CN106936753A - 一种基于ofdm电力线通信的传输方法 - Google Patents

一种基于ofdm电力线通信的传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及低频窄带电力线载波通信领域，尤其涉及一种OFDM通信的传输方法及其传输模式的选择方法，基于电力线通信系统中的电力线并采用OFDM调制方式进行数据通信，所述传输方法包括：于任意一段时间内，利用所述电力线进行数据包的连续发送或非连续发送；其中，进行所述非连续发送时，于所述交流电力线上工频的过零时刻段进行所述数据包的传输，有效地规避电力线上的周期性噪声和脉冲型干扰，降低电力线负载对通信成功率的影响，从而达到可靠、有效的数据通信。

Description

一种基于OFDM电力线通信的传输方法
技术领域
本发明涉及低频窄带电力线载波通信领域，尤其涉及一种基于OFDM电力线通信的传输方法。
背景技术
在低压配电线路上的噪声(noise)、干扰(interference)以及接入阻抗(access impedance)通常呈现周期稳态(cyclostationary)的特性，所以信道的传输函数和信噪比也呈现周期稳态的特性，其周期通常是与交流电工频(如50Hz或60HzAC)的半周期(过零点)一致。影响电力载波通信质量的因素很多，但最主要的是电力线上复杂的信道和噪声环境。与工频同步的周期性脉冲噪声(impulsive noise)是低频窄带电力载波通信中对通信成功率影响最主要的因素之一，其统计特性具有周期稳态的特性，且在时域和频域都呈现稀疏性(sparsity)，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是一种多载波调制(Multicarrier modulation)技术，可以达到最优传输速率和最佳通信可靠性。到目前为止，国际上已发布的低压低频窄带电力载波通信(OFDM)标准，如：ITU G.9902,ITU G.9903(G3-PLC)，以及ITU G.9904(PRIME),都没有提及工频同步发送方式，或工频过零非连续发送方式。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种能在现有国际标准G3-PLC(ITU G.9903)、ITU G.9902基础上自动切换到交流电工频过零非连续发送模式的实现方法，从而实现可选的过零通信模式，并且与默认连续发送通信模式兼容。
本发明采用如下技术方案：
一种基于OFDM电力线通信的传输方法，所述传输方法包括：
一交流电力线的接收端根据传输数据协议中前导序列的正相符号和帧同步信号之间的相位差，判断通信的后续数据包的传输模式；以及
于任意一段时间内，所述交流电力线进行数据通信是以连续发送或非连续模式发送；
其中，进行连续发送时，所述连续发送的传输模式是遵循G3-PLC或ITU G.9902的通信协议；
进行非连续发送时，于所述交流电力线上工频的过零时刻进行数据包的传输。
优选的，所述传输方法包括：
进行所述连续发送时，所述连续发送的OFDM传输模式是G3-PLC或ITU G.9902的通信协议,并能够通过频带搬移方法将其工作频率上变频到150kHz-500kHz的任意频段；
进行所述非连续发送时，于所述交流电力线上工频的过零时刻进行所述数据包的传输，所述非连续发送的OFDM传输模式能够通过频带搬移方法将其工作频率上变频到150kHz-500kHz的任意频段。
优选的，所述非连续发送的传输模式包括：过零时隙传输的差分调制模式和过零时隙传输的相关调制模式，其中，
在所述过零时隙传输的差分调制模式下，将所述帧同步信号配置为相对于所述正相符号有π/2的相移；
在过零时隙传输的相关调制模式下，将所述帧同步信号配置为相对于所述正相符号有-π/2的相移；或者，
在所述过零时隙传输的差分调制模式下，将所述帧同步信号配置为相对于所述正相符号有-π/2的相移；
在过零时隙传输的相关调制模式下，将所述帧同步信号配置为相对于所述正相符号有π/2的相移。
需要说明的是，此处旨在强调有两种模式：差分调制模式和相关调制模式，根据这两种模式有两个配置的情况，第一种情况是：差分调制模式中帧同步信号与正相符号相位差为+π/2；则相关调制模式中帧同步信号与正相符号相位差为-π/2；第二种情况是：差分调制模式中帧同步信号与正相符号相位差为-π/2；相关调制模式中帧同步信号与正相符号相位差为+π/2。
优选的，所述传输方法中：在非连续传输方式下，所述数据包为过零时隙数据包段，
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，第一个过零传输时隙数据包由所述前导序列和1个FCH符号组成，其中；
