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一种基于电力线的网络通信系统、方法及装置

阅读：703发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种基于电力线的网络通信系统、方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于电力线的网络通信系统、方法及装置。包括：控制中心，用于发出控制命令，控制数据传输时所选用的电线信道；数据基站，用于接收远端的数据，根据控制中心的命令，对数据进行发送；自适应调制发送端，用于对数据基站发送的数据进行自适应调制；降压变压器，用于对电线信道进行降压第一数据加密装置，用于对发送到第一电线信道上的数据进行第一次加密；第二数据加密装置，用于对发送到第二电线信道上的数据进行第二次加密；第三数据加密装置，用于对发送到第三电信信道上的数据进行第三次加密。具有安全性高和效率高的优点。，下面是一种基于电力线的网络通信系统、方法及装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于电力线的网络通信系统，其特征在于，所述系统包括：
控制中心，用于发出控制命令，控制数据传输时所选用的电线信道；
数据基站，用于接收远端的数据，根据控制中心的命令，对数据进行发送；
自适应调制发送端，用于对数据基站发送的数据进行自适应调制；
降压变压器，用于对电线信道进行降压；
第一数据加密装置，用于对发送到第一电线信道上的数据进行第一次加密；
第二数据加密装置，用于对发送到第二电线信道上的数据进行第二次加密；
第三数据加密装置，用于对发送到第三电信信道上的数据进行第三次加密；
自适应调制解调端，用于对接收到的数据进行解调，将解调后的数据发送到接收端。
2.如权利要求1所述的基于电力线的网络通信系统，其特征在于，所述自适应调制发送端包括：比特加扰单元、RS编码单元、卷积编码单元、交织单元、IFFT单元、自适应调制器和自适应比特分配单元；所述自适应调制发送端依次对需要发送到电线信道进行传输的数据信息进行比特加扰、RS编码、卷积编码、交织后，通过自适应调制器完成对各个信道的基带调制；然后数据经过IFFT单元，加入循环前缀和保护间隔、最终耦合发送到电线信道。
3.如权利要求1所述的基于电力线的网络通信系统，其特征在于，所述自适应调制接收端包括：符号同步检测单元、信号均衡单元、FFT单元、自适应映射解调器、信噪比估计单元、自适应比特分配单元、解交织单元、译码单元、RS解码单元和解扰单元；所述自适应调制接收端对接收到的数据信息依次进行符号同步检测和信道均衡处理；接着去循环前缀和保护间隔，经FFT变换后，同时进行信噪比估计，然后数据信息在自适应映射解调器中利用子信道的调制参数依次进行解调，解交织、译码、RS译码和解交织处理，最终就可以恢复出原发送端的发送数据。
4.如权利要求2或3所述的基于电力线的网络通信系统，其特征在于，所述自适应比特分配单元是自适应调试发送端和自适应调试接收端的共用单元；自适应调试接收端通过信道估计的方法获取子信道的信噪比，用自适应技术得到系统各子信道的不同调制方法，经过信道反馈传递到自适应调试发送端。
5.一种基于权利要求1至4之一所述系统的基于电力线的网络通信方法，其特征在于，所述方法执行以下步骤：
步骤1：控制中心发出控制命令，控制数据传输时所选用的电线信道；
步骤2：数据基站接收远端的数据，根据控制中心的命令，对数据进行发送；
步骤3：自适应调制发送端对数据架站发送的数据进行自适应调制，调制后的数据进入电线信道中；
步骤4：若控制中心的控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据进行第一次加密，然后执行步骤7；
步骤5：若控制中心的控制命令控制数据传输选用第二电线信道；对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，和第二次加密，然后执行步骤7；
