CN111817752A - 载波至少两种通信信号的编码方法 - Google Patents
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Abstract
一种载波至少两种通信信号的编码方法，用于在同一通信线路上输送计量通信信号和非计量通信信号；计量通信信号包括用于表示第一信息元的第一信号和用于表示第二信息元的第二信号；非计量通信信号包括用于表示第三信息元的第三信号和用于表示第四信息元的第四信号；其中，计量通信信号和非计量通信信号的电压分别位于基准电压的两侧，1个信息元周期内的计量通信信号与同等时长的任一种或多种非计量通信信号不能完全中和，1个信息元周期内的非计量通信信号与其同等时长的任一种或多种计量通信信号不能完全中和。在同一电力线路同时加载有计量通信信号和非计量通信信号时，可以清楚的区分计量通信信号和非计量通信信号。
Description
技术领域
本发明涉及电力载波通信技术领域，具体涉及一种载波至少两种通信信号的编码方法。
背景技术
在通信技术上，载波（carrier wave, carrier signal或carrier）是由振荡器产生并在通讯信道上传输的电波，被调制后用来传送语音或其它信息。载波频率通常比输入信号的频率高，属于高频信号，输入信号调制到一个高频载波上，就好像搭乘了一列高铁或一架飞机一样，然后再被发射和接收。载波是传送信息（话音和数据）的物理基础和承载工具。未受调制的周期性振荡信号称为载波，载波可以是正弦波，也可以是非正弦波（如周期性脉冲序列），载波受调制后称为已调信号，它含有调制信号的全波特征。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽，否则会发生混叠，使传输信号失真。
电力载波技术（PLC，Power Line Communication）是指利用电力线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。由于电力载波技术可以利用现有的电力线路，其铺设成本极低。电力系统中需要传输的信号包括计量装置通讯信号和非计量装置通讯信号，其中计量装置通讯信号对数据传输准确性要求极高，需要避免非计量装置通讯信号干扰计量装置通讯信号。
发明内容
本发明的目的是提供一种载波至少两种通信信号的编码方法，以解决同一电力线路同时加载有计量信号和非计量信号时，计量信号与非计量信号互相干扰致使计量信号通信质量差的技术问题。
本发明的技术方案是：
一种载波至少两种通信信号的编码方法，用于在同一通信线路上输送计量通信信号和非计量通信信号；所述计量通信信号包括用于表示第一信息元的第一信号和用于表示第二信息元的第二信号；所述非计量通信信号包括用于表示第三信息元的第三信号和用于表示第四信息元的第四信号；其中，所述第一信号在频率、幅度和相位中的至少一种上显著区别于所述第二信号，所述第三信号在频率、幅度和相位中的至少一种上显著区别于所述第四信号，所述计量通信信号和所述非计量通信信号的电压分别位于基准电压的两侧，1个信息元周期内的计量通信信号与同等时长的任一种或多种非计量通信信号不能完全中和，1个信息元周期内的非计量通信信号与其同等时长的任一种或多种计量通信信号不能完全中和。
优选的，所述第一信号的频率与所述第二信号的频率基本一致，所述第一信号为正极性双半正弦波，所述第二信号为空，所述计量通信信号的起始位、停止位均为第一信号。
进一步的，所述计量通信信号还编码有用于校正所述计量通信信号完整性的校验位，所述校验位设置在所述计量通信信号的起始位和所述停止位之间。
优选的，所述第三信号的频率与所述第四信号的频率基本一致，所述第三信号为负极性双半正弦波，所述第四信号为空，所述非计量通信信号的起始位、停止位均为第三信号。
进一步的，所述非计量通信信号还编码有用于校正所述非计量通信信号完整性的校验位，所述校验位设置在所述非计量通信信号的起始位和所述停止位之间。
优选的，所述第一信号的频率与所述第二信号的频率基本一致，所述第一信号为正极性双半正弦波，所述第二信号为空，所述第三信号的频率与所述第四信号的频率基本一致，所述第三信号为负极性双半正弦波，所述第四信号为空，所述第一信号的频率显著区别于所述第三信号的频率，所述第一信号的幅度显著区别于所述第三信号的幅度。
本发明的有益效果是：
在本发明中，第一信号在频率、幅度和相位中的至少一种上显著区别于第二信号，从而实现计量通信信号的编码；第三信号在频率、幅度和相位中的至少一种上显著区别于第四信号，从而实现非计量通信信号的编码；计量通信信号和非计量通信信号的电压分别位于基准电压的两侧，1个信息元周期内的计量通信信号与同等时长的任一种或多种非计量通信信号不能完全中和，1个信息元周期内的非计量通信信号与其同等时长的任一种或多种计量通信信号不能完全中和，这样，在电力线路内的电流能同时表现计量通信信号的相关信息元及非计量通信信号的相关信息元，借助基准电压，可以较清晰地识别计量通信信号及非计量通信信号。
附图说明
图1为一种实现本发明载波至少两种通信信号的编码方法的电路图。
图2为一种实现本发明载波至少两种通信信号的编码方法的计量装置通信信号、非计量装置通信信号构造图。
具体实施方式
下面结合附图，以实施例的形式说明本发明，以辅助本技术领域的技术人员理解和实现本发明。除另有说明外，不应脱离本技术领域的技术知识背景理解以下的实施例及其中的技术术语。
在本发明中，两种信号存在显著区别指的是电器设备或元器件能够识别出这两种信号之间的不同，输出的这两种信号也带有这种区别特征。
本发明的一种载波至少两种通信信号的编码方法，用于在同一通信线路上输送计量通信信号和非计量通信信号。
其中，计量通信信号包括用于表示第一信息元的第一信号和用于表示第二信息元的第二信号；第一信号在频率、幅度和相位中的至少一种上显著区别于所述第二信号。以单片机使用的方波信号为例，低电平代表一种信息元，高电平代表一种信息元。在串行通讯编码中，单位时长的低电平为表示一个信息元的一种信号，单位时长的高电平为表示又一个信息元的又一种信号。第一信号在频率、幅度和相位中的至少一种上显著区别于所述第二信号。
其中，非计量通信信号包括用于表示第三信息元的第三信号和用于表示第四信息元的第四信号，所述第三信号在频率、幅度和相位中的至少一种上显著区别于所述第四信号。
其中，计量通信信号和所述非计量通信信号的电压分别位于基准电压的两侧，1个信息元周期内的计量通信信号与同等时长的任一种或多种非计量通信信号不能完全中和，1个信息元周期内的非计量通信信号与其同等时长的任一种或多种计量通信信号不能完全中和。这里的不完全中和也就是1个信息元周期内的第一信号、第二信号、第三信号、第四信号均能表现在通信线路的电流或电压上。
优选的，第一信号的频率与第二信号的频率基本一致，第一信号为正极性双半正弦波，第二信号为空，计量通信信号的起始位、停止位均为第一信号。频率基本一致也就是频率差别不大，最好的，第一信号的频率与第二信号的频率相等，最次的，第一信号与第二信号的占空比保持一致。在计量通信信号的位数保持不变的情况下，第一信号识别计量通信信号的起始位和停止位，则在第一信号中的空位就可以确定为对应于第二信号。由于第二信号为空，也就不存不与同等时长的任一种或多种非计量通信信号中和的情形。
进一步的，计量通信信号还编码有用于校正计量通信信号完整性的校验位，所述校验位设置在计量通信信号的起始位和停止位之间。
优选的，第三信号的频率与第四信号的频率基本一致，第三信号为负极性双半正弦波，所述第四信号为空，所述非计量通信信号的起始位、停止位均为第三信号。频率基本一致也就是频率差别不大，最好的，第一信号的频率与第二信号的频率相等，最次的，第一信号与第二信号的占空比保持一致。
进一步的，非计量通信信号还编码有用于校正所述非计量通信信号完整性的校验位，所述校验位设置在所述非计量通信信号的起始位和所述停止位之间。
优选的，第一信号的频率与所述第二信号的频率基本一致，第一信号为正极性双半正弦波，第二信号为空，第三信号的频率与第四信号的频率基本一致，第三信号为负极性双半正弦波，第四信号为空，第一信号的频率显著区别于第三信号的频率，第一信号的幅度显著区别于第三信号的幅度。
图1示出了一种应用本发明的电力载波编码模块和电力载波解码模块的示意图，图中，电压Uin为电力线输入端电压，电压Uout为电力线输出端电压，频率f为电力线的工频频率，频率f1为第一载波信号编码器A11的频率，频率f2为第二载波信号编码器A21的频率，电压U0为基准电压，电压
为二极管D21的导通压差，电压
为二极管D22的导通压差。
图2示出了一种本发明的电力载波通信设备发送计量通信信号及发送的非计量通信信号。图中，计量通信信号的表示第一信息元的信号为正极性双半正弦波，计量通信信号的表示第二信息元的信号为空，表示第一信息元的信号频率与表示第二信息元的信号频率相同。非计量通信信号的表示第三信息元的信号为负极性双半正弦波，非计量通信信号的表示第四信息元的信号为空，表示第三信息元的信号频率与表示第四信息元的信号频率相同。整体上，表示第一信息元的信号的频率和幅度均显著区别于表示第三信息元的信号，且计量通信信号的电压与非计量通信信号的电压分别位于基准电压（0V）的两侧。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明。应当明白，实践中无法穷尽说明所有可能的实施方式，在此通过举例说明的方式尽可能地阐述本发明得发明构思。在不脱离本发明的发明构思、且未付出创造性劳动的前提下，本技术领域的技术人员对上述实施例中的技术特征进行取舍组合、具体参数进行试验变更，或者利用本技术领域的现有技术对本发明已公开的技术手段进行常规替换形成的具体的实施方式，均应属于为本发明隐含公开的内容。
Claims (6)
1.一种载波至少两种通信信号的编码方法，用于在同一通信线路上输送计量通信信号和非计量通信信号；所述计量通信信号包括用于表示第一信息元的第一信号和用于表示第二信息元的第二信号；所述非计量通信信号包括用于表示第三信息元的第三信号和用于表示第四信息元的第四信号；其特征在于：
所述第一信号在频率、幅度和相位中的至少一种上显著区别于所述第二信号，所述第三信号在频率、幅度和相位中的至少一种上显著区别于所述第四信号，所述计量通信信号和所述非计量通信信号的电压分别位于基准电压的两侧，1个信息元周期内的计量通信信号与同等时长的任一种或多种非计量通信信号不能完全中和，1个信息元周期内的非计量通信信号与其同等时长的任一种或多种计量通信信号不能完全中和。
2.如权利要求1所述的载波至少两种通信信号的编码方法，其特征在于：所述第一信号的频率与所述第二信号的频率基本一致，所述第一信号为正极性双半正弦波，所述第二信号为空，所述计量通信信号的起始位、停止位均为第一信号。
3.如权利要求2所述的载波至少两种通信信号的编码方法，其特征在于：所述计量通信信号还编码有用于校正所述计量通信信号完整性的校验位，所述校验位设置在所述计量通信信号的起始位和所述停止位之间。
4.如权利要求1所述的载波至少两种通信信号的编码方法，其特征在于：所述第三信号的频率与所述第四信号的频率基本一致，所述第三信号为负极性双半正弦波，所述第四信号为空，所述非计量通信信号的起始位、停止位均为第三信号。
5.如权利要求4所述的载波至少两种通信信号的编码方法，其特征在于：所述非计量通信信号还编码有用于校正所述非计量通信信号完整性的校验位，所述校验位设置在所述非计量通信信号的起始位和所述停止位之间。
6.如权利要求1所述的载波至少两种通信信号的编码方法，其特征在于：所述第一信号的频率与所述第二信号的频率基本一致，所述第一信号为正极性双半正弦波，所述第二信号为空，所述第三信号的频率与所述第四信号的频率基本一致，所述第三信号为负极性双半正弦波，所述第四信号为空，所述第一信号的频率显著区别于所述第三信号的频率，所述第一信号的幅度显著区别于所述第三信号的幅度。
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