本發(fā)明涉及電力線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低壓電力線的載波通信方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

三相低壓供配電網(wǎng)絡(luò)由三相交流電變壓器，單相或三相電能表，各種用電設(shè)備和輸電線纜等基本要素構(gòu)成。三相交流變壓器把輸電干線上的中高壓交流電轉(zhuǎn)化為常用的220V(或110V)低壓交流電，三個(gè)相位的交流電被均衡的分配到各個(gè)用戶處，每個(gè)用戶處有一個(gè)電能表計(jì)量消耗的電能。大部分用戶都會(huì)接入三相中的一相，入戶線為一根相線和一根中線，也有部分用戶使用全部三相交流電。根據(jù)用戶用電負(fù)荷的重要性，同一個(gè)用戶可能接入多條互為備用的獨(dú)立供電線路。

低壓供配電網(wǎng)絡(luò)連接通常采用三相四線或三相五線制，這里的三相指的是三相交流電的A，B，C三個(gè)相位，四線指的是三根相線(L)和一根中線(N)，五線指的是三根相線(L)，一根中線(N)和一根保護(hù)地線(PE)。由于在正常工作中，保護(hù)地線并不傳遞電流。

三相交流電變壓器負(fù)責(zé)供電的一個(gè)區(qū)域稱為臺(tái)區(qū)，一個(gè)臺(tái)區(qū)可以有一個(gè)集中器負(fù)責(zé)自動(dòng)采集臺(tái)區(qū)內(nèi)所有電能表的用電信息。集中器一般布置在變壓器附近，以便于和不同相線上的電能表通過電力線載波的方式相互通信。相線-中線之間，由于各種原因存在電信號(hào)的耦合現(xiàn)象，特別是對(duì)于2MHz以上的中高頻信號(hào)，相間耦合的強(qiáng)度更加顯著；隨著載波頻率的升高，電力線路的高頻衰減越發(fā)明顯，造成信號(hào)的相間耦合強(qiáng)度逐漸下降，這使得電力線載波通信的可靠性大大降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中的電力線載波通信的可靠性低，從而提供一種低壓電力線的載波通信方法、裝置及系統(tǒng)。

本發(fā)明實(shí)施例的一方面，提供了一種低壓電力線的載波通信方法，包括：獲取通信數(shù)據(jù)，所述通信數(shù)據(jù)包括幀控制數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)，所述用戶數(shù)據(jù)為通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，所述幀控制數(shù)據(jù)為用于輔助解碼所述用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)；在信道狀態(tài)未知的情況下，采用正交空時(shí)塊碼對(duì)所述通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，生成多路發(fā)射信號(hào)；將所述多路發(fā)射信號(hào)分別通過三相電力線發(fā)送至電能表。

可選地，所述多路發(fā)射信號(hào)為兩路，將所述多路發(fā)射信號(hào)分別通過三相電力線發(fā)送至電能表包括：將其中一路發(fā)射信號(hào)發(fā)送至所述三相電力線中的任一相電力線，另一路發(fā)射信號(hào)同時(shí)發(fā)送至其他兩相電力線。

可選地，在集中器與電能表建立起初步的雙向連接后，接收所述電能表發(fā)送的下行信道的狀態(tài)信息；通過信道傳遞函數(shù)矩陣的1個(gè)右奇異值向量與發(fā)送頻域復(fù)信號(hào)加權(quán)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述通信數(shù)據(jù)的編碼。

可選地，編碼矩陣為：

Z_{spot_bf,k}＝V₀*S_k

其中，Z_{spot_bf,k}為對(duì)應(yīng)子載波k，分別在3個(gè)端口發(fā)送的3個(gè)頻域復(fù)信號(hào)，S_k為一個(gè)待編碼的星座圖映射后復(fù)信號(hào)，V₀為3行1列的右奇異值向量。

