本发明涉及一种用于在调制直流载波电流上进行低数据速率通信的系统，该系统具有一个或更多通信发射器(6、8)、通信接收器(10)以及形成共享传输通道的导线总线(12)。每个通信发射器(6、8)被配置为根据第二交错传输帧来形成第一原始交错传输帧，所述交错传输帧使用分开的基础码片编码序列集合。用于对全部通信发射器(4、6)所使用的符号进行交错的基础编码序列是相同的，并且每个发射器(6、8)生成的第二交错帧的初始传输的时间由每个发射器(6、8)独立自主确定，而不考虑发射器(6、8)外部的任何同步信号。
在载波电流上进行低数据速率通信的系统和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于在调制直流载波电流上进行低数据速率通信的系统，该系统被用于传送载荷消息，载荷消息从多个通信发射器经由使用直流载波电流并将发射器和接收器彼此串行连接的导线总线(wire bus)以平均频率异步发射到同一通信接收器，并且涉及一种相应的通信方法。
[0002] 根据本发明的一种用于在直流载波电流上进行低数据速率通信的系统例如可应用于光伏电力网络，光伏电力网络需要对形成中心电站的光伏电力组件的远程面板或光伏模块发送测量值。
背景技术
[0003] 事实上，集成在光伏模块中的监测设备的特征之一就是能够对该模块的能量生产和环境参数(例如，模块的温度和电压)进行规律并可靠的通信。
[0004] 为了在额外成本和复杂度方面简化这样的系统的安装，人们试图避免额外的电缆。
[0005] 第一类解决方案提出实现一种无线通信系统，即使用无线电波；而第二类解决方案提出将已有的电力电缆用作通信信号的传输媒介，从而形成具有DC(Direct Current，直流电流)载波电流的通信总线。
[0006] 目前研发的第一类中的许多解决方案在系统遭到由光伏模块的结构的金属反射器引起的严重的多路径干扰时，或者在中心电站遭到位于附近的光伏面板的遮挡时，性能大幅恶化。此外，根据所使用的基本通信协议，这些解决方案在光伏模块的数量变化的场合之间可能不允许对容量进行灵活适配。
[0007] 因此，所寻求的解决方案允许实现在对外部干扰问题或由大流量引起的拥挤问题的抵抗力方面具有鲁棒性的通信协议，而不要求不可用的额外频率资源。
[0008] 第二类中的许多解决方案基于采用DC电力总线上的直流载波电流的通信来克服上述缺陷。这些到目前为止研发的解决方案使用了市售的电子发射器和/或接收器通信模块，这些模块现货销售并且使用传统的FSK(Frequency Shift Keying，频移键控)、ASK(Amplitude Shift Keying，幅移键控)和/或PSK(Phase Shift Keying，相移键控)型调制。例如，STMicro Electronics公司的型号为ST7540的基于FSK型调制的器件得到了广泛的应用。
[0009] 然而，第二类解决方案存在的缺陷一方面由所引起的复杂度和成本高造成，另一方面与可靠性有关。事实上，工作温度的范围被限制为不超过85℃，而在工作过程中，光伏模块的平均温度可以在30℃和50℃之间变化，并且当未对光伏模块通风时最高温度可以达到95℃。
[0010] 因此，需要实现尽可能简单并且可以承受高达100℃的高温的解决方案。
发明内容
[0011] 技术问题是提出一种用于在直流载波电流上进行低数据速率通信的系统，该系统可靠地传送载荷消息，载荷消息从多个通信发射器以平均频率异步发射到同一接收器，并且该系统使用易于实现并对承受系统设备必须承受的高工作温度和干扰具有鲁棒性的通信协议。
[0012] 为此，本发明涉及一种用于在调制直流载波电流上进行低数据速率通信的系统，该系统被用于传送载荷消息，载荷消息从至少两个通信发射器中的一个或多个经由导线总线以平均频率异步发射到同一接收器，该导线总线使用直流载波电流并将发射器和接收器彼此串联连接，该系统包括：
[0013] 至少两个通信发射器中的一个或多个通信发射器；
[0014] 通信接收器；
[0015] 导线总线，使用形成共享传输通道的调制直流载波电流并且将所述多个通信发射器中的所述通信发射器与所述通信接收器连接，
[0016] 每个通信发射器被配置为形成第一原始传输帧，所述第一原始传输帧采用第一常数Nt个在0和1两个状态中选择编码的二进制原始数据的第一序列的形式，形成第一帧的二进制原始数据序列被细分为唯一不同的物理地址、载荷和检错码，所述物理地址表征所述发射器，所述第一帧上的所述检错码根据所述通信发射器的所述载荷和所述物理地址来确定，
