CN106685482A - 一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统，其中，发送端的方法包括：获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；根据预设的帧结构确定信息帧，信息帧包括信息帧头和信息数据，信息帧头包括目标信息速率，信息数据包括数据包；根据预设的最小信息速率对信息帧头进行扩频编码处理的，根据目标信息速率对信息数据进行扩频编码处理；将进行扩频编码处理后的信息帧发送至接收端。该方法能使得接收端最大限度接收信息帧头，根据信道状况动态调整目标信息速率，可以保证全天候的通信可达性；且在同样的带宽条件下动态实现不同信息速率的传输，可以最大化利用带宽，并可以保证通信速率和成功率。
Description
技术领域
本发明涉及电力线通信技术领域，特别涉及一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统。
背景技术
电力线载波通信指利用电力线传输数据的一种通信方式。利用已有的电力线资源进行通信，既能满足通信需求，又可解决布线困难，且基础建设投资和日常维护费用低廉，因此电力线载波通信技术具有很高的经济性、便捷性和实用性。但是电力线路设计的初衷是为了完成电能配送而非数据的传输，因而对于数据通信而言，其信道特性非常不理想。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
现有的电力线载波通信系统和装置中的频段分为窄带(30kHz-500kHz)和宽带(2MHz-30MHz)通信，电力线载波通信信道受到各种干扰、衰减、反射等多种影响，使得信道的频率和相位响应变得十分复杂，导致通信成功率随时间和线路变化差异性很大。为克服电力线信道的差异性和随时间的变化，已知的方法包括一种跨频域通信方法，该方法事先对信道进行扫描，选择信道较好的一个或几个频段进行通信，但是，一旦信道随着时间变化而变化，切换频段需要通信各方同时参与，此时存在可能切换不成功或者切换时间长的问题。另一方面，窄带通信虽然抗干扰能力强，但通信速率慢，宽带通信成为一种趋势；在电力抄表等中大规模电力线通信网络中，如何兼顾抗干扰和通信速率，保证网络连通的情况下最大提高通信网络的速率，目前仍没有成熟的解决方案。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统，从而克服现有电力线载波通信存在可能切换不成功或者切换时间长的缺陷。
本发明实施例提供的一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，包括：获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；根据预设的帧结构确定信息帧，所述信息帧包括信息帧头和所述信息数据，所述信息帧头包括所述目标信息速率，所述信息数据包括所述数据包；根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频编码处理的，根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频编码处理；将进行扩频编码处理后的所述信息帧发送至接收端。
在一种可能的实现方式中，所述动态确定目标信息速率，包括：按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧，指示所述接收端确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，所述信道探测帧包括发送功率；获取接收端以所述临时信息速率发送的应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；确定接收所述应答帧的第二信噪比；在所述第一信噪比和所述第二信噪比均不小于预设阈值时，将所述临时信息速率作为所述目标信息速率。
在一种可能的实现方式中，在所述按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧之后，还包括：当在预设时间段内未接收到接收端发送的应答帧时，重复执行更新所述临时信息速率，直至接收到接收端发送的应答帧；所述更新所述临时信息速率包括：降低所述临时信息速率，并将降低后的临时信息速率作为新的临时信息速率。
基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，包括：接收发送端发送的信息帧，所述信息帧包括信息帧头和信息数据，所述信息帧头包括目标信息速率，所述信息数据包括数据包；根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频解码处理，确定所述信息帧头中的目标信息速率；根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频解码处理，确定所述信息数据中的数据包。