可選地，生成多路發(fā)射信號(hào)包括：對(duì)編碼得到的多個(gè)初始信號(hào)分別進(jìn)行快速逆傅里葉變換、插入循環(huán)前綴以及插入前導(dǎo)符號(hào)，得到所述多路發(fā)射信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，提供了一種低壓電力線的載波通信裝置，包括：獲取單元，用于獲取通信數(shù)據(jù)，所述通信數(shù)據(jù)包括幀控制數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)，所述用戶數(shù)據(jù)為通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，所述幀控制數(shù)據(jù)為用于表示解碼所述用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)；第一調(diào)制單元，用于在信道狀態(tài)未知的情況下，采用正交空時(shí)塊碼對(duì)所述通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，生成多路發(fā)射信號(hào)；發(fā)送單元，用于將所述多路發(fā)射信號(hào)分別通過三相電力線發(fā)送至電能表。

可選地，所述多路發(fā)射信號(hào)為兩路，所述發(fā)送單元包括：發(fā)送模塊，用于將其中一路發(fā)射信號(hào)發(fā)送至所述三相電力線中的任一相電力線，另一路發(fā)射信號(hào)同時(shí)發(fā)送至其他兩相電力線。

可選地，還包括：接收單元，用于在集中器與電能表建立起初步的雙向連接后，接收所述電能表發(fā)送的下行信道的狀態(tài)信息；第二調(diào)制單元，用于通過信道傳遞函數(shù)矩陣的1個(gè)右奇異值向量與發(fā)送頻域復(fù)信號(hào)加權(quán)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述通信數(shù)據(jù)的編碼。

可選地，所述第一調(diào)制單元包括：處理模塊，用于對(duì)編碼得到的多個(gè)初始信號(hào)分別進(jìn)行快速逆傅里葉變換、插入循環(huán)前綴以及插入前導(dǎo)符號(hào)，得到所述多路發(fā)射信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，提供了一種低壓電力線的載波通信系統(tǒng)，包括：集中器和至少一個(gè)電能表，所述集中器與所述至少一個(gè)電能表通過三相電力線連接，用于所述的載波通信方法，所述三相電力線包括：A相相線、B相相線、C相相線和中線，所述集中器包括：第一信號(hào)發(fā)送模塊和第一信號(hào)接收模塊，分別與所述A相相線和所述中線連接；第二信號(hào)發(fā)送模塊和第二信號(hào)接收模塊，分別與所述B相相線和所述中線連接；第三信號(hào)發(fā)送模塊和第三信號(hào)接收模塊，分別與所述C相相線和所述中線連接；所述電能表包括發(fā)送模塊和接收模塊，分別與至少一相線和所述中線連接。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，通過在集中器不知道信道狀態(tài)時(shí)，下行發(fā)送通信數(shù)據(jù)的MISO編碼采用正交空時(shí)塊碼以獲取最大可能的空間分集增益，充分利用電力線中高頻率上電信號(hào)相間耦合顯著的特性，采用多種空時(shí)編解碼技術(shù)，提高集中器和電能表之間電力線載波通信的可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的低壓電力線的載波通信系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中低壓電力線的載波通信方法的一個(gè)具體示例的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中集中器的信號(hào)發(fā)送模塊至電能表的接收模塊的下行系統(tǒng)原理框圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中物理層數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中電能表的發(fā)送模塊至集中器的信號(hào)接收模塊的上行系統(tǒng)原理框圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中的低壓電力線的載波通信裝置的一個(gè)示例的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種低壓電力線的載波通信系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括：集中器10和多個(gè)電能表(包括電能表21、電能表22、電能表23、電能表24、電能表25、電能表26)，集中器10與電能表通過三相電力線連接，三相電力線包括：A相相線、B相相線、C相相線和中線。

集中器10包括：第一信號(hào)發(fā)送模塊Tx0和第一信號(hào)接收模塊Rx0，分別與A相相線和中線連接；第二信號(hào)發(fā)送模塊Tx1和第二信號(hào)接收模塊Rx1，分別與B相相線和中線連接；第三信號(hào)發(fā)送模塊Tx2和第三信號(hào)接收模塊Rx2，分別與C相相線和中線連接。電能表包括發(fā)送模塊Tx和接收模塊Rx，分別與至少一相線和中線連接。

