CN110336642A - 一种用于基于ofdm体制的高速工业通信系统的可变编码调制方法、终端、电子设备及该系统 - Google Patents

一种用于基于ofdm体制的高速工业通信系统的可变编码调制方法、终端、电子设备及该系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的可变编码调制方法、终端、电子设备及该系统,其中,方法包括:获取传输环境参数;确定出与原传输环境参数相比,所获取的传输环境参数的变化超出预设阈值范围,则根据获取的传输环境参数重新选择编码方式和/或调制方式;利用所确定的数据编码方式和/或调制方式处理数据。本发明所述高速工业通信系统主要用来解决工业现场传统总线低带宽、无法同时承载实时和非实时以及网络结构复杂的问题,高速工业通信系统可以支持IPV6地址通信,可以支持时间触发的工业控制通信,可以支持TSN,可以支持白名单、深度检测和数据加密等安全机制。

Description

一种用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的可变编码调制 方法、终端、电子设备及该系统
技术领域
本申请涉及通信领域,尤其涉及一种用于基于OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,正交频分复用技术)体制的高速工业通信系统的可变编码调制方法、终端、电子设备及该基于OFDM体制的高速工业通信系统。
背景技术
目前,工业总线系统都采用单载波调制或基带调制,且编码调制方式固定。
本申请的发明人发现,高速工业通信系统传输距离通常是随着实际应用而变化的,并且使用的传输介质各有不同,而且传输的数据量在不断增大;现有工业总线系统由于采用固定的编码调制方法,会影响数据传输效果。
发明内容
本申请的一个实施例提供了一种用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的可变编码调制方法。该方法可以包括:获取传输环境参数;确定出与原传输环境参数相比,所获取的传输环境参数的变化超出预设阈值范围,则根据获取的传输环境参数重新选择编码方式和/或调制方式;利用所确定的数据编码方式和/或调制方式处理数据。
上述的方法中,根据获取的传输环境参数重新选择编码方式和/或调制方式,可以包括:根据所获取的传输环境参数,从两种及两种以上待选择编码调制形式中重新选择编码形式和/或调制形式;和/或根据所获取的传输环境参数,重新选择所述编码形式的参数和/或调制形式的参数。
本申请另一个实施例提供了一种用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的终端。该终端可以包括:参数获取模块,获取传输环境参数;处理模块,确定出与原传输环境参数相比,所获取的传输环境参数的变化超出预设阈值范围,则根据获取的传输环境参数重新选择编码方式和 /或调制方式;调制解调模块,利用所确定的数据编码方式和/或调制方式处理数据。
根据上述终端,所述处理模块还根据所获取的传输环境参数,从两种及两种以上待选择编码调制形式中重新选择编码形式和/或调制形式;和/或根据所获取的传输环境参数,重新选择所述编码形式的参数和/或调制形式的参数。
本申请的一个实施例提供了一种用于基于OFDM体制的高速工业通信系统。该系统包括总线,以及两个及两个以上终端。其中,所述终端获取传输环境参数,在确定出与原传输环境参数相比,所获取的传输环境参数的变化超出预设阈值范围的情况下,则根据获取的传输环境参数重新选择编码方式和/或调制方式,利用所确定的数据编码方式和/或调制方式处理数据。
根据上述系统,所述终端还根据所获取的传输环境参数,从两种及两种以上待选择编码调制形式中重新选择编码形式和/或调制形式;和/ 或根据所获取的传输环境参数,重新选择所述编码形式的参数和/或调制形式的参数。
本申请的另一个实施例提供了一种用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的电子设备。该电子设备可包括,存储器、处理器,及存储在所述存储器上、并可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述的方法。
通过上述技术方案,基于OFDM体制的高速工业通信系统根据不同的传输环境参数(例如,传输距离、传输介质、信道参数、信噪比、待传输的数据量等),可以选择不同的编码调制方式,使得系统更加灵活、适应能力强。例如,选择不同的编码调制形式,例如RS码、卷积码、Turbo码等多种调制形式,及其任意的组合。又例如,选择不同的编码调制参数,例如不同的调制阶数、RS码纠错个数、卷积速率等等。
本发明所述高速工业通信系统主要用来解决工业现场传统总线低带宽、无法同时承载实时和非实时以及网络结构复杂的问题,高速工业通信系统可以支持IPV6地址通信,可以支持时间触发的工业控制通信,可以支持TSN,可以支持白名单、深度检测和数据加密等安全机制。
附图说明
图1为本申请一个实施例的用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的可变编码调制方法的流程示意图1000;
图2为方法1000中步骤S130的进一步示意图;
图3为本申请的一个实施例的用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的示意图3000;
