[发明专利]一种用于电力载波通信芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电力载波通信芯片，属于电力载波的技术领域。

背景技术

电力线载波(Power Line Carrier；以下简称：PLC)通信是指以电力线为信息传输媒介，利用载波技术，将通信信号调制到电网中进行传输，实现电网中各个节点之间传递信息的一种通信方式。近年来，随着电网管理要求的提高，对远程电能数据的采集要求越来越高。目前的调制解调芯片都对电力线中的噪声的处理效果都不理想，抗干扰能力不强，通讯可靠性不高，不利于远程抄表，且芯片外围器件繁多，给后期使用带来诸多系统设计的复杂度和成本问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种用于电力载波通信芯片，其目的是解决现有远程抄表载波通讯速率不高，通讯不可靠的问题。窄带扩频电力载波通信芯片是为电力线介质作为通信信道而设计的扩频通信芯片。

一种用于电力载波通信芯片，包括：采用DS-FSK直序列频移键控的调制和解调步骤；步骤如下；

在1个伪码周期(31位伪码)前后各插入1个伪码码元，该码元作为位同步误差调整，发送时M序列扩展为33位扩频码；信号“0”扩频之后序列如下：(1)0000010011000111100101011011101(0)；信号“1”扩频之后序列如下：(0)1111101100111000011010100100010(1)；基带信号与扩频码元同或运算之后将信号输出。

DS-FSK具体解调步骤如下：为了控制接收信号与(本地)伪码信号之间相位误差不超过一个码元，定义第一相关器R1、第二相关器R2、第三相关器R3；第一相关器R1为本地M码序列；第二相关器R2与第一相关器R1循环滞后一个码元；R3与第一相关器R1循环超前一个码元；解码过程中相关器通过帧同步、以及码片(数据位)相位对齐方法，使信号与R1的相位误差不超过一个码元；在对当前码片0/1判别前，需要先计算出第一相关器R1、第二相关器R2、第三相关器R3的输出值；并命名第一相关器R1的输出值为O1输出值、第二相关器R2的输出值为O2输出值、第三相关器R3的输出值为O3输出值；通过判别O1输出值与阈值的比较，判别当前接收信号为“1”或是“0”。

帧同步的处理步骤：为了便于帧同步，在报文的数据部分前面添加了两个字节“FF FE”的同步头，即二进制的15位“1”和1位“0”；帧同步就是要找到15个“1”中的某个“1”，然后再用后面的“1”确认，经确认后(有连续超过制定个数的“1”)发现“0”，则同步成功，后面就是数据；其过程为滑动方式找“1”；找到“1”后，用上面的解码方法确认每个码片是“1”(R1相关值超过阈值)；确认自从找到第一个“1”后，连续出现“1”的个数超过制定阈值(暂定位8)；在未找到8个连续的“1”前出现“0”，则同步失败；重新开始帧同步；找到连续“1”的个数够8个后，找后面的“0”；确定数据位的起始，开始数据部分解码。

扩频信号输入后，芯片采集一个完整伪码周期长的信号，一个伪码码元宽度内取大于16个采样点，对每个采样点累加计算其相关器，各相关器相位相差一个码元；判决器则判定数据信号是否同步，若同步则有同步数据输出，当判决器判定非同步数据时，调整器会重新对采样点进行调整，重新判决数据同步输出。

一种用于电力载波通信芯片，物理层使用DS-FSK直序列频移键控的调制解调从电力线上接收和发送比特流，实现两个数据链路之间透明的比特流传输；当数据链路层请求两个数据链路层之间建立物理连接时,物理层应立即为链路层建立物理连接；若两个数据链路之间要经过若干中继数据链路时,物理层应对这些中继数据链路进行互连,建立一条有效的物理连接；

数据链路层在网络节点之间建立、维持和释放数据链路连接，有效控制网络节点之间的物理连接；在物理层比特流的基础上建立信息帧，发送节点和接收节点主要是通过对信息帧的操作，建立可靠的数据链路；

网络层主要是实现源节点和目的节点之间的通信建立、维护和终止网络连接，并通过网络连接传输应用层服务数据；网络层实现网络建立、网络拆除、路由选择、中继转发、信息帧封装、信息帧拆分、数据传输和数据流量控制；网络层将根据网络情况和路由算法选择一条最佳的通信链路；