[0017] 其特征在于，
[0018] 每个通信发射器被配置为：
[0019] 使用预定的扩频因子SF将第一原始传输帧扩频为传输频谱上的第二扩频传输帧，所述第二扩频传输帧采用第二码片序列的形式，并且通过如下方式来获得：首先根据长度为第二数量Ns的全部可能的二进制原始数据序列集合与2的Ns次幂个符号的集合之间的双射对应规则将所述第一原始传输帧的二进制原始数据连续编码为长度是第二预定数量Ns的符号，随后将每个所获得的符号编码为由在0和1两个状态中选择编码的二进制码片所形成的不同的扩频基本编码序列，用于扩频的不同的基本编码序列取决于所述符号并且长度是所述扩频因子SF限定的码片的第三预定整数个，以及
[0020] 在所述导线总线上根据预定调制将所述第二扩频帧的码片调制为发射的通信信号并进行发射，其中，
[0021] 每个基本扩频序列从使用扩频因子SF作为长度的可能码片序列中选择从而形成平衡码，所述平衡码具有中心自相关峰值，所述中心自相关峰值的第一电平明显高于经过相关移位的相关积的第二电平，所述相关移位的时长大于或等于码片周期，其中，[0022] 用于对全部的所述发射器使用的符号进行扩频的所述基本编码序列是相同的，并且其中，
[0023] 由每个发射器形成的所述第二扩频帧的初始传输时间由每个发射器独立自主确定，而不考虑所述发射器之外的同步信号。
[0024] 根据特定实施例，如上限定的用于在直流载波电流上进行低数据速率通信的系统包括以下特征中的一个或更多：
[0025] 每个发射器包括唯一不同的相关联模块，所述相关联模块用于生成所述第二扩频帧的初始传输时间，该时间随机或伪随机分布并且分开大于或等于0的有理数个码片周期，从而形成对来自不同的发射器的所述第二扩频帧进行分离的长度可变的时间间隔，并对所接收的第二扩频帧进行去同步；
[0026] 符号的数量等于基本序列的数量并且落入整数2、4、8的集合中，以及[0027] 所述扩频因子大于或等于4，较优地等于16；
[0028] 所述基本编码序列集合由具有相同基数的基础基本编码序列的第一集合和基本编码序列的第二集合组成，
[0029] 所述第二集合中的所述基本编码序列中的每一个是对应于所述第一集合的基础基本编码序列的互补编码序列；
[0030] 由所述通信发射器实现的对所述码片的调制是开关键控(OOK)型调制，根据OOK型调制，码片的0状态对应于所述总线上的第一电平，且所述码片的1状态对应于所述总线上与所述第一电平不同的第二电平；
[0031] 每个通信发射器包括脉冲发生器以实现对所述总线上的所述码片的调制，以及[0032] 所述脉冲发生器可以被选择为电流受控发生器、电压受控发生器和阻抗受控调制器；
[0033] 所述接收器被配置为：
[0034] 对所接收的通信信号进行滤波和放大，所接收的通信信号是由所述通信发射器发射且被传送到所述通信接收器的输入端上的通信信号之和，以及
[0035] 对所接收的信号进行采样，所接收的信号中的直流分量被消除，至少在根据以等于所述码片的传输频率两倍的频率重复的采样时刻所接收的信号样本中，所述采样时刻彼此隔着有大于或等于2的第四预定数量Nphi个相位，所述Nphi个相位根据等于所述码片的时长的周期循环重复，并且每个相位被介于1和Nphi之间的相位等级进行标识，[0036] 在每个采样时刻之后并且根据相位等级与所述采样时刻相同的多个先前第一样本，所述相位等级等于所述扩频因子SF与帧的二进制数据的总数Nt除以符号的长度Ns之间的乘积，通过使用滑动帧窗口相关单元和所述基本序列集合来确定第三原始接收帧，随后[0037] 根据所述第三帧来验证所确定的第三帧的检错码是否检测到第三错误帧，并且当所述检错码并未检测到错误时，提取所述发射器的地址并且将所提取的地址与预定的发射器列表进行比较；
[0038] 所述接收器的所述滑动帧窗口相关单元被配置为：
[0039] 在每个采样时刻之后并且根据相位等级与所述采样时刻相同、等于扩频因子SF的多个先前第一样本，对变换相关副本集合以及每个变换相关副本的可能移位配置的集合并行计算可能的相关积，所述变换相关副本通过将扩频编码序列集合的电平0、1分别变换为电平-1、1来获得，或者当所述基本传输序列由基础基本编码序列的第一集合和作为所述第一集合中的所述基础基本编码序列的互补的基本编码序列的第二集合组成时，通过将所述基础基本传输编码序列中不互补的一半的电平0、1变换为电平-1、1来获得，以及[0040] 将所接收的符号检测为：
