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,電力線載波通信在我國通信領域的地位越來越重要。伴隨著電力線載波通信網(wǎng)絡的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡中產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)信息,使得電力線通信網(wǎng)絡也會像互聯(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,然后結合電力線載波通信報文特點研究并設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。
　　 通過查閱大量文獻以及相關的調查研究,本文總結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間遠遠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上,結合某公司研發(fā)生產(chǎn)的載波通

3、信芯片設計方案,本文通過查閱相關文獻,深入研究數(shù)據(jù)壓縮本質及各種壓縮算法,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用價值,設計并實現(xiàn)了一種樸素的電力線載波通信網(wǎng)絡層報文的數(shù)據(jù)壓縮、解壓縮算法。
　　 然后,本文結合理論分析以及相關的實驗結果,從壓縮粒度和數(shù)據(jù)結構兩個角度不斷地改進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)級別進行壓縮的優(yōu)劣,并最終根據(jù)實際情況權衡選定在半字節(jié)級別進行數(shù)據(jù)壓縮；在數(shù)據(jù)結構的改進上,為盡量縮減用于壓縮表示的額外開銷,從設置壓縮標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行數(shù)據(jù)壓縮,而是在標記了每個位置起始的最長重復子序列之后從這些子序列中選擇一組最優(yōu)的壓縮組合,從而達到最大程度