CN107911326A - 一种中压电力线ofdm通信系统的噪声抑制传输方法 - Google Patents
一种中压电力线ofdm通信系统的噪声抑制传输方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107911326A CN107911326A CN201710948407.0A CN201710948407A CN107911326A CN 107911326 A CN107911326 A CN 107911326A CN 201710948407 A CN201710948407 A CN 201710948407A CN 107911326 A CN107911326 A CN 107911326A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- subcarrier
- power line
- voltage power
- medium voltage
- communication system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
- H04L27/2655—Synchronisation arrangements
- H04L27/2668—Details of algorithms
- H04L27/2681—Details of algorithms characterised by constraints
- H04L27/2688—Resistance to perturbation, e.g. noise, interference or fading
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
- H04B3/542—Systems for transmission via power distribution lines the information being in digital form
Abstract
本发明公开了一种中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法,实施步骤包括获取配电网终端的电力线信道特性参数,计算子载波比特容量,按照配网终端传输比特数和子载波数最小原则构造连续子载波群,以连续子载波群为通频带设计噪声抑制带通滤波器,采用子载波带通滤波操作实现噪声抑制配网终端数据传输。本发明针对中压电力线OFDM通信的噪声抑制问题,通过选择连续子载波群代替多个单一子载波传输数据,降低单个子载波受相邻低SNR子载波中噪声对数据传输影响,且通过连续子载波群承载业务数据和带通滤波器设计,实现对中压电力线通信系统噪声的抑制,能够有效提高电力线通信系统传输效率。
Description
技术领域
本发明属于中压电力线通信技术领域,尤其涉及一种中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法。
背景技术
中压电力线通信(Power Line Communication,PLC)技术是以10kV电力线作为传输媒质进行通信的技术,具有安装方便和灵活部署特点。正交频分调制OFDM技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是一种适合中压电力线通信的调制技术,通过频域子载波信道划分与数据比特加载实现有效数据传输。考虑到频域子载波信道的信噪比(Signal To Noise Ratio,SNR)是影响OFDM通信传输质量的重要因素,因此噪声抑制是实现中压电力线OFDM通信有效传输信号的关键技术前提之一。
在实际应用中,中压输电线在制造工艺和架设方法上并未考虑其对传输载波信号的影响,因此和那些专用的通信线路相比电力线信道具有高噪声和高衰减等不利于信号传播的特性。针对中压电力线OFDM通信传输过程中的噪声抑制问题,本发明通过选择连续子载波群,代替多个单一子载波,代替多个单一子载波传输数据,降低单个子载波受相邻低SNR子载波中噪声对数据传输影响,实现对中压电力线通信系统噪声的抑制,提高了电力线通信系统的传输效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题:本发明针对中压电力线OFDM通信的噪声抑制问题,提供一种一种中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法,通过选择连续子载波群代替多个单一子载波传输数据,降低单个子载波受相邻低SNR子载波中噪声对数据传输影响,且通过连续子载波群承载业务数据和带通滤波器设计,实现对中压电力线通信系统噪声的抑制,能够有效提高电力线通信系统传输效率。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法,其特征在于实施步骤包括:
1)在每个OFDM符号通信周期时,获取中压电力线OFDM通信系统的子载波比特容量;
2)根据当前OFDM符号通信周期内配网终端向配网主站传输的业务数据比特数M以及子载波比特容量按照子载波数最少准则选择连续子载波群;
3)基于选择的连续子载波群设计用于子载波群噪声抑制的带通滤波器;
4)采用选择的连续子载波群基于带通滤波器进行带通滤波实现噪声抑制数据传输。
优选地,步骤1)中获取中压电力线OFDM通信系统的子载波比特容量时,首次获取中压电力线OFDM通信系统的子载波比特容量的详细步骤包括:
