[发明专利]电力线载波信息动态传送的方法及其处理模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力线载波信息传送的处理技术。

背景技术

电力线载波技术抄表是科技人员20多年的梦想，近年市面上出现的各种载波方案均不能达到随意(即实时)抄表的要求且速度慢不适合大范围定时抄表，其主要原因是电网时变干扰源破坏了信息的完整性，出现了抄收不到的现象，国内的供电部门目前使用的是需要几天才能抄回数据的产品。如果实时抄表得以实现，那国内外集中抄表的覆盖面将会大幅提高，伴随而来的是需求侧管理水平的大幅提高。国家电网的信息化管理末端可以从台变区这一点向用户侧这点移动，这将对用电进行实时化的管理，可以有效地杜绝电能的流失，改善用电环境，起到广义节能的效果。同时也可以带动电能信息化管理的软件产业。

载波技术发展到今天主要是依赖于扩频(Spread Spectrum)或称为窄带扩频(Narrowband Spread Spectrum)和调频FSK(Frequency Shift Keying transceiver)技术。窄带扩频和窄带调频技术是电力行业从事载波通信的技术人员多少年来的经验总结的发展。

从理论上讲窄带扩频是调相的技术，通过相位的变化来表示有无0和1之间的变化，在信噪比一定的情况下带宽越宽信道容量越大，之所以采用窄带是受电力线时变干扰的影响。

窄带调频是用不同的频率来表示0和1的数，同样，电力线上低信噪比也影响了它的传输效率，特别是在白噪声下更是无法传输了。随着电磁炉这样的电器逐渐普及，国内电网的电器没有准入制度(任何人在电源上插什么电器都行)，电网的干扰源越来越多、频谱越来越复杂，本来就不是良好信道的电源线要实现载波集中抄表难度是越来越大，特别是，由于使用电器的不确定性，今天有效的产品在明天就不一定能用。

从时域上看50Hz的交流电源在峰值上的干扰最强，即每10ms为一个干扰周期(60Hz电源大约为8.3ms)，所以，要让信息避开干扰通过电力线、只有把所传信息的长度压宿到远小于10ms内，也即传输速度必须提高(高速)；从频域上看电力线上噪声频率是不确定的，为了避免同频干扰，信息的传输频率如果能作适当的变化，就能有效地避开同频干扰；电力线中信息的传输受容性、感性负荷的影响很大，且信号频率越高(70KHz以上)其负载对信号的衰减越大，往往呈指数变化。比较特殊的是当信号频率在60KHz以下时，在电力线上传输却呈线性(阻性)变化，即传输衰减只与负荷阻性阻抗有关，这样同样条件传输的距离可以加长。电力线上的以上特点是一对很大的矛盾：要穿过干扰的瓶颈必须把数据包变小，而要取得好的传输效果必须降低信号频率，频率下降的结果是信息包变长，以目前的扩频和调频技术，很难解决这个矛盾。

发明内容

本发明所要解决的第一技术问题是：提供一种电力线载波信息动态传送方法，该方法能够在低压电力线上实现信息的高速实时传送，且成功率高，通信能力强。

本发明所要解决的第二技术问题是：提供一种电力线载波信息动态传送的处理模块，该处理模块能够在低压电力线上实现信息的高速实时传送，且成功率高，通信能力强。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提出一种电力线载波信息动态传送方法，包括将需要传送的信息数据帧压缩和分组成一串数据包，电力线上传送每个数据包的周期小于电力线上交流电的干扰周期；数据包的传送方式要求符合下面的公式：

设S”是数据帧在电力线上传送的数据包总和量，S是所要求传送的一帧信息数据，则

j＝1，j＝2，……；i＝1，2，……；

i是将数据帧拆分成的有限的信息序列，

j是每个数据包在不同参数下，重复发送的次数，

Si’是经过打包的数据包，Si’是最小的传送信息单元，它包含包头、特征字、数据、校验字、包尾，

表示j种传输参数条件下，将Si’重复传送j次；

且S”与S之间满足：

S＝∮(S”)，其中函数∮是纠错、解包和组合过程，把每个数据包解开后按序组合就得到信息S，S符合下面的公式：

i＝1，2，……；把S分解成有限的信息序列S1，S2，……；

每一个Si是经过拆分的数据，每个Si经过打包后变成Si’。

优选地：所述电力线上传送每个数据包的周期大于0ms，而小于10ms。当电力线交流电为50Hz的时候，干扰周期为10ms(半个交流电周期)。

优选地：所述电力线上传送每个数据包的周期大于0ms，而小于8.3ms。当电力线交流电为60Hz的时候，干扰周期约为8.3ms。