在一种可能的实现方式中，该方法还包括：接收发送端根据临时信息速率发送的信道探测帧，所述信道探测帧包括发送功率；确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，并确定应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；以所述发送功率、根据所述临时信息速率将所述应答帧发送至发送端。
基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种速率可动态调整的电力线载波通信的发送装置，包括：
确定模块，用于获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；
处理模块，用于根据预设的帧结构确定信息帧，所述信息帧包括信息帧头和所述信息数据，所述信息帧头包括所述目标信息速率，所述信息数据包括所述数据包；
扩频编码模块，用于根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频编码处理的，根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频编码处理；
发送模块，用于将进行扩频编码处理后的所述信息帧发送至接收端。
在一种可能的实现方式中，所述确定模块包括：
发送单元，用于按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧，指示所述接收端确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，所述信道探测帧包括发送功率；
获取单元，用于获取接收端以所述临时信息速率发送的应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；
确定单元，用于确定接收所述应答帧的第二信噪比；
处理单元，用于在所述第一信噪比和所述第二信噪比均不小于预设阈值时，将所述临时信息速率作为所述目标信息速率。
在一种可能的实现方式中，所述确定模块还包括：更新单元；
在所述获取单元按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧之后，所述更新单元用于当在预设时间段内未接收到接收端发送的应答帧时，重复执行更新所述临时信息速率，直至接收到接收端发送的应答帧；所述更新所述临时信息速率包括：降低所述临时信息速率，并将降低后的临时信息速率作为新的临时信息速率。
基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种速率可动态调整的电力线载波通信的接收装置，包括：
第一接收模块，用于接收发送端发送的信息帧，所述信息帧包括信息帧头和信息数据，所述信息帧头包括目标信息速率，所述信息数据包括数据包；
扩频解码模块，用于根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频解码处理，确定所述信息帧头中的目标信息速率；
所述扩频解码模块还用于根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频解码处理，确定所述信息数据中的数据包。
在一种可能的实现方式中，该接收装置还包括：
第二接收模块，用于接收发送端根据临时信息速率发送的信道探测帧，所述信道探测帧包括发送功率；
确定模块，用于确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，并确定应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；
发送模块，用于以所述发送功率、根据所述临时信息速率将所述应答帧发送至发送端。
基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种速率可动态调整的电力线载波通信系统，包括：如上所述的任一发送装置和如上所述的任一接收装置；所述发送装置和所述接收装置通过电力线连接。
本发明实施例提供的一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统，发送端动态确定用于传输数据包的目标信息速率，之后根据最小信息速率对包括目标信息速率的信息帧头进行扩频编码处理的，并根据目标信息速率对包括数据包的信息数据进行扩频编码处理；即采用包括固定速率的数据帧头和可变速率的信息数据的信息帧发送数据包，之后接收端根据最小信息速率对信息帧头进行扩频解码处理，确定信息帧头中的目标信息速率；以最小信息速率进行扩频解码，此时对应的扩频增益最大，即能够最大限度接收信息帧头；在确定目标信息速率后对信息数据进行扩频解码处理，从而可以获得原始的数据包。接收端无需事先协商即可正确解调和接收，无需增加复杂的解调算法。同时，根据信道状况动态调整目标信息速率，可以保证全天候的通信可达性；且在同样的带宽条件下动态实现不同信息速率的传输，可以最大化利用带宽，并可以保证通信速率和成功率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中电力线载波通信的第一方法流程图；
