安森美半导体电力线载波芯片的特点及其应用(2)

来源：融合网|DWRH.net　作者：王月宝　责任编辑：admin　发表时间:2018-11-02 11:36　

核心提示：2.2 物理层采用优化的 S-FSK 电力配电线并不是为信号传送而专门设计的，它的阻抗处于随时变化中，也极易引入外界的各种电磁干扰。调制方式的选择力求在成本较低的情况下使其针对电力线特殊情况具有良好的通讯效果。

2.2 物理层采用优化的 S-FSK

电力配电线并不是为信号传送而专门设计的，它的阻抗处于随时变化中，也极易引入外界的各种电磁干扰。调制方式的选择力求在成本较低的情况下使其针对电力线特殊情况具有良好的通讯效果。

FSK（频移键控）是经典的实现成本较低的频率调制方式：利用两个独立的载频传送二进制0和1。S-FSK（Spread FSK）是让这两个频率尽可能远离，（>10KHz）使两个频率传输质量相对独立，以更好的应对电网中常见的窄带干扰的影响。
图3中我们可以看到：在噪声能量比较平均的宽带干扰下，两个载频的接收信号信噪比相似。接收器滤除掉其他频率，在f0 （空号频率）和f1（传号频率）产生两个解调信号—dS和dM，如果dS>dM，认为收到数据“0”；反之认为是数据“1”，这种情况接收器工作在FSK模式；如果遇到窄带干扰使其中一个载频下的信噪比很差时，接收器将忽略这个信道，用另一个较好信道的解调信号与一个内部阈值T作比较来决定收到“1”还是“0”。此时接收器工作在幅移键控ASK模式。

此外，Modem内部处理器的解调算法尤为重要。其对接收灵敏度影响很大。Linky项目要求接收机在S-FSK信号有效值2mV至2V内都可正常识别。

灵活的调制解调模式、先进可靠的解调算法使AMIS-49587具有优异的抵抗电力线上干扰的性能。

2.3 物理层帧格式

AMIS-49587按照IEC61334-5-1物理帧格式来传送数据。

物理帧以时间片（或称时隙，Time Slot）为发送间隔。帧起点被称为时间片指示器Slot indicator，这一点对应电力线电压50Hz的过零点。客户端（Client，也就是主机）必须在过零点开始发送物理帧。IEC61334-5-1的整个系统都是以时间片为同步依据的，了解这一点十分重要。

以2400bps速率为例，传送1个时间片或物理帧的时间需要150mS。

物理帧由前导码Preamble、起始子帧定界符Start Subframe Delimiter、MAC子帧(Data)和暂停域Pause组成。

物理帧总是起始于基本时间片的整数倍，这时刻称作时间片指示器。在时间片同步后，每个装置的物理层就可以通过它的内部时钟独立地跟踪时间片指示器。

前导码和起始子帧定界符（AAAAh和54C7h）具有重要意义。接收方可以在接收这4个字节期间：

1）调整确定接收增益

2）测量信噪比

3）确定解调方式 FSK 或ASK

4）帧检查，是否是合法的物理帧的开始

5）调整服务器（Server，也就是从机）与客户端（Client）同步

2.4 MAC帧与物理帧

如图5所示：物理帧将MAC帧“包装”后发送。一个物理帧有38个字节数据域，一次可以发送一个MAC子帧。长MAC帧可以由多达7个MAC子帧组成。有多个MAC子帧的长MAC帧会被拆分成几个子帧，由相应数量的物理帧顺序发送。接收方全部接收后，再把它们整合起来。(责任编辑：admin)

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