CN108055061A - 一种电力线宽带载波通信方法、通信系统、抄表系统 - Google Patents

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CN108055061A CN201810058285.2A CN201810058285A CN108055061A CN 108055061 A CN108055061 A CN 108055061A CN 201810058285 A CN201810058285 A CN 201810058285A CN 108055061 A CN108055061 A CN 108055061A
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张道勇
蔡静波
许波
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Abstract

本发明公开一种电力线宽带载波通信方法、通信系统、抄表系统，其中给上行通信分配上行通信带宽，给下行通信分配下行通信带宽，另外还设置潮汐带宽以在上行通信或下行通信带宽不足时予以补充，即便上行通信或下行通信中产生突然的数据量增加，可以通过潮汐带宽分配上行通信或下行通信带宽以增加带宽，而不需要为了增加给上行通信或下行通信带宽而中断另一行通信，可以实现上行通信和下行通信同时进行，不需要分时段进行上行或者下行通信，从而保证电力设备间双向实时交互。

Description

一种电力线宽带载波通信方法、通信系统、抄表系统
技术领域
本发明涉及电力自动化技术领域，特别是涉及电力线载波通信领域。
本发明还涉及电网的抄表系统领域。
背景技术
从电力线通信应用的角度来看，未来应用于智能电网、家庭宽带接入和工业控制应用的趋势日益明显，同时，物联网应用也提供了一个通信平台合作的契机，使得电力线宽带通信系统正在和其他通信媒价一起，组成互补的多通道传感器网络，这些都成为电力线宽带载波通信技术快速发展的重要推动力。
虽然电力线宽带载波通信技术已经逐步成熟，并且在智能电网范围内有了一定规模的应用，但是目前电力设备间通信只是一种半双工的通信方式，不能做到上行下行实时流畅交互，也必然在一定程度上影响其对双向通信要求高的如智能家居等等领域的应用。
故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
发明内容
发明目的：提供一种电力线宽带载波通信方法，能够解决如何实现电力设备间双向实时交互的问题。
还提供一种电力线宽带载波通信系统，能够解决如何实现电力设备间双向实时交互的问题
还提供一种抄表系统，能够解决如何实现抄表系统中的中央协调器和若干站点之间双向实时交互的问题。
技术方案：为达到上述目的，本发明电力线宽带载波通信方法可采用如下技术方案：
一种电力线宽带载波通信方法，包括：给上行通信分配上行通信带宽，给下行通信分配下行通信带宽，设置潮汐带宽；所述潮汐带宽的频率范围在上行通信带宽频率范围和下行通信带宽频率范围之间；当上行通信需要增加数据量传输时，上行通信将至少部分潮汐带宽占用；当下行通信需要增加数据量传输时，下行通信将至少部分潮汐带宽占用。
有益效果：本发明的电力线宽带载波通信方法通过设置潮汐带宽以在上行通信或下行通信带宽不足时予以补充，即便上行通信或下行通信中产生突然的数据量增加，可以通过潮汐带宽分配上行通信或下行通信带宽以增加带宽，而不需要为了增加给上行通信或下行通信带宽而中断另一行通信，可以实现上行通信和下行通信同时进行，不需要分时段进行上行或者下行通信，从而保证电力设备间双向实时交互。
本发明电力线宽带载波通信系统采用如下技术方案
一种电力线宽带载波通信系统，包括：上行通信带宽分配模块，用以给上行通信分配上行通信带宽，下行通信带宽分配模块，给下行通信分配下行通信带宽，潮汐带宽分配模块，用以设置潮汐带宽；所述潮汐带宽的频率范围在上行通信带宽频率范围和下行通信带宽频率范围之间；当上行通信需要增加数据量传输时，上行通信将至少部分潮汐带宽占用；当下行通信需要增加数据量传输时，下行通信将至少部分潮汐带宽占用。
有益效果：本发明的电力线宽带载波通信系统通过设置潮汐带宽以在上行通信或下行通信带宽不足时予以补充，即便上行通信或下行通信中产生突然的数据量增加，可以通过潮汐带宽分配上行通信或下行通信带宽以增加带宽，而不需要为了增加给上行通信或下行通信带宽而中断另一行通信，可以实现上行通信和下行通信同时进行，不需要分时段进行上行或者下行通信，从而保证电力设备间双向实时交互。