步骤6：若控制中心的控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，第二次加密和第三次加密，然后执行步骤7；
步骤7：自适应调制接收端对接收到的数据进行解调，将解调后的数据发送到接收端。
6.如权利要求5所述的基于电力线的网络通信方法，其特征在于，所述方法还包括：自适应比特分配单元通过信道估计的方法获取子信道的信噪比，用自适应技术得到系统各个信道的不同调制方法，经过信道反馈传递到自适应调制发送端。
7.如权利要求6所述的基于电力线的网络通信方法，其特征在于，所述自适应比特分配单元自适应比特分配单元通过信道估计的方法获取子信道的信噪比，用自适应技术得到系统各个信道的不同调制方法，经过信道反馈传递到自适应调制发送端的方法执行以下步骤：
步骤S1：初始化，设定系统中有用信道数为N，目标误码率为Btarget，所有子信道固定功率分配；
步骤S2由上一帧的数据前导序列和信道增益估计值，计算子信道信噪比Yi：
其中|Hi|2和σi2分别表示子信道i比特的信道增益和噪声功率:；由于前导序列已知，所以得知子信道信号功率Pi，信道增益|Hi|2可由信道估计获得，噪声功率σi2由接收端前导序列功率与Pi×|Hi|2相减得到；
步骤3S3：在Pi(i)步骤S4：通过信道信噪比Xi和平均误码率计算当前多信道信噪比Xmc和子信道的平均比特数
步骤S5：在BERtarget的约束下，由Xmc计算子信道的最大平均比特位数
步骤S6：计算能够增加至OFDM符号的额外比特位：
步骤:S7：若当子信道比特数时，计算该子信道上的增量误码率ΔPe(i),
其中，是第i个子信道采用最大调制技术分配的比特误码率。若当某子信道比特数时，则直接跳转步骤8；
步骤S8：若N个子信道循环完毕，则将子信道增量误码率ΔPe(i)按照值的升序排列；否则跳转到步骤1。
步骤S9：增加I个额外比特位至最低ΔPe(i)的子信道。采用系统所允许的最高阶调制，对每个最低ΔPe(i)子信道分配最大比特位数，直至所有I个额外比特分配完毕或最低ΔPe(i)子信道均分配最大比特位数。
8.如权利要求6所述的基于电力线的网络通信方法，其特征在于，所述进行第一次加密，第二次加密和第三次加密的方法均执行以下步骤：
步骤A1：使用SAES加密算法生成AES初始密钥；展开AES初始密钥以获得AES加密密钥；
根据AES加密算法，使用AES加密密钥加密待加密信息；
其中，在使用SAES加密算法生成AES初始密钥的过程中:配置SAES初始密钥和SAES明文；对SAES初始密钥进行SAES密钥处理，得到处理结果；对处理结果进行密钥扩展，以获得SAES加密密钥；根据SAES加密算法，使用SAES加密密钥加密SAES明文，生成AES初始密钥。
其中，对SAES初始密钥执行SAES密钥处理包括:将SAES初始密钥中的若干M组n位数据组合成M*n位串行流；对M*n位串行流进行循环移位处理，生成新的M*n位串行流；对新的M*n位串行流进行密钥选择处理，从新的M*n位串行流中选择若干L组相邻数据，其中将相邻数据的L组作为SAES加密密钥展开的输入。
9.一种基于权利要求5至9之一所述方法的基于电力线的网络通信装置，其特征在于，所述装置为：一种非暂时性的计算机可读存储介质，该存储介质存储了计算指令，其包括：
发出控制命令，控制数据传输时所选用的电线信道的代码段；接收远端的数据，根据控制中心的命令，对数据进行发送的代码段；对数据架站发送的数据进行自适应调制，调制后的数据进入电线信道中的代码段若控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据进行第一次加密的代码段；若控制命令控制数据传输选用第二电线信道；
对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，和第二次加密的代码段若控制中心的控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，第二次加密和第三次加密的代码段；对接收到的数据进行解调，将解调后的数据发送到接收端的代码段。