所述前导序列由8个正相符号和1.5个帧同步符号组成。
优选的，所述传输方法中：
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，第一个过零传输时隙数据包在过零时刻后4.75±0.1ms时刻点开始发送，后续的过零传输时隙数据包由一个相位参考符号和3个OFDM符号组成，其中，
相邻过零传输时隙数据包之间的空闲间隔为6.95ms。
优选的，所述传输方法中：
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，所述相位参考符号由采样频率Fs为400kHz、采样点为130的加CP和256采样点的正相符号组成。
优选的，所述传输方法中：
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，每个过零传输时隙数据包中的首个所述OFDM符号的DBPSK调制采用所述正相符号的相位作为参考相位，后面的所述过零传输时隙数据包段中的所述OFDM符号的子载波以前一个所述OFDM符号的子载波相位作为参考相位。
优选的，所述传输方法中：
在G3-PLC基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包由一个所述前导序列和1个FCH符号组成，其中，
所述前导序列由8个所述正相信号和1.5个所述帧同步符号组成。
优选的，所述传输方法中：
在G3-PLC基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包段在过零时刻后4.75±0.1ms时刻点开始发送，后续的所述过零传输时隙数据包段将由4个OFDM符号组成，并且；
两个所述相邻过零传输时隙数据包之间的空闲间隔为6.95ms，每个所述过零传输时隙数据包段为3.05ms长。
优选的，所述传输方法中：
在G3-PLC基础上的过零相关传输模式传输时，每个过零传输时隙数据包段的第1个所述OFDM符号包括130个采样点的循环前缀，其余所述OFDM符号采用30个采样点的CP，22个采样点的保护间隔，8个采样点的重叠加窗部分，采样频率为400kHz。
优选的，所述传输方法中：
在基于ITU G.9902基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包段由一个所述前导序列和1个FCH符号组成，其中，
所述前导序列由8个所述正相信号和1.5个所述帧同步符号组成。
优选的，所述传输方法中：
在基于ITU G.9902基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包段在过零时刻后4.72±0.1ms时刻点开始发送，以及
后续的所述过零传输时隙的数据包段将由4个OFDM符号组成，其中，
两个所述相邻过零传输时隙数据包之间的空闲间隔为7.0ms，每个所述过零传输时隙数据包段长为3ms。
优选的，所述传输方法中：
在基于ITU G.9902基础上的过零相关传输模式通讯时，每个所述过零传输时隙数据包段的第一个所述OFDM符号采用104个采样点的循环前缀，其余所述OFDM符号采用32个采样点的CP，24个采样点的保护间隔，8个采样点的重叠加窗部分，采样频率400kHz。
本发明的有益效果是：
本发明提出了基于G3-PLC和ITU G.9902标准的工频过零差分(非连续)传输方案和工频过零相干(非连续)传输方案，从而使原有的连续传输模式下的G3-PLC和G.9902标准能无缝地衔接或扩展到工频同步的非连续传输模式上去，而且可以与原有标准同存和互操作(兼容)。在电力线载波通信中，主要的噪声和干扰源是与工频同步的脉冲性干扰，如：节能灯，开关电源，电磁炉等，脉冲的占空比在10-50％左右，噪声的锋值多数出现在工频正、负峰值附近。所以，在工频交流过零点附近，各种干扰与噪声相对比较小，信道环境更干净，更适合数据传输，因此，在支持通常连续发送模式之外，只在工频过零点附近传输信号，其他时段不传输。过零通信模式对发送节点的电源功率输出要求较低，可降低电源器件的成本，同时，间歇性发送的载波信号可有效避免漏电保护开关误跳闸。
附图说明
图1为本发明差分过零模式的示意图；
图2为本发明与G3-PLC兼容的相关过零模式的示意图；
图3为本发明与ITU G.9902兼容的相关过零模式的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
一种基于OFDM电力线通信的传输方法，基于电力线通信系统中的电力线进行OFDM通信，所述传输方法包括：
于任意一段时间内，利用所述电力线进行数据包的连续发送或非连续发送；