1.1)获取中压电力线OFDM通信系统的OFDM系统信道频率被划分的2q+1个子载波得到子载波集合S= {S(i)},i=1,...,2q+1,子载波参数q为整数,且子载波带宽为subC;
1.2)获取每一个子载波功率信噪比参数为SNR(i),采用等功率比特分配方法根据每个子载波的功率信噪比SNR(i)计算子载波的比特容量B(i),得到子载波功率信噪比集合{SNR(i)}以及子载波比特容量集合{ B(i)},其中i表示第i个子载波。
优选地,整数q的取值范围为60~127,子载波带宽subC的取值范围为10kHz~25kHz。
优选地,步骤2)按照子载波数最少准则选择连续子载波群具体是指从中压电力线OFDM通信系统的OFDM系统信道频率被划分的2q+1个子载波中选择连续的2p+1个子载波构造连续子载波群以用于配电终端业务数据传输,使得子载波群比特容量满足B(i-p)+...+B(i-1)+B(i)+B(i+1)+...+ B(i+p) ≥M,其中目标子载波参数p为整数且取值范围p<=q,M为当前OFDM符号通信周期内配网终端向配网主站传输的业务数据比特数,B(i-p)表示第i-p个子载波的比特容量,B(i-1) 表示第i-1个子载波的比特容量,B(i) 表示第i个子载波的比特容量,B(i+1) 表示第i+1个子载波的比特容量, B(i+p) 表示第i+p个子载波的比特容量。
优选地,步骤3)中基于选择的连续子载波群设计用于子载波群噪声抑制的带通滤波器时,选择当前OFDM符号通信周期内连续2p+1个子载波群所在频带为带通滤波器的通频带,其中带通滤波器的中心频率设定为该子载波群频带中心频率,该通频带带宽范围为[(i-p)* subC, (i+p)* subC],其中subC为子载波带宽,p为目标子载波参数。
优选地,步骤3)中设计的带通滤波器为巴特沃兹滤波器,且带通滤波器的下截止频率fL=(i-p-1)* subC,上截止频率fH =(i+p+1)* subC),其中subC为子载波带宽,p为目标子载波参数。
本发明中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法具有下述优点:本发明通过获取配电网终端的电力线信道特性参数,计算子载波比特容量,按照配网终端传输比特数和子载波数最小原则构造连续子载波群,以连续子载波群为通频带设计噪声抑制带通滤波器,采用子载波带通滤波操作实现噪声抑制配网终端数据传输,针对中压电力线OFDM通信的噪声抑制问题,本发明通过选择连续子载波群代替多个单一子载波传输数据,降低单个子载波受相邻低SNR子载波中噪声对数据传输影响;本发明通过连续子载波群承载业务数据和带通滤波器设计,实现对中压电力线通信系统噪声的抑制,能够有效提高电力线通信系统传输效率。
附图说明
图1为本发明实施例方法的应用场景的中压电力线OFDM通信系统结构示意图。
图2为本发明实施例方法的基本流程示意图。
图3为本发明实施例方法中的子载波比特容量计算原理示意图。
图4为本发明实施例方法中的构造的连续子载波群示意图。
图5为本发明实施例方法中的子载波群噪声抑制的带通滤波器设计示意图。
具体实施方式
下文将以图1所示10kV中压电力线OFDM通信系统为例,对本发明中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法进行进一步的详细说明。
如图1所示,在该中压电力线OFDM通信系统中,连接配网终端的PLC从载波机通过10kV线路,与变电站通信机房的PLC主载波机相连,变电站通信机房通过SDH光纤通信线路与配网主站相连。配网终端数据通过从PLC载波机将信号耦合导10kV线路上实现载波通信,完成向主PLC载波机的业务数据传输,主PLC载波机经过交换机与SDH光纤通信通道连接,实现配网终端数据传输到配网主站操作。
如图2所示,本实施例中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法的实施步骤包括:
1)在每个OFDM符号通信周期时,获取中压电力线OFDM通信系统的子载波比特容量;
2)根据当前OFDM符号通信周期内配网终端向配网主站传输的业务数据比特数M以及子载波比特容量按照子载波数最少准则选择连续子载波群;
3)基于选择的连续子载波群设计用于子载波群噪声抑制的带通滤波器;
4)采用选择的连续子载波群基于带通滤波器进行带通滤波实现噪声抑制数据传输。
本实施例中,步骤1)中获取中压电力线OFDM通信系统的子载波比特容量时,首次获取中压电力线OFDM通信系统的子载波比特容量的详细步骤包括:
1.1)获取中压电力线OFDM通信系统的OFDM系统信道频率被划分的2q+1个子载波得到子载波集合S= {S(i)},i=1,...,2q+1,子载波参数q为整数,且子载波带宽为subC;
1.2)获取每一个子载波功率信噪比参数为SNR(i),采用等功率比特分配方法根据每个子载波的功率信噪比SNR(i)计算子载波的比特容量B(i),得到子载波功率信噪比集合{SNR(i)}以及子载波比特容量集合{ B(i)},其中i表示第i个子载波。
本实施例中,整数q的取值范围为60~127,子载波带宽subC的取值范围为10kHz~25kHz。本实施例中整数q的取值为64,中压电力线OFDM通信系统的OFDM系统信道频率被划分的2*64+1(共129)个子载波。如图3所示,本实施例中采用等功率比特分配方法根据每个子载波的功率信噪比SNR(i)计算子载波的比特容量B(i),即子载波可以用于传输的最大比特数目,构成子载波比特容量集合{ B(i)}。
