電力線載波窄帶通信報文壓縮算法研究.pdf

1、隨著國家加大力度提高電網(wǎng)自動化、信息化水平建設(shè),電力線載波通信在我國通信領(lǐng)域的地位越來越重要。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文特點,然后結(jié)合電力線載波通信報文特點研究并設(shè)計了電力線載波通信

2、報文壓縮、解壓縮算法,最后在某公司研發(fā)生產(chǎn)的載波芯片上實現(xiàn)壓縮、解壓縮算法。
　　 通過查閱大量文獻(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文兩大重要特點:首先,在電力線通信中,由于報文傳輸速率低,用于傳輸?shù)臅r間遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于在本地處理報文所需要的時間。其次,電力線載波通信報文短小,長度一般不會超過256個字節(jié),不易從統(tǒng)計模型角度進(jìn)行壓縮。
　　 基于上述兩大特點,在國內(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)計方案,本文通過查閱相關(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文壓縮中的應(yīng)用價值,設(shè)計并實現(xiàn)了一種樸素的電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)層報文的數(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)的實驗結(jié)果,從壓縮粒度和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩個角度不斷地改進(jìn)電力線載波通信報文壓縮算法。在壓縮粒度選擇上,為提高壓縮比,對比分析了在字節(jié)級別、位級別以

4、及半字節(jié)級別進(jìn)行壓縮的優(yōu)劣,并最終根據(jù)實際情況權(quán)衡選定在半字節(jié)級別進(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銷,從設(shè)置壓縮標(biāo)志位到前置壓縮表示計數(shù),用壓縮計數(shù)加壓縮表示來表示壓縮報文；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,不是隨著滑動窗口的順序滑動實時地進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,而是在標(biāo)記了每個位置起始的最長重復(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