CN105471476A - 一种通信训练方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信训练方法，包括：头端设备根据预设频率发送载波训练信号；中继设备和终端设备根据所述载波训练信号的频率确定自身信号发送频率。本发明提供的通信训练方法可以在通信系统处理上行数据和下行数据时，使头端设备、中继设备和终端设备使用相同的工作频率，从而提高上行数据和下行数据的传输质量。

Description

一种通信训练方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域，具体涉及一种通信训练方法。

背景技术

电力线载波通信是电力系统特有的通信方式，属于专网通信。载波通信分为窄带载波通信和宽带载波通信。窄带载波通信组网能力差，并且窄带载波所提供的数据通信带宽也无法满足《配电网规划设计技术导则》对信息传输带宽要求。宽带载波通信工作频率从2MHz到34MHz,物理层带宽200Mbps，应用层带宽90Mbps，调制方式采用OFDM调制技术，不仅使频带利用率进一步提高，还能有效的抵抗多径干扰，使受干扰的信号仍能可靠接收，即使是在配电网受到严重干扰的情况下，也可提供高带宽并且保证传输效率，从而实现数据的高速可靠通信。

在载波通信线路上，通常设有多个载波调制设备，这些载波调制设备根据功能定义为载波头端（HeadEnd），载波中继（Repeater）,载波终端（CustomerPremiseEquipment）。载波头端负责与配电自动化平台或上端光纤网络对接实现数据汇聚及管理、控制载波中继/终端设备；载波中继用于宽带载波信号的放大和转发，延长宽带载波通信距离；载波终端指宽带载波网络的根节点，一端连接配电终端设备，另一端通过耦合器连接中压电力线。由于各个载波设备相互独立，所以通常造成各个设备的工作频率不一致，因此会降低载波信号的传输质量，进而降低通信效率。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于使各个载波调制设备的工作频率相互匹配，提高载波信号的传输质量。

本发明提供一种通信训练方法，包括：头端设备根据预设频率发送载波训练信号；中继设备和终端设备根据所述载波训练信号的频率确定自身信号发送频率。

优选地，所述中继设备和终端设备根据所述载波训练信号的频率确定自身信号发送频率包括：所述中继设备接收所述头端设备发送的载波训练信号，并根据所述载波训练信号的频率确定信号发送频率，所述中继设备对所述载波训练信号进行增益，并使用所述发送频率发送增益后的载波训练信号；所述终端设备接收所述增益后的载波训练信号，并根据所述增益后的载波训练信号的频率确定信号发送频率。

优选地，所述中继设备接收所述头端设备发送的载波训练信号包括：第一耦合器将所述头端设备发送的载波训练信号耦合到第一电缆中；第二耦合器将所述第一电缆中的载波训练信号耦合到所述中继设备中；

优选地，所述终端设备接收所述中继设备发送的增益后的载波训练信号包括：第三耦合器将所述中继设备发送的增益后的载波训练信号耦合到第二电缆中；第四耦合器将所述第二电缆中的增益后的载波训练信号耦合到所述终端设备中。

优选地，所述第一电缆是第一开闭所与第二开闭所间的输电线缆，所述第二电缆是所述第二开闭所与第三开闭所间的输电线缆。

优选地，所述头端设备、中继设备和终端设备采用OFDM调制方式生成处理通信数据，所述头端设备根据通信数据的传输质量确定自身的工作频率。

本发明提供的通信训练方法可以在通信系统处理上行数据和下行数据时，使头端设备、中继设备和终端设备使用相同的工作频率，从而提高上行数据和下行数据的传输质量。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明实施例1提供的通信训练系统的结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的通信训练系统的具体结构图；

图3是本发明实施例2提供的通信训练方法的流程图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种通信训练系统，包括：头端设备12、中继设备13和终端设备14，头端设备12通过电缆与中继设备13连接，中继设备13通过电缆与终端设备14连接；头端设备12、中继设备13和终端设备14可以是设有载波调制芯片的设备，例如电力调制解调器。

载波信号的调制方式有多种，本实施例中的头端设备12、终端设备14和中继设备13可以采用OFDM调制方式生成载波信号，并根据载波信号的传输质量确定所述载波信号的工作频率。OFDM调制方式是一种多载波调制方式，这种方式可以在一定的频率范围内将一个载波分为许多个带宽较窄的次载波，这些次载波相互正交，采用快速傅立叶变换将这些次载波信号进行编码。次载波频分器将信号反转，使之正交，对于n个次载波，每一个次载波的符号速率被载波调制器分为整个符号速率的1/n，这使得调制后符号速率长于多径延迟从而减少符号间干扰。OFDM技术主要有以下优点：1）有效克服码间干扰，抗干扰能力强；2）频带利用率高；3）系统的均衡简单等。上述载波设备（头端设备、中继设备、终端设备）可以根据实时信号传输质量的变化选择使用全部或者部分子载波，并且可以灵活调整子载波的调制方式。

