的，电力线路的信道传输条件恶劣，信道的衰减与干扰噪声等参数有很大的时空动态性，使得信号在传输到过程中会出现传输可靠性差，自适应能力低等问题，严重制约着电力线通信的传输速率及传输质量。在当前的电力线通信中，传统窄带电力线通信技术由于电压等级的降使得传输性能变差。载波聚合技术是LTE-A引人的一项关键技术，可以通过聚合2个或多个成员的载波，达到更大的传输带宽，可同时在多个成员载波上进行上行或下行数据传输，提高信号的传输速率及传输质量。

专利CN 112260973 A公布了一种电力载波通信的联合信道估计方法，该方法基于一次信道估计的基础上结合重映射过程、畸变相位检测过程完成二次信道的估计，对第一次信道估计值进行补偿得到最终信道的估计结果，提高通信的传输质量，但是该方法在信噪比降低时，受噪声的影响较大，难以准确的对信道做出估计，在电力线受到严重干扰时，也会降低通信传输质量的下降。专利CN109067508A公布了一种基于量子算法的宽带电力线通信子载波分配方法，该方法结合量子遗传算法，采用动态资源配置的方式进行宽带PLC子载波的优化分配，将电力线信道中多个子载波集合成整体，形成一个子带，在分配时作为一个资源分配单元进行分配，但是这种方法存在配置时收敛时间过早，局部搜索能力不足的问题，影响电力线载波通信的通信性能，制约电力线载波通信性能的提升。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供基于多载波聚合技术的电力线通信系统及通信方法，通过将多载波聚合技术应用到电力线通信上，在数据传输时，可以将离散的多载波整合起来，作为较宽的频带使用，并通过处理实现离散频带的同时传输，解决现有电力线载波通信的不足，提升数据传输时的效率和可靠性。

技术方案：本发明包括通信终端、电力业务终端、基站和核心网设备，所述电力业务终端通过通信终端与基站连接，电力业务终端对基站进行数据采集与监控调度；所述核心网设备与电力业务终端相连接，核心网设备对电力业务终端的IP数据进行传输；所述通信终端设有空中接口，通信终端通过空中接口与基站连接，且通信终端与基站之间采用载波聚合技术进行数据传输。

所述载波聚合技术为：数据传输时，将每个离散的信道作为一个成员载波，将多个不连续分配的成员载波聚合至连续的信道。

所述通信终端与基站之间的上行信道中预留一个控制信道，通信终端通过预留的控制信道发送数据和调度请求。

所述核心网设备和基站之间的接口包括控制信令的控制面接口和用户面接口，控制面接口用于传送无线接入承载所建立的控制信令，用户面接口提供传输路径和用户面隧道管理信息，以及传输用户数据。

所述空中接口包括物理层、数据链路层和无线资源控制协议，所述物理层提供物理信道资源和数据传输服务，在频率域对离散的频率进行资源和用户划分；所述数据链路层用于建立、维护、释放无线链路，并传输无线链路之间的数据；所述无线资源控制协议为不同的业务面和控制面数据建立各自的承载网。

所述物理层采用NC-OFDM的调制技术和多址方式和TDD的双工模式。