CN112737730B - 一种电流环通讯数据发送、接收方法及*** - Google Patents

一种电流环通讯数据发送、接收方法及*** Download PDF

Info

Publication number
CN112737730B
CN112737730B CN202011529424.9A CN202011529424A CN112737730B CN 112737730 B CN112737730 B CN 112737730B CN 202011529424 A CN202011529424 A CN 202011529424A CN 112737730 B CN112737730 B CN 112737730B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
phase
locked
communication
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011529424.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112737730A (zh
Inventor
王建华
刘国梁
刘存良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Dingxin Communication Fire Safety Co ltd
Original Assignee
Qingdao Dingxin Communication Fire Safety Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Dingxin Communication Fire Safety Co ltd filed Critical Qingdao Dingxin Communication Fire Safety Co ltd
Priority to CN202011529424.9A priority Critical patent/CN112737730B/zh
Publication of CN112737730A publication Critical patent/CN112737730A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112737730B publication Critical patent/CN112737730B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0059—Convolutional codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0041—Arrangements at the transmitter end
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045—Arrangements at the receiver end
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0064—Concatenated codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0071—Use of interleaving
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

Abstract

本申请公开了一种电流环通讯数据发送、接收方法及***，应用于监控端，包括：对通讯数据进行分组，得到多个分组数据；对每个分组数据分别依次进行卷积、交织和扩频编码，得到多个帧载荷；在每个帧载荷前依次加入训练符和前导码，得到多个通讯帧；发送通讯帧至控制器端；本申请对回码的通讯数据进行分组、卷积、交织和扩频，增强了通讯帧的抗干扰性，提升了通讯可靠性，并新加入训练符和前导码，由训练符激励运放电路进入工作状态，避免运放电路启动延迟的影响，又利用前导码消除通讯帧中的直流信号减少干扰信号，实现了重新设计通讯帧格式，得到新的通讯报文，确保了远距离通讯时能够提高通讯成功率。

Description

一种电流环通讯数据发送、接收方法及***
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种电流环通讯数据发送、接收方法及***。
背景技术
目前，消防火灾自动报警***多采用二总线实现火灾报警控制器与现场监控单元之间的通讯与供电。消防二总线是一种不对称的通讯总线，控制器下行发码需兼顾通讯与供电，因此采用电压调制方式；为了尽量减少电压损耗，监控单元上行回码仍采用控制器端供电的电流环方式，而且为了降低***功耗，回码电流不宜过大，通常为几十微安。