图2为本发明实施例中动态确定目标信息速率的方法流程图；
图3为本发明实施例中电力线载波通信的第二方法流程图；
图4为本发明实施例中预先发送应答帧的方法流程图；
图5为本发明实施例中电力线载波通信的第三方法流程图；
图6为本发明实施例中扩频调制解调的流程示意图；
图7为本发明实施例中信息帧结构的示意图；
图8为本发明实施例中电力线载波通信的发送装置的结构图；
图9为本发明实施例中电力线载波通信的接收装置的第一结构图；
图10为本发明实施例中电力线载波通信的接收装置的第二结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
根据本发明实施例，提供了一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，该方法应用于发送端，图1为该方法的流程图，具体包括步骤101-104：
步骤101：获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率。
本发明实施例中，由发送端获取数据包，之后将该数据包通过电力线发送出去。信息速率为信息传输速率，用于确定传输信息的速率。本发明实施例中，目标信息速率为动态调整的一个信息速率，且该目标信息速率为用户传输该数据包的信息速率，即通过该目标信息速率传输数据包。
步骤102：根据预设的帧结构确定信息帧，信息帧包括信息帧头和信息数据，信息帧头包含目标信息速率，信息数据包括数据包。
本发明实施例中，帧结构为预先设置的结构，用于确定需要发送的信息帧，具体的，该帧结构至少包括信息帧头和信息数据两部分，即由该帧结构确定的信息帧包括信息帧头和信息数据。其中，信息帧头包含在步骤101中确定的目标信息速率，信息数据中包括待发送的数据包。
步骤103：根据最小信息速率对信息帧头进行扩频编码处理的，根据目标信息速率对信息数据进行扩频编码处理。
本发明实施例中，最小信息速率为发送端和接收端共同预设的一个最小的信息速率，具体可以根据经验设置该最小信息速率，也可以根据信道状况(如线路衰减情况等)确定该最小信息速率，只要保证发送端和接收端均设置了该最小信息速率且发送端和接收端可以该最小信息速率进行信息传输即可。通过扩频编码处理使得信息帧包括固定速率(即最小信息速率)的数据帧头和可变速率(即目标信息速率)的信息数据。
具体的，本发明实施例中，发送端和接收端采用固定带宽的通信频段。发送端将信息速率为R的信息码扩频编码并调制到带宽为B0的通信频段上，对应的扩频增益Gs为：
Gs＝B0/R；
即，当信息速率R小时能够获得较大的扩频增益Gs，从而提高通信抗干扰能力和通信距离；当信息速率R大时能够获得较大的通信速率。
步骤104：将进行扩频编码处理后的信息帧发送至接收端。
本发明实施例中，发送端和接收端共同预设一个最小信息速率，且发送端通过该最小信息速率将包含目标信息速率的信息帧头发送至接收端，此时对应的扩频增益最大，从而可以保证接收端能够最大限度的正常接收数据；通过目标信息速率将包括数据包的信息数据发送至接收端，在接收端获取到目标信息速率后即可以正常扩频解码该信息数据，从而获得所需的数据包。
本发明实施例提供的一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，发送端动态确定用于传输数据包的目标信息速率，之后根据最小信息速率对包括目标信息速率的信息帧头进行扩频编码处理的，并根据目标信息速率对包括数据包的信息数据进行扩频编码处理；即采用包括固定速率的数据帧头和可变速率的信息数据的信息帧发送数据包，使得接收端无需事先协商即可正确解调和接收，无需增加复杂的解调算法。
本发明另一实施例提供了一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，由发送端执行，其包括图1所示的步骤101-104，其实现原理和有益效果参考图1所示的实施例。此外，参见图2所示，本发明实施例中的步骤101“动态确定目标信息速率”具体包括：步骤1011-1014。
步骤1011：按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧，指示接收端确定接收信道探测帧的第一信噪比，信道探测帧包括发送功率。
本发明实施例中，在发送端和接收端需要进行通信且未知信道状况的条件下，需要动态确定二者之间的信息速率，即目标信息速率。其中，临时信息速率为预先设置的一个初始的信息速率，用于通过发送信道探测帧来确定发送端与接收端之间可用的目标信息速率。其中，该信道探测帧包括发送功率，用于通知接收端发送信道探测帧的功率为多少，接收端可以根据该发送功率发送相应的应答帧。
步骤1012：获取接收端以临时信息速率发送的应答帧，应答帧包括第一信噪比。
本发明实施例中，信道探测帧还可以包括信道测试码等参数，使得接收端可以根据该信道测试码确定信噪比(即第一信噪比)；接收端也可以根据其他方法确定该第一信噪比，本文不做赘述。接收端确定第一信噪比后，即将包含第一信噪比的应答帧以该临时信息速率发送至发送端，从而发送端获取到该应答帧。