说明书全文

一种基于电力线的网络通信系统、方法及装置

技术领域

[0001] 本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于电力线的网络通信系统、方法及装置。

背景技术

[0002] 电力线通信(Power Line Communication，英文简称PLC)技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频加载于电流然后用电线传输接受信息的适配器再把高频从电流中分离出来并传送到计算机或电话以实现信息传递。

[0003] 电力线通信全称是电力线载波(Power Line Carrier–PLC)通信，是指利用高压电力线(在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级)、中压电力线(指10kV电压等级)或低压配电线(380/220V用户线)作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。

[0004] 电力猫即“电力线通讯调制解调器”，是通过电力线进行宽带上网的 Modem的俗称。使用家庭或办公室现有电力线和插座组建成网络，来连接 PC，ADSL modem，机顶盒，音频设备，监控设备以及其他的智能电气设备，来传输数据，语音和视频。它具有即插即用的特点，能通过普通家庭电力线传输网络IP数字信号。

[0005] 电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础；是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段；是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网。

[0006] 专利号为CN201811055174.2的专利公开了一种电力线通信信号自适应滤波方法，该方法采集电力线通信信号序列，将其转换为信号矩阵；根据转换得到的信号矩阵，构建变换算子矩阵；构建测量矩阵；确定滤波权重，根据得到的变换算子矩阵、滤波权重和构建的测量矩阵，迭代更新信号矩阵，直至当前迭代次数等于电力线通信信号序列的长度；将当前得到的信号矩阵进行转换，生成滤除了噪声的电力线通信信号序列，从而有效地、快速滤除电力线通信信号中的脉冲噪声。但其处理过程复杂，且在处理过程中，没有根据信道的实际情况进行信道选择，导致效率较低。

[0007] 专利号为CN201811055584.7的专利公开一种电力线通信信号自适应滤波方法，能够有效滤除电力线通信信号中的脉冲噪声。所述方法包括：采集电力线通信信号序列，将其转换为信号矩阵；对所述信号矩阵按行进行行傅立叶变换；基于得到的行傅立叶变换结果，迭代计算电力线通信信号滤波因子，对得到的行傅立叶变换结果进行修正；判断当前迭代次数是否等于电力线通信信号序列的长度；若是，则对当前得到的修正结果，按行进行行傅立叶反变换生成滤除了噪声的电力线通信信号序列。其根据变换结果迭代计算电力线通信信号滤波因此，然后对变换结果进行修正，同样，仅仅根据单一路径的变换进行修正，没有结合到信道的具体情况，进而再对自适应进行修正，导致修正结果适用性不高。

发明内容

[0008] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于电力线的网络通信系统、方法及装置，具有安全性高和效率高的优点。

[0009] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

[0010] 一种基于电力线的网络通信系统，所述系统包括：

[0011] 控制中心，用于发出控制命令，控制数据传输时所选用的电线信道；

[0012] 数据基站，用于接收远端的数据，根据控制中心的命令，对数据进行发送；

[0013] 自适应调制发送端，用于对数据基站发送的数据进行自适应调制；

[0014] 降压变压器，用于对电线信道进行降压；

[0015] 第一数据加密装置，用于对发送到第一电线信道上的数据进行第一次加密；

[0016] 第二数据加密装置，用于对发送到第二电线信道上的数据进行第二次加密；

[0017] 第三数据加密装置，用于对发送到第三电信信道上的数据进行第三次加密；

[0018] 自适应调制解调端，用于对接收到的数据进行解调，将解调后的数据发送到接收端。

[0019] 进一步的，所述自适应调制发送端包括：比特加扰单元、RS编码单元、卷积编码单元、交织单元、IFFT单元、自适应调制器和自适应比特分配单元；所述自适应调制发送端依次对需要发送到电线信道进行传输的数据信息进行比特加扰、RS编码、卷积编码、交织后，通过自适应调制器完成对各个信道的基带调制；然后数据经过IFFT单元，加入循环前缀和保护间隔、最终耦合发送到电线信道。

[0020] 进一步的，所述自适应调制接收端包括：符号同步检测单元、信号均衡单元、FFT单元、自适应映射解调器、信噪比估计单元、自适应比特分配单元、解交织单元、译码单元、RS解码单元和解扰单元；所述自适应调制接收端对接收到的数据信息依次进行符号同步检测和信道均衡处理；接着去循环前缀和保护间隔，经FFT变换后，同时进行信噪比估计，然后数据信息在自适应映射解调器中利用子信道的调制参数依次进行解调，解交织、译码、RS译码和解交织处理，最终就可以恢复出原发送端的发送数据。

[0021] 进一步的，所述自适应比特分配单元是自适应调试发送端和自适应调试接收端的共用单元；自适应调试接收端通过信道估计的方法获取子信道的信噪比，用自适应技术得到系统各子信道的不同调制方法，经过信道反馈传递到自适应调试发送端。