这种电流环的通讯方式存在以下问题：一，随着传输距离增加，回码电流信号衰减严重，易造成控制器端无法正确解码，误码率高；二，在实际工程应用中，为了兼顾不同控制***施工方便并节省成本，常常多种线路共同铺设，甚至有平行线路共存，电流环通讯易受周围其他线路干扰；三，现有电流环通讯数据通常采用原码进行传输，数据受干扰后无法进行自修复，致使因控制器无法正确接收回码报文而不断要求监控单元重发，造成网络通讯效率下降，甚至无法通讯。
为此，需研究一种既能保证通讯成功率，又能实现远距离传输的电流环通讯方法及***。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电流环通讯数据发送、接收方法及***，能保证通讯成功率，实现远距离传输。其具体方案如下：
一种电流环通讯数据发送方法，应用于监控端，包括：
对通讯数据进行分组，得到多个分组数据；
对每个分组数据分别依次进行卷积、交织和扩频编码，得到多个帧载荷；
在每个帧载荷前依次加入训练符和前导码，得到多个通讯帧；
发送通讯帧至控制器端；
其中，训练符为用于激励运放电路进入工作状态的多位编码，前导码为比m序列多一位的序列。
可选的，所述对每个分组数据分别依次进行卷积、交织和扩频编码，得到多个帧载荷的过程，包括：
对每个分组数据采用(2，1，7)的卷积码进行卷积，得到多个卷积数据；
对每个卷积数据采用4*N的交织矩阵进行交织，得到多个交织数据；
对每个交织数据采用曼彻斯特编码方式进行扩频编码，得到多个帧载荷；
其中，N为可变步长，取值为(卷积数据的字节数*8+6)/2。
可选的，训练符为长度8位的曼彻斯特编码。
可选的，前导码为比m序列多一位的16位或32位的序列。
本发明还公开了一种电流环通讯数据接收方法，应用于控制器端，包括：
接收监控端发送的电流信号形式的电流通讯帧；
将电流信号形式的电流通讯帧转换为电压信号形式的电压通讯帧；
以过采样的方式对电压通讯帧进行采样，得到多个过采样数据；
对过采样数据进行滑动平均，得到电压通讯帧中每个信号的多个平均数据；
利用锁相窗口，确定多个锁相信号；
计算每个锁相信号对应的多个锁相数据；
利用每个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到最佳相位点；
利用最佳相位点，锁定电压通讯帧中的前导码；
利用前导码，确定电压通讯帧中的帧载荷；
对帧载荷解码，得到分组数据；
其中，锁相窗口为预设的包括多位信号的窗口，锁相数据为一个锁相窗口内两两相邻锁相信号同一个对应位置的平均数据之差的绝对值的和。
可选的，所述利用每个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到最佳相位点的过程，包括：
利用首个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到首个锁相信号的最佳相位点；
以首个锁相信号的最佳相位点为基准，以同样步长确定第二锁相信号的假定最佳相位点；
利用所述第二锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到所述第二锁相信号的理论最佳相位点；
从所述假定最佳相位点向所述理论最佳相位点靠近一位平均数据，将该位平均数据作为所述第二锁相信号的实际最佳相位点；
其中，所述第二锁相信号为首个锁相信号的下一个信号。
本发明还公开了一种电流环通讯数据发送***，应用于监控端，包括：
通讯数据分组模块，用于对通讯数据进行分组，得到多个分组数据；
帧载荷生成模块，用于对每个分组数据分别依次进行卷积、交织和扩频编码，得到多个帧载荷；
通讯帧生成模块，用于在每个帧载荷前依次加入训练符和前导码，得到多个通讯帧；
通讯帧发送模块，用于发送通讯帧至控制器端；
其中，训练符为用于激励运放电路进入工作状态的多位编码，前导码为比m序列多一位的序列。
可选的，所述帧载荷生成模块，包括：
卷积单元，用于对每个分组数据采用(2，1，7)的卷积码进行卷积，得到多个卷积数据；
交织单元，用于对每个卷积数据采用4*N的交织矩阵进行交织，得到多个交织数据；
扩频单元，用于对每个交织数据采用曼彻斯特编码方式进行扩频编码，得到多个帧载荷；
其中，N为可变步长，取值为(卷积数据的字节数*8+6)/2。
本发明还公开了一种电流环通讯数据接收***，应用于控制器端，包括：
电流通讯帧接收模块，用于接收监控端发送的电流信号形式的电流通讯帧；
电压通讯帧转换模块，用于将电流信号形式的电流通讯帧转换为电压信号形式的电压通讯帧；
过采样模块，用于以过采样的方式对电压通讯帧进行采样，得到多个过采样数据；
滑动平均模块，用于对过采样数据进行滑动平均，得到电压通讯帧中每个信号的多个平均数据；
锁相模块，用于利用锁相窗口，确定多个锁相信号；
锁相数据计算模块，用于计算每个锁相信号对应的多个锁相数据；
最佳相位点计算模块，用于利用每个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到最佳相位点；
前导码锁定模块，用于利用最佳相位点，锁定电压通讯帧中的前导码；
帧载荷锁定模块，用于利用前导码，确定电压通讯帧中的帧载荷；
解码模块，用于对帧载荷解码，得到分组数据；