[0041] 当基本编码序列集合与变换相关副本集合各自的基数相同时，对应于与所计算的具有最高电平的相关积的所述变换相关副本相关联的所述基本编码序列的符号；或者[0042] 当所述基本编码序列集合的基数是所述变换相关副本集合的基数的两倍时，对应于与所计算的具有最高正电平的相关积的所述变换相关副本相关联的所述基本编码序列的符号；或者
[0043] 当所述基本编码序列集合的基数是所述变换相关副本集合的基数的两倍时，对应于与所计算的具有最高负电平的相关积的所述变换相关副本相关联的所述基础基本编码序列的所述互补基本编码序列的符号，
[0044] 随后将所述符号解码为Ns个对应位的序列并且将所述二进制数据输入移位寄存器，所述移位寄存器的长度是第三帧的长度Nt；以及
[0045] 所述预定的发射器列表是在所述接收器被安装时在所述接收器处提供并确定的列表，或者是在所述检错码没有检测到第三帧的错误时根据对从所述第三帧中提取的所述发射器地址实施的统计滤波来建立的发射器列表。
[0046] 本发明还涉及一种用于在调制直流载波电流上进行低数据速率通信的方法，所述方法由上述通信系统来实现，所述通信系统被用于传送载荷消息，所述载荷消息从至少两个通信发射器中的一个或多个通信发射器经由使用直流载波电流的导线总线以平均频率异步发射到同一接收器，所述导线总线将所述发射器和所述接收器彼此串联连接，该步骤包括：
[0047] 每个通信发射器形成第一原始传输帧，所述第一原始传输帧采用第一常数Nt个在从0和1两个状态中选择编码的二进制原始数据的第一序列的形式，形成第一帧的所述二进制原始数据被细分为唯一不同的地址、载荷和检错码，所述地址表征所述发射器，所述第一帧上的所述检错码根据所述载荷和所述发射器的所述地址来确定，
[0048] 并且，所述方法还包括以下步骤：
[0049] 每个发射器使用预定的扩频因子SF将第一原始传输帧扩频为传输频谱上的第二扩频传输帧，所述第二扩频传输帧采用第二码片序列的形式，并且通过如下方式来获得：首先根据长度为第二数量Ns的全部可能的二进制原始数据序列集合与2的Ns次幂个符号的集合之间的双射对应规则将所述第一原始传输帧的二进制原始数据连续编码为长度是第二预定数量Ns的符号，随后将每个所获得的符号编码为由在0和1两个状态中选择编码的二进制码片所形成的不同的扩频基本编码序列，用于扩频的不同的基本编码序列取决于所述符号并且长度是所述扩频因子SF限定的码片的第三预定整数个，之后
[0050] 每个发射器在所述导线总线上根据预定调制将第二扩频帧的码片调制为发射器信号并发射，
[0051] 从使用扩频因子SF作为长度的可能码片序列中选择每个基本传输序列以形成平衡码，所述平衡码具有中心自相关峰值，所述中心自相关峰值的第一电平明显高于经过相关移位的相关积的第二电平，所述相关移位的时长大于或等于码片周期，以及[0052] 用于对全部通信发射器使用的所述符号进行扩频的所述基本编码序列与所述通信发射器无关，以及
[0053] 由每个通信发射器形成的所述第二扩频帧的初始传输时间由每个通信发射器独立自主确定，而不考虑所述通信发射器之外的同步信号。
[0054] 根据特定实施例，所述通信方法包括以下特征中的一个或更多：
[0055] 所述通信接收器对所接收的通信信号进行滤波和放大，所接收的通信信号是由所述发射器发射且被传送到所述接收器的输入端上的通信信号之和，以及
[0056] 所述通信接收器对所接收的通信信号进行采样，所接收的通信信号中的直流分量被消除，至少在根据以等于所述码片的传输频率两倍的频率重复的采样时刻所接收的信号样本中，所述采样时刻彼此隔着有大于或等于2的第四预定数量Nphi个相位，所述Nphi个相位根据等于所述码片的时长的周期循环重复，并且每个相位被介于1和Nphi之间的相位等级进行标识，以及
[0057] 在每个采样时刻之后并且根据相位等级与所述采样时刻相同的多个先前第一样本，所述相位等级等于所述扩频因子SF与帧的二进制数据的总数Nt除以符号的长度Ns之间的乘积，所述接收器通过使用滑动帧窗口相关单元和所述基本序列集合来确定第三原始接收帧，随后
[0058] 所述接收器根据所述第三帧来验证所确定的第三帧的检错码是否检测到第三错误帧，并且当所述检错码并未检测到错误时，所述接收器提取所述发射器的地址并且将所提取的地址与预定的发射器列表进行比较。
[0059] 本发明还涉及一种对应的低速率通信发射器，包括：
