CN103701576A - 一种电力线通信频带分配方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力线通信频带分配方法及装置。其中该方法包括：步骤A，计算所有子载波的误码率，将每个子载波的误码率按照预设的误码率限定条件进行可用性判定，将所有可用子载波纳入到设定的总频带集合；步骤B，选取总频带集合中当前误码率最低的子载波，将该子载波分配到设定的频带集合，并从总频带集合中删除该子载波；步骤C，计算频带集合的误码率，将频带集合的误码率按照误码率限定条件进行可用性判定，当不满足误码率限定条件时，按照上述步骤B为频带集合分配子载波，直到频带集合的误码率满足误码率限定条件；步骤D，按照上述步骤B、C依次为设定的其他频带集合分配子载波，直到总频带集合中所有子载波分配完毕。

Description

一种电力线通信频带分配方法及装置
技术领域
本发明涉及正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术领域，尤其涉及一种电力线通信频带分配方法及装置。
背景技术
电力线通信（Powerline Communications，PLC）技术作为电力行业特有的通信技术，拥有覆盖范围广、成本低的巨大优势，在电力用户用电信息采集系统领域得到广泛应用。经过多年的发展，OFDM技术逐渐成为电力线通信的主流技术之一，在智能配用电领域有着广阔的应用前景。
作为电力线通信OFDM技术发展新趋势，自适应OFDM技术能够根据每个子载波的信噪比，动态地分配子载波和每个子载波上的比特数及发射功率，有效降低恶劣信道特性对数据传输的影响。
在用电信息采集系统通信应用中，现有的电力线通信OFDM系统存在一定的问题：国内的电力线信道本身存在着固有的噪声环境恶劣而且复杂多变的难题，在实际应用中未能充分考虑恶劣复杂的噪声环境的影响，不仅通信可靠性问题难以得到保证，更难以发挥OFDM通信速率高的优势，这已成为亟待解决的紧迫问题。
发明内容
为了解决现有技术中电力线通信OFDM系统通信可靠性差，通信速率低的技术问题，本发明提出一种电力线通信频带分配方法及装置。
本发明的一个方面，提供一种电力线通信频带分配方法，包括：
步骤A，计算所有子载波的误码率，将每个子载波的误码率按照预设的误码率限定条件进行可用性判定，将所有可用子载波纳入到设定的总频带集合；
步骤B，选取所述总频带集合中当前误码率最低的子载波，将该子载波分配到子频带集合，并从所述总频带集合中删除该子载波；
步骤C，计算所述子频带集合的误码率，将所述子频带集合的误码率按照所述误码率限定条件进行可用性判定，当不满足所述误码率限定条件时，按照上述步骤B为所述子频带集合分配子载波，直到所述子频带集合的误码率满足所述误码率限定条件；
步骤D，按照上述步骤B、C依次为设定的其他子频带集合分配子载波，直到所述总频带集合中所有子载波分配完毕。本发明的另一个方面，提供一种电力线通信频带分配装置，包括：
计算模块，用于计算所有子载波的误码率及各子频带集合的误码率；
误码率判定模块，用于将每个子载波的误码率按照预设的误码率限定条件进行可用性判定，将所有可用子载波纳入到总频带集合；将子频带集合的误码率按照所述误码率限定条件进行可用性判定；
选取模块，用于选取所述总频带集合中当前误码率最低的子载波，将该子载波分配到子频带集合，并从所述总频带集合中删除该子载波，直到所述子频带集合的误码率满足所述误码率限定条件；依次为设定的其他子频带集合分配子载波直到所述总频带集合中所有子载波分配完毕。本发明的电力线通信频带分配方法及装置，通过选取误码率较低的可用子载波，放弃噪声恶劣的子载波，从而将所剩余的通信功率分配给可用子载波，提高可用子载波的通信可靠性，并优化系统功率的总体分配。
附图说明
图1是本发明电力线通信频带分配方法实施例的流程图；
图2是本发明电力线通信频带分配装置实施例的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明电力线通信频带分配方法实施例包括：
步骤102，统计系统所有子载波的信噪比情况，计算每个子载波的误码率；
步骤104，将每个子载波的误码率按照预设的误码率限定条件进行可用性判定：
具体地，对子载波进行多次抽样，判断子载波的平均误码率否是大于等于预设的误码率阈值，
ei,ave≥eT，eT为预设的误码率阈值，ei,ave为第i个子载波的平均误码率；
Figure BDA00003409421300031
M为对第i个子载波的总抽样次数，ei,j为第i个子载波在第j次抽样时的误码率；
Figure BDA00003409421300032
ci为第i个子载波的单位载噪比；
Figure BDA00003409421300033
为第i个子载波的传递函数，
Figure BDA00003409421300034
为第i个子载波的噪声功率，
Figure BDA00003409421300035
和
Figure BDA00003409421300036
可以通过现有的信道训练和估计获得（详见参考文献[1]王根平，易灵芝，电力线通信系统中的信道训练和信道估计方案[J]．电网技术，2007，31(3)：35-38）；
步骤106，将所有可用子载波纳入到设定的总频带集合WS；
步骤108，设定一个子频带集合，该子频带集合初始化为空集；
步骤110，选取WS中当前误码率最低的子载波，将该子载波分配到子频带集合，并从WS中删除该子载波；
步骤112，计算子频带集合的误码率，
Figure BDA00003409421300037
n为该子频带集合中子载波的个数；
步骤114，将W1的误码率按照上述误码率限定条件进行可用性判定，即是否满足
Figure BDA00003409421300039
如果是，执行步骤118，如果否，执行步骤110；
步骤116，判断WS中是否还有子载波，如果是，返回步骤108；如果否，结束。