其中，锁相窗口为预设的包括多位信号的窗口，锁相数据为一个锁相窗口内两两相邻锁相信号同一个对应位置的平均数据之差的绝对值的和。
可选的，所述最佳相位点计算模块，包括：
首个最佳相位点计算单元，用于利用首个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到首个锁相信号的最佳相位点；
假定最佳相位点设定单元，用于以首个锁相信号的最佳相位点为基准，以同样步长确定第二锁相信号的假定最佳相位点；
理论最佳相位点计算单元，用于利用所述第二锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到所述第二锁相信号的理论最佳相位点；
实际最佳相位点设定单元，用于从所述假定最佳相位点向所述理论最佳相位点靠近一位平均数据，将该位平均数据作为所述第二锁相信号的实际最佳相位点；
其中，所述第二锁相信号为首个锁相信号的下一个信号。
本发明中，电流环通讯数据发送方法，应用于监控端，包括：对通讯数据进行分组，得到多个分组数据；对每个分组数据分别依次进行卷积、交织和扩频编码，得到多个帧载荷；在每个帧载荷前依次加入训练符和前导码，得到多个通讯帧；发送通讯帧至控制器端；其中，训练符为用于激励运放电路进入工作状态的多位编码，前导码为比m序列多一位的序列。
本发明对回码的通讯数据进行分组、卷积、交织和扩频，增强了通讯帧的抗干扰性，提升了通讯可靠性，并新加入训练符和前导码，由训练符激励运放电路进入工作状态，避免运放电路启动延迟的影响，又利用前导码消除通讯帧中的直流信号减少干扰信号，实现了重新设计通讯帧格式，得到新的通讯报文，确保了远距离通讯时能够提高通讯成功率。
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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种电流环通讯数据发送方法流程示意图；
图2为本发明实施例公开的一种通讯数据处理过程示意图；
图3为本发明实施例公开的一种电流环通讯数据接收方法流程示意图；
图4为本发明实施例公开的一种过采样示意图；
图5为本发明实施例公开的一种首个锁相信号的偏移修正示意图；
图6为本发明实施例公开的一种第二锁相信号的偏移修正示意图；
图7为本发明实施例公开的一种第三锁相信号的偏移修正示意图；
图8为本发明实施例公开的一种电流环通讯数据发送***结构示意图；
图9为本发明实施例公开的一种电流环通讯数据接收***结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种电流环通讯数据发送方法，应用于监控端，参见图1所示，该方法包括：
S11：对通讯数据进行分组，得到多个分组数据。
具体的，由于在现场控制领域，通常采用不对称的通讯方式，控制器发送数据给监控单元通信时兼顾给监控单元进行供电，所以常采用电压调制方式；监控单元给控制器发送数据时，为了降低功耗，一般采用控制器端供电的电流环方式。为了防止一次回码时间过长造成监控器端电压下降太快，从而影响正常工作，所以对回码数据按限定时间进行分组，将通讯数据分别发送，以满足供电电压要求，参见图2所示，通讯数据被分为多组分组数据。
S12：对每个分组数据分别依次进行卷积、交织和扩频编码，得到多个帧载荷。
具体的，为了增强通讯数据的抗干扰性，提升通讯可靠性，参见图2所示，对每个分组数据分别依次进行卷积、交织和扩频编码，具体过程可以包括步骤S121至S123；其中，
S121：对每个分组数据采用(2，1，7)的卷积码进行卷积，得到多个卷积数据；
S122：对每个卷积数据采用4*N的交织矩阵进行交织，得到多个交织数据；
S123：对每个交织数据采用曼彻斯特编码方式进行扩频编码，得到多个帧载荷。
其中，N为可变步长，取值为(卷积数据的字节数*8+6)/2。
需要说明的是，卷积码、可变步长和曼彻斯特编码方式也可以根据实际应用需求进行改变，例如，曼彻斯特编码方式可以是二阶扩频或四阶扩频等，如可变步长可以不取值为(卷积数据的字节数*8+6)/2，卷积码同样可以根据需求设定。
S13：在每个帧载荷前依次加入训练符和前导码，得到多个通讯帧。
具体的，参见图2所示，在通讯帧经过运放电路时重要的帧载荷部分能够被有效放大，避免部分放大导致的数据丢失，在帧载荷前增加训练符，训练符作为通讯帧的开头，训练符信号通过运放电路后，可以激励运放电路进入工作状态，从而使通讯帧后续的前导码和帧载荷躲避了运放电路的启动延迟，确保了通讯帧重要部分都能够得到信号放大。
具体的，参见图2所示，在训练符与帧载荷之间***前导码，前导码采用比m序列多一位的序列，即前导码在由与本原多项式对应生成的m序列的基础上添加一位，使前导码中的‘1’和‘0’个数相同，从而消除直流信号，减少干扰。
S14：发送通讯帧至控制器端。
具体的，得到全新的通讯帧后便可以将全部通讯帧按照预定的第一采样速率发送至控制器端，进行回码操作。