[0060] 第一模块，用于形成第一原始传输帧，所述第一原始传输帧采用第一常数Nt个在从0和1两个状态中选择编码的二进制原始数据的第一序列的形式，形成第一帧的所述二进制原始数据被细分为唯一不同的地址、载荷和检错码，所述地址表征所述发射器，所述第一帧上的所述检错码根据所述载荷和所述发射器的所述地址来确定，
[0061] 所述低速率通信发射器包括：
[0062] 第二模块，配置为使用预定的扩频因子SF将第一原始传输帧扩频为在传输频谱上的第二扩频传输帧，所述第二扩频传输帧采用第二码片序列的形式，并且通过如下方式来获得：首先根据长度为第二数量Ns的全部可能的二进制原始数据序列集合与2的Ns次幂个符号的集合之间的双射对应规则将所述第一原始传输帧的二进制原始数据连续编码为长度是第二预定数量Ns的符号，随后将每个所获得的符号编码为由在0和1两个状态中选择编码的二进制码片所形成的不同的扩频基本编码序列，用于扩频的不同的基本编码序列取决于所述符号并且长度是所述扩频因子SF限定的码片的第三预定整数个，以及[0063] 脉冲发生器，在所述电路总线上根据预定调制将所述第二扩频帧的所述码片调制为发射的通信信号并发射，
[0064] 从使用扩频因子SF作为长度的可能码片序列中选择每个基本传输序列以形成平衡码，所述平衡码具有中心自相关峰值，所述中心自相关峰值的第一电平明显高于经过相关移位的相关积的第二电平，所述相关移位的时长大于码片周期，以及
[0065] 由每个发射器形成的所述第二帧的初始传输时间由每个发射器独立自主确定，而不考虑所述发射器之外的同步信号。
[0066] 本发明还涉及一种对应的低速率通信接收器，用于集成在如上所述的系统中，所述低速率通信接收器包括：
[0067] 模拟头端，用于对所接收的通信信号进行滤波和放大，所接收的通信信号是由所述发射器发射且被传送到所述接收器的输入端上的通信信号之和，以及
[0068] 用于对所接收的信号进行采样的单元，所接收的信号中的直流分量被所述模拟头端消除，至少在根据以等于所述码片的传输频率两倍的奈奎斯特频率重复的采样时刻所接收的信号样本中，所述采样时刻彼此隔着有大于或等于2的第四预定数量Nphi个相位，所述Nphi个相位根据等于所述码片的时长的周期循环重复，并且每个相位被介于1和Nphi之间的相位等级进行标识，
[0069] 处理单元，配置为：
[0070] 在每个采样时刻之后并且根据相位等级与所述采样时刻相同的多个先前第一样本，所述相位等级等于所述扩频因子SF与帧的二进制数据的总数N除以符号的长度Ns之间的乘积，通过使用滑动帧窗口相关单元和所述基本序列集合来确定第三原始接收帧，随后[0071] 根据所述第三帧来验证所确定的第三帧的检错码是否检测到第三错误帧，并且当所述检错码并未检测到错误时，提取所述发射器的地址并且将所提取的地址与预定的发射器列表进行比较。
[0072] 本发明还涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序代码指令，当所述程序运行在根据上述的通信系统中的一个或更多数字计算机上时，所述程序代码指令实现根据上述的通信方法的各个步骤。
附图说明
[0073] 通过阅读以下仅以示例方式提供并参照附图对本发明的若干实施例的描述，本发明将得到更好的理解，并且本发明的其他优点将更加清楚，在附图中：
[0074] 图1为集成在光伏电力系统中的根据本发明的通信系统的总体架构的视图；
[0075] 图2为图1的通信系统的通信发射器的总体架构的视图；
[0076] 图3为图2的通信发射器的数字模块的详细架构的视图；
[0077] 图4为由图2和3的通信发射器实现的用于编码数字帧的协议的第一实施例的总体视图；
[0078] 图5为根据图4的第一实施例的编码协议的详细视图；
[0079] 图6和7为在图4和5的编码协议的第一实施例中使用的两个基本编码序列的相关性特性的视图；
[0080] 图8为由图2和3的通信发射器实现的用于编码数字帧的协议的第二实施例的总体视图；
[0081] 图9为根据图4的第二实施例的编码协议的详细视图；
[0082] 图10、11、12和13分别为图2和3中所描述的发射器的脉冲发生器的第一、第二、第三和第四实施例；
[0083] 图14为通信发射器的输出端处的OOK调制码片的序列的视图；
[0084] 图15为图1的通信系统的与图4和5的编码协议的第一实施例对应的通信接收器的根据第一实施例的架构的视图；
[0085] 图16为作为图15的接收器的一部分用于并行计算相关积的单元的架构的视图；
[0086] 图17为图1的通信系统的通信接收器根据第二实施例的架构视图，其对应于图8和9的编码协议的第二实施例；