其中，进行所述非连续发送时，于所述电力线上传输电力线工频的过零时隙进行所述数据包的传输。本发明中所述的过零时隙可以为一个时间段，通常略小于三分之一交流电(AC)半周期(如：对50Hz工频，小于0.33ms)，即在零点附近的时候发送所述数据包，时隙的具体时间可以根据实际情况进行设定。
本发明一个较佳的实施例中，所述选择方法中：
一电力线的接收端根据所述传输数据包中前导序列符号和用于帧同步的信号之间的相位差，判断所述数据包为连续发送、非连续发送，或其他传输模式。
默认的，ITU G.9902或G3-PLC(ITU G.9903)采用所述的连续发送模式，其帧同步信号与前导序列符号的相差为π(反相)；
本发明一个较佳的实施例中，所述非连续发送的传输模式包括：过零时隙传输的差分调制模式和过零时隙传输的相关调制模式，其中，
在所述过零时隙传输的差分调制模式下，将帧同步信号设为相对于前导正相符号有π/2的相差；
在过零时隙传输的相关调制模式下，将所述帧同步信号设为相对于所述正相符号有-π/2的相移。或者，
在所述过零时隙传输的差分调制模式下，将所述帧同步信号配置为相对于所述正相符号有-π/2的相移；
在过零时隙传输的相关调制模式下，将所述帧同步信号配置为相对于所述正相符号有π/2的相移。
本发明一个较佳的实施例中，所述选择方法中：在非连续传输方式下，所述数据包为过零时隙数据包段，
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，第一个过零传输时隙数据包由所述前导序列和1个FCH符号即：帧控制头符号(FrameControl Header，FCH)组成，其中；
所述前导序列由8个正相前导符号和1.5个帧同步符号组成。
本发明一个较佳的实施例中，所述选择方法中：
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，第一个过零传输时隙数据包在过零时刻后4.75±0.1ms时刻点开始发送，后续的过零传输时隙数据包由一个相位参考符号和3个OFDM符号组成，其中，
两个相邻过零传输时隙数据包之间的空闲间隔为6.95ms。
本发明一个较佳的实施例中，所述选择方法中：
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，所述相位参考符号由采样频率Fs为400kHz、采样点为130个的加循环前缀(cyclic prefix，CP)和256个采样点的正相符号组成。
本发明一个较佳的实施例中，所述选择方法中：
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，每个过零传输时隙数据包中的首个所述OFDM符号的DBPSK调制采用所述正相符号的相位作为参考相位，后续的所述过零传输时隙数据包段中的所述OFDM符号的子载波以前一个所述OFDM符号的子载波相位作为参考相位。
本发明一个较佳的实施例中，所述选择方法中：
在G3-PLC基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包由一个所述前导序列和1个FCH符号组成，其中，
所述前导序列由8个所述正相信号和1.5个所述帧同步信号组成。
本发明一个较佳的实施例中，所述选择方法中：
在G3-PLC基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包段在过零时刻后4.75±0.1ms时刻点开始发送，后续的所述过零传输时隙数据包段将由4个OFDM符号组成，并且；
两个所述相邻过零传输时隙数据包之间的空闲间隔为6.95ms，每个所述过零传输时隙数据包段为3.05ms长。
本发明一个较佳的实施例中，所述选择方法中：
在G3-PLC基础上的过零相关传输模式传输时，每个过零传输时隙数据包段的第1个所述OFDM符号包括130个采样点的循环前缀，其余所述OFDM符号采用原有G3-PLC的OFDM符号组成结构，即：30个采样点的CP，22个采样点的保护间隔，8个采样点的重叠加窗部分。上述范例中所有的采样点是基于采样频率Fs＝400kHz。
本发明一个较佳的实施例中，所述选择方法中：
在基于ITU G.9902基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包段由一个所述前导序列和1个FCH符号组成，其中，
所述前导序列由8个所述正相符号和1.5个所述帧同步符号组成。
本发明一个较佳的实施例中，所述选择方法中：
在基于ITU G.9902基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包段在过零时刻后4.72±0.1ms时刻点开始发送，以及