优选地，在上述步骤104中，进一步对子载波或子频带集合的信号功率进行可用性判定，具体地，判定第i个子载波的信号功率Pi是否小于等于预设的子载波信号功率阈值第w个子频带集合的信号功率Pw是否小于等于预设的总信号功率阈值Pmax。
本实施例的电力线通信频带分配方法通过选取误码率较低的可用子载波，放弃噪声恶劣的子载波，从而将所剩余的通信功率分配给可用子载波，进一步提高可用子载波的通信可靠性，并优化系统功率的总体分配。
更优地，控制同一个子频带集合的子载波传输相同的数据。采用同一个子频带集合内多个子载波发送相同数据的多发优收方式，有效克服电力线信道恶劣的噪声问题，降低误码率，提高了电力线通信OFDM系统的通信可靠性。
本实施例方法的目标是保证通信可靠性最优化的同时，尽可能地实现子频带集合的数量的最大化。
基于同一发明构思，本发明还提供一种电力线通信频带分配装置，如图2所示，该装置包括：计算模块21、误码率判定模块22和选取模块23。
计算模块计算所有子载波的误码率及各子频带集合的误码率。
误码率判定模块将每个子载波的误码率按照预设的误码率限定条件进行可用性判定，将所有可用子载波纳入到总频带集合；将子频带集合的误码率按照所述误码率限定条件进行可用性判定。
选取模块选取所述总频带集合中当前误码率最低的子载波，将该子载波分配到子频带集合，并从所述总频带集合中删除该子载波，直到所述子频带集合的误码率满足所述误码率限定条件；依次为设定的其他子频带集合分配子载波直到所述总频带集合中所有子载波分配完毕。
优选地，该装置还包括：信号功率判断模块24，判定所述子载波的信号功率是否小于等于预设的子载波信号功率阈值，子频带集合的信号功率是否小于等于预设的总信号功率阈值。
优选地，该装置还包括：载波控制模块25，控制同一个子频带集合的子载波传输相同的数据。
该电力线通信频带分配装置可以位于电力线通信系统的主机、服务器或终端中。
应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而非限制，本发明也并不仅限于上述举例，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种电力线通信频带分配方法，其特征在于，包括：
步骤A，计算所有子载波的误码率，将每个子载波的误码率按照预设的误码率限定条件进行可用性判定，将所有可用子载波纳入到总频带集合；
步骤B，选取所述总频带集合中当前误码率最低的子载波，将该子载波分配到子频带集合，并从所述总频带集合中删除该子载波；
步骤C，计算所述子频带集合的误码率，将所述子频带集合的误码率按照所述误码率限定条件进行可用性判定，当不满足所述误码率限定条件时，按照上述步骤B为所述子频带集合分配子载波，直到所述子频带集合的误码率满足所述误码率限定条件；
步骤D，按照上述步骤B、C依次为设定的其他子频带集合分配子载波，直到所述总频带集合中所有子载波分配完毕。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
控制同一个子频带集合的子载波传输相同的数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，将每个子载波的误码率按照预设的误码率限定条件进行可用性判定包括：
对子载波进行多次抽样，判断子载波的平均误码率否是大于等于预设的误码率阈值，
ei,ave≥eT，eT为预设的误码率阈值，ei,ave为第i个子载波的平均误码率，
Figure FDA00003409421200011
M为对第i个子载波的总抽样次数，ei,j为第i个子载波在第j次抽样时的误码率，
Figure FDA00003409421200012
ci为第i个子载波的单位载噪比，
Figure FDA00003409421200013
为第i个子载波的传递函数，为第i个子载波的噪声功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述子频带集合的误码率eW为：
Figure FDA00003409421200015
n为该子频带集合中子载波的个数。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：进一步对所述子载波或所述子频带集合的信号功率进行可用性判定：
判定所述子载波的信号功率是否小于等于预设的子载波信号功率阈值，子频带集合的信号功率是否小于等于预设的总信号功率阈值。
6.一种电力线通信频带分配装置，其特征在于，包括：
计算模块，用于计算所有子载波的误码率及各子频带集合的误码率；
误码率判定模块，用于将每个子载波的误码率按照预设的误码率限定条件进行可用性判定，将所有可用子载波纳入到总频带集合；将子频带集合的误码率按照所述误码率限定条件进行可用性判定；
选取模块，用于选取所述总频带集合中当前误码率最低的子载波，将该子载波分配到子频带集合，并从所述总频带集合中删除该子载波，直到所述子频带集合的误码率满足所述误码率限定条件；依次为设定的其他子频带集合分配子载波直到所述总频带集合中所有子载波分配完毕。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：载波控制模块，用于控制同一个子频带集合的子载波传输相同的数据。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：信号功率判断模块，用于判定所述子载波的信号功率是否小于等于预设的子载波信号功率阈值，子频带集合的信号功率是否小于等于预设的总信号功率阈值。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的装置，其特征在于，所述电力线通信频带分配装置位于电力线通信系统的主机、服务器或终端中。
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