[发明专利]面向新能源汽车的基于BFSK车载电力线通信系统及其方法

说明书

本发明的一种面向新能源汽车的基于BFSK车载电力线通信系统及其方法，是信号在窄带传输条件下，基于BFSK技术的电力线通信系统在电动汽车中的应用。利用BFSK为车载电力线通信信号的调制解调手段，以车载电力线系统作为信号的传输路径，实现信号的有效传输，达到简化通信线路、减少负荷及成本和提高电动汽车续航能力的目的。其系统具有结构简单，性能可靠，效果佳等优点；经过仿真分析，其方法可以完全实现能够实现信号在车载电力线系统的可靠传输，从而验证了该方法的可行性和有效性。具有科学合理，适用性强，经济性好等优点。

技术领域

本发明涉及车载电力线通信技术领域，是一种面向新能源汽车的基于BFSK车载电力线通信系统及其方法。

背景技术

新能源汽车的数字化和信息化对车内控制和通信系统提出了新要求，传统的点对点通信，因车内大量传感器的接入，产生通信效率低、线路复杂、汽车负荷增加、车内有效空间减小等问题。而总线传输方式，虽一定程度上简化了信号的传输线路，但仍需布置专用的通信线束，成本较高，维修难度相对较大。考虑新能源汽车对空间、载荷、续航里程等方面的特殊性，这两种技术都很难满足要求，因此，本领域技术人员渴望寻求一种能够简化通信线路，提高通信效率的通信方式。迄今为止，未见与本发明相同和相近似的文献报道和实际应用。

发明内容

本发明的构思基础是，目前实现电力线通信的技术主要有正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)、扩频(Spread Spectrum，SS)和窄带载波技术。正交频分复用和扩频技术在低压电力线通信应用中较为广泛，但这两种技术实现复杂，使用设备较多，成本较高，用于新能源汽车领域的经济性较差；传统的窄带传输技术，因信号衰减严重，致使低压窄带电力线通信可靠性较低，但其具有结构简单、实现方便和成本低等优点；车载电力线通信与低压电力线通信相比，具有直流传输、传输距离短和噪声干扰小等特点，因此在新能源汽车内，利用窄带载波通信技术进行信号传输具有一定的理论可行性。

本发明的目的之一是提供一种结构简单，性能可靠，效果佳的面向新能源汽车的基于BFSK车载电力线通信系统；并提供一种科学合理，适用性强，经济性好的面向新能源汽车的基于BFSK车载电力线通信方法。

实现本发明目的之一采用的技术方案是，一种面向新能源汽车的基于BFSK车载电力线通信系统，其特征是，它包括：基带信号发送器、BFSK调制器、车载电力线的通信信道、BFSK解调器和基带信号接收器，所述的基带信号发送器、BFSK调制器、车载电力线的通信信道、BFSK解调器和基带信号接收器依次电连接。

实现本发明目的之二采用的技术方案是，一种面向新能源汽车的基于BFSK车载电力线通信方法，其特征是：它包括以下步骤：

1)车载电力线系统设计和通信信道模型建立

①确定电动汽车的信号传输介质，即线束材料，汽车电力线束采用铜芯聚氯乙烯绝缘低压电线电缆，绝缘材料为聚氯乙烯，导体的的材料采用铜芯，线束的特性阻抗采用50Ω；

②根据电动汽车负载情况和实际车身情况确定电动汽车线束的规格、距离及分布情况；

③采集不同载波频率下各个电动汽车负载大小；

④根据所选线束的规格、材质、分布和负载的变化情况，以及公式(1)确定基带信号传输时的信道情况，

其中c_i表示信号在信道内的固有衰减和多径衰落部分的乘积，i表示通信路径数，N表示发送端到达接收端的总有效路径，即为多径数，τ_i表示第i条路径的延时，δ表示对i条路径做延时处理的时间函数；

2)车载电力线通信信道噪声的采集与建模