[发明专利]中压配电线宽带电力载波通信方法及系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种中压配电线宽带电力载波通信方法及系统。

【背景技术】

正如人们所知，目前的通讯方式主要包括光缆加交换机、无线GPRS/CDMA及传统的电力线载波等。然而，光缆的铺设涉及复杂条件且成本高昂，大规模铺设费用巨大；无线GPRS/CDMA是公网，服务质量及数据安全均难以保证；传统电力线载波由于速率、时延等条件制约，效果难以令人满意。就电力线载波而言，传统的单频点FSK调制方式应用到中压配电线载波通信，无法保证在所有情况下可靠通信；近年发展起来的双频点技术和扩频，虽然提高了通信性能，仍然无法适应中压配电线传输特性的大幅度波动，有时会导致通信中断。电力线上的电磁干扰主要呈现为若干频率附近的窄带干扰(如调频、调幅广播信号等)，而如果在工作频带内出现强的窄带干扰，则会导致前置放大饱和，从而影响模数转换器对通信信号的获取。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种能够克服电力电缆运行中强大的电磁干扰，信号传输效果好，成本低廉，特别适合配网自动化中作分散的、低速率的数据传输的中压配电线宽带电力载波通信方法。

本发明的目的还在于提供实现上述方法的系统。

为实现上述目的，本发明提供一种中压配电线宽带电力载波通信方法，该方法包括如下步骤：

a、对收、发带宽为50～100KHz的中压配电线宽带电力载波通信线路上的干扰频谱信号进行实时快速傅里叶变换分析，以检出工作频带内出现的强窄带干扰；

b、根据傅里叶变换分析结果，通过数字信号处理器控制前端陷波器的中心频率及带宽来消除随机窄带干扰的影响；

c、将由双向传输线路的一端发送到线路上的强功率信号和另一端传来的微弱信号实行有效隔离，并对远端传来的微弱信号进行放大及自动增益控制；

d、通过现场可编程门阵列(FPGA)进行系统中各种时序控制，形成发送信号，并将解码数据流传送到数字信号处理器；

e、由数字信号处理器对现场可编程门阵列传送的数据进行打包处理，并通过RS232串口与外部通信；

f、信号的收、发是通过向电力线上输出P-P24V的伪随机功率信号，以便在极低信噪比条件下传送数据。

步骤b中，经傅里叶变换分析，如果线路上干扰的频谱在某些频点上高于其它频点10db以上，则表明有强窄带干扰，数字信号处理器控制前端陷波器的中心频率衰减10～20db。

步骤c中，所述强功率信号与微弱信号的隔离是通过高速运放阻止发射信号进入本地接收机，而从远端传来的信号直接进入本地接收机。

步骤c中，所述强功率信号与微弱信号的隔离度为60db。

步骤f中，所述信噪比为-10db以下。

本发明也提供了实现上述方法的系统，该系统包括自适应干扰陷波器、收发隔离单元、前置放大单元、自动增益控制单元、模数转换单元、现场可编程门阵列单元、数字信号处理器、功率驱动单元及功率放大单元，其中，自适应干扰陷波器、收发隔离单元、前置放大单元、自动增益控制单元、模数转换单元、现场可编程门阵列单元、数字信号处理器相串接，功率驱动单元分别与功率放大单元及现场可编程门阵列单元连接，功率放大单元的输出端并接于自适应干扰陷波器和收发隔离单元之间，数字信号处理器上设有RS232串口。

本发明的贡献在于，它有效解决了电力线上的窄带电磁干扰问题。本发明通过对中压配电线宽带电力载波通信线路上的干扰频谱信号进行实时快速分析，并对检出的强窄带干扰信号进行处理，因而能够克服电力电缆运行中强大的电磁干扰，信号传输效果好，成本低廉，特别适合配网自动化中作分散的、低速率的数据传输。

【附图说明】

图1是本发明的传输方法示意图。

图2是本发明的组网通信方法示意图。

图3是本发明的系统结构框图。

【具体实施方式】

本发明的中压配电线宽带电力载波通信方法包括如下步骤：

a、采用数字处理技术中通用的快速傅里叶变换(FFT)算法，由数字信号处理器7对收、发带宽为50～100KHz的中压配电线宽带电力载波通信线路上的干扰频谱信号进行实时快速傅里叶变换分析，以检出工作频带内出现的强窄带干扰，由于发送信号的频谱已知，如果出现强的窄带干扰，由快速傅里叶变换的计算结果便可分析出窄带干扰的频谱信号。