后续的所述过零传输时隙的数据包段将由4个OFDM符号组成，其中，
两个所述相邻过零传输时隙数据包之间的空闲间隔为7.0ms，每个所述过零传输时隙数据包段长为3ms。
本发明一个较佳的实施例中，所述选择方法中：
在基于ITU G.9902基础上的过零相关传输模式通讯时，每个所述过零传输时隙数据包段的第一个所述OFDM符号采用104个采样点的循环前缀，其余所述OFDM符号采用原有G.9902的OFDM符号组成结构，即：32个采样点的CP，24个采样点的保护间隔，8个采样点的重叠加窗部分，上述范例中所有的采样点是基于采样频率Fs＝400kHz。
G3-PLC和ITU G.9902的OFDM参数是根据CENELEC频段(小于150kHz)定义的，所述的OFDM可以通过上变频技术把工作频段搬移到150kHz到500kHz频段。假设搬移频率为fus，其值必须为子载波间隔的整数倍：
fus＝m*fsc
其中fsc为OFDM子载波间隔，m为整数，且大于m大于N/2，N为FFT长度。
国际上已发布的低压低频窄带电力线载波通信(OFDM)标准，如：ITU G.9902，ITU G.9903(G3-PLC)，以及ITU G.9904(PRIME)，都没有提及工频同步发送方式，或工频过零非连续发送方式。本实施例提出一种能在现有国际标准，如：G3-PLC,ITU G.9902，基础上自动切换到本实施例提出的工频过零非连续发送模式的方法，从而实现可选的过零通信模式，而且不影响原有的默认连续发送通信模式。
在ITU G.9903(G3-PLC)和ITU G.9902中，前导序列(preamble)主要由p个SYNCP和q个SYNCM(帧同步符号)组成，即连续的传输模式SYNCM(反相符号)＝-SYNCP(正相符号)，即SYNCM的子载波相对于SYNCP有180度的相位差。如在G3-PLC标准，p＝8,q＝1.5。前导符号串(前导序列)为接收端提供符号同步、AGC、信道估计和均衡等功能。帧同步符号(SYNCM)主要用来提供帧同步功能。G3-PLC中的前导序列主要由8个SYNCP和1.5个SYNCM的OFDM符号组成，SYNCP主要用来AGC调整、符号同步、信道估计和初始参考相位的估计。
为了做到与原来标准兼容，本实施例提出了对于连续传输模式保留SYNCM＝-SYNCP；对于过零时隙传输的差分调制模式，提出帧同步符号SYNCM相对SYNCP有一个π/2的相移；对于过零时隙传输的相关调制模式，帧同步符号SYNCM相对SYNCP有一个(-π/2)的相移。在接收端，利用SYNCM和SYNCP的相位差来识别不同传输模式和帧同步。优选的，过零时隙传输模式下的前导符号(SYNCP和SYNCM)发送功率相对数据符号高一点，如3dB，以保证SYNCM检测的可靠性。
实施例一
本实施例提供了一种在G3-PLC(ITU G.9903)基础上的过零差分传输模式，由于在工频过零时刻的噪声相比较小，故可以在过零处发送数据，这样可以有效提高信号的质量。差分过零模式以工频的半周期10ms为单位(假设50Hz交流电)，分别在每个过零时刻发送数据，其发送方式如图1所示。在差分过零传输模式通讯时，第一个数据包段由前导序列(preamble)和1个FCH符号组成，其preamble由8个SYNCP和1.5个SYNCM组成，其中帧同步符号SYNCM的所有子载波的相位相对于SYMP旋转了90度。为了保证后续数据包段与工频过零同步发送，第一个数据包段必须在过零时刻后4.75±0.1ms时刻点开始发送，所有接下来的过零传输时隙的数据包段将由一个相位参考符号和3个OFDM符号组成，而两个过零时隙数据包之间的空闲间隔为6.95ms。相位参考符号由CP的(130采样点，Fs＝400kHz)和SYNCP(256采样点)组成。
对于每个过零数据包中的首个OFDM符号(包括FCH符号和数据)，它的DBPSK(differential binary phase shift keying)调制使用SYNCP的相位作为参考相位，后面符号的子载波以前一个符号的子载波相位作为参考相位。需要指出的是，DBPSK的参考相位符号可以是SYNCP，SYNCM，或其他OFDM符号。
实施例二
