用于低壓集中抄表終端的電力線寬帶載波通信模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及的是一種基于OFDM技術(shù)的用于低壓集中抄表終端的電力線寬帶 載波通信模塊，屬于用電信息采集領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力線載波通信技術(shù)是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)的一種通信方式。電力線是一種極 其不穩(wěn)定的高噪聲、強(qiáng)衰減的傳輸通道，要實(shí)現(xiàn)可靠的電力線高速數(shù)據(jù)通信，必須解決低壓 配電網(wǎng)上的噪聲、阻抗波動(dòng)、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電磁兼容性W及線路阻抗和容性負(fù)載引起的信號(hào) 衰減等主要因素對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽拵лd波使用數(shù)字化多載波頻分復(fù)用技術(shù)，將較寬的 載波頻帶劃分為多個(gè)子載波，分別加載相互正交的高頻載波對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)多載波 并行通信。電力線載波市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)一些采用數(shù)字化多載波頻分復(fù)用技術(shù)的電力線載波 通信設(shè)備，但是通信速率比較低，現(xiàn)場(chǎng)抄表成功率也不高，并不適合載波抄表的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐應(yīng) 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型提出的是一種基于OFDM技術(shù)的用于低壓集中抄表終端的電力線寬帶 載波通信模塊，其目的是將基于OFDM的技術(shù)應(yīng)用于低壓電力線載波抄表終端，使得載波通 信數(shù)據(jù)高速可靠，并且具有多種數(shù)據(jù)通信接口的電力線寬帶載波模塊。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案:基于OFDM技術(shù)的用于低壓集中抄表終端的電力線寬 帶載波通信通信模塊，利用0抑M技術(shù)，模塊結(jié)構(gòu)包括調(diào)制解調(diào)單元、PHY單元、發(fā)送單元、接 收單元、濾波禪合單元，其中調(diào)制解調(diào)單元的第一信號(hào)輸入/輸出端與PHY單元的第一信號(hào) 輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相連，調(diào)制解調(diào)單元的信號(hào)輸出端與發(fā)送單元的信號(hào)輸入端相連，調(diào)制解 調(diào)單元的信號(hào)輸入端與接收單元的信號(hào)輸出端相連，發(fā)送單元的信號(hào)輸出端與濾波禪合單 元的信號(hào)輸入端相連，濾波禪合單元的信號(hào)輸出端與接收單元的信號(hào)輸入端相連，濾波禪 合單元的信號(hào)輸出/輸入端與低壓集中抄表終端強(qiáng)電接口的信號(hào)輸入/輸出端對(duì)應(yīng)相連。
[0005] 發(fā)送信號(hào)時(shí)，調(diào)制解調(diào)單元將通信數(shù)據(jù)調(diào)制為多路高頻信號(hào)后利用發(fā)送單元進(jìn)行 放大，并通過禪合濾波單元加載到電力線；
[0006] 接收信號(hào)時(shí)，將已加載在電力線上的其他電力線寬帶載波模塊發(fā)送的高頻載波信 號(hào)，通過禪合濾波單元輸入到接收單元，再進(jìn)入調(diào)制解調(diào)單元，將多路高頻信號(hào)解調(diào)為通信 數(shù)據(jù)。
[0007] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：
[000引1)將基于OFDM的技術(shù)應(yīng)用于低壓電力線載波抄表終端，能夠有效的抵抗多路徑干 擾，使得干擾的信號(hào)能夠可靠的接收，即使在電網(wǎng)受到嚴(yán)重干擾的情況下，也可提供高帶寬 并且保證帶寬傳輸效率，從而使得數(shù)據(jù)的高速可靠通信；
[0009] 2)電力線寬帶載波模塊通信速率高，可W在極短的時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)的傳輸，可W 大大降低遭受突發(fā)干擾的影響，即使一次通信失敗，也可W迅速進(jìn)行重發(fā)，確保數(shù)據(jù)可靠；
[0010] 3)通過W太網(wǎng)單元擴(kuò)展了 W太網(wǎng)通訊方式，使得寬帶載波模塊串口通訊與W太網(wǎng) 通訊自適應(yīng)。
【附圖說明】
[0011] 附圖1是基于OFDM技術(shù)的用于低壓集中抄表終端的電力線寬帶載波通信模塊
[0012] 的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 附圖2是(FDM收發(fā)信機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014] 附圖3是發(fā)送單元電路圖。
[0015] 附圖4是接收單元電路圖。
[0016] 附圖5是濾波禪合單元系統(tǒng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 如圖1所示，基于OFDM技術(shù)的用于低壓集中抄表終端的電力線寬帶載波通信模塊， 利用OFDM技術(shù)，其結(jié)構(gòu)包括調(diào)制解調(diào)單元、PHY單元、發(fā)送單元、接收單元、濾波禪合單元，其 中調(diào)制解調(diào)單元的第一信號(hào)輸入/輸出端與PHY單元的第一信號(hào)輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相連，調(diào) 制解調(diào)單元的信號(hào)輸出端與發(fā)送單元的信號(hào)輸入端相連，調(diào)制解調(diào)單元的信號(hào)輸入端與接 收單元的信號(hào)輸出端相連，發(fā)送單元的信號(hào)輸出端與濾波禪合單元的信號(hào)輸入端相連，濾 波禪合單元的信號(hào)輸出端與接收單元的信號(hào)輸入端相連，濾波禪合單元的信號(hào)輸出/輸入 端與低壓集中抄表終端強(qiáng)電接口的信號(hào)輸入/輸出端對(duì)應(yīng)相連。
[0018] 發(fā)送信號(hào)時(shí)，調(diào)制解調(diào)單元將通信數(shù)據(jù)調(diào)制為多路高頻信號(hào)后利用發(fā)送單元進(jìn)行 放大，并通過禪合濾波單元加載到電力線；
[0019] 接收信號(hào)時(shí)，將已加載在電力線上的其他電力線寬帶載波模塊發(fā)送的高頻載波信 號(hào)，通過禪合濾波單元輸入到接收單元，再進(jìn)入調(diào)制解調(diào)單元，將多路高頻信號(hào)解調(diào)為通信 數(shù)據(jù)。
[0020] OFDM技術(shù)指的是將所給信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載 波進(jìn)行調(diào)制，各個(gè)子載波并形傳輸。運(yùn)樣，盡管總的信道是非平坦的，但每個(gè)子信道是相對(duì) 平坦的，并且每個(gè)子信道上是窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬，可W大消除信號(hào)波 形間的干擾。又由于各子信道的載波間相互正交，于是它們的頻譜是相互重疊，運(yùn)樣既減小 了子載波間干擾同時(shí)又提高了頻譜利用率。OFDM技術(shù)具有較強(qiáng)的抗信道頻率選擇性衰落的 性能，是抗信道多徑的有效方法。如圖2所示，輸入的串行數(shù)據(jù)先經(jīng)過串/并信號(hào)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)流的多路分離，然后再通過IFFT完成相應(yīng)的調(diào)制，經(jīng)過并/串信號(hào)轉(zhuǎn)換后，加入保護(hù)時(shí) 間間隔也就是整個(gè)系統(tǒng)信號(hào)循環(huán)前綴，然后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換，上變頻至高頻區(qū)將信號(hào)發(fā)射出 去。接收端進(jìn)行相反的過程，信道出來的信號(hào)先經(jīng)過下變頻，模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后去除整個(gè)系統(tǒng) 信號(hào)的循環(huán)前綴，再通過串/并信號(hào)轉(zhuǎn)換、FFT解調(diào)、并/串信號(hào)轉(zhuǎn)換，還原得到信宿序列。
[0021] 所述的調(diào)制解調(diào)單元的串口輸入輸出與低壓集中抄表終端的串口輸入輸出相連， 調(diào)制解調(diào)單元的RMII接口與W太網(wǎng)單元相連。調(diào)制解調(diào)單元頻率帶寬為2M-12M監(jiān)，采用基 于(FDM的DMT調(diào)制方式，不同于傳統(tǒng)的(FDM調(diào)制方式，使用自適應(yīng)載波算法瞬時(shí)計(jì)算所有子 通道的信噪比，根據(jù)其結(jié)果動(dòng)態(tài)的為各信道添加負(fù)載，同時(shí)預(yù)測(cè)下一瞬間的信噪分布并且 自行學(xué)習(xí)電網(wǎng)干擾概算，有效規(guī)