步骤1013：确定接收应答帧的第二信噪比。
步骤1014：在第一信噪比和第二信噪比均不小于预设阈值时，将临时信息速率作为目标信息速率。
本发明实施例中，通过设置第一信噪比和第二信噪比的取值范围，可以使得噪声小，信息传输质量较高。其中，该预设阈值可以为通信过程中为保证一定的误码率所需的信噪比，以保证根据该目标信息速率传输数据包时的误码率符合要求。
在一种可能的实现方式中，在步骤1011按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧之后，还包括更新临时信息速率的过程，具体包括：当在预设时间段内未接收到接收端发送的应答帧时，更新临时信息速率；更新临时信息速率包括：降低临时信息速率，并将降低后的临时信息速率作为新的临时信息速率。
本发明实施例中，若发送端在预设时间段内未接收到接收端发送的应答帧，说明接收端未接收到发送端发送的信道测试帧，或者发送端未接收到接收端发送的应答帧，即以当前的临时信息速率发送信息存在通信失败的可能，故此时降低临时信息速率以提高增益，保证通信成功率。同时，在降低临时信息速率后，若在预设时间段内仍未接收到接收端发送的应答帧，则重复执行更新临时信息速率，直至发送端接收到接收端发送的应答帧。
本发明实施例提供的一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，发送端动态确定用于传输数据包的目标信息速率，之后根据最小信息速率对包括目标信息速率的信息帧头进行扩频编码处理的，并根据目标信息速率对包括数据包的信息数据进行扩频编码处理；即采用包括固定速率的数据帧头和可变速率的信息数据的信息帧发送数据包，使得接收端无需事先协商即可正确解调和接收，无需增加复杂的解调算法。根据信道状况动态调整目标信息速率，可以保证全天候的通信可达性；且在同样的带宽条件下动态实现不同信息速率的传输，可以最大化利用带宽，并可以保证通信速率和成功率。
本发明实施例还提供另一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，该方法由接收端执行，参见图3所示，具体包括步骤301-303：
步骤301：接收发送端发送的信息帧，信息帧包括信息帧头和信息数据，信息帧头包括目标信息速率，信息数据包括数据包。
本发明实施例中，该信息帧为经过扩频处理的帧结构，具体的，根据最小信息速率对信息帧头进行扩频编码处理的，根据目标信息速率对信息数据进行扩频编码处理，即扩频编码处理后的信息帧包括固定速率(即最小信息速率)的数据帧头和可变速率(即目标信息速率)的信息数据。
步骤302：根据最小信息速率对信息帧头进行扩频解码处理，确定信息帧头中的目标信息速率。
本发明实施例中，最小信息速率为发送端和接收端共同预设的一个最小的信息速率。接收端在启动接收程序后，可以设置接收的信息速率为该最小信息速率，此时对应的扩频增益最大，即能够最大限度接收信息帧。在接收端接收到信息帧的信息帧头后，根据最小信息速率对信息帧头进行扩频解码处理，即可以确定目标信息速率。
步骤303：根据目标信息速率对信息数据进行扩频解码处理，确定信息数据中的数据包。
接收端在确定目标信息速率后，即可以将接收的信息速率修改为该目标信息速率，以该目标信息速率扩频解码该信息数据，从而可以获取其中的数据包。在帧结构的信息数据包含校验码字段时，接收端还需要对信息数据进行校验。
本发明实施例提供的一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，发送端根据最小信息速率对包括目标信息速率的信息帧头进行扩频编码处理的，并根据目标信息速率对包括数据包的信息数据进行扩频编码处理；之后接收端根据最小信息速率对信息帧头进行扩频解码处理，确定信息帧头中的目标信息速率；以最小信息速率进行扩频解码，此时对应的扩频增益最大，即能够最大限度接收信息帧头；在确定目标信息速率后对信息数据进行扩频解码处理，从而可以获得原始的数据包。该目标信息速率为自适应地根据信道状况动态调整的速率，从而可以保证全天候的通信可达性；在同样的带宽条件下动态实现不同信息码速率的传输，最大化利用带宽和保证通信速率和成功率。
本发明另一实施例提供了一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，由接收端执行，其包括图3所示的步骤301-303，其实现原理和有益效果参考图3所示的实施例。此外，参见图4所示，在步骤301接收发送端发送的信息帧之前，本发明实施例提供的方法还包括预先发送应答帧的过程，具体包括步骤401-403：
步骤401：接收发送端根据临时信息速率发送的信道探测帧，信道探测帧包括发送功率。
本发明实施例中，临时信息速率为预先设置的一个初始的信息速率，发送端通过发送信道探测帧来确定发送端与接收端之间可用的目标信息速率。
步骤402：确定接收信道探测帧的第一信噪比，并确定应答帧，应答帧包括第一信噪比。