本实施例提供了一种在G3-PLC基础上的过零相关传输模式，本实施例在相关过零传输模式通讯时，如图2所示，第一个数据包段由一个前导序列(preamble)和1个FCH符号组成，其preamble由8个SYNCP和1.5个SYNCM组成，其中SYNCM的所有子载波的相位相对于SYMP旋转了-90度。为了保证后续数据包段(burst)与工频过零同步发送，第一个数据包段(过零传输时隙的数据包段)必须在过零时刻后4.75±0.1ms时刻点开始发送，所有接下来的过零传输时隙的数据包段将由4个OFDM符号组成，而两个过零时隙数据包(过零传输时隙的数据包)之间的空闲间隔为6.95ms(等效于10个OFDM符号)，每个数据包段为3.05ms长。每个过零数据包段(过零传输时隙的数据包段)的第一个OFDM符号采用相对长一些的循环前缀(CP)＝130采样点，以有利于过零传输包的再同步以及过零同步信号的误差。其余三个OFDM符号采用ITU G.9902的OFDM参数：CP＝30，保护间隔22，重叠加窗部分为8个采样点(例如传输频率Fs可以是400kHz)。对于每个过零数据包段(过零传输时隙的数据包段)中OFDM符号，其调制方式和导频插入方式可参照G3-PLC,或自定义。上述实施例中所有的采样点是基于采样频率Fs＝400kHz。
实施例三
本实施例提供了一种在ITU G.9902基础上的过零相关传输模式，同实施例二的基于G3-PLC的相关过零传输一样，如图3所示，第一个数据包段由一个前导序列(preamble)和1个FCH符号组成，其preamble由8(也可以增到，如：8+4＝12)个SYNCP和1.5个SYNCM组成，其中帧同步SYNCM的所有子载波的相位相对于SYMP旋转了-90度。为了保证后续数据包段(burst)与工频过零同步发送，第一个数据包段必须在过零时刻后4.72±0.1ms时刻点开始发送，所有接下来的过零传输时隙的数据包段将由4个OFDM符号组成，而两个过零时隙数据包之间的空闲间隔为7.0ms(等效于10个OFDM符号)，每个数据包段为3ms长。每个过零数据包段的第一个OFDM符号采用相对长一些的循环前缀CP＝104采样点，以有利于过零传输包的再同步以及过零同步信号的误差。其余三个OFDM符号采用ITUG.9902的OFDM参数：CP＝32，保护间隔24，重叠加窗部分为8个采样点，例如：Fs＝400kHz。对于每个过零数据包段中OFDM符号，其调制方式和导频插入方式可参照ITU G.9902或自定义。
本发明提出一种可以与G3-PLC(ITU G.9903)或G.9902连续发送模式兼容，并可以扩展到支持工频过零(非连续)模式的自动切换机制；过零传输模式自动切换原理是基于调制ITU G.9902/9903中的SYNCM相对与帧同步符号SYMCP的相位差来判断后续数据包的传输模式。现有国际标准中的SYNCM＝-SYNCP，本发明提出用正负90度的相位差来分别区分可选的传输模式是差分过零传输模式还是相关过零传输模式，或任意其他传输模式。
综上所述，本发明提出了基于G3-PLC和ITU G.9902标准的工频过零差分(非连续)传输方案和工频过零相关(非连续)传输方案。在电力线载波通信中，主要的噪声和干扰源是与工频同步的脉冲性干扰，如：节能灯，开关电源，电磁炉等，脉冲的占空比在10-50％左右，噪声的锋值多数出现在工频正、负峰值附近。所以，在工频交流过零点附近，各种干扰与噪声相对比较小，信道环境更干净，更适合数据传输，因此，在支持通常连续发送模式之外，只在工频过零点附近传输信号，其他时段不传输。过零通信模式对发送节点的电源功率输出要求较低，可降低电源器件的成本，同时，间歇性发送的载波信号可有效避免漏电保护开关误跳闸。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (13)

1.一种基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法包括：
一交流电力线的接收端根据传输数据协议中前导序列的正相符号和帧同步信号之间的相位差，判断通信的后续数据包的传输模式；以及
于任意一段时间内，所述交流电力线进行数据通信是以连续发送或非连续模式发送；
其中，进行连续发送时，所述连续发送的传输模式是遵循G3-PLC或ITU G.9902的通信协议；
进行非连续发送时，于所述交流电力线上工频的过零时刻进行数据包的传输。
2.根据权利要求1所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法包括：
进行所述连续发送时，所述连续发送的OFDM传输模式是G3-PLC或ITU G.9902的通信协议,并能够通过频带搬移方法将其工作频率上变频到150kHz-500kHz的任意频段；
进行所述非连续发送时，于所述交流电力线上工频的过零时刻进行所述数据包的传输，所述非连续发送的OFDM传输模式能够通过频带搬移方法将其工作频率上变频到150kHz-500kHz的任意频段。
3.根据权利要求1所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述非连续发送的传输模式包括：过零时隙传输的差分调制模式和过零时隙传输的相关调制模式，其中，
