CN114584178B - 一种基于电力线信道的码索引时分多址接入方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力线通信技术领域，公开了一种基于电力线信道的码索引时分多址接入方法及装置。本发明将电力线信道传输时间分为多个时片，将所述多个时片分配给各通信节点对，其中该通信节点对包括发送节点和接收节点；数据传输时，发送节点根据发送信号生成比特块，将所述比特块映射为扩展码，并基于所述扩展码生成模拟信号，进而在所分配的时片内发送所生成的模拟信号；每个接收节点在对应的时片内对电力线信道的信号进行检测，对检测到的信号进行解调，以恢复发送信号。本发明解决了在多节点接入的同时提高每个节点的信号信噪比和通信速率的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力线通信技术领域，尤其涉及一种基于电力线信道的码索引时分多址接入方法及装置。
背景技术
电力线通信是一种利用现有电力线进行数据传输的，电力系统中特有的，通过载波方式将模拟或数字信号进行传输的通信技术。电力线通信过程中存在多个节点同时进行通信时，由于电力线通信本身存在的噪声干扰大、信号衰减较快、带宽较低等缺陷，每个通信节点的信号信噪比和通信速率受限。如何实现多节点接入的同时提高每个通信节点的信号信噪比和通信速率，成为了当前的研究重点。
发明内容
本发明提供了一种，解决了如何在多节点接入的同时提高每个节点的信号信噪比和通信速率的技术问题。
本发明第一方面提供一种基于电力线信道的码索引时分多址接入方法，包括：
将电力线信道传输时间分为多个时片，将所述多个时片分配给各通信节点对，每个所述通信节点对包括发送节点和接收节点；
每个所述发送节点根据发送信号生成比特块，将所述比特块映射为扩展码，并基于所述扩展码生成模拟信号；
每个所述发送节点在所分配的时片内发送所生成的模拟信号；
每个所述接收节点在对应的时片内对电力线信道的信号进行检测，对检测到的信号进行解调，以恢复发送信号。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述将电力线信道传输时间分为多个时片，包括：
根据下式计算所需时片总数阈值：
NT＝N×Ns
式中，NT表示所需时片总数阈值，N为通信节点对的数量，Ns为扩展码长度；
根据所述所需时片总数阈值将电力线信道传输时间分为对应数量的时片。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述将所述多个时片分配给各通信节点对，包括：
通过协调器将所述多个时片对应分配给各通信节点对；或者，将所述多个时片进行预分配，所述各通信节点对在信道空闲时接入相应的预分配的时片。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述将所述多个时片进行预分配，包括：
给各通信节点对预分配非连续时片。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述每个所述接收节点在对应的时片内对电力线信道的信号进行检测，包括：
每个所述接收节点基于相关检测和/或非相关检测的方式对电力线信道的信号进行检测。
本发明第二方面提供一种基于电力线信道的码索引时分多址接入装置，包括：
时片划分及分配模块，用于将电力线信道传输时间分为多个时片，将所述多个时片分配给各通信节点对，每个所述通信节点对包括发送节点和接收节点；
信号生成模块，用于通过每个所述发送节点根据发送信号生成比特块，将所述比特块映射为扩展码，并基于所述扩展码生成模拟信号；
信号发送模块，用于通过每个所述发送节点在所分配的时片内发送所生成的模拟信号；
信号接收模块，用于通过每个所述接收节点在对应的时片内对电力线信道的信号进行检测，对检测到的信号进行解调，以恢复发送信号。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述将电力线信道传输时间分为多个时片，包括：
根据下式计算所需时片总数阈值：
NT＝N×Ns
式中，NT表示所需时片总数阈值，N为通信节点对的数量，Ns为扩展码长度；
根据所述所需时片总数阈值将电力线信道传输时间分为对应数量的时片。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述时片划分及分配模块包括：
第一时片分配单元或者第二时片分配单元；所述第一时片分配单元用于通过协调器将所述多个时片对应分配给各通信节点对；所述第二时片分配单元用于将所述多个时片进行预分配，所述各通信节点对在信道空闲时接入相应的预分配的时片。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述第二时片分配单元具体用于：
给各通信节点对预分配非连续时片。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述信号接收模块具体用于：
通过每个所述接收节点基于相关检测和/或非相关检测的方式对电力线信道的信号进行检测。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明将电力线信道传输时间分为多个时片，将所述多个时片分配给各通信节点对，其中该通信节点对包括发送节点和接收节点；数据传输时，发送节点根据发送信号生成比特块，将所述比特块映射为扩展码，并基于所述扩展码生成模拟信号，进而在所分配的时片内发送所生成的模拟信号；每个接收节点在对应的时片内对电力线信道的信号进行检测，对检测到的信号进行解调，以恢复发送信号；本发明在电力线信道中，同时多个通信节点进行通信时，进行物理层和数据链路层的联合设计，在时域实现多节点接入的同时，在码域通过扩展码及扩展码的索引提高每个节点的信噪比和通信速率，解决了在多节点接入的同时提高每个节点的信号信噪比和通信速率的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一个可选实施例提供的一种基于电力线信道的码索引时分多址接入方法的流程图；
图2为一个可选实施例提供的一种基于电力线信道的码索引时分多址接入装置的结构连接框图。
附图标记：
1-时片划分及分配模块；2-信号生成模块；3-信号发送模块；4-信号接收模块。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种基于电力线信道的码索引时分多址接入方法及装置，用于解决如何在多节点接入的同时提高每个节点的信号信噪比和通信速率的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种基于电力线信道的码索引时分多址接入方法。
请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的一种基于电力线信道的码索引时分多址接入方法的流程图。
本发明实施例提供的一种基于电力线信道的码索引时分多址接入方法，包括步骤S1-S4。
步骤S1，将电力线信道传输时间分为多个时片，将所述多个时片分配给各通信节点对，每个所述通信节点对包括发送节点和接收节点。
需要说明的是，本实施例中，信号通过通信节点对进行接收和发送。每个通信节点对中发送节点和接收节点通过电力线信道进行信号传输。
在一种能够实现的方式中，所述将电力线信道传输时间分为多个时片，包括：
根据下式计算所需时片总数阈值：
NT＝N×Ns
式中，NT表示所需时片总数阈值，N为通信节点对的数量，Ns为扩展码长度；
根据所述所需时片总数阈值将电力线信道传输时间分为对应数量的时片。
其中，根据所述所需时片总数阈值将电力线信道传输时间分为对应数量的时片时，将电力线信道传输时间进行划分得到的时片数量等于或者大于所述所需时片总数阈值。
本实施例中，根据所需时片总数阈值进行时片划分数量的设置，可以保证所有通信节点对实现正交多址接入，并且多余的时片可以设置为不同节点时片间的保护间隔，进一步避免节点相互干扰。
在进行时片的分配时，作为一种实施方式，可以通过协调器将所述多个时片对应分配给各通信节点对。其中，该协调器可以通过网络广播的方式进行时片的分配。
作为另一种实施方式，对电力线系统进行初始化设置时，预先分配时片给不同的通信节点对。各通信节点对在信道空闲时接入相应的预分配的时片，可以避免接入时受到其他节点的干扰。
其中，给每个通信节点对预分配的时片可以为连续时片或非连续时片。由于后续步骤基于扩展码的方式进行信号传输，当用多个时片发送同一比特信息时，连续时片和非连续时片都可以实现时间分集，从而提高通信信噪比。
作为优选的实施方式，设置给每个通信节点对预分配的时片为非连续时片。在信道环境恶劣的情况下，信号被严重衰减，连续发送的信号全都无法接收到；通过不连续的时片传输信息，由于非连续时片的时间间隔足够大，可以避免一个节点的所有信息在信道状况恶劣的时片中进行传输。
步骤S2，每个所述发送节点根据发送信号生成比特块，将所述比特块映射为扩展码，并基于所述扩展码生成模拟信号。
其中，生成的比特块的数量小于步骤S1中对电力线信道传输时间进行时域划分所得到的时片的数量。
步骤S3，每个所述发送节点在所分配的时片内发送所生成的模拟信号。
其中，所述模拟信号为脉冲信号或连续波信号。
步骤S4，每个所述接收节点在对应的时片内对电力线信道的信号进行检测，对检测到的信号进行解调，以恢复发送信号。
在一种能够实现的方式中，所述每个所述接收节点在对应的时片内对电力线信道的信号进行检测，包括：
每个所述接收节点基于相关检测和/或非相关检测的方式对电力线信道的信号进行检测。
本实施例中，基于相关检测和/或非相关检测的方式进行信号检测，可以保证信号接收的完整度。
在一种能够实现的方式中，所述对检测到的信号进行解调，包括：
基于最大似然准则或最大后验概率准则对检测到的信号进行解调。
本实施例中，基于最大似然准则或最大后验概率准则对检测到的信号进行解调，有利于提高信号接收的准确度，降低数据传输的误码率。
本发明还提供了一种于电力线信道的码索引时分多址接入装置。
请参阅图2，图2示出了本发明实施例提供的一种基于电力线信道的码索引时分多址接入装置的结构连接框图。
本发明实施例提供了一种于电力线信道的码索引时分多址接入装置，包括：
时片划分及分配模块1，用于将电力线信道传输时间分为多个时片，将所述多个时片分配给各通信节点对，每个所述通信节点对包括发送节点和接收节点；
信号生成模块2，用于通过每个所述发送节点根据发送信号生成比特块，将所述比特块映射为扩展码，并基于所述扩展码生成模拟信号；
信号发送模块3，用于通过每个所述发送节点在所分配的时片内发送所生成的模拟信号；
信号接收模块4，用于通过每个所述接收节点在对应的时片内对电力线信道的信号进行检测，对检测到的信号进行解调，以恢复发送信号。
在一种能够实现的方式中，所述将电力线信道传输时间分为多个时片，包括：
根据下式计算所需时片总数阈值：
NT＝N×Ns
式中，NT表示所需时片总数阈值，N为通信节点对的数量，Ns为扩展码长度；
根据所述所需时片总数阈值将电力线信道传输时间分为对应数量的时片。
在一种能够实现的方式中，所述时片划分及分配模块1包括：
第一时片分配单元或者第二时片分配单元；所述第一时片分配单元用于通过协调器将所述多个时片对应分配给各通信节点对；所述第二时片分配单元用于将所述多个时片进行预分配，所述各通信节点对在信道空闲时接入相应的预分配的时片。
在一种能够实现的方式中，所述第二时片分配单元具体用于：
给各通信节点对预分配非连续时片。
在一种能够实现的方式中，所述信号接收模块4具体用于：
通过每个所述接收节点基于相关检测和/或非相关检测的方式对电力线信道的信号进行检测。
本发明上述实施例，在电力线信道中，同时多个通信节点进行通信时，进行物理层和数据链路层的联合设计，在时域实现多节点接入的同时，在码域通过扩展码及扩展码的索引提高每个节点的信噪比和通信速率，能够有效解决在多节点接入的同时提高每个节点的信号信噪比和通信速率的技术问题。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，上述描述的装置和模块的具体有益效果，可以参考前述方法实施例中的对应有益效果，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种基于电力线信道的码索引时分多址接入方法，其特征在于，包括：
将电力线信道传输时间分为多个时片，将所述多个时片分配给各通信节点对，每个所述通信节点对包括发送节点和接收节点；
每个所述发送节点根据发送信号生成比特块，将所述比特块映射为扩展码，并基于所述扩展码生成模拟信号；
每个所述发送节点在所分配的时片内发送所生成的模拟信号；
每个所述接收节点在对应的时片内对电力线信道的信号进行检测，对检测到的信号进行解调，以恢复发送信号；
所述将电力线信道传输时间分为多个时片，包括：
根据下式计算所需时片总数阈值：
NT＝N×Ns
式中，NT表示所需时片总数阈值，N为通信节点对的数量，Ns为扩展码长度；
根据所述所需时片总数阈值将电力线信道传输时间分为对应数量的时片，此时，电力线信道传输时间进行划分得到的时片数量等于或者大于所述所需时片总数阈值；
所述将所述多个时片分配给各通信节点对，包括：
通过协调器将所述多个时片对应分配给各通信节点对；或者，将所述多个时片进行预分配，所述各通信节点对在信道空闲时接入相应的预分配的时片；其中，给各所述通信节点对预分配的时片为非连续时片。
2.根据权利要求1所述的基于电力线信道的码索引时分多址接入方法，其特征在于，所述每个所述接收节点在对应的时片内对电力线信道的信号进行检测，包括：
每个所述接收节点基于相关检测和/或非相关检测的方式对电力线信道的信号进行检测。
3.一种基于电力线信道的码索引时分多址接入装置，其特征在于，包括：
时片划分及分配模块，用于将电力线信道传输时间分为多个时片，将所述多个时片分配给各通信节点对，每个所述通信节点对包括发送节点和接收节点；
信号生成模块，用于通过每个所述发送节点根据发送信号生成比特块，将所述比特块映射为扩展码，并基于所述扩展码生成模拟信号；
信号发送模块，用于通过每个所述发送节点在所分配的时片内发送所生成的模拟信号；
信号接收模块，用于通过每个所述接收节点在对应的时片内对电力线信道的信号进行检测，对检测到的信号进行解调，以恢复发送信号；
所述将电力线信道传输时间分为多个时片，包括：
根据下式计算所需时片总数阈值：
NT＝N×Ns
式中，NT表示所需时片总数阈值，N为通信节点对的数量，Ns为扩展码长度；
根据所述所需时片总数阈值将电力线信道传输时间分为对应数量的时片；
所述时片划分及分配模块包括：
第一时片分配单元或者第二时片分配单元；所述第一时片分配单元用于通过协调器将所述多个时片对应分配给各通信节点对；所述第二时片分配单元用于将所述多个时片进行预分配，所述各通信节点对在信道空闲时接入相应的预分配的时片；
所述第二时片分配单元具体用于：
给各通信节点对预分配非连续时片。
4.根据权利要求3所述的基于电力线信道的码索引时分多址接入装置，其特征在于，所述信号接收模块具体用于：
通过每个所述接收节点基于相关检测和/或非相关检测的方式对电力线信道的信号进行检测。
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