电力通信系统的两级NHZ/LHZ跳频序列设计方法

摘要

本发明公开了一种电力通信系统的两级NHZ/LHZ跳频序列设计方法，包括选取NHZ跳频序列集；构造第一跳频序列集；构造第二跳频序列集；得到最终的NHZ/LHZ跳频序列。本发明可得到具有零碰撞区特性的NHZ第二跳频序列集，和具有低碰撞区特性的LHZ第一跳频序列集，且最终得到的NHZ/LHZ跳频序列也满足低汉明相关特性的要求；本发明构造的这类跳频序列集合可为“电力生产控制类业务”提供高QoS、为“电力管理服务类业务”提供低QoS的同时，又保证了两类业务相互之间很低的互干扰；因此本发明在电力跳频通信中具有广泛的应用价值，而且能够实现电力通信系统的调频复用，可靠性高、实用性好且简单方便。

说明书

技术领域

本发明属于电力通信领域，具体涉及一种电力通信系统的两级NHZ/LHZ跳频序列设计方法。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，电力系统的稳定可靠运行，就成为了电力系统最重要的任务之一。

电力通信系统是电力系统最为重要的组成部分之一。按照不同的电力业务类型，电力通信系统的传输业务分为生产控制类业务(如三遥业务、精准负荷控制业务等)和管理服务类业务(如充电桩业务、智能营业厅业务等)。这两类业务的传输安全性不同：生产控制类业务要求传输安全性高，时延低，误码率性能低等；管理服务类业务则对安全性、时延和误码率要求更宽松。跳频技术是无线通信中安全性最高的一种通信技术。跳频技术通过工作频点的随机跳变，实现通信系统的抗干扰；不同的用户采用不同的跳频序列，又可实现跳频多址接入(FHMA)。跳频技术可为电力通信系统提供安全的、大容量的通信接入。电力跳频系统架构如图1所示。

但是，现有的跳频序列一般满足频点碰撞(伪)随机分布，这就使得跳频序列族中的频点碰撞值(汉明相关值)几乎处于同一级别，无法实现电力跳频通信系统为“生产控制类业务”和“管理服务类业务”提供不同的服务质量(QoS)的要求，从而降低了电力通信系统的可靠性和安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现电力通信系统的调频复用，而且可靠性高、实用性好且简单方便的电力通信系统的两级NHZ/LHZ跳频序列设计方法。

本发明提供的这种电力通信系统的两级NHZ/LHZ跳频序列设计方法，包括如下步骤：

S1.选取NHZ跳频序列集；

S2.根据步骤S1选取的NHZ跳频序列集，构造第一跳频序列集；

S3.根据步骤S1选取的NHZ跳频序列集，构造第二跳频序列集；

S4.根据构造的第一跳频序列集和第二跳频序列集，得到最终的NHZ/LHZ跳频序列。

步骤S1所述的选取NHZ跳频序列集，具体为选取F

步骤S2所述的构造第一跳频序列集，具体为选取三个正整数e、f和g，并满足e·f＝L，g＝1mod e；然后构造第一跳频序列集R

步骤S3所述的构造第二跳频序列集，具体为构造第二跳频序列集R

步骤S4所述的根据构造的第一跳频序列集和第二跳频序列集，得到最终的NHZ/LHZ跳频序列，具体为最终的NHZ/LHZ跳频序列R为R＝R

本发明公开的这种电力通信系统的两级NHZ/LHZ跳频序列设计方法，可得到一类具有两级汉明相关的跳频序列集合：具有零碰撞区特性的NHZ跳频序列集合第二跳频序列集，和具有低碰撞区特性的LHZ跳频序列集合第一跳频序列集，且最终得到的NHZ/LHZ跳频序列也满足碰撞次数很低(低汉明相关特性)的要求；本发明构造的这类跳频序列集合可为“电力生产控制类业务”提供高QoS(无干扰)、为“电力管理服务类业务”提供低QoS(干扰少)的同时，又保证了两类业务相互之间很低的互干扰；因此本发明构造的这类NHZ/LHZ跳频序列在电力跳频通信中具有广泛的应用价值，而且能够实现电力通信系统的调频复用，可靠性高、实用性好且简单方便。

附图说明

图1为现有的电力两级NHZ/LHZ跳频系统示意图。

图2为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

如图2所示为本发明的方法流程示意图：

首先，本发明所涉及的定义如下：

设F＝{f

式中S

对于序列集S，其最大汉明自相关、最大汉明互相关和最大汉明相关定义为

H

H

H

对于跳频序列集S，令H

L

L

L

称满足上述等式的跳频序列集S为LHZ跳频序列集，特别地，当H

那么，本发明提供的这种电力通信系统的两级NHZ/LHZ跳频序列设计方法，包括如下步骤：

S1.选取NHZ跳频序列集；具体为选取F

S2.根据步骤S1选取的NHZ跳频序列集，构造第一跳频序列集；具体为选取三个正整数e、f和g，并满足e·f＝L，g＝1mod e；然后构造第一跳频序列集R

S3.根据步骤S1选取的NHZ跳频序列集，构造第二跳频序列集；具体为构造第二跳频序列集R

S4.根据构造的第一跳频序列集和第二跳频序列集，得到最终的NHZ/LHZ跳频序列；具体为最终的NHZ/LHZ跳频序列R为R＝R

以下分析两级NHZ/LHZ跳频序列的特性：

定理：

跳频序列集R

证明：

由于NHZ跳频序列集S在无碰撞区外的最大汉明相关值为H

很显然，对于NHZ跳频序列集S，其在相对时延满足T≤Z时，汉明相关值满足

所以

对于R，令R

由于参数满足Z+1|L，ef＝L且g≡1mod e，所以

显然，当T≤Z≤e－1时，H(R

证毕。

以下，结合一个实施例，对本发明方法进行说明：

例：当q＝8，L＝16，M＝2，,则可以得到序列集S＝{S

S

S

容易验证，序列集S为NHZ大小为Z＝1的NHZ跳频序列集，无碰撞区外的最大汉明相关值为H

和

P

P

则可以验证，跳频序列集R