在所述过零时隙传输的差分调制模式下，将所述帧同步信号配置为相对于所述正相符号有π/2的相移；
在过零时隙传输的相关调制模式下，将所述帧同步信号配置为相对于所述正相符号有-π/2的相移；或者，
在所述过零时隙传输的差分调制模式下，将所述帧同步信号配置为相对于所述正相符号有-π/2的相移；
在过零时隙传输的相关调制模式下，将所述帧同步信号配置为相对于所述正相符号有π/2的相移。
4.根据权利要求3所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法中：在非连续传输方式下，所述数据包为过零时隙数据包段，
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，第一个过零传输时隙数据包由所述前导序列和1个FCH符号组成，其中；
所述前导序列由8个正相符号和1.5个帧同步符号组成。
5.根据权利要求4所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法中：
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，第一个过零传输时隙数据包在过零时刻后4.75±0.1ms时刻点开始发送，后续的过零传输时隙数据包由一个相位参考符号和3个OFDM符号组成，其中，
相邻过零传输时隙数据包之间的空闲间隔为6.95ms。
6.根据权利要求5所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法中：
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，所述相位参考符号由采样频率Fs为400kHz、采样点为130的加CP和256采样点的正相符号组成。
7.根据权利要求6所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法中：
在过零时隙传输的差分调制模式传输时，每个过零传输时隙数据包中的首个所述OFDM符号的DBPSK调制采用所述正相符号的相位作为参考相位，后面的所述过零传输时隙数据包段中的所述OFDM符号的子载波以前一个所述OFDM符号的子载波相位作为参考相位。
8.根据权利要求3所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法中：
在G3-PLC基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包由一个所述前导序列和1个FCH符号组成，其中，
所述前导序列由8个所述正相信号和1.5个所述帧同步符号组成。
9.根据权利要求8所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法中：
在G3-PLC基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包段在过零时刻后4.75±0.1ms时刻点开始发送，后续的所述过零传输时隙数据包段将由4个OFDM符号组成，并且；
两个所述相邻过零传输时隙数据包之间的空闲间隔为6.95ms，每个所述过零传输时隙数据包段为3.05ms长。
10.根据权利要求9所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法中：
在G3-PLC基础上的过零相关传输模式传输时，每个过零传输时隙数据包段的第1个所述OFDM符号包括130个采样点的循环前缀，其余所述OFDM符号采用30个采样点的CP，22个采样点的保护间隔，8个采样点的重叠加窗部分，采样频率为400kHz。
11.根据权利要求3所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法中：
在基于ITU G.9902基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包段由一个所述前导序列和1个FCH符号组成，其中，
所述前导序列由8个所述正相信号和1.5个所述帧同步符号组成。
12.根据权利要求11所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法中：
在基于ITU G.9902基础上的过零相关传输模式传输时，第一个过零传输时隙数据包段在过零时刻后4.72±0.1ms时刻点开始发送，以及
后续的所述过零传输时隙的数据包段将由4个OFDM符号组成，其中，