[0087] 图18为用于实现图1的通信系统的方法的流程图。
具体实施方式
[0088] 根据图1，用于在载波电流上进行低数据速率通信的系统2包括多个通信发射器4、通信接收器10以及通信导线总线12，多个通信发射器4在图1中仅示出两个并且附图标记分别为6和8，通信导线总线12使用DC载波电流并且将通信发射器6、8与接收器10串联连接。
[0089] 在本申请中，多个通信发射器4的每个通信发射器6、8分别与光伏模块14、16相关联，光伏模块通过其输出端经由通信导线总线12被串联连接以形成光伏电源20。
[0090] 光伏电源20被耦合到为电负荷网络24供电的电力转换器22上。
[0091] 因此，具有DC电流的通信导线总线12在此构成光伏模块的DC电流输出电力总线以及发射器6、8和通信接收器10的使用DC载波电流的调制通信导线总线。
[0092] 每个通信发射器6、8分别被整合到唯一且不同的监测模块26、28上，监测模块26、28被配置为向相关联的光伏模块14、16提供详细的远程测量的监测数据。对于每个光伏模块并且每当发送采样数据消息时，远程测量的数据与在发射时以伏特表示的光伏模块的电压以及发射器的温度有关，并且在此例如假定采用占用两个字节的载荷的形式。
[0093] 通信系统2被配置为传送远程测量载荷消息，远程测量载荷消息从多个通信发射器以平均频率异步发射到远程测量值接收器10上，远程测量值接收器10在通信总线12上被串联连接在通信发射器4、6和转换器22之间，并且在箭头32表示的载波电流方向上位于通信发射器4、6下游。
[0094] 在此，监测模块26、28满足必须以在时间上无法预先确定的间隔(即随机)但却至少以每个光伏模块每分钟进行一次传输的频率来发射数据的要求。
[0095] 根据图2，表示根据光伏电源20的光伏模块26、28所考虑的任何监测模块26、28的通用监测模块102包括总线12的第一输入端子104和总线的第二输出端子106，第一输入端子104和第二输出端子106分别被连接到通用光伏模块的第一输出端子108和第二输出端子110上，通用光伏模块的附图标记为112并且表示多个光伏模块4中的任何光伏模块。离开总线的电流是第二输出端子110在附图标记为114的箭头方向上的输出电流。
[0096] 监测模块102包括通信发射器120以及用于对光伏模块112的输出电压进行测量的单元122。
[0097] 通信发射器120包括第一输入端子124和第二输出端子126，第一输入端子124和第二输出端子126分别被连接到总线的第一输入端子104和总线的第二输出端子106上。
[0098] 通信发射器120还包括用于远程测量的第三输入端子128和用于远程测量的第四输入端子130，第三输入端子128和第四输入端子130分别用于接收来自图2中并未示出的温度传感器的温度测量值以及由电压测量单元122测量的通用光伏模块112的电压的测量值。
[0099] 电压测量单元122包括获得测量值的第一端子132和提供测量值的第二端子134，第一端子132和第二端子134分别被连接到总线12的第二输出端子106和通信发射器120的用于远程测量的第四输入端子130上。
[0100] 根据图3，每个都表示图2中的通用通信发射器120的通信发射器6、8包括外部接口端子，这些外部接口端子与图2中的外部接口端子相同，即第一输入端子124、第二输出端子126、用于远程测量的第三输入端子128和用于远程测量的第四输入端子130。
[0101] 通信发射器120包括数字计算机142和脉冲发生器144。
[0102] 数字计算机142在此是采用传统架构的微处理器或微控制器，其在很大的温度范围内可靠并且能够工作在超过100℃的温度上限下。
[0103] 连接到用于远程测量的第三输入端子128和第四输入端子130上的数字计算机142包括输出端子146和特定于通信发射器的内部基准时钟150，输出端子146被连接到脉冲发生器144的调制输入端子148上。
[0104] 数字计算机142被配置为实现数字处理，该数字处理用于将提供给第三和第四输入端子128、130的采样数字远程测量数据变换为包含采样数字化远程测量信息的调制通信消息。
[0105] 数字处理采用顺序执行的软件模块的形式来实现。