[0022] 一种基于电力线的网络通信方法，所述方法执行以下步骤：

[0023] 步骤1：控制中心发出控制命令，控制数据传输时所选用的电线信道；

[0024] 步骤2：数据基站接收远端的数据，根据控制中心的命令，对数据进行发送；

[0025] 步骤3：自适应调制发送端对数据架站发送的数据进行自适应调制，调制后的数据进入电线信道中；

[0026] 步骤4：若控制中心的控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据进行第一次加密，然后执行步骤7；

[0027] 步骤5：若控制中心的控制命令控制数据传输选用第二电线信道；对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，和第二次加密，然后执行步骤7；

[0028] 步骤6：若控制中心的控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，第二次加密和第三次加密，然后执行步骤7；

[0029] 步骤7：自适应调制接收端对接收到的数据进行解调，将解调后的数据发送到接收端。

[0030] 进一步的，所述方法还包括：自适应比特分配单元通过信道估计的方法获取子信道的信噪比，用自适应技术得到系统各个信道的不同调制方法，经过信道反馈传递到自适应调制发送端。

[0031] 进一步的，所述自适应比特分配单元自适应比特分配单元通过信道估计的方法获取子信道的信噪比，用自适应技术得到系统各个信道的不同调制方法，经过信道反馈传递到自适应调制发送端的方法执行以下步骤：

[0032] 步骤S1：初始化，设定系统中有用信道数为N，目标误码率为Btarget，所有子信道固定功率分配；

[0033] 步骤S2由上一帧的数据前导序列和信道增益估计值，计算子信道信噪比Yi：

[0034]

[0035] 其中|Hi|2和σi2分别表示子信道i比特的信道增益和噪声功率:；由于前导序列已知，所以得知子信道信号功率Pi，信道增益|Hi|2可由信道估计获得，噪声功率σi2由接收端前导序列功率与Pi×|Hi|2相减得到；

[0036] 步骤3S3：在Pi(i)

[0037]

[0038]

[0039]

[0040] 步骤S4：通过信道信噪比Xi和平均误码率计算当前多信道信噪比 Xmc和子信道的平均比特数

[0041]

[0042]

[0043] 步骤S5：在BERtarget的约束下，由Xmc计算子信道的最大平均比特位数[0044]

[0045] 步骤S6：计算能够增加至OFDM符号的额外比特位：

[0046]

[0047] 步骤:S7：若当子信道比特数时，计算该子信道上的增量误码率ΔPe(i),

[0048]

[0049] 其中，是第i个子信道采用最大调制技术分配的比特误码率。若当某子信道比特数时，则直接跳转步骤8；

[0050] 步骤S8：若N个子信道循环完毕，则将子信道增量误码率ΔPe(i)按照值的升序排列；否则跳转到步骤1。

[0051] 步骤S9：增加I个额外比特位至最低ΔPe(i)的子信道。采用系统所允许的最高阶调制，对每个最低ΔPe(i)子信道分配最大比特位数，直至所有I个额外比特分配完毕或最低ΔPe(i)子信道均分配最大比特位数。

[0052] 进一步的，所述进行第一次加密，第二次加密和第三次加密的方法均执行以下步骤：

[0053] 步骤A1：使用SAES加密算法生成AES初始密钥；展开AES初始密钥以获得AES加密密钥；根据AES加密算法，使用AES加密密钥加密待加密信息；

[0054] 其中，在使用SAES加密算法生成AES初始密钥的过程中:配置SAES 初始密钥和SAES明文；对SAES初始密钥进行SAES密钥处理，得到处理结果；对处理结果进行密钥扩展，以获得SAES加密密钥；根据SAES加密算法，使用SAES加密密钥加密SAES明文，生成AES初始密钥。

[0055] 其中，对SAES初始密钥执行SAES密钥处理包括:将SAES初始密钥中的若干M组n位数据组合成M*n位串行流；对M*n位串行流进行循环移位处理，生成新的M*n位串行流；对新的M*n位串行流进行密钥选择处理，从新的M*n位串行流中选择若干L组相邻数据，其中将相邻数据的L组作为SAES加密密钥展开的输入。

[0056] 一基于电力线的网络通信装置，所述装置为：一种非暂时性的计算机可读存储介质，该存储介质存储了计算指令，其包括：发出控制命令，控制数据传输时所选用的电线信道的代码段；接收远端的数据，根据控制中心的命令，对数据进行发送的代码段；对数据架站发送的数据进行自适应调制，调制后的数据进入电线信道中的代码段若控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据进行第一次加密的代码段；若控制命令控制数据传输选用第二电线信道；对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，和第二次加密的代码段若控制中心的控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，第二次加密和第三次加密的代码段；对接收到的数据进行解调，将解调后的数据发送到接收端的代码段。

[0057] 本发明的一种基于电力线的网络通信系统、方法及装置，具有如下有益效果：本发明可以在控制中心的控制下，决定数据传输的信道，可以决定采用几种加密方式对数据进行加密，如在使用第一信道时，可以只使用第一加密方式进行加密，使用第二信道，则使用第一和第二加密方式进行加密，使用第三信道时，使用第三信道进行加密。同时，本发明通过通信载波帧前导序列数据和增益估计值，获得更多信道的信噪比估计值，将额外比特自适应分配给平均误比特率较低的子信道。从而，以非递进叠加方式没有使用传统算法给定的比特分配增量最大叠加递进限额值，简化了处理流程、降低了系统复杂性。在同一个的模拟条件下本发明的自适应比特功率分配效果更好，同时传输速率更快、信道容量更大、信噪比更低，进而说明优化本发明拥有简化性与实用性。附图说明

[0058] 图1为本发明的基于电力线的网络通信系统的系统结构示意图；

[0059] 图2为本发明的基于电力线的网络通信系统的自适应调制发送端的结构示意图；

[0060] 图3为本发明的基于电力线的网络通信系统的自适应调制接收端的结构示意图；

[0061] 图4为本发明的基于电力线的网络通信方法的流程示意图。

具体实施方式

[0062] 下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。

[0063] 实施例1

[0064] 如图1、图2和图3所示，一种基于电力线的网络通信系统，所述系统包括：

[0065] 控制中心，用于发出控制命令，控制数据传输时所选用的电线信道；

[0066] 数据基站，用于接收远端的数据，根据控制中心的命令，对数据进行发送；

[0067] 自适应调制发送端，用于对数据基站发送的数据进行自适应调制；

[0068] 降压变压器，用于对电线信道进行降压；

[0069] 第一数据加密装置，用于对发送到第一电线信道上的数据进行第一次加密；

[0070] 第二数据加密装置，用于对发送到第二电线信道上的数据进行第二次加密；

[0071] 第三数据加密装置，用于对发送到第三电信信道上的数据进行第三次加密；

[0072] 自适应调制解调端，用于对接收到的数据进行解调，将解调后的数据发送到接收端。

[0073] 进一步的，所述自适应调制发送端包括：比特加扰单元、RS编码单元、卷积编码单元、交织单元、IFFT单元、自适应调制器和自适应比特分配单元；所述自适应调制发送端依次对需要发送到电线信道进行传输的数据信息进行比特加扰、RS编码、卷积编码、交织后，通过自适应调制器完成对各个信道的基带调制；然后数据经过IFFT单元，加入循环前缀和保护间隔、最终耦合发送到电线信道。

[0074] 进一步的，所述自适应调制接收端包括：符号同步检测单元、信号均衡单元、FFT单元、自适应映射解调器、信噪比估计单元、自适应比特分配单元、解交织单元、译码单元、RS解码单元和解扰单元；所述自适应调制接收端对接收到的数据信息依次进行符号同步检测和信道均衡处理；接着去循环前缀和保护间隔，经FFT变换后，同时进行信噪比估计，然后数据信息在自适应映射解调器中利用子信道的调制参数依次进行解调，解交织、译码、 RS译码和解交织处理，最终就可以恢复出原发送端的发送数据。

[0075] 进一步的，所述自适应比特分配单元是自适应调试发送端和自适应调试接收端的共用单元；自适应调试接收端通过信道估计的方法获取子信道的信噪比，用自适应技术得到系统各子信道的不同调制方法，经过信道反馈传递到自适应调试发送端。