两个所述相邻过零传输时隙数据包之间的空闲间隔为7.0ms，每个所述过零传输时隙数据包段长为3ms。
13.根据权利要求12所述的基于OFDM电力线通信的传输方法，其特征在于，所述传输方法中：
在基于ITU G.9902基础上的过零相关传输模式通讯时，每个所述过零传输时隙数据包段的第一个所述OFDM符号采用104个采样点的循环前缀，其余所述OFDM符号采用32个采样点的CP，24个采样点的保护间隔，8个采样点的重叠加窗部分，采样频率400kHz。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109067433A (zh) * 2018-09-04 2018-12-21 国网四川省电力公司电力科学研究院 适用于智能电能表的低压电力线载波通信噪声抑制方法
CN111740936A (zh) * 2020-06-22 2020-10-02 深圳智微电子科技有限公司 一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法及电路
WO2021063140A1 (zh) * 2019-09-30 2021-04-08 华为技术有限公司 通信方法和相关装置
CN117748734A (zh) * 2023-12-19 2024-03-22 南方电网电力科技股份有限公司 一种电能相位量测系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103023533A (zh) * 2012-11-27 2013-04-03 祝文闻 一种双频率电力线载波通信方法及通信装置
CN103684699A (zh) * 2013-12-31 2014-03-26 上海贝岭股份有限公司 电力线通信的帧前导结构设计方法及同步检测方法和装置
CN104917713A (zh) * 2015-05-07 2015-09-16 青岛东软载波科技股份有限公司 基于ofdm调制的窄带电力线通信工频零点传输方法
CN105007099A (zh) * 2015-07-28 2015-10-28 中国科学院微电子研究所 一种基于ofdm技术的电力线通信系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103023533A (zh) * 2012-11-27 2013-04-03 祝文闻 一种双频率电力线载波通信方法及通信装置
CN103684699A (zh) * 2013-12-31 2014-03-26 上海贝岭股份有限公司 电力线通信的帧前导结构设计方法及同步检测方法和装置
CN104917713A (zh) * 2015-05-07 2015-09-16 青岛东软载波科技股份有限公司 基于ofdm调制的窄带电力线通信工频零点传输方法
CN105007099A (zh) * 2015-07-28 2015-10-28 中国科学院微电子研究所 一种基于ofdm技术的电力线通信系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王杰强: "《基于OFDM电力线载波通信系统设计及FPGA实现》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109067433A (zh) * 2018-09-04 2018-12-21 国网四川省电力公司电力科学研究院 适用于智能电能表的低压电力线载波通信噪声抑制方法
CN109067433B (zh) * 2018-09-04 2021-07-20 国网四川省电力公司电力科学研究院 适用于智能电能表的低压电力线载波通信噪声抑制方法
WO2021063140A1 (zh) * 2019-09-30 2021-04-08 华为技术有限公司 通信方法和相关装置
CN111740936A (zh) * 2020-06-22 2020-10-02 深圳智微电子科技有限公司 一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法及电路
CN111740936B (zh) * 2020-06-22 2021-10-01 深圳智微电子科技有限公司 一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法及电路
CN117748734A (zh) * 2023-12-19 2024-03-22 南方电网电力科技股份有限公司 一种电能相位量测系统及方法

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