[0106] 用于形成第一帧的第一模块152被配置为以第一常数Nt个在0和1两个状态中选择编码的二进制原始数据或位的第一序列的形式形成第一原始传输帧。形成第一帧的二进制原始数据序列被细分为表征发射器的唯一不同的物理地址、载荷以及针对在发射器的地址处根据载荷确定的第一帧的检错码。载荷包含采样远程测量数据，在此为模块的温度和输出电压，而发射器的物理地址是在现场安装过程中加载的或者在工厂中提前加载的地址。检错码根据多项式类型的预定代数算法来计算。
[0107] 第二扩频模块154被配置为使用标记为SF的预定扩频因子将第一原始传输帧扩频为传输频谱上扩频的第二传输帧。第二扩频传输帧采用第二码片序列的形式。首先，根据长度为Ns的全部可能的二进制原始数据或码字的集合与2的Ns次幂个符号的集合之间的双射对应规则，采用长度为第二预定数量Ns个位的码字(也称为符号)来连续编码第一原始传输帧的二进制原始数据，随后将每个所获得的符号编码成不同的基本编码、传输和扩频序列，该序列由一系列在0和1两个状态中选择编码的二进制码片形成，从而得到第二扩频传输帧。基本编码序列因而取决于符号，并且基本码片序列的长度是按照扩频因子SF限定的第三预定整数个码片的长度。每个基本扩频编码序列都是由发射器和通信系统的在前设计选择来确定并获得。在设计第二模块和第二通信系统的阶段，每个基本扩频编码序列从将扩频因子SF作为长度的可能码片序列中选择，从而形成具有中心自相关峰值的平衡码，中心自相关峰值的第一电平明显高于自相关(auto-correlation)积的第二电平中的任何一个，自相关积的相关移位的绝对值大约或等于码片的时长。第二电平中的任何一个与第一电平之间的比率保持小于或等于0.3。
[0108] 全部发射器使用的符号的基本扩频编码序列都相同，即通用且与通信发射器无关。仅使用物理地址来表征和标识通信发射器。
[0109] 因此，任何以其物理地址标识的给定的发射器形成的第二扩频帧的传输时刻由发射器独立自主确定，而不考虑发射器之外的同步信号。因此获得的通信协议得到简化并更具鲁棒性，这是因为通信发射器和/或发射器与通信接收器之间不存在信号交换。
[0110] 尤其是，即便是监测模块以时间上并未预先确定的间隔(即随机)但至少以每个光伏模块每分钟进行一次传输的频率来发送数据，所获得的通信协议使得可以取消中心电站发送同步信标。
[0111] 在此，用于建立第二帧的初始传输时间的跳跃的第三模块156被配置为根据依赖于通信发射器的物理地址的唯一不同序列来生成第二扩频帧的初始传输时间，初始传输时间随机或伪随机分布以便以对连续码片的两个扩频帧进行分离的可变长度来建立时间间隔。
[0112] 由第三模块156确定的可变长度的时间间隔例如由依照预定算法的伪随机数发生器来建立。
[0113] 生成随机数的一种易于实现且有效的算法例如是由G.Marsaglia开发的MWC(Multiply-With-Carry)算法，该算法能够基于通信发射器的物理地址来生成极大量的周期极长的随机序列，该物理地址被认为是由算法生成的序列的输入参数。
[0114] 因此，每个通信发射器内存在的第三模块156因为第二帧的初始传输的时间的随机序列而唯一且不同，这减小了两个不同的发射器所发射的两个帧在接收时重叠而发生重合事件的频率，也就是在该事件中至少两个符号同步重叠，从而导致无法解决两个帧之间的冲突。
[0115] 替代性地，每个通信发射器的数字计算机不具有第三模块。该配置造成传输容量的下降，但是通信系统的可靠性得到保证。
[0116] 根据图4和第一实施例，第一原始帧202在此是64位的序列204，即第一整数Nt等于64。
[0117] 形成第一帧202的位序列204被分布在特别表征发射器的32位物理地址206、16位的载荷208和16位的用于检错和物理地址的盲分辨的检错码210，其中，载荷208的16位包含8位用于光伏模块的输出电压的远程测量值和8位用于光伏模块的环境温度的远程测量值，。
[0118] 各个位唯一不同地对发射器中的每一个进行表征的物理地址206被存储在数字计算机的闪存中。
[0119] 首字母缩写为CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)的检错码210是由ANSI标准化的16位长度的代码，并且采用多项式发生器X16+X15+X2+1。
[0120] 第一传输帧202被分为一系列的两位的码字212，每个码字被编码在对应的符号中，符号根据以下的双射对应规则进行控制：码字00具有对应的符号S0，码字01具有对应的符号S1，码字10具有对应的符号S2，码字11具有对应的符号S3。
[0121] 根据图5，每个符号在由16个二进制码片组成的不同的基本码片编码序列上编码，每个码片的状态在可能的状态0和1中选择。