可见，本发明实施例对回码的通讯数据进行分组、卷积、交织和扩频，增强了通讯帧的抗干扰性，提升了通讯可靠性，并新加入训练符和前导码，由训练符激励运放电路进入工作状态，避免运放电路启动延迟的影响，又利用前导码消除通讯帧中的直流信号减少干扰信号，实现了重新设计通讯帧格式，得到新的通讯报文，确保了远距离通讯时能够提高通讯成功率。
其中，上述训练符可以为长度8位的曼彻斯特编码，例如，0b01010101；上述前导码可以具体为比m序列多一位的16位或32位序列。
相应的，本发明实施例还公开了一种电流环通讯数据接收方法，参见图3所示，应用于控制器端，包括：
S201：接收监控端发送的电流信号形式的电流通讯帧；
S202：将电流信号形式的电流通讯帧转换为电压信号形式的电压通讯帧。
具体的，前述实施例中监控端发送的通讯帧为电流信号形式的，在此称为电流信号形式的电流通讯帧，为了便于后续解析和采样，利用电流电压转换模块将电流信号形式的电流通讯帧转换为电压信号形式的电压通讯帧。
S203：以过采样的方式对电压通讯帧进行采样，得到多个过采样数据。
具体的，可以采用比监控端发送通讯帧时使用的第一采样速率高的第二采样速率对通讯帧进行采样，实现过采样，例如，图4所示，第二采样速率可以为第一采样速率的5倍，每个完整的信号都对应5个过采样数据Sij，i代表第i个信号，j代表采样点，每个信号有5个过采样点数据则j＝{1,2,3,4,5}。
可以理解的是，一个通讯帧中可以包括多个信号。
S204：对过采样数据进行滑动平均，得到电压通讯帧中每个信号的多个平均数据。
具体的，为了消除高频信号的干扰，实现低通滤波的功能，解决方波或者混叠效应，对过采样数据进行滑动平均，滑动平均时，可以采用第二采样速率高于第一采样速率的倍数进行分组，例如，基于上例中第二采样速率为第一采样速率的5倍，对采样后的数据Sij进行滑动平均，每5个数据为1组。
其中，滑动平均的方法可以是K均值算法、指数加权平均算法或其它求平均算法，可以根据实际应用情况进行改变。
具体的，以K均值滑动平均算法为例加以说明；其中，信号i的平均数据可以用Aij表示，如Ai1、Ai2、Ai3、Ai4和Ai5；信号i的Aij与采样点Sij之间的关系可以表示为：
Ai1＝(Si1+Si2+Si3+Si4+Si5)/5；
Ai2＝(Si2+Si3+Si4+Si5+Si6)/5；
Ai3＝(Si3+Si4+Si5+Si6+Si7)/5；
Ai4＝(Si4+Si5+Si6+Si7+Si8)/5；
Ai5＝(Si5+Si6+Si7+Si8+Si9)/5。
其中，由于信号i仅有5个采样点，采样点Si6、Si7、Si8和Si9可以取0进行补位。
S205：利用锁相窗口，确定多个锁相信号；
S206：计算每个锁相信号对应的多个锁相数据；
S207：利用每个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到最佳相位点。
具体的，由于通讯数据收到干扰，可能会导致信号发生畸变，导致“0”变为“1”，“1”变为“0”，单个信号难以准确复原，为了避免此种问题，采用锁相处理，为此，预先设定锁相窗口，锁相窗口可以基于每个信号的采样点个数设置，例如，设置为整数倍，如，一个信号包括5个采样点，可以设定锁相窗口包括15个连续信号。
具体的，一个信号i的锁相数据可以表示为：
Figure BDA0002851640540000091
Figure BDA0002851640540000092
Figure BDA0002851640540000093
Figure BDA0002851640540000094
Figure BDA0002851640540000095
其中，LPi1、LPi2、LPi3、LPi4和LPi5便为i的5个锁相数据，每个锁相数据为一个锁相窗口内两两相邻锁相信号同一个对应位置的平均数据之差的绝对值的和，例如，LP11＝|A21-A11|+|A31-A21|...+|A16-A15|，其中，A21和A11便为两个相邻的信号1与信号2在同样是1这个采样点上对应的平均数据，|A21-A11|便为信号1与信号2同一个对应位置的平均数据之差的绝对值。
具体的，基于上例从5个锁相数据选取最大值的锁相数据，该锁相数据中对应的首个信号i的平均数据即为第i个信号的波峰或者波谷的位置，也就是最佳相位点，例如，锁相数据LPi3值最大，则Ai3便为最佳相位点。
其中，上述每个锁相数据的表达式便为锁相数据的计算公式。
S208：利用最佳相位点，锁定电压通讯帧中的前导码；
S209：利用前导码，确定电压通讯帧中的帧载荷；
S210：对帧载荷解码，得到分组数据。
具体的，得到最佳相位点后便可以对通讯帧进行解码，最终对全部通讯帧解码后，便可以得到全部分组数据，最后对分组数据进行拼接，便可以得到最初可读的通讯数据。
可见，本发明实施例对应前述实施例，对监控端发送的通讯帧进行过采样，后续利用滑动平均处理消除高频信号的干扰，实现低通滤波的效果，再用锁相处理避免单个信号畸变对通讯数据造成得以影响，确保了远程通讯时通讯数据的准确性。
进一步的，本发明实施例还公开了一种具体的电流环通讯数据发送方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：