[0076] 具体的，电线传输信道具有时域衰减特性，存在大量传输干扰外加噪声。正交频分复用调制技术同时充当了频分复用和多信道调制技术的作用，能够明显效果抑制信道噪声、通信信道衰减特性。然而在传统的正交频分复用调制系统中，子信道的调制方式是统一的，系统性能优劣的关键则在于子信道中信道增益最差的部分，所以自适应正交频分复用调制技术应运而生。自适应调制与正交频分复用调制技术有机结合，能够根据子信道传导特性状态决定其调制方法，在保证传导可靠特性的前提下，使信道传导能力在任何时刻最大化，从而得到高效的频带利用率和比特码元传输速率。

[0077] 同时，通过控制中心可以控制数据具体通过几次加密后传输到接收端，在对数据传输安全性较高的系统中，使用多次加密，可以显著提升系统的安全性。在数据传输安全性较低的系统中，使用一次加密或者不使用加密，可以显著提升数据传输的效率。

[0078] 实施例2

[0079] 如图1和图4所示，一种基于电力线的网络通信方法，所述方法执行以下步骤：

[0080] 步骤1：控制中心发出控制命令，控制数据传输时所选用的电线信道；

[0081] 步骤2：数据基站接收远端的数据，根据控制中心的命令，对数据进行发送；

[0082] 步骤3：自适应调制发送端对数据架站发送的数据进行自适应调制，调制后的数据进入电线信道中；

[0083] 步骤4：若控制中心的控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据进行第一次加密，然后执行步骤7；

[0084] 步骤5：若控制中心的控制命令控制数据传输选用第二电线信道；对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，和第二次加密，然后执行步骤7；

[0085] 步骤6：若控制中心的控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，第二次加密和第三次加密，然后执行步骤7；

[0086] 步骤7：自适应调制接收端对接收到的数据进行解调，将解调后的数据发送到接收端。

[0087] 进一步的，所述方法还包括：自适应比特分配单元通过信道估计的方法获取子信道的信噪比，用自适应技术得到系统各个信道的不同调制方法，经过信道反馈传递到自适应调制发送端。

[0088] 进一步的，所述自适应比特分配单元自适应比特分配单元通过信道估计的方法获取子信道的信噪比，用自适应技术得到系统各个信道的不同调制方法，经过信道反馈传递到自适应调制发送端的方法执行以下步骤：

[0089] 步骤S1：初始化，设定系统中有用信道数为N，目标误码率为Btarget，所有子信道固定功率分配；

[0090] 步骤S2由上一帧的数据前导序列和信道增益估计值，计算子信道信噪比Yi：

[0091]

[0092] 其中|Hi|2和σi2分别表示子信道i比特的信道增益和噪声功率:；由于前导序列已知，所以得知子信道信号功率Pi，信道增益|Hi|2可由信道估计获得，噪声功率σi2由接收端前导序列功率与Pi×|Hi|2相减得到；

[0093] 步骤3S3：在Pi(i)

[0094]

[0095]

[0096]

[0097] 步骤S4：通过信道信噪比Xi和平均误码率计算当前多信道信噪比 Xmc和子信道的平均比特数

[0098]

[0099]

[0100] 步骤S5：在BERtarget的约束下，由Xmc计算子信道的最大平均比特位数[0101]

[0102] 步骤S6：计算能够增加至OFDM符号的额外比特位：

[0103]

[0104] 步骤:S7：若当子信道比特数时，计算该子信道上的增量误码率ΔPe(i),

[0105]

[0106] 其中，是第i个子信道采用最大调制技术分配的比特误码率。若当某子信道比特数时，则直接跳转步骤8；

[0107] 步骤S8：若N个子信道循环完毕，则将子信道增量误码率ΔPe(i)按照值的升序排列；否则跳转到步骤1。

[0108] 步骤S9：增加I个额外比特位至最低ΔPe(i)的子信道。采用系统所允许的最高阶调制，对每个最低ΔPe(i)子信道分配最大比特位数，直至所有I个额外比特分配完毕或最低ΔPe(i)子信道均分配最大比特位数。