本实施例中,步骤2)按照子载波数最少准则选择连续子载波群具体是指从中压电力线OFDM通信系统的OFDM系统信道频率被划分的2q+1个子载波中选择连续的2p+1个子载波构造连续子载波群以用于配电终端业务数据传输,使得子载波群比特容量满足B(i-p)+...+B(i-1)+B(i)+B(i+1)+...+ B(i+p) ≥M,其中目标子载波参数p为整数且取值范围p<=q,M为当前OFDM符号通信周期内配网终端向配网主站传输的业务数据比特数,B(i-p)表示第i-p个子载波的比特容量,B(i-1) 表示第i-1个子载波的比特容量,B(i) 表示第i个子载波的比特容量,B(i+1) 表示第i+1个子载波的比特容量, B(i+p) 表示第i+p个子载波的比特容量。本实施例中,当前OFDM符号通信周期内配网终端向配网主站传输的业务数据比特数为M=28比特,按照子载波数最少准则,计算得p=1;选择当前OFDM符号通信周期内连续2p+1个子载波构造连续子载波群用于配电终端业务数据传输,使得子载波群比特容量满足B(i-p)+...+B(i-1)+B(i)+B(i+1)+...+ B(i+p)=30 ≥28。参见图4,本实施例中最终选择了中心频率为20f/kHz的三个子载波组成连续子载波群,其比特容量分别为10、12、8,对应的子载波群比特容量之和为30,大于当前OFDM符号通信周期内配网终端向配网主站传输的业务数据比特数M(28)。
本实施例中,步骤3)中基于选择的连续子载波群设计用于子载波群噪声抑制的带通滤波器时,选择当前OFDM符号通信周期内连续2p+1个子载波群所在频带为带通滤波器的通频带,其中带通滤波器的中心频率设定为该子载波群频带中心频率,该通频带带宽范围为[(i-p)* subC, (i+p)* subC],其中subC为子载波带宽,p为目标子载波参数。本实施例中,subC取值为20kHz,通频带带宽范围可表示为为[fL,fH]。
本实施例中,步骤3)中设计的带通滤波器为巴特沃兹滤波器,且带通滤波器的下截止频率fL=(i-p-1)* subC,上截止频率fH =(i+p+1)* subC),其中subC为子载波带宽,p为目标子载波参数。本实施例中,采用巴特沃兹滤波器原型设计用于噪声抑制带通滤波器时,选择相邻的子载波作为带通滤波器的过渡带,如图5所示。
在当前OFDM符号通信周期内,配网终端首先采用选择的2p+1个子载波群进行业务数据承载操作,然后采用步骤3设计的带通滤波进行带通滤波操作;最后耦合到中压电力线上进行数据传输,实现对电力线通信系统噪声的抑制传输。实例中在当前OFDM符号通信周期内,配网终端首先采用选择的2p+1(实例中p=1)个子载波群进行业务数据承载操作,然后采用步骤3设计的带通滤波进行带通滤波操作;最后耦合到中压电力线上进行数据传输,实现对电力线通信系统噪声的抑制传输。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法,其特征在于实施步骤包括:
1)在每个OFDM符号通信周期时,获取中压电力线OFDM通信系统的子载波比特容量;
2)根据当前OFDM符号通信周期内配网终端向配网主站传输的业务数据比特数M以及子载波比特容量按照子载波数最少准则选择连续子载波群;
3)基于选择的连续子载波群设计用于子载波群噪声抑制的带通滤波器;
4)采用选择的连续子载波群基于带通滤波器进行带通滤波实现噪声抑制数据传输。
2.根据权利要求1所述的中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法,其特征在于,步骤1)中获取中压电力线OFDM通信系统的子载波比特容量时,首次获取中压电力线OFDM通信系统的子载波比特容量的详细步骤包括:
1.1)获取中压电力线OFDM通信系统的OFDM系统信道频率被划分的2q+1个子载波得到子载波集合S= {S(i)},i=1,...,2q+1,子载波参数q为整数,且子载波带宽为subC;
1.2)获取每一个子载波功率信噪比参数为SNR(i),采用等功率比特分配方法根据每个子载波的功率信噪比SNR(i)计算子载波的比特容量B(i),得到子载波功率信噪比集合{SNR(i)}以及子载波比特容量集合{ B(i)},其中i表示第i个子载波。
3.根据权利要求2所述的中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法,其特征在于,整数q的取值范围为60~127,子载波带宽subC的取值范围为10kHz~25kHz。
4.根据权利要求1或2或3所述的中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法,其特征在于,步骤2)按照子载波数最少准则选择连续子载波群具体是指从中压电力线OFDM通信系统的OFDM系统信道频率被划分的2q+1个子载波中选择连续的2p+1个子载波构造连续子载波群以用于配电终端业务数据传输,使得子载波群比特容量满足B(i-p)+...+B(i-1)+B(i)+B(i+1)+...+ B(i+p) ≥M,其中目标子载波参数p为整数且取值范围p<=q,M为当前OFDM符号通信周期内配网终端向配网主站传输的业务数据比特数,B(i-p)表示第i-p个子载波的比特容量,B(i-1) 表示第i-1个子载波的比特容量,B(i) 表示第i个子载波的比特容量,B(i+1) 表示第i+1个子载波的比特容量, B(i+p) 表示第i+p个子载波的比特容量。