本发明实施例中，在接收到信道探测帧时，接收端可以确定接收信道探测帧的第一信噪比。具体的，信道探测帧还可以包括信道测试码等参数，使得接收端可以根据该信道测试码确定信噪比(即第一信噪比)；接收端也可以根据其他方法确定该第一信噪比，本文不做赘述。在确定第一信噪比后，即可以确定需要发送的应答帧。
步骤403：以发送功率、根据临时信息速率将应答帧发送至发送端。
本发明实施例中，以步骤401中获取的信道探测帧中的发送功率来作为发送应答帧的功率，并以临时信息速率作为发送应答帧的信息速率，将该应答帧发送至发送端，之后发送端根据接收的应答帧即可以确定是否将该临时信息速率作为最终的目标信息速率。
同时，由于该临时信息速率为动态调整的，故在更新临时信息速率后，将更新后的临时信息速率添加至信道探测帧中，即信道探测帧还包括临时信息速率。
本发明实施例提供的一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，发送端根据最小信息速率对包括目标信息速率的信息帧头进行扩频编码处理的，并根据目标信息速率对包括数据包的信息数据进行扩频编码处理；之后接收端根据最小信息速率对信息帧头进行扩频解码处理，确定信息帧头中的目标信息速率；以最小信息速率进行扩频解码，此时对应的扩频增益最大，即能够最大限度接收信息帧头；在确定目标信息速率后对信息数据进行扩频解码处理，从而可以获得原始的数据包。该目标信息速率为自适应地根据信道状况动态调整的速率，从而可以保证全天候的通信可达性；在同样的带宽条件下动态实现不同信息码速率的传输，最大化利用带宽和保证通信速率和成功率。
下面通过一个实施例详细介绍该速率可动态调整的电力线载波通信方法流程。
在本发明实施例中，发送端实时动态调整目标信息速率，具体的，参见图5所示，包括步骤501-511：
步骤501：发送端确定临时信息速率，并根据该临时信息速率向接收端发送信道探测帧。
其中，发送端可以根据经验设置初始的临时信息速率，或者根据当前信道的历史状况信息确定一个临时信息速率。信道探测帧包括发送功率和临时信息速率。
步骤502：接收端接收信道探测帧，并确定接收信道探测帧的第一信噪比。
步骤503：接收端生成应答帧，并将该应答帧发送至发送端。
其中，应答帧包括第一信噪比，并以信道探测帧重的发送功率、根据临时信息速率将应答帧发送至发送端。
步骤504：发送端检测是否接收到应答帧，在接收到应答帧时继续步骤506，否则继续步骤505。
步骤505：降低临时信息速率，并将降低后的临时信息速率作为新的临时信息速率，并继续步骤501。
步骤506：发送端确定接收应答帧的第二信噪比。
步骤507：在第一信噪比和第二信噪比均不小于预设阈值时，将临时信息速率作为目标信息速率。
具体的，第一信噪比为SNRB，第二信噪比为SNRA，若min{SNRA,SNRB}>SNR0，则说明两个信噪比中较小的信噪比大于预设阈值SBR0，此时可以将临时信息速率作为目标信息速率。具体的，SNR0为通信过程中为保证一定的误码率所需的信噪比。在第一信噪比和第二信噪比中的一个或两个小于预设阈值时，需要重新确定临时信息速率，即继续步骤505。或者，也可以提高临时信息速率，在提高临时信息速率后继续步骤501。
步骤508：发送端获取待发送的数据包，并根据预设的帧结构确定信息帧。
其中，信息帧包括信息帧头和信息数据，信息帧头包含目标信息速率，信息数据包括数据包。
步骤509：发送端根据最小信息速率对信息帧头进行扩频编码处理的，根据目标信息速率对信息数据进行扩频编码处理，并将进行扩频编码处理后的信息帧发送至接收端。
步骤510：接收端接收发送端发送的信息帧，根据最小信息速率对信息帧头进行扩频解码处理，确定信息帧头中的目标信息速率。
其中，接收端和发送端设置了相同的最小信息速率，且目标信息速率一定大于该最小信息速率。
步骤511：接收端根据目标信息速率对信息数据进行扩频解码处理，确定信息数据中的数据包。
本发明实施例中，扩频调制解调的过程具体参见图6所示，一种帧结构参见图7所示，其中，信息帧头包括：导频码字段、同步头字段和码速率字段；信息数据包括有效信息字段和校验码字段。其中，导频码字段和同步头字段用于规范通信，码速率字段中存有目标信息速率；有效信息字段存储待发送的数据包，校验码字段用于对有效信息字段进行校验。信息帧头长度固定，码速率Rmin(即最小信息速率)，信息数据长度可变，码速率为Rs(即目标信息速率)。
本发明实施例提供的一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，发送端动态确定用于传输数据包的目标信息速率，之后根据最小信息速率对包括目标信息速率的信息帧头进行扩频编码处理的，并根据目标信息速率对包括数据包的信息数据进行扩频编码处理；即采用包括固定速率的数据帧头和可变速率的信息数据的信息帧发送数据包，之后接收端根据最小信息速率对信息帧头进行扩频解码处理，确定信息帧头中的目标信息速率；以最小信息速率进行扩频解码，此时对应的扩频增益最大，即能够最大限度接收信息帧头；在确定目标信息速率后对信息数据进行扩频解码处理，从而可以获得原始的数据包。接收端无需事先协商即可正确解调和接收，无需增加复杂的解调算法。同时，根据信道状况动态调整目标信息速率，可以保证全天候的通信可达性；且在同样的带宽条件下动态实现不同信息速率的传输，可以最大化利用带宽，并可以保证通信速率和成功率。