图4为本申请的一个实施例的用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的终端的示意图300;
图5为本申请的一个实施例的用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的电子设备的示意图5000。
具体实施方式
以下结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明,以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而,以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的,而不是对本发明的限制。
本发明中所述的“连接”,除非另有明确的规定或限定,应作广义理解,可以是直接相连,也可以是通过中间媒介相连。在本发明的描述中,需要理解的是,“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
本申请中,编码形式是指例如RS码、卷积码、Turbo码等编码形式。编码参数是指编码形式的具体参数,例如QAM16、QAM64等。编码方式包括编码形式和编码参数。
图1为本申请一个实施例的用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的可变编码调制方法的流程示意图1000。
如图1所示,在步骤S110中,获取传输环境参数。例如,基于OFDM 体制的高速工业通信系统的终端获取传输距离、传输介质、信道参数、信噪比、待传输的数据量等传输环境参数。
在步骤S120中,判断与原传输环境参数相比,所获取的传输环境参数的变化是否超出预设阈值范围。
在步骤S130中,也就是确定出与原传输环境参数相比,所获取的传输环境参数的变化超出预设阈值范围的情况下,则根据获取的传输环境参数重新选择编码方式和/或调制方式。
例如,在步骤S120中,终端判断出传输距离由10米变成了300 米,超出了预设的阈值范围;在S130中,则终端根据所获取的传输环境参数,重新选择相应的编码方式,例如重新选择编码形式,调制形式不变。例如由原来的RS编码改变为RS编码和卷积码的级联编码形式。
例如,在步骤S120中,终端判断出传输介质由双绞线变为了同轴电缆;则在S130中,终端根据所获取的传输环境参数,重新选择相应的编码方式,例如重新选择编码形式,调制形式不变。例如由原来的 RS编码和卷积码的级联改变为RS编码形式。
又例如,在步骤S120中,终端判断出信噪比由15dB变成20dB,变化值超出了预设的阈值范围;在步骤S130中,终端根据所获取的传输环境参数,重新选择相应的编码方式,例如重新选择编码形式,调制形式不变。例如由Turbo码与卷积码的级联改变为卷积码编码形式。
可选地,例如,在步骤S120中,终端判断出待传输数据量增加了一倍,变化值超出了预设的阈值范围;在步骤S130中,终端根据所获取的传输环境参数,重新选择相应的调制方式,例如重新选择相应调制形式,编码方式不变。例如由BPSK改变为QAM16。
又例如,在步骤S120中,终端判断出待传输数据量变少,而且信噪比由15dB变成20dB,变化值超出了预设的阈值范围;在步骤S130 中,终端根据所获取的传输环境参数,重新选择相应编码方式和调制方式,例如重新选择编码形式和调制形式。例如由QAM16改变为BPSK,且由Turbo码与卷积码的级联改变为卷积码编码形式。
在步骤S140,利用所确定的编码方式和/或调制方式处理数据。例如,终端根据在步骤S130中确定出的编码调制形式和/或调制形式对所传输的数据进行编码和/或调制。
通过上述技术方案,基于OFDM体制的高速工业通信系统根据不同的传输环境参数(例如,传输距离、传输介质、信道参数、信噪比、待传输的数据量等),可以选择不同的编码调制方式,使得系统更加灵活、适应能力强。例如,选择不同的编码形式和/或调制形式,例如RS 码、卷积码、Turbo码等多种调制形式,及其任意的组合。
图2为方法1000中步骤S130的进一步示意图。如图所示,在步骤 S1301中,根据所获取的传输环境参数,从两种及两种以上待选择编码调制形式中重新选择编码调制形式。在步骤S1302中,根据所获取的传输环境参数,重新选择编码调制形式的参数。
例如,待选择的多种待选择编码调制形式可以包括RS码、卷积码、 Turbo码等多种调制形式及其组合。
例如,在步骤S1301中,根据所获取的传输距离参数由10米变为 300米,则终端重新选择相应的编码调制形式,例如由原来的RS编码改变为RS编码和卷积码的级联编码形式;在步骤S1302中,终端根据所获取的传输距离参数由10米变为300米,则确定该编码方式的具体参数由8个RS纠错个数变为16个RS纠错个数。
例如,在步骤S1301中,根据待传输的数据量增加了一倍,终端根据所获取的传输环境参数,重新选择相应的调制形式,例如由BPSK改变为QAM;在步骤S1302中,终端根据所获取的传输环境参数,确定该调制形式的具体参数,例如由QAM16改变为QAM256。