具体的，由于控制器端与监控器端采用不同的工作晶振，晶振易受温度变化造成频偏。而此时的频偏呈现线性变化，而不会突变。针对此种晶振特点，提出改进的频偏调整方案：每次只调整一位；即采用动态跟随，按位逐渐逼近的调整策略。保证每次锁相后取的数据跟随真正的数据变化趋势，为此上述S207利用每个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到最佳相位点的过程，可以具体包括S2071至S2074；参见图5至图7所示，其中，
S2071：利用首个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到首个锁相信号的最佳相位点。；
S2072：以首个锁相信号的最佳相位点为基准，以同样步长确定第二锁相信号的假定最佳相位点。
具体的，首先按照前述方法得到首个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到首个锁相信号的最佳相位点，参见图5中，Group1位首个锁相信号对应的5个平均数据，其中，Ai3为最大值，则作为首个锁相信号的最佳相位点，标记R_Max_Pos＝3，此时，一个信号的步长为5，即一个信号包括的采样点数，以首个锁相信号的最佳相位点为基准，以同样步长确定第二锁相信号Group2的假定最佳相位点标记为S_Max_Pos。
S2073：利用第二锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到第二锁相信号的理论最佳相位点。
具体的，再利用前述的锁相计算公式得到第二锁相信号的理论最佳相位点，如通过计算得到的A(i+1)5，参见图6所示，将其标记为R_Max_Pos＝5。
S2074：从假定最佳相位点向理论最佳相位点靠近一位平均数据，将该位平均数据作为第二锁相信号的实际最佳相位点。
具体的，参见图6所示，采用逐位逼近算法，从假定最佳相位点向理论最佳相位点靠近一位平均数据，即从指向A(i+1)3向A(i+1)5理论最佳相位点移动一位指向A(i+1)4，以A(i+1)4作为实际最佳相位点，标记为A_Pos＝4。
其中，第二锁相信号为首个锁相信号的下一个信号。
具体的，参见图7所示，第二锁相信号的下一个锁相信号第三锁相信号的最佳相位点选取同理，计算出第三锁相信号Group3中真实的最大值为A(i+2)5，同样以假定最佳相位点为准，向实际最佳相位点移动一位作为调整后的实际最佳相位点，标记A_Pos＝5，与实际最佳相位点重合；依次类推，实现动态逐位跟随相位调整。
可以理解的是，上述标记的具体标记方式仅是为了便于说明，实际应用中如何标记在此不做限定。
相应的，本发明实施例还公开了一种电流环通讯数据发送***，参见图8所示，应用于监控端，该***包括：
通讯数据分组模块11，用于对通讯数据进行分组，得到多个分组数据；
帧载荷生成模块12，用于对每个分组数据分别依次进行卷积、交织和扩频编码，得到多个帧载荷；
通讯帧生成模块13，用于在每个帧载荷前依次加入训练符和前导码，得到多个通讯帧；
通讯帧发送模块14，用于发送通讯帧至控制器端；
其中，训练符为用于激励运放电路进入工作状态的多位编码，前导码为比m序列多一位的序列。
具体的，帧载荷生成模块12，可以包括卷积单元、交织单元和扩频单元；其中，
卷积单元，用于对每个分组数据采用(2，1，7)的卷积码进行卷积，得到多个卷积数据；
交织单元，用于对每个卷积数据采用4*N的交织矩阵进行交织，得到多个交织数据；
扩频单元，用于对每个交织数据采用曼彻斯特编码方式进行扩频编码，得到多个帧载荷；
其中，N为可变步长，取值为(卷积数据的字节数*8+6)/2。
可见，本发明实施例对回码的通讯数据进行分组、卷积、交织和扩频，增强了通讯帧的抗干扰性，提升了通讯可靠性，并新加入训练符和前导码，由训练符激励运放电路进入工作状态，避免运放电路启动延迟的影响，又利用前导码消除通讯帧中的直流信号减少干扰信号，实现了重新设计通讯帧格式，得到新的通讯报文，确保了远距离通讯时能够提高通讯成功率。
具体的，其中，训练符可以为长度8位的曼彻斯特编码；前导码可以为比m序列多一位的16位或32位序列。
此外，本发明实施例还公开了一种电流环通讯数据接收***，参见图9所示，应用于控制器端，该***包括：
电流通讯帧接收模块20，用于接收监控端发送的电流信号形式的电流通讯帧；
电压通讯帧转换模块21，用于将电流信号形式的电流通讯帧转换为电压信号形式的电压通讯帧；
过采样模块22，用于以过采样的方式对电压通讯帧进行采样，得到多个过采样数据；
滑动平均模块23，用于对过采样数据进行滑动平均，得到电压通讯帧中每个信号的多个平均数据；
锁相模块24，用于利用锁相窗口，确定多个锁相信号；
锁相数据计算模块25，用于计算每个锁相信号对应的多个锁相数据；
最佳相位点计算模块26，用于利用每个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到最佳相位点；
前导码锁定模块27，用于利用最佳相位点，锁定电压通讯帧中的前导码；
帧载荷锁定模块28，用于利用前导码，确定电压通讯帧中的帧载荷；
解码模块29，用于对帧载荷解码，得到分组数据；
其中，锁相窗口为预设的包括多位信号的窗口，锁相数据为一个锁相窗口内两两相邻锁相信号同一个对应位置的平均数据之差的绝对值的和。
可见，本发明实施例对应前述实施例，对监控端发送的通讯帧进行过采样，后续利用滑动平均处理消除高频信号的干扰，实现低通滤波的效果，再用锁相处理避免单个信号畸变对通讯数据造成得以影响，确保了远程通讯时通讯数据的准确性。
具体的，上述最佳相位点计算模块26，可以包括首个最佳相位点计算单元、假定最佳相位点设定单元、理论最佳相位点计算单元和实际最佳相位点设定单元；其中，
首个最佳相位点计算单元，用于利用首个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到首个锁相信号的最佳相位点；
假定最佳相位点设定单元，用于以首个锁相信号的最佳相位点为基准，以同样步长确定第二锁相信号的假定最佳相位点；
理论最佳相位点计算单元，用于利用第二锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到第二锁相信号的理论最佳相位点；
实际最佳相位点设定单元，用于从假定最佳相位点向理论最佳相位点靠近一位平均数据，将该位平均数据作为第二锁相信号的实际最佳相位点。
其中，第二锁相信号为首个锁相信号的下一个信号。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以上对本发明所提供的技术内容进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种电流环通讯数据发送方法，其特征在于，应用于监控端，包括：
对通讯数据进行分组，得到多个分组数据；
对每个分组数据分别依次进行卷积、交织和扩频编码，得到多个帧载荷；
在每个帧载荷前依次加入训练符和前导码，得到多个通讯帧；
发送通讯帧至控制器端；
其中，训练符为用于激励运放电路进入工作状态的多位编码，前导码为比m序列多一位的序列；
所述对每个分组数据分别依次进行卷积、交织和扩频编码，得到多个帧载荷的过程，包括：
对每个分组数据采用(2，1，7)的卷积码进行卷积，得到多个卷积数据；
对每个卷积数据采用4*N的交织矩阵进行交织，得到多个交织数据；
对每个交织数据采用曼彻斯特编码方式进行扩频编码，得到多个帧载荷；
其中，N为可变步长，取值为(卷积数据的字节数*8+6)/2。
2.根据权利要求1所述的电流环通讯数据发送方法，其特征在于，训练符为长度8位的曼彻斯特编码。
3.根据权利要求2所述的电流环通讯数据发送方法，其特征在于，前导码为比m序列多一位的16位或32位的序列。
4.一种电流环通讯数据接收方法，其特征在于，应用于控制器端，包括：
接收监控端发送的电流信号形式的电流通讯帧；
将电流信号形式的电流通讯帧转换为电压信号形式的电压通讯帧；
以过采样的方式对电压通讯帧进行采样，得到多个过采样数据；
对过采样数据进行滑动平均，得到电压通讯帧中每个信号的多个平均数据；
利用锁相窗口，确定多个锁相信号；
计算每个锁相信号对应的多个锁相数据；
利用每个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到最佳相位点；
利用最佳相位点，锁定电压通讯帧中的前导码；
利用前导码，确定电压通讯帧中的帧载荷；
对帧载荷解码，得到分组数据；
其中，锁相窗口为预设的包括多位信号的窗口，锁相数据为一个锁相窗口内两两相邻锁相信号同一个对应位置的平均数据之差的绝对值的和。
5.根据权利要求4所述的电流环通讯数据接收方法，其特征在于，所述利用每个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到最佳相位点的过程，包括：
利用首个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到首个锁相信号的最佳相位点；
以首个锁相信号的最佳相位点为基准，以同样步长确定第二锁相信号的假定最佳相位点；
利用所述第二锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到所述第二锁相信号的理论最佳相位点；
从所述假定最佳相位点向所述理论最佳相位点靠近一位平均数据，将该位平均数据作为所述第二锁相信号的实际最佳相位点；
其中，所述第二锁相信号为首个锁相信号的下一个信号。
6.一种电流环通讯数据发送***，其特征在于，应用于监控端，包括：
通讯数据分组模块，用于对通讯数据进行分组，得到多个分组数据；
帧载荷生成模块，用于对每个分组数据分别依次进行卷积、交织和扩频编码，得到多个帧载荷；
通讯帧生成模块，用于在每个帧载荷前依次加入训练符和前导码，得到多个通讯帧；
通讯帧发送模块，用于发送通讯帧至控制器端；
其中，训练符为用于激励运放电路进入工作状态的多位编码，前导码为比m序列多一位的序列；
所述帧载荷生成模块，包括：
卷积单元，用于对每个分组数据采用(2，1，7)的卷积码进行卷积，得到多个卷积数据；
交织单元，用于对每个卷积数据采用4*N的交织矩阵进行交织，得到多个交织数据；
扩频单元，用于对每个交织数据采用曼彻斯特编码方式进行扩频编码，得到多个帧载荷；
其中，N为可变步长，取值为(卷积数据的字节数*8+6)/2。
7.一种电流环通讯数据接收***，其特征在于，应用于控制器端，包括：
电流通讯帧接收模块，用于接收监控端发送的电流信号形式的电流通讯帧；
电压通讯帧转换模块，用于将电流信号形式的电流通讯帧转换为电压信号形式的电压通讯帧；
过采样模块，用于以过采样的方式对电压通讯帧进行采样，得到多个过采样数据；
滑动平均模块，用于对过采样数据进行滑动平均，得到电压通讯帧中每个信号的多个平均数据；
锁相模块，用于利用锁相窗口，确定多个锁相信号；
锁相数据计算模块，用于计算每个锁相信号对应的多个锁相数据；
最佳相位点计算模块，用于利用每个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到最佳相位点；
前导码锁定模块，用于利用最佳相位点，锁定电压通讯帧中的前导码；
帧载荷锁定模块，用于利用前导码，确定电压通讯帧中的帧载荷；
解码模块，用于对帧载荷解码，得到分组数据；
其中，锁相窗口为预设的包括多位信号的窗口，锁相数据为一个锁相窗口内两两相邻锁相信号同一个对应位置的平均数据之差的绝对值的和。
8.根据权利要求7所述的电流环通讯数据接收***，其特征在于，所述最佳相位点计算模块，包括：
首个最佳相位点计算单元，用于利用首个锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到首个锁相信号的最佳相位点；
假定最佳相位点设定单元，用于以首个锁相信号的最佳相位点为基准，以同样步长确定第二锁相信号的假定最佳相位点；
理论最佳相位点计算单元，用于利用所述第二锁相信号中数值最大的锁相数据对应位置的平均数据，得到所述第二锁相信号的理论最佳相位点；
实际最佳相位点设定单元，用于从所述假定最佳相位点向所述理论最佳相位点靠近一位平均数据，将该位平均数据作为所述第二锁相信号的实际最佳相位点；
其中，所述第二锁相信号为首个锁相信号的下一个信号。
CN202011529424.9A 2020-12-22 2020-12-22 一种电流环通讯数据发送、接收方法及*** Active CN112737730B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011529424.9A CN112737730B (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种电流环通讯数据发送、接收方法及***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011529424.9A CN112737730B (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种电流环通讯数据发送、接收方法及***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112737730A CN112737730A (zh) 2021-04-30
CN112737730B true CN112737730B (zh) 2022-12-02

Family

ID=75604022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011529424.9A Active CN112737730B (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种电流环通讯数据发送、接收方法及***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112737730B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113660064B (zh) * 2021-09-15 2023-06-16 沈阳飞机设计研究所扬州协同创新研究院有限公司 一种适用于电力线通信***的基于多数据包的联合二维交织编码方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1951031A (zh) * 2004-03-05 2007-04-18 高通股份有限公司 基于ofdm的多天线通信***的发射分集和空间扩频
JP2009201083A (ja) * 2008-01-22 2009-09-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、無線通信方法、無線送信方法、及び無線受信方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7519750B2 (en) * 2006-07-18 2009-04-14 Cortina Systems, Inc. Linear burst mode synchronizer for passive optical networks