例如，宽带载波信号的工作频率范围可以是2-34MHz。OFDM技术将频率选择性衰落信道划分成大量的平坦衰落子信道,因此可以有效地对抗频率选择性衰落。OFDM系统中的子信道带宽窄,相邻子信道不需要分配在连续的频带上,OFDM系统能有效对抗电力线信道上的干扰和衰落。在电力线信道上,干扰通常发生在某个频率上,也就是干扰会影响一个或几个子信道。当某个子信道上的衰落严重,信噪比低于给定门限时,OFDM可以自适应地关闭该子信道,不在该子信道上发送数据,以保证数据的完整性和较低的误码率。同样的方法也可以用来对抗信道干扰。当干扰很大,严重影响某个子信道时,可同样的方法也可以用来对抗信道干扰。当干扰很大,严重影响某个子信道时,可以关闭该子信道来避免大的数据错误,或者可以通过提高干扰较大的子信道上信号的发射功率来提高信噪比,保证数据正确传输。

本实施例中的所述中继设备13和所述终端设备14根据所述头端设备12发送的载波训练信号的频率确定自身信号发送频率。例如，在正常通信过程中或在正常通信之前，可以由所述头端设备12向所述中继设备13和终端设备14发送训练数据，所述中继设备13和终端设备14用于根据所述训练数据确定自身的工作频率。

本系统可以在通信系统处理上行数据和下行数据时，使头端设备12、中继设备13和终端设备14使用相同的工作频率，从而提高上行数据和下行数据的传输质量。

优选地，所述头端设备用于发送载波信号；所述中继设备用于接收所述载波信号，根据所述载波信号的频率确定信号发送频率，并对所述载波信号进行增益，使用所述发送频率发送增益后的载波信号；所述终端设备用于接收所述增益后的载波信号，并根据所述增益后的载波信号的频率确定信号发送频率。

上述优选方案模拟正常的下行通信过程，按照对实际通信数据的处理过程处理载波训练信号，由此可以提高频率选择的准确性，进一步提高上行数据和下行数据的传输质量。

图2示出了本系统的具体连接示意图，如图2所示，本实施例的通信训练系统还可以包括：第一耦合器21和第二耦合器22，所述头端设备12通过所述第一耦合器21与第一电缆25的第一端连接，所述中继设备13通过所述第二耦合器22与所述第一电缆25的第二端连接。

还可以包括：第三耦合器23和第四耦合器24，所述中继设备13通过所述第三耦合器23与第二电缆26的第一端连接，所述终端设备14通过所述第四耦合器24与所述第二电缆26的第二端连接。

具体地，耦合器通常分别安装在一根电缆的两端，其作用是信号的耦合和高压隔离，即通过耦合作用在输电线缆和通信设备之间传递载波信号，耦合器是在原有的电缆线路上进行安装，不需要改变线路，也不会破坏线路。

上述耦合器可以是电感耦合器或电容耦合器。电感耦合器一般在电缆线路上使用，电感耦合器直接卡接在中压电缆某一相上，通过电感耦合器与电缆连接，可以确保信号在工作频带内不产生畸变，并在最大频率范围内减小不匹配衰耗，使耦合器的信号损耗最小；并且，电感耦合器可以长时间稳定工作于高电流强度下，电感耦合器具有安装方便，绝缘性好，不与电缆直接接触，安全性高，价格经济等优点

电容耦合器一般在架空线路上使用，电容耦合器采用注入方式与架空线路某一相连接，并固定在架空线路线缆杆上。电容耦合器安全优势明显，电容耦合器具有防水、防尘的结构，并且电容耦合器上面部分装有10KV氧化锌避雷器，当沿架空线路传入的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将电流经过接地良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电电压幅值限制在被保护的范围内，避免设备受到破坏，保证通信的正常运行。电容耦合器安装过程简单、方便、快捷，主要是包含连接至中压架空线、电容耦合器固定和自带接地固定。

优选地，所述第一电缆25是第一开闭所27与第二开闭所28间的输电线缆，所述第一电缆25的第一端是所述第一开闭所27中的环网柜的出线端，所述第一电缆25的第二端是所述第二开闭所28中的环网柜的进线端；