以上详细介绍了一种速率可动态调整的电力线载波通信方法的流程，该方法也可以通过相应的装置实现，下面详细介绍该装置的结构和功能。
本发明实施例提供的一种速率可动态调整的电力线载波通信的发送装置，参见图8所示，包括：
确定模块81，用于获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；
处理模块82，用于根据预设的帧结构确定信息帧，信息帧包括信息帧头和信息数据，信息帧头包括目标信息速率，信息数据包括数据包；
扩频编码模块83，用于根据预设的最小信息速率对信息帧头进行扩频编码处理的，根据目标信息速率对信息数据进行扩频编码处理；
发送模块84，用于将进行扩频编码处理后的信息帧发送至接收端。
在一种可能的实现方式中，确定模块81包括：
发送单元，用于按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧，指示接收端确定接收信道探测帧的第一信噪比，信道探测帧包括发送功率；
获取单元，用于获取接收端以临时信息速率发送的应答帧，应答帧包括第一信噪比；
确定单元，用于确定接收应答帧的第二信噪比；
处理单元，用于在第一信噪比和第二信噪比均不小于预设阈值时，将临时信息速率作为目标信息速率。
在一种可能的实现方式中，确定模块还包括：更新单元；在获取单元按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧之后，更新单元用于当在预设时间段内未接收到接收端发送的应答帧时，重复执行更新临时信息速率，直至接收到接收端发送的应答帧；更新临时信息速率包括：降低临时信息速率，并将降低后的临时信息速率作为新的临时信息速率。
基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种速率可动态调整的电力线载波通信的接收装置，参见图9所示，包括：
第一接收模块91，用于接收发送端发送的信息帧，信息帧包括信息帧头和信息数据，信息帧头包括目标信息速率，信息数据包括数据包；
扩频解码模块92，用于根据预设的最小信息速率对信息帧头进行扩频解码处理，确定信息帧头中的目标信息速率；
扩频解码模块92还用于根据目标信息速率对信息数据进行扩频解码处理，确定信息数据中的数据包。
在一种可能的实现方式中，参见图10所示，该接收装置还包括：
第二接收模块93，用于接收发送端根据临时信息速率发送的信道探测帧，信道探测帧包括发送功率；
确定模块94，用于确定接收信道探测帧的第一信噪比，并确定应答帧，应答帧包括第一信噪比；
发送模块95，用于以发送功率、根据临时信息速率将应答帧发送至发送端。
基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种电力线载波通信的系统，包括：如上的任一发送装置和如上的任一接收装置；发送装置和接收装置通过电力线连接。
本发明实施例提供的一种速率可动态调整的电力线载波通信方法、装置及系统，发送端动态确定用于传输数据包的目标信息速率，之后根据最小信息速率对包括目标信息速率的信息帧头进行扩频编码处理的，并根据目标信息速率对包括数据包的信息数据进行扩频编码处理；即采用包括固定速率的数据帧头和可变速率的信息数据的信息帧发送数据包，之后接收端根据最小信息速率对信息帧头进行扩频解码处理，确定信息帧头中的目标信息速率；以最小信息速率进行扩频解码，此时对应的扩频增益最大，即能够最大限度接收信息帧头；在确定目标信息速率后对信息数据进行扩频解码处理，从而可以获得原始的数据包。接收端无需事先协商即可正确解调和接收，无需增加复杂的解调算法。同时，根据信道状况动态调整目标信息速率，可以保证全天候的通信可达性；且在同样的带宽条件下动态实现不同信息速率的传输，可以最大化利用带宽，并可以保证通信速率和成功率。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (11)
1.一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，其特征在于，包括：
获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；
根据预设的帧结构确定信息帧，所述信息帧包括信息帧头和所述信息数据，所述信息帧头包括所述目标信息速率，所述信息数据包括所述数据包；
根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频编码处理的，根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频编码处理；
将进行扩频编码处理后的所述信息帧发送至接收端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态确定目标信息速率，包括：
按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧，指示所述接收端确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，所述信道探测帧包括发送功率；
