DL∕T 1880-2018 智能用电电力线宽带通信技术要求

国家能源局发布I Ⅱ 12规范性引用文件 13术语和定义 14缩略语 25系统典型结构 36通信协议参考模型 47物理层技术要求 48数据链路层技术要求 59物理层与数据链路层接口 8 811通信性能要求 912网络管理 9附录A(资料性附录)物理层关键技术 参考文献 Ⅱ本标准按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则1ISO/IEC7498-1信息技术开放系统互连基本参考模型：基本模型(Informationtechnology-以电力线为传输媒介，进行语音、数据信息传输，工作频段为1MHz～100MHz的电力线通信2对电能信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现电能数据自动采集、计量异常和电能质量监负责各信息采集点的电能信息的采集、数据管理、数据传输以及执行或转发主站下发的控制命令的设备，简称采集终端，是可以实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备，包括低压集中抄表终端(低压集中器、采集器)等。智能用电管理系统smartpowerutilizationma利用计算机技术、网络通信、传感器等技术，结合用户需求，将与生活有关的各用电设备(智能家电、安防、灯光、温控等)有机结合，通过信息化手段综合控制和管理的能源管理系统。在智能电网条件下，将微处理器和网络通信等技术引入用电设备，使用户可以根据电网变化来调把BPLC信号注入到低压电力线上或从低压电力线上提取BPLC信号，并实现与交流4缩略语binaryphaseshiftkeyibroadbandpowerlinecommuniccommonobjectrequestbrokeracarriersensemultipleaccessw清除发送编码器帧控制快速傅里叶变换inversefastfouriertran因特网协议MAC层协议数据单元orthogonalfrequencydivisionmphysicalblock物理块powerlinecommunicati电力线通信physicallayerprotocoldatauquadratureamplitudemo3SNMPsimplTCPtransmissioncontrolprotocolTDMAtimedivisionmVCSvirtualcar服务质量鲁棒OFDM信噪比站点5.1基于BPLC的电能信息采集与管理系统典型结构基于BPLC的电能信息采集与管理系统(简称BPLC电能信息采集与管理系统)由电能信息采集主BPLC集中器与BPLC采集器或BPLC电能表通过电力线宽带通信技术进行通信。其中，BPLC采集终端应符合DL/T698.31和DL/T698.42的要求，电能表应符合DL/T614和DL/T645的要求。电能表电能表电能表电能表总线集中分布电能表5.2基于BPLC的智能用电管理系统典型结构基于BPLC的智能用电管理系统(简称BPLC智能用电管理系统)由一个能源管理网关作为网络管理设备，以电力线作为信号传输信道，实现电能信息统计、电能能效管理、智能用电控制、安防等功能，典型结构如图2所示。4BPLC安防系统其他BPLC智能交互终端至企企企模型的分层□本标准包含的分层5等特殊调制方式。支持的子载波调制方式可采用但不限6应支持网络时钟同步。CCO和全网络的STA的基准网络时钟应能实现同步，实788.3.11支持TCP/IP9b)站点间采用安全保密通信。BPLC系统在1:1的情况下，TCP吞吐量不应低于512kbit/s。BPLC系统在1:1的情况下，上、下行平均时延应小于50ms。在一个电力线通信局端通信区域，网络节点容量不应低于100个。网络管理系统应具有对BPLC局端设备和BPLC用户端设备运行进行管理和维护的功能，宜支持a)SNMP协议。网络管理系统通过SNMP协议对BPLC局端和用户端设备进行管理，管理信息库(MIB)中给出网管系统所需BPLC系统网络管理结构如图4所示。图4BPLC系统网络管理结构图网络管理系统应具有故障告警实时监测、故障分析、故障日志管理、告警相关事件分析统计等故控制&信道解交织交织译码信道交织&&加窗保言图A.2帧结构图中，前导为一个周期性序列，每个符号的帧控制和载荷数据的载波个数为512个。其中，符号的保护间隔的类型包括帧控制的保护间隔、载荷数据第1个和第2个符号的保护间隔，载荷数据第3个符号对控制帧进行Turbo编码，仅支持1/2码率，PB块大小为16字节。对应于Payload的Turbo编码有1/2和16/18两种可能。将输入比特流进行Turbo编码，输出数据长度变为输入数据长度的1/CodeRate倍。如图A.3所示，编码器由Turbo编码模块和打孔模块两部分组成。a)编码模块。载荷数据支持PB136和PB520两种模式，支持1/2和16/18两种码率。Turbo编码由两个相同的分量编码器(ENC1,ENC2)组成，每输入一对信息比特(uk,0,uk,1),输出系统比特(xx,0,xk,1)和校验比特(pk,o,qk,0)。Turbo编码器架构如图A.4所示。图A.4Turbo编码器架构ENC1和ENC2使用8状态编码器，输入数据流的第一个比特映射到u,第二个比特映射到u₂以此类推。在一个ENC中，每一对比特对应输出一个校验位。校验比特(pk,0,qk.o)的计算根据图A.5确定。图A.5ENC1/ENC2编码架构步骤1设置寄存器初始状态So=[So₁,So₂,So₃],为[0,0,0]。步骤2输入信息比特至分量编码器(ENC2输入的是交织后的信息比特),直至最后一位，用于得到编码结束的末状态Sn=[SN,SN₂,S₃]。步骤3定义矩阵M:PB_Size为520和16时：PB_Size为136时：A.1定义，不同的PB长度，采用不同的参数，有PB16(帧控制)、PB136、PB520三种。表A.1Turbo交织参数表PB大小(字节)88c)打孔模块。打孔模块就是根据所需码率，对Turbo编码比特进行打孔输出。pqPq十十x10x⁹x⁸x⁷x⁶x⁵x4x³x²x¹十K/4bit到Bank4中，可以看作把信息比特存入一个K/4行4列的矩阵，第1列代表Bank1,第2列代表Bank2,第3列代表Bank3,第4列代表Bank4。进行交织时每行的4个比特是同时StepSize,这样第一轮读的行地址顺序为(0,StepSize,2×StepSize,…[K/4]-StepSize),当读行地址顺序为(1,1+StepSize,1+2×StepSize,…[K/4]-StepSize+1);然后第三轮的行地址再加1为2,依次类推，经过StepSize轮之后全部行都读出了。4bit到Bank2中，第三块(N-K)/4bit到Bank3中，看作把校验比特存入一个(N-K)/4行4列的矩阵，第1列代表Bankl,第2列代表Bank2,第3列代表Bank3,第4列代表Bank4。对于1/2码率，校验比特的读法与信息比特的读法类(N-K)/4,第一轮读出的行的顺序为[offset,(offset+StepSize)modT,(offset+2×StemodT,…(T-StepSize+offset)modT],然后第二轮物理块大小偏移(奇偶校验)4此类推。对于16/18码率，首先是3个4bit的信息比特，然后是4bit校验比特，最后是5个9或10多样性拷贝器应用于FC,将输入256bit的FC数据按照一定的方式拷贝到I路和Q路信号中。FC支持BPSK或QPSK调制方式，对应的拷贝模式见表A.6。8866424848655000000008A.5.2ROBO交织ROBO交织应用于PB块，通过将原始信号进行拷贝和映射，使各个拷贝中的信号在频域中完全打ROBO交织根据所选的ROBO模式不同，将原始数据拷贝的次数不同，ROBO交织的输出数据长度为N_copies×(PBNum×PBSize×8)/CodeRatebitBPC每子载波调制的bit数。BitsInSegment=BPC×CarriifBitsInLastSymbol==0BitsInLastSymbol=BitsPBitsInLastSegment=BitsInSegmentifNcopies==1elseifNcopies==2ifBitsInLastSymbol<=BitsInSegmentifBitsInLastSymbol<=BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3)elseifBitsInLastSymbol<=2·BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3)elseifBitsInLastSymbol<=3·BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3)CyclicShift(0,1,2,3)elseifNcopies==5ifBitsInLastSymbol<=4-BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3,4)=(CyclicShift(0,1,2,3,4)=(elseifNcopies==7ifBitsInLastSymbol<=6·BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3,4,5,6)=(0,0,0CyclicShift(0,1,2,3,4,5,6)=(0,1,elseifNcopies==11ifBitsInLastSymbol<=10-BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)=(0,0,0,0,0,0,CyclicShift(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)=(0,1,2,3,4,5,6d)ROBO映射。ifCyclicShif(k)==0ifCyclicShift(k)>0NumberBitsShifted=(CyclicShift(k)-1)-BitsInSegment+BitsInLastSeVrobo_int(i+k(Nraw+Npad)=Vint(Nraw-NumberBitsShVrobo_int(i+NumberBitsShifted+k(Nraw+Npad)=Vrobo_int(i+NumberBitsShifted+Npad+k(Nraw+Npad)A.6星座点映射FC与ROBO模式固定QPSK调制。具体的ToneMap表见表A.7。信息类型22123468将FC和Payload的数据按照ToneMap表中指定的方式进行调制。FC采用QPSK的调制方式；若Payload采用ROBO方式，则采用QPSK调制方式，若Payload采图A.7Preamble数据格式Preamble由10.5个SYNCP与2.5个SYNCM组成。SYNCP的定义为SYNCM=-SYNCP。要注意的是，Preamble开始的0.5个SYNCP是SYNCP的后半部分，最后的A.8加窗将Preamble、FC及Payload数据的前RI个数据与后RI个数据做加窗处理，窗函数的定义如下：Wfa[n]=1-Wise[n],