又例如,在步骤S1301中,终端根据待传输数据量变少,而且信噪比由15dB变成20dB,变化值超出了预设的阈值范围,重新选择相应编码方式和调制方式,例如重新选择编码形式和调制形式。例如编码形式保持QAM调制,且由Turbo码与卷积码的级联改变为卷积码编码形式。在步骤S1302中,终端根据所获取的传输环境参数,重新选择相应的编码形式和调制形式的参数,例如由QAM256改变为QAM16,且卷积码速率由1/2变为3/4。
通过上述技术方案,基于OFDM体制的高速工业通信系统根据不同的传输环境参数(例如,传输距离、传输介质、信道参数、信噪比、待传输的数据量等),不仅可以选择不同的编码形式和/或调制形式,还可以针对编码形式和/或调制形式选择不同的编码参数和/或调制参数,例如不同的调制阶数、RS码纠错个数、卷积速率等等。
可选地,终端根据传输环境参数实际情况可以只执行步骤S1301 或步骤S1302。
图3为本申请的一个实施例的用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的示意图3000。
如图所示,该系统包括至少两个终端300和310,以及总线320。根据图3所示的示意图,终端300与终端320通过总线320完成通信。终端300获取传输环境参数。终端300在确定出与原传输环境参数相比,所获取的传输环境参数的变化超出预设阈值范围的情况下,根据获取的传输环境参数重新选择编码形式和/或调制形式。终端300利用所确定的数据编码方式和/或调制方式处理数据。终端300通过总线将调制后的数据传输至终端310。
终端300还根据所获取的传输环境参数,根据所获取的传输环境参数,从两种及两种以上待选择编码调制形式中重新选择编码形式和/或调制形式;和/或根据所获取的传输环境参数,重新选择所述编码形式的参数和/或调制形式的参数。
终端300以及终端310可以相同,也可以不同,但是均可具备上述功能。
图4为本申请的一个实施例的用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的终端的示意图300。下面结合图3和图4的内容,以终端300 为例,对基于OFDM体制的高速工业通信系统的终端及该系统进行介绍。
如图3所示,该终端300包括参数获取模块301、处理模块302以及调制解调模块303。
参数获取模块301,获取传输环境参数。例如,参数获取模块获取传输距离、传输介质、传输需求(例如信道参数、信噪比等)等传输环境参数。
处理模块302确定出与原传输环境参数相比,所获取的传输环境参数的变化超出预设阈值范围,则根据获取的传输环境参数重新选择编码方式和/或调制方式。
例如,处理模块302判断出传输距离由10米变成了300米,超出了预设的阈值范围。处理模块302根据所获取的传输环境参数,重新选择相应的编码方式,例如重新选择编码形式,调制形式不变。例如由原来的RS编码改变为RS编码和卷积码的级联编码形式。
例如,处理模块302判断出传输介质由双绞线变为了同轴电缆;则处理模块302根据所获取的传输环境参数,重新选择相应的编码方式,例如重新选择编码形式,调制形式不变。例如由原来的RS编码和卷积码的级联改变为RS编码形式。
又例如,处理模块302判断出信噪比由15dB变成20dB,变化值超出了预设的阈值范围。处理模块302根据所获取的传输环境参数,重新选择相应的编码方式,例如重新选择编码形式,调制形式不变。例如由 Turbo码与卷积码的级联改变为卷积码编码形式。
可选地,例如,处理模块302判断出待传输数据量增加了一倍,变化值超出了预设的阈值范围。处理模块302根据所获取的传输环境参数,重新选择相应的调制方式,例如重新选择相应调制形式,编码方式不变。例如由BPSK改变为QAM16。
又例如,处理模块302判断出待传输数据量变少,而且信噪比由 15dB变成20dB,变化值超出了预设的阈值范围;处理模块302根据所获取的传输环境参数,重新选择相应编码方式和调制方式,例如重新选择编码形式和调制形式。例如编码形式保持QAM调制,且由Turbo码与卷积码的级联改变为卷积码编码形式。
调制解调模块303利用所确定的数据编码方式和/或调制方式处理数据。
通过上述技术方案,基于OFDM体制的高速工业通信系统根据不同的传输环境参数(例如,传输距离、传输介质、信道参数、信噪比、待传输的数据量等),可以选择不同的编码调制方式,使得系统更加灵活、适应能力强。例如,选择不同的编码调制形式,例如RS码、卷积码、Turbo码等多种调制形式,及其任意的组合。
可选地,处理模块302还根据所获取的传输环境参数,从两种及两种以上待选择编码调制形式中重新选择编码形式和/或调制形式;和/或根据所获取的传输环境参数,重新选择所述编码形式的参数和/或调制形式的参数。
例如,待选择的多种待选择编码调制形式可以包括RS码、卷积码、 Turbo码等多种调制形式及其组合。
例如,处理模块302根据所获取的传输距离参数由10米变为300 米,重新选择相应的编码调制形式,例如由原来的RS编码改变为RS 编码和卷积码的级联编码形式。处理模块302根据所获取的传输距离参数由10米变为300米,则确定该编码方式的具体参数由8个RS纠错个数变为16个RS纠错个数。
例如,处理模块302根据待传输的数据量增加了一倍,重新选择相应的调制形式,例如由BPSK改变为QAM16。处理模块302根据所获取的传输环境参数,确定该调制形式的具体参数,例如由QAM16改变为QAM256。