获取接收端以所述临时信息速率发送的应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；
确定接收所述应答帧的第二信噪比；
在所述第一信噪比和所述第二信噪比均不小于预设阈值时，将所述临时信息速率作为所述目标信息速率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧之后，还包括：
当在预设时间段内未接收到接收端发送的应答帧时，重复执行更新所述临时信息速率，直至接收到接收端发送的应答帧；所述更新所述临时信息速率包括：降低所述临时信息速率，并将降低后的临时信息速率作为新的临时信息速率。
4.一种速率可动态调整的电力线载波通信方法，其特征在于，包括：
接收发送端发送的信息帧，所述信息帧包括信息帧头和信息数据，所述信息帧头包括目标信息速率，所述信息数据包括数据包；
根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频解码处理，确定所述信息帧头中的目标信息速率；
根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频解码处理，确定所述信息数据中的数据包。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
接收发送端根据临时信息速率发送的信道探测帧，所述信道探测帧包括发送功率；
确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，并确定应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；
以所述发送功率、根据所述临时信息速率将所述应答帧发送至发送端。
6.一种速率可动态调整的电力线载波通信的发送装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于获取待发送的数据包，并动态确定目标信息速率；
处理模块，用于根据预设的帧结构确定信息帧，所述信息帧包括信息帧头和所述信息数据，所述信息帧头包括所述目标信息速率，所述信息数据包括所述数据包；
扩频编码模块，用于根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频编码处理的，根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频编码处理；
发送模块，用于将进行扩频编码处理后的所述信息帧发送至接收端。
7.根据权利要求6所述的发送装置，其特征在于，所述确定模块包括：
发送单元，用于按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧，指示所述接收端确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，所述信道探测帧包括发送功率；
获取单元，用于获取接收端以所述临时信息速率发送的应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；
确定单元，用于确定接收所述应答帧的第二信噪比；
处理单元，用于在所述第一信噪比和所述第二信噪比均不小于预设阈值时，将所述临时信息速率作为所述目标信息速率。
8.根据权利要求7所述的发送装置，其特征在于，所述确定模块还包括：更新单元；
在所述获取单元按照预设的临时信息速率向接收端发送信道探测帧之后，所述更新单元用于当在预设时间段内未接收到接收端发送的应答帧时，重复执行更新所述临时信息速率，直至接收到接收端发送的应答帧；所述更新所述临时信息速率包括：降低所述临时信息速率，并将降低后的临时信息速率作为新的临时信息速率。
9.一种速率可动态调整的电力线载波通信的接收装置，其特征在于，包括：
第一接收模块，用于接收发送端发送的信息帧，所述信息帧包括信息帧头和信息数据，所述信息帧头包括目标信息速率，所述信息数据包括数据包；
扩频解码模块，用于根据预设的最小信息速率对所述信息帧头进行扩频解码处理，确定所述信息帧头中的目标信息速率；
所述扩频解码模块还用于根据所述目标信息速率对所述信息数据进行扩频解码处理，确定所述信息数据中的数据包。
10.根据权利要求9所述的接收装置，其特征在于，还包括：
第二接收模块，用于接收发送端根据临时信息速率发送的信道探测帧，所述信道探测帧包括发送功率；
确定模块，用于确定接收所述信道探测帧的第一信噪比，并确定应答帧，所述应答帧包括所述第一信噪比；
发送模块，用于以所述发送功率、根据所述临时信息速率将所述应答帧发送至发送端。
11.一种速率可动态调整的电力线载波通信系统，其特征在于，包括：如权利要求6-8任一所述的发送装置和如权利要求9或10所述的接收装置；
所述发送装置和所述接收装置通过电力线连接。
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