具體地，如圖1所示的集中器和電能表連接示例中，電能表21、電能表22、電能表23、電能表24、電能表25均為單相電能表，電能表21、22的通信模塊(包括接收模塊和發(fā)送模塊，下同)通過A相相線和中線，與集中器10通信模塊相連；電能表23、24的通信模塊通過B相相線和中線，與集中器10的通信模塊相連；電能表25的通信模塊通過C相相線和中線，與集中器10的通信模塊相連；電能表26為三相電能表，其通信模塊通過C相相線和中線，與集中器10的通信模塊相連。集中器10的通信模塊有3組收發(fā)單元，分別同時(shí)與A、B、C三組相線-中線連接。

本發(fā)明實(shí)施例中，集中器的通信模塊同時(shí)和三對(duì)相線-中線連接，單相電能表的通信模塊和唯一一對(duì)相線-中線連接，三相電能表的通信模塊和三對(duì)相線-中線中間的任意一對(duì)連接。這樣，集中器的信號(hào)發(fā)送模塊和電能表的接收模塊之間，形成了一個(gè)多入單出(Multiple Input Single Output,MISO)的下行信道；電能表的發(fā)送模塊和集中器的信號(hào)接收模塊之間，形成了一個(gè)單入多出(Single Input Multiple Output,SIMO)的上行信道。需要指出的是，集中器的通信模塊雖然同時(shí)和三對(duì)相線-中線連接，集中器通信模塊仍然可以選擇使用其中一個(gè)物理鏈路實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送，這時(shí)，上行和下行都是一個(gè)單入單出(Single Input Single Output，SISO)信道。

本實(shí)施例提供一種低壓電力線的載波通信方法，該方法可以用于本發(fā)明實(shí)施例提供的載波通信系統(tǒng)，該方法涉及低壓供配電網(wǎng)絡(luò)的三根相線和一個(gè)中線，適用于三相四線制供配電網(wǎng)絡(luò)，也可適用于三相五線制供配電網(wǎng)絡(luò)。如圖2所示，該方法包括：

步驟S201，獲取通信數(shù)據(jù)。通信數(shù)據(jù)包括幀控制數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)，用戶數(shù)據(jù)為通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，幀控制數(shù)據(jù)為用于輔助解碼用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，例如，調(diào)制方式、前向糾錯(cuò)碼(FEC)類型等。

步驟S202，在信道狀態(tài)未知的情況下，采用正交空時(shí)塊碼對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，生成多路發(fā)射信號(hào)。如圖3所示，生成多路發(fā)射信號(hào)包括：對(duì)編碼得到的多個(gè)初始信號(hào)分別進(jìn)行快速逆傅里葉變換、插入循環(huán)前綴以及插入前導(dǎo)符號(hào)，得到多路發(fā)射信號(hào)。

步驟S203，將多路發(fā)射信號(hào)分別通過三相電力線發(fā)送至電能表。

本發(fā)明實(shí)施例的載波通信方法為下行通信方法，其原理如圖3所示，其簡(jiǎn)化的頻域模型為：

其中，為頻域星座圖映射后的符號(hào)向量，為頻域MISO編碼后的發(fā)送符號(hào)向量，F(xiàn)為MISO編碼矩陣，為的組成元素，對(duì)應(yīng)OFDM符號(hào)序號(hào)n、子載波序號(hào)k、發(fā)送端口m的頻域發(fā)送符號(hào)，為信道傳遞函數(shù)，為頻域等效噪聲干擾，為接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻域表示，n為OFDM符號(hào)序號(hào)，k為子載波序號(hào)，m為發(fā)送端口序號(hào)。

在集中器不知道信道狀態(tài)時(shí)，下行發(fā)送通信數(shù)據(jù)的MISO編碼采用正交空時(shí)塊碼(Orthogonal Space Time Block Code)以獲取最大可能的空間分集增益，充分利用電力線中高頻率上電信號(hào)相間耦合顯著的特性，采用多種空時(shí)編解碼技術(shù)，提高集中器和電能表之間電力線載波通信的可靠性。