CN103812816B (zh) * 2008-05-15 2017-04-26 马维尔国际贸易有限公司 有效的物理层前导格式
US10674459B2 (en) * 2017-03-10 2020-06-02 Analog Devices Global Method of operating a receiver to process a preamble of a data packet, and to a receiver operating in accordance with the method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1951031A (zh) * 2004-03-05 2007-04-18 高通股份有限公司 基于ofdm的多天线通信***的发射分集和空间扩频
JP2009201083A (ja) * 2008-01-22 2009-09-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、無線通信方法、無線送信方法、及び無線受信方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112737730A (zh) 2021-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8432889B2 (en) Method and apparatus for configuring protocol header in wireless communication system
US20160254696A1 (en) Wireless power transfer in-band communication system
KR101603677B1 (ko) 무선 통신에서의 인터리빙을 위한 유사랜덤치환에 관한 시스템 및 방법
EP1331780A1 (en) Method and apparatus for peak power reduction in OFDM communications
US20140269886A1 (en) Wireless power transfer in-band communication system
US8867654B2 (en) Transmission device, communication system, transmission method and program
WO2002039599A9 (en) Data communication over power lines
CN1808915A (zh) 移动通信***的接收装置
CN112737730B (zh) 一种电流环通讯数据发送、接收方法及***
CN111065083A (zh) 蓝牙通信方法及装置、存储介质、终端
JP4466670B2 (ja) データ伝送方法
JP4586816B2 (ja) データ伝送方法並びにデータ伝送装置
JP2008244884A5 (zh)
JP4115579B2 (ja) データ送信方法および装置
Chen et al. A research on internet of things with CRC method
US20140029697A1 (en) GMSK-Based Modulation in a Wireless Local Area Network
JPH08130541A (ja) データ伝送方法
US6006353A (en) Error correction method for radio communication and radio communication apparatus
JP2001069181A (ja) ディジタルデータ伝送方法およびこの方法を実施する装置
CN114826856B (zh) 一种基于载波调制的无线通信方法、装置及通信终端
WO2008100496A1 (en) Preferential transmission of non-coded data over forward error correction coded data for efficient power management of a remote device
SUNKARA MIoTy Overview: a Mathematical Description of the Physical layer
Yang et al. NuWa: off-state tolerant backscattering system with uncontrolled excitation traffics
JP3587372B2 (ja) シリアル通信方法及び装置
CN104038236A (zh) 基于极化结构发射机的频率处理装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant