本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，具體涉及一種通信訓(xùn)練系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力線載波通信是電力系統(tǒng)特有的通信方式，屬于專網(wǎng)通信。載波通信分為窄帶載波通信和寬帶載波通信。窄帶載波通信組網(wǎng)能力差，并且窄帶載波所提供的數(shù)據(jù)通信帶寬也無法滿足《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》對信息傳輸帶寬要求。寬帶載波通信工作頻率從2MHz到34MHz,物理層帶寬200Mbps，應(yīng)用層帶寬90Mbps，調(diào)制方式采用 OFDM 調(diào)制技術(shù)，不僅使頻帶利用率進一步提高，還能有效的抵抗多徑干擾，使受干擾的信號仍能可靠接收，即使是在配電網(wǎng)受到嚴(yán)重干擾的情況下，也可提供高帶寬并且保證傳輸效率，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速可靠通信。

在載波通信線路上，通常設(shè)有多個載波調(diào)制設(shè)備，這些載波調(diào)制設(shè)備根據(jù)功能定義為載波頭端（Head End），載波中繼（Repeater）,載波終端（Customer Premise Equipment）。載波頭端負(fù)責(zé)與配電自動化平臺或上端光纖網(wǎng)絡(luò)對接實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚及管理、控制載波中繼/終端設(shè)備；載波中繼用于寬帶載波信號的放大和轉(zhuǎn)發(fā)，延長寬帶載波通信距離；載波終端指寬帶載波網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點，一端連接配電終端設(shè)備，另一端通過耦合器連接中壓電力線。由于各個載波設(shè)備相互獨立，所以通常造成各個設(shè)備的工作頻率不一致，因此會降低載波信號的傳輸質(zhì)量，進而降低通信效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于使各個載波調(diào)制設(shè)備的工作頻率相互匹配，提高載波信號的傳輸質(zhì)量。

本發(fā)明提供一種通信訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：頭端設(shè)備、中繼設(shè)備和終端設(shè)備，頭端設(shè)備通過電纜與中繼設(shè)備連接，中繼設(shè)備通過電纜與終端設(shè)備連接；其中，所述中繼設(shè)備和所述終端設(shè)備用于根據(jù)所述頭端設(shè)備發(fā)送的載波訓(xùn)練信號的頻率確定自身信號發(fā)送頻率。

優(yōu)選地，所述頭端設(shè)備用于發(fā)送載波訓(xùn)練信號；所述中繼設(shè)備用于接收所述載波訓(xùn)練信號，根據(jù)所述載波訓(xùn)練信號的頻率確定信號發(fā)送頻率，并對所述載波訓(xùn)練信號進行增益，使用所述發(fā)送頻率發(fā)送增益后的載波訓(xùn)練信號；所述終端設(shè)備用于接收所述增益后的載波訓(xùn)練信號，并根據(jù)所述增益后的載波訓(xùn)練信號的頻率確定信號發(fā)送頻率。

優(yōu)選地，還包括：第一耦合器和第二耦合器，所述頭端設(shè)備通過所述第一耦合器與第一電纜的第一端連接，所述中繼設(shè)備通過所述第二耦合器與所述第一電纜的第二端連接。

優(yōu)選地，還包括：第三耦合器和第四耦合器，所述中繼設(shè)備通過所述第三耦合器與第二電纜的第一端連接，所述終端設(shè)備通過所述第四耦合器與所述第二電纜的第二端連接。

優(yōu)選地，所述第一電纜是第一開閉所與第二開閉所間的輸電線纜，所述第一電纜的第一端是所述第一開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第一電纜的第二端是所述第二開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端；所述第二電纜是所述第二開閉所與第三開閉所間的輸電線纜，所述第二電纜的第一端是所述第二開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第二電纜的第二端是所述第三開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端。

優(yōu)選地，所述頭端設(shè)備、中繼設(shè)備和終端設(shè)備采用OFDM調(diào)制方式生成處理通信數(shù)據(jù)，所述頭端設(shè)備根據(jù)通信數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量確定自身的工作頻率。

本發(fā)明提供的通信訓(xùn)練系統(tǒng)，可以在通信系統(tǒng)處理上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)時，使頭端設(shè)備、中繼設(shè)備和終端設(shè)備使用相同的工作頻率，從而提高上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明，其中