所述第二电缆26是所述第二开闭所28与第三开闭所29间的输电线缆，所述第二电缆26的第一端是所述第二开闭所28中的环网柜的出线端，所述第二电缆26的第二端是所述第三开闭所29中的环网柜的进线端。

开闭所是用于接受电力并分配电力的供配电设施，高压电网中称为开关站。中压电网中的开闭所一般用于10kV电力的接受与分配。设有中压配电进出线、对功率进行再分配的配电装置。相当于变电站母线的延伸，可用于解决变电站进出线间隔有限或进出线走廊受限，并在区域中起到电源支撑的作用，中压开关站必要时可与配电室合建。

如前文所述，载波信号本质上是一种电磁信号，如果载波信号在传输过程中直接穿过开闭所，必然会受到一定的干扰而影响到信号的质量。为了避免开闭所对信号质量的影响，本系统中的耦合器可以按照上述优选方案进行设置，使载波信号跨过传输线路上的开闭所，以提高载波信号的质量。

实施例2

本实施例提供一种通信训练方法，如图3所示该方法包括：

S1，头端设备根据预设频率发送载波训练信号；

S2，中继设备和终端设备根据所述载波训练信号的频率确定自身信号发送频率。头端设备、中继设备和终端设备可以是设有载波调制芯片的设备，例如电力调制解调器。

载波信号的调制方式有多种，在本实施例中，头端设备、终端设备和中继设备可以采用OFDM调制方式生成载波信号，并根据载波信号的传输质量确定所述载波信号的工作频率。OFDM调制方式是一种多载波调制方式，这种方式可以在一定的频率范围内将一个载波分为许多个带宽较窄的次载波，这些次载波相互正交，采用快速傅立叶变换将这些次载波信号进行编码。次载波频分器将信号反转，使之正交，对于n个次载波，每一个次载波的符号速率被载波调制器分为整个符号速率的1/n，这使得调制后符号速率长于多径延迟从而减少符号间干扰。OFDM技术主要有以下优点：1）有效克服码间干扰，抗干扰能力强；2）频带利用率高；3）系统的均衡简单等。上述载波设备（头端设备、中继设备、终端设备）可以根据实时信号传输质量的变化选择使用全部或者部分子载波，并且可以灵活调整子载波的调制方式。

例如，宽带载波信号的工作频率范围可以是2-34MHz。OFDM技术将频率选择性衰落信道划分成大量的平坦衰落子信道,因此可以有效地对抗频率选择性衰落。OFDM系统中的子信道带宽窄,相邻子信道不需要分配在连续的频带上,OFDM系统能有效对抗电力线信道上的干扰和衰落。在电力线信道上,干扰通常发生在某个频率上,也就是干扰会影响一个或几个子信道。当某个子信道上的衰落严重,信噪比低于给定门限时,OFDM可以自适应地关闭该子信道,不在该子信道上发送数据,以保证数据的完整性和较低的误码率。同样的方法也可以用来对抗信道干扰。当干扰很大,严重影响某个子信道时,可同样的方法也可以用来对抗信道干扰。当干扰很大,严重影响某个子信道时,可以关闭该子信道来避免大的数据错误,或者可以通过提高干扰较大的子信道上信号的发射功率来提高信噪比,保证数据正确传输。

本实施例中所述中继设备和所述终端设备根据所述头端设备发送的载波训练信号的频率确定自身信号发送频率。例如，在正常通信过程中或在正常通信之前，可以由所述头端设备向所述中继设备和终端设备发送训练数据，所述中继设备和终端设备用于根据所述训练数据确定自身的工作频率。

本方法可以在通信系统处理上行数据和下行数据时，使头端设备、中继设备和终端设备使用相同的工作频率，从而提高上行数据和下行数据的传输质量。

优选地，所述S2可以包括：

S21，所述中继设备接收所述头端设备发送的载波训练信号，并根据所述载波训练信号的频率确定信号发送频率，

S22，所述中继设备对所述载波训练信号进行增益，并使用所述发送频率发送增益后的载波训练信号；

S23，所述终端设备接收所述增益后的载波训练信号，并根据所述增益后的载波训练信号的频率确定信号发送频率。

上述优选方案模拟正常的下行通信过程，按照对实际通信数据的处理过程处理载波训练信号，由此可以提高频率选择的准确性，进一步提高上行数据和下行数据的传输质量。

上述方法可以利用耦合器的耦合作用传递载波训练信号或者正常通信过程中的载波信号。耦合器通常分别安装在一根电缆的两端，其作用是信号的耦合和高压隔离，即通过耦合作用将设备发出的载波信号耦合到电缆上进行传递，耦合器是在原有的电缆线路上进行安装，不需要改变线路，也不会破坏线路。

优选地，所述中继设备接收所述头端设备发送的载波训练信号包括：

第一耦合器将所述头端设备发送的载波训练信号耦合到第一电缆中；

第二耦合器将所述第一电缆中的载波训练信号耦合到所述中继设备中；所述终端设备接收所述中继设备发送的增益后的载波训练信号包括：

第三耦合器将所述中继设备发送的增益后的载波训练信号耦合到第二电缆中；

第四耦合器将所述第二电缆中的增益后的载波训练信号耦合到所述终端设备中。

上述耦合器可以是电感耦合器或电容耦合器。电感耦合器一般在电缆线路上使用，电感耦合器直接卡接在中压电缆某一相上，通过电感耦合器与电缆连接，可以确保信号在工作频带内不产生畸变，并在最大频率范围内减小不匹配衰耗，使耦合器的信号损耗最小；并且，电感耦合器可以长时间稳定工作于高电流强度下，电感耦合器具有安装方便，绝缘性好，不与电缆直接接触，安全性高，价格经济等优点

电容耦合器一般在架空线路上使用，电容耦合器采用注入方式与架空线路某一相连接，并固定在架空线路线缆杆上。电容耦合器安全优势明显，电容耦合器具有防水、防尘的结构，并且电容耦合器上面部分装有10KV氧化锌避雷器，当沿架空线路传入的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将电流经过接地良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电电压幅值限制在被保护的范围内，避免设备受到破坏，保证通信的正常运行。电容耦合器安装过程简单、方便、快捷，主要是包含连接至中压架空线、电容耦合器固定和自带接地固定。

更优选地，所述第一电缆可以是第一开闭所与第二开闭所间的输电线缆，所述第一电缆的第一端可以是所述第一开闭所中的环网柜的出线端，所述第一电缆的第二端是所述第二开闭所中的环网柜的进线端；

所述第二电缆是所述第二开闭所与第三开闭所间的输电线缆，所述第二电缆的第一端是所述第二开闭所中的环网柜的出线端，所述第二电缆的第二端是所述第三开闭所中的环网柜的进线端。

开闭所是用于接受电力并分配电力的供配电设施，高压电网中称为开关站。中压电网中的开闭所一般用于10kV电力的接受与分配。设有中压配电进出线、对功率进行再分配的配电装置。相当于变电站母线的延伸，可用于解决变电站进出线间隔有限或进出线走廊受限，并在区域中起到电源支撑的作用，中压开关站必要时可与配电室合建。

如前文所述，载波信号本质上是一种电磁信号，如果载波信号在传输过程中直接穿过开闭所，必然会受到一定的干扰而影响到信号的质量。为了避免开闭所对信号质量的影响，本方法可以利用耦合器与开闭所间的电缆传输载波信号，使载波信号跨过传输线路上的开闭所，以提高载波信号的质量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种通信训练方法，其特征在于，包括：

头端设备根据预设频率发送载波训练信号；

中继设备和终端设备根据所述载波训练信号的频率确定自身信号发送频率。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中继设备和终端设备根据所述载波训练信号的频率确定自身信号发送频率包括：

所述中继设备接收所述头端设备发送的载波训练信号，并根据所述载波训练信号的频率确定信号发送频率；

所述中继设备对所述载波训练信号进行增益，并使用所述发送频率发送增益后的载波训练信号；

所述终端设备接收所述增益后的载波训练信号，并根据所述增益后的载波训练信号的频率确定信号发送频率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中继设备接收所述头端设备发送的载波训练信号包括：

第一耦合器将所述头端设备发送的载波训练信号耦合到第一电缆中；

第二耦合器将所述第一电缆中的载波训练信号耦合到所述中继设备中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述终端设备接收所述中继设备发送的增益后的载波训练信号包括：

第三耦合器将所述中继设备发送的增益后的载波训练信号耦合到第二电缆中；

第四耦合器将所述第二电缆中的增益后的载波训练信号耦合到所述终端设备中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一电缆是第一开闭所与第二开闭所间的输电线缆，所述第二电缆是所述第二开闭所与第三开闭所间的输电线缆。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述头端设备、中继设备和终端设备采用OFDM调制方式生成处理通信数据，所述头端设备根据通信数据的传输质量确定自身的工作频率。