一种集抄系统，包括：中央协调器及与中央协调器通过通信带宽传输数据的站点，中央协调器中具有上行通信带宽分配模块、下行通信带宽分配模块、潮汐带宽分配模块，上行通信带宽分配模块用以给上行通信分配上行通信带宽，下行通信带宽分配模块给下行通信分配下行通信带宽，潮汐带宽分配模块用以设置潮汐带宽；所述潮汐带宽的频率范围在上行通信带宽频率范围和下行通信带宽频率范围之间；当上行通信需要增加数据量传输时，上行通信将至少部分潮汐带宽占用；当下行通信需要增加数据量传输时，下行通信将至少部分潮汐带宽占用。
有益效果：本发明的集抄系统通过设置潮汐带宽以在上行通信或下行通信带宽不足时予以补充，即便上行通信或下行通信中产生突然的数据量增加，可以通过潮汐带宽分配上行通信或下行通信带宽以增加带宽，而不需要为了增加给上行通信或下行通信带宽而中断另一行通信，可以实现上行通信和下行通信同时进行，不需要分时段进行上行或者下行通信，从而保证站点与中央协调器间双向实时交互。
附图说明
图1为本发明中采用的载波频率范围使用示意图。
具体实施方式
实施例一：
请结合图1所示，一种电力线宽带载波通信方法，包括：
给上行通信分配上行通信带宽，
给下行通信分配下行通信带宽，
设置潮汐带宽；所述潮汐带宽的频率范围在上行通信带宽频率范围和下行通信带宽频率范围之间；当上行通信需要增加数据量传输时，上行通信将至少部分潮汐带宽占用；当下行通信需要增加数据量传输时，下行通信将至少部分潮汐带宽占用。
其中，带宽调整的方法通过物理层使用载波屏蔽表进行，载波屏蔽表定义了数据调制使用的若干个载波频段；上行通信带宽、下行通信带宽及潮汐带宽使用不同的载波频段而且互斥。
所述载波屏蔽表中的载波频段数为N个，分配给上行通信带宽的载波频段数为第1～第n1个，分配给潮汐带宽的载波频段数为第n1+1～第n2个，分配给下行通信带宽的载波频段数为第n2+1～N个，其中N为正整数，n1为大于1小于n2-1的正整数，n2为小于N-1的正整数。目前载波方案所支持加载有效数据的子载波个数最多为512个，即N＝512。
在宽带载波通信的数据链路层通信协议基础上增加带宽扩容申请帧、带宽申请确认帧和带宽恢复帧；带宽扩容申请帧用以作为申请占用潮汐带宽的信号；带宽申请确认帧用以作为确认占用潮汐带宽的信号；带宽恢复帧用以作为取消占用潮汐带宽的信号。比如，目前国家电网电力线宽带载波通信的带宽在2～12MHz，将先规划将2～5MHz固定为下行通信带宽，9～12MHz固定为上行带宽，5～9MHz定为潮汐带宽，具体如何划分可以根据实际情况确定，可预先将潮汐带宽默认分配给下行通信，即下行通信带宽首次默认为2～9MHz(也可视情况将潮汐带宽默认分配给上行通信，在此不再赘述)。在现有宽带载波通信的数据链路层通信协议基础上增加一个带宽扩容申请帧和一个带宽申请确认帧和一个带宽恢复帧帧格式如表1表2表3所示。
表1带宽扩容申请帧
表2带宽申请确认帧
表3带宽恢复帧
实施例二：
一种电力线宽带载波通信系统，包括：
上行通信带宽分配模块，用以给上行通信分配上行通信带宽，
下行通信带宽分配模块，给下行通信分配下行通信带宽，
潮汐带宽分配模块，用以设置潮汐带宽；所述潮汐带宽的频率范围在上行通信带宽频率范围和下行通信带宽频率范围之间；当上行通信需要增加数据量传输时，上行通信将至少部分潮汐带宽占用；当下行通信需要增加数据量传输时，下行通信将至少部分潮汐带宽占用。
带宽调整通过物理层使用载波屏蔽表进行，载波屏蔽表定义了数据调制使用的若干个载波频段；上行通信带宽、下行通信带宽及潮汐带宽使用不同的载波频段而且互斥；上行通信带宽分配模块中设置上行通信带宽使用的载波频段，下行通信带宽分配模块中设置下行通信带宽使用的载波频段，潮汐带宽分配模块中设置潮汐带宽使用的载波频段。
实施例三：
一种集抄系统，包括：中央协调器及与中央协调器通过通信带宽传输数据的站点，中央协调器中具有上行通信带宽分配模块、下行通信带宽分配模块、潮汐带宽分配模块，上行通信带宽分配模块用以给上行通信分配上行通信带宽，下行通信带宽分配模块给下行通信分配下行通信带宽，潮汐带宽分配模块用以设置潮汐带宽；所述潮汐带宽的频率范围在上行通信带宽频率范围和下行通信带宽频率范围之间；当上行通信需要增加数据量传输时，上行通信将至少部分潮汐带宽占用；当下行通信需要增加数据量传输时，下行通信将至少部分潮汐带宽占用。首次组网时由中央协调器(如集中器载波模块)发起，一种带宽设置为，中央协调器首次根据默认带宽2～9MHz进行下发命令和组网，每个站点(如电表载波模块)收到命令后先判断中央协调器下发的带宽范围，然后以相同的带宽范围进行响应。
其中，某个站点需要扩展上行通信带宽，则发送一个带宽扩容申请帧至中央协调器，中央协调器收到带宽扩容申请帧后通过分配至少部分潮汐带宽给该站点对该站点的上行通信带宽扩容，然后下发和接收数据以新的带宽进行。
其中，如果有多个站点同时或先后申请扩容，以最大扩容带宽进行通信，最大扩容带宽即将所有潮汐带宽分配给多个站点的上行通信带宽。