圖1是本發(fā)明實施例1提供的通信訓(xùn)練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例1提供的通信訓(xùn)練系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實施例2提供的通信訓(xùn)練方法的流程圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例提供一種通信訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：頭端設(shè)備12、中繼設(shè)備13和終端設(shè)備14，頭端設(shè)備12通過電纜與中繼設(shè)備13連接，中繼設(shè)備13通過電纜與終端設(shè)備14連接；頭端設(shè)備12、中繼設(shè)備13和終端設(shè)備14可以是設(shè)有載波調(diào)制芯片的設(shè)備，例如電力調(diào)制解調(diào)器。

載波信號的調(diào)制方式有多種，本實施例中的頭端設(shè)備12、終端設(shè)備14和中繼設(shè)備13可以采用OFDM調(diào)制方式生成載波信號，并根據(jù)載波信號的傳輸質(zhì)量確定所述載波信號的工作頻率。OFDM調(diào)制方式是一種多載波調(diào)制方式，這種方式可以在一定的頻率范圍內(nèi)將一個載波分為許多個帶寬較窄的次載波，這些次載波相互正交，采用快速傅立葉變換將這些次載波信號進行編碼。次載波頻分器將信號反轉(zhuǎn)，使之正交，對于n個次載波，每一個次載波的符號速率被載波調(diào)制器分為整個符號速率的1/n，這使得調(diào)制后符號速率長于多徑延遲從而減少符號間干擾。OFDM 技術(shù)主要有以下優(yōu)點：1）有效克服碼間干擾，抗干擾能力強；2）頻帶利用率高；3）系統(tǒng)的均衡簡單等。上述載波設(shè)備（頭端設(shè)備、中繼設(shè)備、終端設(shè)備）可以根據(jù)實時信號傳輸質(zhì)量的變化選擇使用全部或者部分子載波，并且可以靈活調(diào)整子載波的調(diào)制方式。

例如，寬帶載波信號的工作頻率范圍可以是2-34MHz。OFDM技術(shù)將頻率選擇性衰落信道劃分成大量的平坦衰落子信道,因此可以有效地對抗頻率選擇性衰落。OFDM系統(tǒng)中的子信道帶寬窄,相鄰子信道不需要分配在連續(xù)的頻帶上, OFDM系統(tǒng)能有效對抗電力線信道上的干擾和衰落。在電力線信道上,干擾通常發(fā)生在某個頻率上,也就是干擾會影響一個或幾個子信道。當(dāng)某個子信道上的衰落嚴(yán)重,信噪比低于給定門限時,OFDM可以自適應(yīng)地關(guān)閉該子信道,不在該子信道上發(fā)送數(shù)據(jù),以保證數(shù)據(jù)的完整性和較低的誤碼率。同樣的方法也可以用來對抗信道干擾。當(dāng)干擾很大,嚴(yán)重影響某個子信道時,可同樣的方法也可以用來對抗信道干擾。當(dāng)干擾很大,嚴(yán)重影響某個子信道時,可以關(guān)閉該子信道來避免大的數(shù)據(jù)錯誤,或者可以通過提高干擾較大的子信道上信號的發(fā)射功率來提高信噪比,保證數(shù)據(jù)正確傳輸。

本實施例中的所述中繼設(shè)備13和所述終端設(shè)備14根據(jù)所述頭端設(shè)備12發(fā)送的載波訓(xùn)練信號的頻率確定自身信號發(fā)送頻率。例如，在正常通信過程中或在正常通信之前，可以由所述頭端設(shè)備12向所述中繼設(shè)備13和終端設(shè)備14發(fā)送訓(xùn)練數(shù)據(jù)，所述中繼設(shè)備13和終端設(shè)備14用于根據(jù)所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)確定自身的工作頻率。

本系統(tǒng)可以在通信系統(tǒng)處理上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)時，使頭端設(shè)備12、中繼設(shè)備13和終端設(shè)備14使用相同的工作頻率，從而提高上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。

優(yōu)選地，所述頭端設(shè)備用于發(fā)送載波信號；所述中繼設(shè)備用于接收所述載波信號，根據(jù)所述載波信號的頻率確定信號發(fā)送頻率，并對所述載波信號進行增益，使用所述發(fā)送頻率發(fā)送增益后的載波信號；所述終端設(shè)備用于接收所述增益后的載波信號，并根據(jù)所述增益后的載波信號的頻率確定信號發(fā)送頻率。