5.根据权利要求4所述的中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法,其特征在于,步骤3)中基于选择的连续子载波群设计用于子载波群噪声抑制的带通滤波器时,选择当前OFDM符号通信周期内连续2p+1个子载波群所在频带为带通滤波器的通频带,其中带通滤波器的中心频率设定为该子载波群频带中心频率,该通频带带宽范围为[(i-p)* subC, (i+p)* subC],其中subC为子载波带宽,p为目标子载波参数。
6.根据权利要求5所述的中压电力线OFDM通信系统的噪声抑制传输方法,其特征在于,步骤3)中设计的带通滤波器为巴特沃兹滤波器,且带通滤波器的下截止频率fL=(i-p-1)*subC,上截止频率fH =(i+p+1)* subC),其中subC为子载波带宽,p为目标子载波参数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710948407.0A CN107911326B (zh) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | 一种中压电力线ofdm通信系统的噪声抑制传输方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710948407.0A CN107911326B (zh) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | 一种中压电力线ofdm通信系统的噪声抑制传输方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107911326A true CN107911326A (zh) | 2018-04-13 |
CN107911326B CN107911326B (zh) | 2020-08-21 |
Family
ID=61841366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710948407.0A Active CN107911326B (zh) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | 一种中压电力线ofdm通信系统的噪声抑制传输方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107911326B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112165373A (zh) * | 2020-09-03 | 2021-01-01 | 国网江西省电力有限公司经济技术研究院 | 配电mimo电力线通信多终端传输方法 |
CN112165372A (zh) * | 2020-08-12 | 2021-01-01 | 国网江西省电力有限公司经济技术研究院 | 一种配电mimo电力线通信传输方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102932314A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-02-13 | 中国科学院微电子研究所 | 一种正交频分复用电力线载波通信系统的子载波分配方法 |
CN103685125A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-26 | 清华大学 | 采用非连续载波干涉正交频分复用的电力线通信传输方法 |
CN104301009A (zh) * | 2014-08-22 | 2015-01-21 | 国家电网公司 | 一种电力线载波通信方法 |
CN105245253A (zh) * | 2015-09-09 | 2016-01-13 | 嘉兴国电通新能源科技有限公司 | 基于ofdm的plc系统子载波比特位并行加载方法 |
US20160127056A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-05 | Texas Instruments Incorporated | Power line communication operating frequency band selection apparatus, systems and methods |
CN105846985A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-08-10 | 华北电力大学 | 一种曲线拟合的宽带电力线ofdm子载波比特加载方法 |
-
2017
- 2017-10-12 CN CN201710948407.0A patent/CN107911326B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102932314A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-02-13 | 中国科学院微电子研究所 | 一种正交频分复用电力线载波通信系统的子载波分配方法 |
CN103685125A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-26 | 清华大学 | 采用非连续载波干涉正交频分复用的电力线通信传输方法 |
CN104301009A (zh) * | 2014-08-22 | 2015-01-21 | 国家电网公司 | 一种电力线载波通信方法 |
US20160127056A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-05 | Texas Instruments Incorporated | Power line communication operating frequency band selection apparatus, systems and methods |
CN105245253A (zh) * | 2015-09-09 | 2016-01-13 | 嘉兴国电通新能源科技有限公司 | 基于ofdm的plc系统子载波比特位并行加载方法 |
CN105846985A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-08-10 | 华北电力大学 | 一种曲线拟合的宽带电力线ofdm子载波比特加载方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
ANLI MENGI: "Successive impulsive noise suppression in OFDM", 《POWER LINE COMMUNICATIONS AND ITS APPLICATIONS》 * |
李圣,徐志强: "电力线通信中动态子载波组分配", 《通信与网络》 * |
鲍卫东: "电力线通信OFDM系统中基于子载波集的自适应分配算法", 《电力信息与通信技术》 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112165372A (zh) * | 2020-08-12 | 2021-01-01 | 国网江西省电力有限公司经济技术研究院 | 一种配电mimo电力线通信传输方法 |
CN112165373A (zh) * | 2020-09-03 | 2021-01-01 | 国网江西省电力有限公司经济技术研究院 | 配电mimo电力线通信多终端传输方法 |
CN112165373B (zh) * | 2020-09-03 | 2022-07-29 | 国网江西省电力有限公司经济技术研究院 | 配电mimo电力线通信多终端传输方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107911326B (zh) | 2020-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5379269B2 (ja) | 受信装置および受信方法 | |
CN102377477A (zh) | 基带信号传输方法和装置 | |
CN101171779A (zh) | 正交频分复用系统中发送和接收未编码信道信息的方法、装置和系统 | |
CN104243388A (zh) | 基于ofdm的声波通信系统 | |
CN104113921A (zh) | 一种mimo-edm无线通信系统及方法 | |
CN105264853A (zh) | 一种应用于无源光网络pon通信的方法、装置及系统 | |
CN103457900A (zh) | 电力线通信系统中基于ofdm的多频组网方法及装置 | |
CN107483436A (zh) | 一种物联网中通信模块的物理层双模设计方法 | |
CN102843331A (zh) | 一种载波通信多业务接入平台系统及方法 | |
CN107911326A (zh) | 一种中压电力线ofdm通信系统的噪声抑制传输方法 | |
AU2022202157B2 (en) | Methods and apparatuses for determining and aggregating qualified subcarriers of node of field area network | |
CN103428148A (zh) | 一种lte基站系统的下行发射机及其数据处理方法 | |
US20020159512A1 (en) | Communication apparatus and communication method | |
CN103856836A (zh) | 无源光网络中用户数据的发送和接收方法及系统、设备 | |
CN1819500A (zh) | 光接入系统多路信号接入的多载波光传输方法 | |
CN213461748U (zh) | 基于ofdm技术的宽带电力线载波通信系统 | |
CN104737480B (zh) | 多载波分复用系统的方法和装置 | |
CN113286355B (zh) | 基于otfs-noma跨域传输系统中的功率分配方法 | |
CN101741795A (zh) | 多频点多址接入方法和装置 | |
CN101478504B (zh) | 实现光纤与同轴电缆信号转换的多媒体住宅网关及方法 | |
CN105450261A (zh) | 一种具有高抗干扰性的中压配电网地埋电力线宽带通信方法 | |
CN103428142A (zh) | 一种通信方法、通信装置及通信系统 | |
CN108306657A (zh) | 一种电力线载波通信方法 | |
CN103139135A (zh) | 基于数字电力载波通讯的调制方法 | |
CN112543041A (zh) | 基于ofdm技术的宽带电力线载波通信系统及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |