電力線載波窄帶通信報(bào)文壓縮算法研究.pdf

1、隨著國(guó)家加大力度提高電網(wǎng)自動(dòng)化、信息化水平建設(shè),電力線載波通信在我國(guó)通信領(lǐng)域的地位越來(lái)越重要。伴隨著電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)信息,使得電力線通信網(wǎng)絡(luò)也會(huì)像互聯(lián)網(wǎng)那樣面臨著海量數(shù)據(jù)處理的難題,大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸成為了人們關(guān)注的課題。
　　 本課題正是基于提高電力線載波通信報(bào)文的傳輸效率和準(zhǔn)確率這種需求而提出的。本文首先分析了電力線載波通信報(bào)文特點(diǎn),然后結(jié)合電力線載波通信報(bào)文特點(diǎn)研究并設(shè)計(jì)了電力線載波通信

2、報(bào)文壓縮、解壓縮算法,最后在某公司研發(fā)生產(chǎn)的載波芯片上實(shí)現(xiàn)壓縮、解壓縮算法。
　　 通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)以及相關(guān)的調(diào)查研究,本文總結(jié)出電力線載波通信報(bào)文兩大重要特點(diǎn):首先,在電力線通信中,由于報(bào)文傳輸速率低,用于傳輸?shù)臅r(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于在本地處理報(bào)文所需要的時(shí)間。其次,電力線載波通信報(bào)文短小,長(zhǎng)度一般不會(huì)超過(guò)256個(gè)字節(jié),不易從統(tǒng)計(jì)模型角度進(jìn)行壓縮。
　　 基于上述兩大特點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外已有研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合某公司研發(fā)生產(chǎn)的載波通

3、信芯片設(shè)計(jì)方案,本文通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn),深入研究數(shù)據(jù)壓縮本質(zhì)及各種壓縮算法,最終選定利用一種通用的順序壓縮算法——LZ77算法的壓縮思想,深入研究其在電力線窄帶通信報(bào)文壓縮中的應(yīng)用價(jià)值,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種樸素的電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)層報(bào)文的數(shù)據(jù)壓縮、解壓縮算法。
　　 然后,本文結(jié)合理論分析以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從壓縮粒度和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩個(gè)角度不斷地改進(jìn)電力線載波通信報(bào)文壓縮算法。在壓縮粒度選擇上,為提高壓縮比,對(duì)比分析了在字節(jié)級(jí)別、位級(jí)別以

4、及半字節(jié)級(jí)別進(jìn)行壓縮的優(yōu)劣,并最終根據(jù)實(shí)際情況權(quán)衡選定在半字節(jié)級(jí)別進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮；在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)上,為盡量縮減用于壓縮表示的額外開(kāi)銷,從設(shè)置壓縮標(biāo)志位到前置壓縮表示計(jì)數(shù),用壓縮計(jì)數(shù)加壓縮表示來(lái)表示壓縮報(bào)文；在壓縮策略選擇上,為提高壓縮比,改進(jìn)了LZ77順序壓縮的思路,打破LZ77順序壓縮的思想,不是隨著滑動(dòng)窗口的順序滑動(dòng)實(shí)時(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,而是在標(biāo)記了每個(gè)位置起始的最長(zhǎng)重復(fù)子序列之后從這些子序列中選擇一組最優(yōu)的壓縮組合,從而達(dá)到最大程度