其中，对于新接入电力线宽带载波通信系统的站点，上电后先以最低带宽进行上行注册，然后下行带宽的确认来随时调整自己的上行和下行通信带宽。
另外，本发明的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种电力线宽带载波通信方法，其特征在于，包括：
给上行通信分配上行通信带宽，
给下行通信分配下行通信带宽，
设置潮汐带宽；所述潮汐带宽的频率范围在上行通信带宽频率范围和下行通信带宽频率范围之间；当上行通信需要增加数据量传输时，上行通信将至少部分潮汐带宽占用；当下行通信需要增加数据量传输时，下行通信将至少部分潮汐带宽占用。
2.根据权利要求1所述的电力线宽带载波通信方法，其特征在于：带宽调整的方法通过物理层使用载波屏蔽表进行，载波屏蔽表定义了数据调制使用的若干个载波频段；上行通信带宽、下行通信带宽及潮汐带宽使用不同的载波频段而且互斥。
3.根据权利要求2所述的电力线宽带载波通信方法，其特征在于：所述载波屏蔽表中的载波频段数为N个，分配给上行通信带宽的载波频段数为第1～第n1个，分配给潮汐带宽的载波频段数为第n1+1～第n2个，分配给下行通信带宽的载波频段数为第n2+1～N个，其中N为正整数，n1为大于1小于n2-1的正整数，n2为小于N-1的正整数。
4.根据权利要求1所述的电力线宽带载波通信方法，其特征在于：在宽带载波通信的数据链路层通信协议基础上增加带宽扩容申请帧、带宽申请确认帧和带宽恢复帧；带宽扩容申请帧用以作为申请占用潮汐带宽的信号；带宽申请确认帧用以作为确认占用潮汐带宽的信号；带宽恢复帧用以作为取消占用潮汐带宽的信号。
5.一种电力线宽带载波通信系统，其特征在于，包括：
上行通信带宽分配模块，用以给上行通信分配上行通信带宽，
下行通信带宽分配模块，给下行通信分配下行通信带宽，
潮汐带宽分配模块，用以设置潮汐带宽；所述潮汐带宽的频率范围在上行通信带宽频率范围和下行通信带宽频率范围之间；当上行通信需要增加数据量传输时，上行通信将至少部分潮汐带宽占用；当下行通信需要增加数据量传输时，下行通信将至少部分潮汐带宽占用。
6.根据权利要求5所述的电力线宽带载波通信系统，其特征在于，
带宽调整通过物理层使用载波屏蔽表进行，载波屏蔽表定义了数据调制使用的若干个载波频段；上行通信带宽、下行通信带宽及潮汐带宽使用不同的载波频段而且互斥；上行通信带宽分配模块中设置上行通信带宽使用的载波频段，下行通信带宽分配模块中设置下行通信带宽使用的载波频段，潮汐带宽分配模块中设置潮汐带宽使用的载波频段。
7.一种集抄系统，其特征在于，包括：中央协调器及与中央协调器通过通信带宽传输数据的站点，中央协调器中具有上行通信带宽分配模块、下行通信带宽分配模块、潮汐带宽分配模块，
上行通信带宽分配模块用以给上行通信分配上行通信带宽，
下行通信带宽分配模块给下行通信分配下行通信带宽，
潮汐带宽分配模块用以设置潮汐带宽；所述潮汐带宽的频率范围在上行通信带宽频率范围和下行通信带宽频率范围之间；当上行通信需要增加数据量传输时，上行通信将至少部分潮汐带宽占用；当下行通信需要增加数据量传输时，下行通信将至少部分潮汐带宽占用。
8.根据权利要求7所述的电力线宽带载波通信系统，其特征在于，某个站点需要扩展上行通信带宽，则发送一个带宽扩容申请帧至中央协调器，中央协调器收到带宽扩容申请帧后通过分配至少部分潮汐带宽给该站点对该站点的上行通信带宽扩容，然后下发和接收数据以新的带宽进行。
9.根据权利要求8所述的电力线宽带载波通信系统，其特征在于，如果有多个站点同时或先后申请扩容，以最大扩容带宽进行通信，最大扩容带宽即将所有潮汐带宽分配给多个站点的上行通信带宽。
10.根据权利要求5所述的电力线宽带载波通信系统，其特征在于，对于新接入电力线宽带载波通信系统的站点，上电后先以最低带宽进行上行注册，然后下行带宽的确认来随时调整自己的上行和下行通信带宽。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20120243453A1 (en) * 2011-03-21 2012-09-27 Renesas Mobile Corporation Apparatus and Method for Configuring a Transmission Capability of a Mobile Communication System onto Unused Radio Bands/Channels
CN105101421A (zh) * 2014-05-09 2015-11-25 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 资源分配方法和资源分配装置

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