[0122] 在此，符号S0在C0表示的16个码片的第一编码基序列222上编码，第一编码基序列222在两个字节上以16进制记作8C5D。
[0123] 符号S1在C1表示的16个码片的第二编码基序列224上编码，第二编码基序列224在两个字节上以16进制记作CD25。
[0124] 符号S2在C2表示的16个码片的第三编码基序列226上编码，第三编码基序列226是第一编码序列222与基C0进行布尔加和的取反序列。
[0125] 符号S2在C3表示的16个码片的第四编码基序列228上编码，第四编码基序列228是第一编码序列224与基C1进行布尔加和的取反序列。
[0126] 因此，通过对符号中的位以及基本码片编码序列的符号的连续编码，第一原始帧被变换为长度为512个码片的第二帧。
[0127] 基本编码序列222、224、226、228被选择为满足以下要求。
[0128] 基本编码序列222、224、226、228被平衡，即其中的每一个具有相同数量的0和1，这使得解码更加容易。
[0129] 独立于构建为在基本编码序列C0、C1、C2、C3中编码的随机符号序列S0、S1、S2、S3的第二帧，处于相同状态(即0或1)下的连续码片的数量小于或等于3，这消除了所发射的信号中的直流分量和低频分量，并且更容易制造输入端处的模拟接收头端。
[0130] 每个基本编码序列222、224、226、228的自相关特性在接收器的相关器的输出端处的预期性能方面表现良好，即当不存在相关移位时具有大信号幅度，并且当存在相关移位时副瓣的幅度大幅下降。
[0131] 两个第一基础编码序列222、224之间的互相关特性在与相关移位无关的低相关电平方面表现良好，这使得在接收器的相关器的输出端处可以获得高信噪比。
[0132] 根据图6，对应于编码符号S0的第一基本序列222的自相关积随着由x轴上的码片周期数量表示的相关延迟254的变化曲线的第一轨迹252清楚示出了狭窄的中心自相关峰值256。
[0133] 针对介于1和15之间的代数延迟的绝对值所获得的自相关积的值小于或等于0.3。
[0134] 根据图6，对应于编码符号S1的第二基本序列224与对应于符号S0的第一基本序列222的互相关积随着由x轴上的码片周期数量表示的相关延迟254的变化曲线的第二轨迹
262示出，对于代数延迟的任何值，互相关积小于或等于0.3。
[0135] 根据图7，对应于编码符号S1的第二基本序列224的自相关积随着由x轴上的码片周期数量表示的相关移位284的变化曲线的第一轨迹282清楚示出了狭窄的中心自相关峰值286。
[0136] 针对介于1和15之间的代数延迟的绝对值所获得的自相关积的值小于或等于0.3。
[0137] 根据图7，对应于编码符号S0的第一基本序列222与对应于符号S1的第二基本序列224的互相关积随着由x轴上的码片周期数量表示的相关延迟284的变化曲线的第二轨迹
292示出，对于代数延迟的任何值，互相关积小于或等于0.25。
[0138] 应当注意的是，第一基础编码序列222与第三互补编码序列226的互相关特性、以及第二基础编码序列224与第四互补编码序列228的互相关特性中的每一个分别造成大幅度的负中心峰值，而对应于非零相关移位的相关积的幅度很小。
[0139] 根据图8以及传输协议的第二实施例，第一原始传输帧的结构与在图4中所述的第一实施例中所述的第一传输帧202相同，即分布在发射器的物理地址206、包含远程测量数据的载荷208和检错码CRC 210的64位序列204。
[0140] 在此，符号和位的概念相结合并且两个符号能够进行区分：第一符号SB0对应于处于状态0的位，且第二符号SB1对应于处于状态1的位。
[0141] 根据图9，每个符号在由16个二进制码片组成的不同基本扩频序列上编码，每个码片的状态在可能的状态0和1中选择。
[0142] 在此，符号SB0在16个码片的第一编码基序列322上编码，该第一编码基序列322与图5中附图标记为222的第一编码基序列相同并且在两个字节上以16进制记作8C5D。
[0143] 符号SB1在16个码片的第二编码序列326上编码，第二编码序列326是第一编码序列322的编码序列的布尔加和的取反序列，这与图5中所述的第三编码序列226相同。
[0144] 因此，通过连续编码位或符号以及对应码片的基本编码序列中的位，第一原始帧322被变换为1024个码片长度的第二帧。