作為一種可選實(shí)施方式，為了降低實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，多路發(fā)射信號(hào)為兩路，將多路發(fā)射信號(hào)分別通過三相電力線發(fā)送至電能表包括：將其中一路發(fā)射信號(hào)發(fā)送至三相電力線中的任一相電力線，另一路發(fā)射信號(hào)同時(shí)發(fā)送至其他兩相電力線。

本發(fā)明實(shí)施例采用2端口碼速為1的正交空時(shí)塊碼方案。其中，編碼矩陣如下：

{s₁,s₂}為2個(gè)待編碼的星座圖映射后復(fù)信號(hào)，分別來自相鄰2個(gè)OFDM符號(hào)的同一個(gè)子載波，{s₁^*,-s₂^*}分別是s₁的共軛信號(hào)和s₂的共軛取反信號(hào),Z_stbc矩陣的每一列代表在同一個(gè)可用子載波，分別在2個(gè)端口上發(fā)射的編碼后復(fù)信號(hào)，即2個(gè)待編碼的星座圖映射后復(fù)信號(hào)，被該編碼矩陣映射到2個(gè)端口4個(gè)子載波上。最終的2路發(fā)射信號(hào)，其中一路可以被重復(fù)發(fā)射到2個(gè)L-N線對(duì)。比如第一路發(fā)射到A相，第二路同時(shí)發(fā)射到B，C相。

作為另一種可選的實(shí)施方式，在集中器與電能表建立起初步的雙向連接后，接收電能表發(fā)送的下行信道的狀態(tài)信息；通過信道傳遞函數(shù)矩陣的1個(gè)右奇異值向量與發(fā)送頻域復(fù)信號(hào)加權(quán)實(shí)現(xiàn)對(duì)通信數(shù)據(jù)的編碼。

在集中器的通信模塊和電能表的通信模塊建立起初步的雙向連接后，電能表通信模塊可以反饋部分或全部下行信道的狀態(tài)信息給集中器通信模塊。這時(shí)下行MISO編碼通過信道傳遞函數(shù)矩陣的1個(gè)右奇異值向量與發(fā)送頻域復(fù)信號(hào)加權(quán)來實(shí)現(xiàn)，該MISO編碼方式除了可以獲得最大可能的空間分集增益，還可獲得額外的陣列增益。

假定OFDM符號(hào)序號(hào)n，子載波k對(duì)應(yīng)的信道為復(fù)矩陣其奇異值分解(Singular Value Decomposition，SVD)可以表示為：

其中V^H表示對(duì)V矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。

考慮到接收端只有一個(gè)端口，的秩最大為1，的奇異值分解可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化為：

其中U為1行1列的左奇異值向量，Σ₀為非零奇異值，V₀為3行1列的右奇異值向量，為V₀的共軛轉(zhuǎn)置。下行MISO編碼矩陣為：

Z_{spot_bf,k}＝V₀*S_k

其中，Z_{spot_bf,k}為對(duì)應(yīng)子載波k，分別在3個(gè)端口發(fā)送的3個(gè)頻域復(fù)信號(hào)，S_k為一個(gè)待編碼的星座圖映射后復(fù)信號(hào)，V₀為3行1列的右奇異值向量。這里MISO編碼的速率為1，即1個(gè)待編碼的星座圖映射后復(fù)信號(hào)，映射到了3個(gè)端口的同一個(gè)子載波上。

本發(fā)明實(shí)施例中的物理層數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，在下行和上行信道中使用相同的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，如圖4所示，前導(dǎo)符號(hào)SYNCP和SYNCM(豎線的矩形框表示)由已知的頻域?qū)ьl數(shù)據(jù)經(jīng)快速逆傅立葉變換(Inversed Fast Fourier Transform，IFFT)處理后生成，并且SYNCM＝-SYNCP。幀控制數(shù)據(jù)(左斜線的矩形框表示)和用戶數(shù)據(jù)(右斜線的矩形框表示)都為帶有循環(huán)前綴的正交調(diào)制(OFDM)符號(hào)。接收機(jī)利用前導(dǎo)符號(hào)可以自動(dòng)調(diào)整接收機(jī)信號(hào)放大器的增益，獲取同步信息和輔助信道估計(jì)。幀控制數(shù)據(jù)包含了幫助解碼用戶數(shù)據(jù)的一些信息，如調(diào)制方式，前向糾錯(cuò)碼(FEC)類型等。