上述優(yōu)選方案模擬正常的下行通信過程，按照對實際通信數(shù)據(jù)的處理過程處理載波訓(xùn)練信號，由此可以提高頻率選擇的準(zhǔn)確性，進一步提高上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。

圖2示出了本系統(tǒng)的具體連接示意圖，如圖2所示，本實施例的通信訓(xùn)練系統(tǒng)還可以包括：第一耦合器21和第二耦合器22，所述頭端設(shè)備12通過所述第一耦合器21與第一電纜25的第一端連接，所述中繼設(shè)備13通過所述第二耦合器22與所述第一電纜25的第二端連接。

還可以包括：第三耦合器23和第四耦合器24，所述中繼設(shè)備13通過所述第三耦合器23與第二電纜26的第一端連接，所述終端設(shè)備14通過所述第四耦合器24與所述第二電纜26的第二端連接。

具體地，耦合器通常分別安裝在一根電纜的兩端，其作用是信號的耦合和高壓隔離，即通過耦合作用在輸電線纜和通信設(shè)備之間傳遞載波信號，耦合器是在原有的電纜線路上進行安裝，不需要改變線路，也不會破壞線路。

上述耦合器可以是電感耦合器或電容耦合器。電感耦合器一般在電纜線路上使用，電感耦合器直接卡接在中壓電纜某一相上，通過電感耦合器與電纜連接，可以確保信號在工作頻帶內(nèi)不產(chǎn)生畸變，并在最大頻率范圍內(nèi)減小不匹配衰耗，使耦合器的信號損耗最?。徊⑶?，電感耦合器可以長時間穩(wěn)定工作于高電流強度下，電感耦合器具有安裝方便，絕緣性好，不與電纜直接接觸，安全性高，價格經(jīng)濟等優(yōu)點

電容耦合器一般在架空線路上使用，電容耦合器采用注入方式與架空線路某一相連接，并固定在架空線路線纜桿上。電容耦合器安全優(yōu)勢明顯，電容耦合器具有防水、防塵的結(jié)構(gòu)，并且電容耦合器上面部分裝有10KV氧化鋅避雷器，當(dāng)沿架空線路傳入的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時，避雷器首先放電，并將電流經(jīng)過接地良導(dǎo)體安全的引入大地，利用接地裝置使雷電電壓幅值限制在被保護的范圍內(nèi)，避免設(shè)備受到破壞，保證通信的正常運行。電容耦合器安裝過程簡單、方便、快捷，主要是包含連接至中壓架空線、電容耦合器固定和自帶接地固定。

優(yōu)選地，所述第一電纜25是第一開閉所27與第二開閉所28間的輸電線纜，所述第一電纜25的第一端是所述第一開閉所27中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第一電纜25的第二端是所述第二開閉所28中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端；

所述第二電纜26是所述第二開閉所28與第三開閉所29間的輸電線纜，所述第二電纜26的第一端是所述第二開閉所28中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第二電纜26的第二端是所述第三開閉所29中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端。

開閉所是用于接受電力并分配電力的供配電設(shè)施，高壓電網(wǎng)中稱為開關(guān)站。中壓電網(wǎng)中的開閉所一般用于10kV電力的接受與分配。設(shè)有中壓配電進出線、對功率進行再分配的配電裝置。相當(dāng)于變電站母線的延伸，可用于解決變電站進出線間隔有限或進出線走廊受限，并在區(qū)域中起到電源支撐的作用，中壓開關(guān)站必要時可與配電室合建。

如前文所述，載波信號本質(zhì)上是一種電磁信號，如果載波信號在傳輸過程中直接穿過開閉所，必然會受到一定的干擾而影響到信號的質(zhì)量。為了避免開閉所對信號質(zhì)量的影響，本系統(tǒng)中的耦合器可以按照上述優(yōu)選方案進行設(shè)置，使載波信號跨過傳輸線路上的開閉所，以提高載波信號的質(zhì)量。

實施例2

本實施例提供一種通信訓(xùn)練方法，如圖3所示該方法包括：

S1，頭端設(shè)備根據(jù)預(yù)設(shè)頻率發(fā)送載波訓(xùn)練信號；

S2，中繼設(shè)備和終端設(shè)備根據(jù)所述載波訓(xùn)練信號的頻率確定自身信號發(fā)送頻率。頭端設(shè)備、中繼設(shè)備和終端設(shè)備可以是設(shè)有載波調(diào)制芯片的設(shè)備，例如電力調(diào)制解調(diào)器。

載波信號的調(diào)制方式有多種，在本實施例中，頭端設(shè)備、終端設(shè)備和中繼設(shè)備可以采用OFDM調(diào)制方式生成載波信號，并根據(jù)載波信號的傳輸質(zhì)量確定所述載波信號的工作頻率。OFDM調(diào)制方式是一種多載波調(diào)制方式，這種方式可以在一定的頻率范圍內(nèi)將一個載波分為許多個帶寬較窄的次載波，這些次載波相互正交，采用快速傅立葉變換將這些次載波信號進行編碼。次載波頻分器將信號反轉(zhuǎn)，使之正交，對于n個次載波，每一個次載波的符號速率被載波調(diào)制器分為整個符號速率的1/n，這使得調(diào)制后符號速率長于多徑延遲從而減少符號間干擾。OFDM 技術(shù)主要有以下優(yōu)點：1）有效克服碼間干擾，抗干擾能力強；2）頻帶利用率高；3）系統(tǒng)的均衡簡單等。上述載波設(shè)備（頭端設(shè)備、中繼設(shè)備、終端設(shè)備）可以根據(jù)實時信號傳輸質(zhì)量的變化選擇使用全部或者部分子載波，并且可以靈活調(diào)整子載波的調(diào)制方式。

例如，寬帶載波信號的工作頻率范圍可以是2-34MHz。OFDM技術(shù)將頻率選擇性衰落信道劃分成大量的平坦衰落子信道,因此可以有效地對抗頻率選擇性衰落。OFDM系統(tǒng)中的子信道帶寬窄,相鄰子信道不需要分配在連續(xù)的頻帶上, OFDM系統(tǒng)能有效對抗電力線信道上的干擾和衰落。在電力線信道上,干擾通常發(fā)生在某個頻率上,也就是干擾會影響一個或幾個子信道。當(dāng)某個子信道上的衰落嚴(yán)重,信噪比低于給定門限時,OFDM可以自適應(yīng)地關(guān)閉該子信道,不在該子信道上發(fā)送數(shù)據(jù),以保證數(shù)據(jù)的完整性和較低的誤碼率。同樣的方法也可以用來對抗信道干擾。當(dāng)干擾很大,嚴(yán)重影響某個子信道時,可同樣的方法也可以用來對抗信道干擾。當(dāng)干擾很大,嚴(yán)重影響某個子信道時,可以關(guān)閉該子信道來避免大的數(shù)據(jù)錯誤,或者可以通過提高干擾較大的子信道上信號的發(fā)射功率來提高信噪比,保證數(shù)據(jù)正確傳輸。

本實施例中所述中繼設(shè)備和所述終端設(shè)備根據(jù)所述頭端設(shè)備發(fā)送的載波訓(xùn)練信號的頻率確定自身信號發(fā)送頻率。例如，在正常通信過程中或在正常通信之前，可以由所述頭端設(shè)備向所述中繼設(shè)備和終端設(shè)備發(fā)送訓(xùn)練數(shù)據(jù)，所述中繼設(shè)備和終端設(shè)備用于根據(jù)所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)確定自身的工作頻率。

本方法可以在通信系統(tǒng)處理上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)時，使頭端設(shè)備、中繼設(shè)備和終端設(shè)備使用相同的工作頻率，從而提高上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。

優(yōu)選地，所述S2可以包括：

S21，所述中繼設(shè)備接收所述頭端設(shè)備發(fā)送的載波訓(xùn)練信號，并根據(jù)所述載波訓(xùn)練信號的頻率確定信號發(fā)送頻率，

S22，所述中繼設(shè)備對所述載波訓(xùn)練信號進行增益，并使用所述發(fā)送頻率發(fā)送增益后的載波訓(xùn)練信號；

S23，所述終端設(shè)備接收所述增益后的載波訓(xùn)練信號，并根據(jù)所述增益后的載波訓(xùn)練信號的頻率確定信號發(fā)送頻率。

上述優(yōu)選方案模擬正常的下行通信過程，按照對實際通信數(shù)據(jù)的處理過程處理載波訓(xùn)練信號，由此可以提高頻率選擇的準(zhǔn)確性，進一步提高上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。

上述方法可以利用耦合器的耦合作用傳遞載波訓(xùn)練信號或者正常通信過程中的載波信號。耦合器通常分別安裝在一根電纜的兩端，其作用是信號的耦合和高壓隔離，即通過耦合作用將設(shè)備發(fā)出的載波信號耦合到電纜上進行傳遞，耦合器是在原有的電纜線路上進行安裝，不需要改變線路，也不會破壞線路。

優(yōu)選地，所述中繼設(shè)備接收所述頭端設(shè)備發(fā)送的載波訓(xùn)練信號包括：

第一耦合器將所述頭端設(shè)備發(fā)送的載波訓(xùn)練信號耦合到第一電纜中；

第二耦合器將所述第一電纜中的載波訓(xùn)練信號耦合到所述中繼設(shè)備中；所述終端設(shè)備接收所述中繼設(shè)備發(fā)送的增益后的載波訓(xùn)練信號包括：

第三耦合器將所述中繼設(shè)備發(fā)送的增益后的載波訓(xùn)練信號耦合到第二電纜中；

第四耦合器將所述第二電纜中的增益后的載波訓(xùn)練信號耦合到所述終端設(shè)備中。

上述耦合器可以是電感耦合器或電容耦合器。電感耦合器一般在電纜線路上使用，電感耦合器直接卡接在中壓電纜某一相上，通過電感耦合器與電纜連接，可以確保信號在工作頻帶內(nèi)不產(chǎn)生畸變，并在最大頻率范圍內(nèi)減小不匹配衰耗，使耦合器的信號損耗最??；并且，電感耦合器可以長時間穩(wěn)定工作于高電流強度下，電感耦合器具有安裝方便，絕緣性好，不與電纜直接接觸，安全性高，價格經(jīng)濟等優(yōu)點

電容耦合器一般在架空線路上使用，電容耦合器采用注入方式與架空線路某一相連接，并固定在架空線路線纜桿上。電容耦合器安全優(yōu)勢明顯，電容耦合器具有防水、防塵的結(jié)構(gòu)，并且電容耦合器上面部分裝有10KV氧化鋅避雷器，當(dāng)沿架空線路傳入的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時，避雷器首先放電，并將電流經(jīng)過接地良導(dǎo)體安全的引入大地，利用接地裝置使雷電電壓幅值限制在被保護的范圍內(nèi)，避免設(shè)備受到破壞，保證通信的正常運行。電容耦合器安裝過程簡單、方便、快捷，主要是包含連接至中壓架空線、電容耦合器固定和自帶接地固定。

更優(yōu)選地，所述第一電纜可以是第一開閉所與第二開閉所間的輸電線纜，所述第一電纜的第一端可以是所述第一開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第一電纜的第二端是所述第二開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端；

所述第二電纜是所述第二開閉所與第三開閉所間的輸電線纜，所述第二電纜的第一端是所述第二開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第二電纜的第二端是所述第三開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端。

開閉所是用于接受電力并分配電力的供配電設(shè)施，高壓電網(wǎng)中稱為開關(guān)站。中壓電網(wǎng)中的開閉所一般用于10kV電力的接受與分配。設(shè)有中壓配電進出線、對功率進行再分配的配電裝置。相當(dāng)于變電站母線的延伸，可用于解決變電站進出線間隔有限或進出線走廊受限，并在區(qū)域中起到電源支撐的作用，中壓開關(guān)站必要時可與配電室合建。

如前文所述，載波信號本質(zhì)上是一種電磁信號，如果載波信號在傳輸過程中直接穿過開閉所，必然會受到一定的干擾而影響到信號的質(zhì)量。為了避免開閉所對信號質(zhì)量的影響，本方法可以利用耦合器與開閉所間的電纜傳輸載波信號，使載波信號跨過傳輸線路上的開閉所，以提高載波信號的質(zhì)量。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(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。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。