[0109] 具体的，电线信道传输系统中每个正交频分复用符号上有效的子信道数目较多，对每个符号都进行分配资源处理将使得信号工作量剧增。贪婪算法是通过循环比较增加功率少的信道增加比特的过程达到总功率限制；然而贪婪算法主要问题是复杂度高，必须大量使用比较、加乘运算；算法执行过程中无法分解成多个子过程并行，浪费电力信道带宽造成资源浪费。

[0110] 实施例4

[0111] 在上一实施例的基础上，所述进行第一次加密，第二次加密和第三次加密的方法均执行以下步骤：

[0112] 步骤A1：使用SAES加密算法生成AES初始密钥；展开AES初始密钥以获得AES加密密钥；根据AES加密算法，使用AES加密密钥加密待加密信息；

[0113] 其中，在使用SAES加密算法生成AES初始密钥的过程中:配置SAES 初始密钥和SAES明文；对SAES初始密钥进行SAES密钥处理，得到处理结果；对处理结果进行密钥扩展，以获得SAES加密密钥；根据SAES加密算法，使用SAES加密密钥加密SAES明文，生成AES初始密钥。

[0114] 其中，对SAES初始密钥执行SAES密钥处理包括:将SAES初始密钥中的若干M组n位数据组合成M*n位串行流；对M*n位串行流进行循环移位处理，生成新的M*n位串行流；对新的M*n位串行流进行密钥选择处理，从新的M*n位串行流中选择若干L组相邻数据，其中将相邻数据的L组作为SAES加密密钥展开的输入。

[0115] 具体的，加密和解密算法的输入是一个128位分组。这些分组被描述成 4×4的字节方阵，这个分组被复制到state数组中，并在加密和解密的每一阶段都被修改。在字节方阵中，每一格都是一个字，包含了4字节。在矩阵中字是按列排序的。加密由N轮构成，轮数依赖于密钥长度：16字节密钥对应10轮，24字节密钥对应12轮，32字节对应14轮。

[0116] AES未使用Feistel结构。其前N-1轮由4个不同的变换组成：字节代替、行移位、列混淆和轮密钥加。最后一轮仅包含三个变换。而在第一轮前面有一个起始的单变换(轮密钥加)，可以视为0轮。

[0117] 首尾使用轮密钥加的理由：若将其他不需要密钥的阶段放在首尾，在不知道密钥的情况下就能计算其逆，这就不能增加算法的安全性。

[0118] 加密原理：轮密钥加实际是一种Vernam密码形式，其本身不难被破解。另外三个阶段一起提供了混淆、扩散和非线性功能。这三个阶段没有涉及密钥，就它们自身而言，并未提供算法的安全性。然而，该算法经历一个分组的XOR加密(轮密钥加)，再对该分组混淆扩散(其他三个阶段)，再接着又是XOR加密，如此交替进行，这种方式非常有效非常安全。

[0119] 可逆原理：每个阶段均可逆。对字节代替、行移位和列混淆，在解密算法中用它们相对应的逆函数。轮密钥加的逆就是用同样的轮密钥和分组相异或，其原理就是A⊕B⊕B＝A。和大多数分组密码一样，AES解密算法按逆序利用扩展密钥，然而其解密算法和加密算法并不一样，这是由AES的特定结构决定的。加密和解密流程在纵向上是相反的，在每个水平点上，state 数组在加密和解密函数中都是一样的。

[0120] 实施例5

[0121] 一基于电力线的网络通信装置，所述装置为：一种非暂时性的计算机可读存储介质，该存储介质存储了计算指令，其包括：发出控制命令，控制数据传输时所选用的电线信道的代码段；接收远端的数据，根据控制中心的命令，对数据进行发送的代码段；对数据架站发送的数据进行自适应调制，调制后的数据进入电线信道中的代码段若控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据进行第一次加密的代码段；若控制命令控制数据传输选用第二电线信道；对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，和第二次加密的代码段若控制中心的控制命令控制数据传输选用第一电线信道；对发送到第一电线信道上的数据依次进行第一次加密，第二次加密和第三次加密的代码段；对接收到的数据进行解调，将解调后的数据发送到接收端的代码段。

[0122] 所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0123] 需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。

[0124] 所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0125] 本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

[0126] 术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。

[0127] 术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

[0128] 至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

[0129] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

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