本實(shí)施例中，關(guān)于下行通信的前導(dǎo)符號(hào)的構(gòu)造，具體過程如下：

在集中器通信模塊和電能表通信模塊使用SISO模式通信時(shí)，SYNCP符號(hào)由已知的頻域?qū)ьl數(shù)據(jù)IFFT后生成，即SYNCP符號(hào)對(duì)應(yīng)的頻域符號(hào)是一個(gè)已知序列{p(k)},其中k為子載波序號(hào)。

當(dāng)MISO下行使用正交空時(shí)編碼時(shí)，2路前導(dǎo)符號(hào)也是由已知的頻域?qū)ьl數(shù)據(jù)IFFT后生成，第一路前導(dǎo)符號(hào)與SISO模式完全一致，第二路前導(dǎo)符號(hào)的開始Nsyncp+2個(gè)符號(hào)與SISO模式的前導(dǎo)符號(hào)完全一致，最后Nsyncm-2個(gè)符號(hào)取SISO模式對(duì)應(yīng)符號(hào)的相反值。即若NSYNCP＝10，NSYNCM＝6，SYNCP＝L，那么對(duì)應(yīng)的2路前導(dǎo)符號(hào)為：

第一路：+L,+L,+L,+L,+L,+L,+L,+L,+L,+L,-L,-L,-L,-L,-L,-L；

第二路：+L,+L,+L,+L,+L,+L,+L,+L,+L,+L,-L,-L,+L,+L,+L,+L。

當(dāng)MISO下行編碼使用H矩陣右奇異值加權(quán)時(shí)，3個(gè)端口的SYNCP符號(hào)也是由已知的頻域?qū)ьl數(shù)據(jù)IFFT后生成，但各自對(duì)應(yīng)的頻域已知序列應(yīng)按照如下方式構(gòu)造：

p_m(k)＝V_0,m*p(k)

其中V_0,m是列向量V₀的第m行值。

本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)于上行收發(fā)模型，其原理如圖5所示，簡(jiǎn)化的上行系統(tǒng)頻域模型為：

其中，為OFDM符號(hào)n，子載波k的頻域發(fā)送符號(hào)，為信道傳遞函數(shù)，為頻域等效噪聲干擾，n為OFDM符號(hào)序號(hào)，k為子載波序號(hào)，m為接收端口序號(hào)。

集中器有3路獨(dú)立的接收處理通道，通過采用分集合并技術(shù)，如最大比可以獲得最大3倍陣列增益。實(shí)際上受三相電纜間相關(guān)性的影響，其陣列增益會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最大可能增益，但顯然會(huì)高于使用單相接口的情況。

關(guān)于上行通信的前導(dǎo)符號(hào)SYNCP的構(gòu)造與SISO模式通信完全一致，不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例在三相供配電網(wǎng)絡(luò)上利用相間信號(hào)的耦合效應(yīng)，通過在集中器通信模塊引入空間分集發(fā)送和接收技術(shù)，有效提高了集中器與用戶電能表間通信的可靠性。同時(shí)，由于電能表通信模塊幾乎保持了與SISO通信模式一致的信號(hào)處理要求，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)成本增加非常有限。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種低壓電力線的載波通信裝置，該裝置可以用于執(zhí)行本發(fā)明上述實(shí)施例提供的載波通信方法，如圖6所示，該裝置包括：獲取單元11、第一調(diào)制單元12和發(fā)送單元13。

獲取單元11用于獲取通信數(shù)據(jù)，通信數(shù)據(jù)包括幀控制數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)，用戶數(shù)據(jù)為通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，幀控制數(shù)據(jù)為用于表示解碼用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。

第一調(diào)制單元12用于在信道狀態(tài)未知的情況下，采用正交空時(shí)塊碼對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，生成多路發(fā)射信號(hào)。第一調(diào)制單元包括：處理模塊，用于對(duì)編碼得到的多個(gè)初始信號(hào)分別進(jìn)行快速逆傅里葉變換、插入循環(huán)前綴以及插入前導(dǎo)符號(hào)，得到多路發(fā)射信號(hào)。

發(fā)送單元13用于將多路發(fā)射信號(hào)分別通過三相電力線發(fā)送至電能表。

本發(fā)明實(shí)施例的載波通信方法為下行通信方法，其原理如圖3所示，其簡(jiǎn)化的頻域模型為：

其中，為頻域星座圖映射后的符號(hào)向量，為頻域MISO編碼后的發(fā)送符號(hào)向量，F(xiàn)為MISO編碼矩陣，為的組成元素，對(duì)應(yīng)OFDM符號(hào)序號(hào)n、子載波序號(hào)k、發(fā)送端口m的頻域發(fā)送符號(hào)，為信道傳遞函數(shù)，為頻域等效噪聲干擾，為接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻域表示，n為OFDM符號(hào)序號(hào)，k為子載波序號(hào)，m為發(fā)送端口序號(hào)。

在集中器不知道信道狀態(tài)時(shí)，下行發(fā)送通信數(shù)據(jù)的MISO編碼采用正交空時(shí)塊碼(Orthogonal Space Time Block Code)以獲取最大可能的空間分集增益，充分利用電力線中高頻率上電信號(hào)相間耦合顯著的特性，采用多種空時(shí)編解碼技術(shù)，提高集中器和電能表之間電力線載波通信的可靠性。

作為一種可選實(shí)施方式，為了降低實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，多路發(fā)射信號(hào)為兩路，發(fā)送單元包括：發(fā)送模塊，用于將其中一路發(fā)射信號(hào)發(fā)送至三相電力線中的任一相電力線，另一路發(fā)射信號(hào)同時(shí)發(fā)送至其他兩相電力線。

本發(fā)明實(shí)施例采用2端口碼速為1的正交空時(shí)塊碼方案。其中，編碼矩陣如下：

{s₁,s₂}為2個(gè)待編碼的星座圖映射后復(fù)信號(hào)，分別來自相鄰2個(gè)OFDM符號(hào)的同一個(gè)子載波，{s₁^*,-s₂^*}分別是s₁的共軛信號(hào)和s₂的共軛取反信號(hào),Z_stbc矩陣的每一列代表在同一個(gè)可用子載波，分別在2個(gè)端口上發(fā)射的編碼后復(fù)信號(hào)，即2個(gè)待編碼的星座圖映射后復(fù)信號(hào)，被該編碼矩陣映射到2個(gè)端口4個(gè)子載波上。最終的2路發(fā)射信號(hào)，其中一路可以被重復(fù)發(fā)射到2個(gè)L-N線對(duì)。比如第一路發(fā)射到A相，第二路同時(shí)發(fā)射到B，C相。

作為另一種可選的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：接收單元，用于在集中器與電能表建立起初步的雙向連接后，接收電能表發(fā)送的下行信道的狀態(tài)信息；第二調(diào)制單元，用于通過信道傳遞函數(shù)矩陣的1個(gè)右奇異值向量與發(fā)送頻域復(fù)信號(hào)加權(quán)實(shí)現(xiàn)對(duì)通信數(shù)據(jù)的編碼。

在集中器的通信模塊和電能表的通信模塊建立起初步的雙向連接后，電能表通信模塊可以反饋部分或全部下行信道的狀態(tài)信息給集中器通信模塊。這時(shí)下行MISO編碼通過信道傳遞函數(shù)矩陣的1個(gè)右奇異值向量與發(fā)送頻域復(fù)信號(hào)加權(quán)來實(shí)現(xiàn)，該MISO編碼方式除了可以獲得最大可能的空間分集增益，還可獲得額外的陣列增益。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之中。