又例如,处理模块302根据待传输数据量变少,而且信噪比由15dB 变成20dB,重新选择相应编码方式和调制方式,例如重新选择编码形式和调制形式。例如编码形式保持QAM调制,且由Turbo码与卷积码的级联改变为卷积码编码形式。处理模块302根据所获取的传输环境参数,重新选择相应的编码形式和调制形式的参数,例如由QAM256改变为QAM16,且卷积码速率由1/2变为3/4。
通过上述技术方案,基于OFDM体制的高速工业通信系统根据不同的传输环境参数(例如,传输距离、传输介质、信道参数、信噪比、待传输的数据量等),不仅可以选择不同的编码形式和/或调制形式,还可以针对编码形式和/或调制形式选择不同的编码参数和/或调制参数,例如不同的调制阶数、RS码纠错个数、卷积速率等等。
可选地,终端300的处理模块302根据传输环境参数实际情况可以在改变编码形式和/或调制形式的同时,改变编码形式参数和/或调制形式参数。
可选地,终端300的处理模块302根据传输环境参数实际情况可以只改变编码形式和/或调制形式,或者只改变改变编码形式参数和/或调制形式参数。
图5为本申请的一个实施例的用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的电子设备的示意图5000。该电子设备可以为一种芯片。如图所示,该芯片可以包括输出单元501、输入单元502、处理器503、存储器504、通讯接口505,以及内存单元506。
存储器504作为一种非暂态计算机可读存储器,可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块,如上述描述的用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的可变调制方法对应的程序指令/模块。
处理器503通过运行存储在存储截止中的软件程序、指令以及模块,从而执行电子设备5000的各种功能应用以及数据处理,即实现上述实施例描述的方法。
存储器504可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储根据电子器件的使用所创建的数据等。此外,存储器504可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态性固态存储器件。在一些实施例中,存储器504可选包括相对于处理器503远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至电子器件。

Claims (10)

1.一种用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的可变编码调制方法,包括:
获取传输环境参数;
确定出与原传输环境参数相比,所获取的传输环境参数的变化超出预设阈值范围,则根据获取的传输环境参数重新选择编码方式和/或调制方式;
利用所确定的数据编码方式和/或调制方式处理数据。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述根据获取的传输环境参数重新选择编码方式和/或调制方式,包括:
根据所获取的传输环境参数,从两种及两种以上待选择编码调制形式中重新选择编码形式和/或调制形式;和/或
根据所获取的传输环境参数,重新选择所述编码形式的参数和/或调制形式的参数。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述传输环境参数包括传输距离、传输介质、信道质量和/或信噪比。
4.一种用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的终端,包括:
参数获取模块,获取传输环境参数;
处理模块,确定出与原传输环境参数相比,所获取的传输环境参数的变化超出预设阈值范围,则根据获取的传输环境参数重新选择编码方式和/或调制方式;
调制解调模块,利用所确定的数据编码方式和/或调制方式处理数据。
5.根据权利要求4所述的设备,其中,所述处理模块还根据所获取的传输环境参数,从两种及两种以上待选择编码调制形式中重新选择编码形式和/或调制形式;和/或
根据所获取的传输环境参数,重新选择所述编码形式的参数和/或调制形式的参数。
6.根据权利要求4所述的设备,其中,所述传输环境参数包括传输距离、传输介质、信道质量和/或信噪比。
7.一种用于基于OFDM体制的高速工业通信系统的电子设备,包括存储器、处理器,及存储在所述存储器上、并可在所述处理器上运行的计算机程序,其中,
所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至2之任一项所述的方法。
8.一种用于基于OFDM体制的高速工业通信系统,包括总线,以及两个及两个以上终端,其中,
所述终端获取传输环境参数,在确定出与原传输环境参数相比,所获取的传输环境参数的变化超出预设阈值范围的情况下,则根据获取的传输环境参数重新选择编码方式和/或调制方式,利用所确定的数据编码方式和/或调制方式处理数据。
9.如权利要求7所述的系统,其中,所述终端还根据所获取的传输环境参数,从两种及两种以上待选择编码调制形式中重新选择编码形式和/或调制形式;和/或
根据所获取的传输环境参数,重新选择所述编码形式的参数和/或调制形式的参数。
10.根据权利要求7所述的系统,其中,所述传输环境参数包括传输距离、传输介质、信道质量和/或信噪比。
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