[0145] 基本编码序列322、326则像基本编码序列222、224、226、228一样来进行选择以满足以下要求。
[0146] 基本编码序列322、326被平衡，即其中的每一个具有相同数量的0和1，这使得解码更加容易。
[0147] 独立于构建为在编码符号SB0、SB1的随机序列的第二帧，处于相同状态(即0或1)下的连续码片的数量小于或等于3，这消除了所发射的信号中的直流分量和低频分量，并且更容易制造输入端处的模拟接收头端。
[0148] 每个基本编码序列322、326的自相关特性在接收器的相关器的输出端处的预期性能方面表现良好，即当不存在相关移位时具有大信号幅度，并且当存在相关移位时副瓣的幅度大幅下降。第一基本编码序列322的自相关特性与图6的轨迹中所示出的特性相同。
[0149] 应当注意的是，第一基本编码序列322与第二互补编码序列326的互相关造成大幅度的负中心峰值，而对应于非零相关移位的相关积的幅度很小。
[0150] 根据图10、11、12和13，图3的脉冲发生器144分别由以下方式形成：采用值为V1的电压发生器402、值为I1的电流发生器404和值为Z1的阻抗调制器406的第一实施例，以及由来自数字计算机的控制信号控制的值为V1的双态电压发生器408的第二实施例。
[0151] 值I1、V1、Z1能够是常量或变量，从而匹配光伏模块112和光伏链路的工作条件。
[0152] 脉冲发生器生成的记为IPG的电流被分为第一电流和第二电流，第一电流被记为IPG1并被光伏模块122吸收，第二电流跨过光伏链路，即具有载波电流的总线12。第二电流IPG2跨过整个传输链路，尤其是接收器10和记为Zinv的换流器的输入阻抗。
[0153] 通过使用j来标记供电链路的模块及与该模块相关联的通信发射器以及第二对应电流IPG2(j)的标识索引，第二电流验证关系式：
[0154]
[0155] 其中，n表示光伏模块的数量或通信系统的发射器的数量，Zmod(j)表示脉冲发生器附接到的索引为j的模块的阻抗。
[0156] 因为换流器的输入阻抗在通信频带中极低并且相对于模块的阻抗之和可以忽略，关系式(1)能够被简化为：
[0157]
[0158] 每个通信信号IPG2(j)跨过通信接收器，在通信接收器中，在电流/电压变换之后对获得的电压信号进行处理。
[0159] 根据图14，示出了通信发射器通过其脉冲发生器调制并发送的信号的电压随时间的变化412的一个示例。
[0160] 每个通信发射器通过其电流脉冲发生器实现的调制是开关键控(on-off keying，OOK)型调制。
[0161] 电流脉冲发生器还能够被视为电压OOK调制器，电压OOK调制器受到计算机发送的码片信号的控制并且插入与光伏模块并联的可变电压降。
[0162] 经调制的通过总线的输出电压由两个不同的电压电平获得，脉冲的两个电平相隔的幅度被设置为等于5V+/-10％，并且此处的输送速率被设置为等于1kbps(kilobits per second，千比特每秒)。
[0163] 上升脉冲边缘的上升时间和下降脉冲边缘的下降时间被调整以减小传输频谱之外的寄生频率，并因此满足电磁兼容性(electromagnetic compatibility，EMC)的要求。
[0164] 每个通信信号IPG2(j)跨过通信接收器，在通信接收器中，在电流/电压变换之后对获得的电压信号进行处理。
[0165] 根据图15和第一实施例，适用于对根据图4中所述的第一编码实施例处理的通信信号进行接收的接收器502包括第一上游端子504、第二下游端子506和第三输出端子508，第一上游端子504经由DC电流总线12连接到位于更下游的通信发射器上，第二下游端子506经由使用载波电流的总线连接到电力换流器上，第三输出端子508被用于高度可靠地提供远程测量数据以及与其相关联的通信发射器的物理地址。
[0166] 通信接收器502包括模拟头端514、模数转换器516和数字计算机518。
[0167] 模拟头端514被配置为对所接收的通信信号进行提取、放大和滤波，该通信信号是由通信发射器发射并且在载波电流总线上传送的通信信号之和。
[0168] 在图15中并未示出元件的模拟头端514包括电流/电压转换器，之后是高通有源滤波器，该电流/电压转换器对所接收的具有低电平的低频分量的通信信号进行解耦并且不传送信息，以及在输出端子520处提供经过放大和滤波的接收的通信信号。电流/电压转换器516例如包括分流电阻器和运算放大器，分流电阻器的电阻为1兆欧并用于提取电压，该分流电阻器被连接在第一上游端子504和第二下游端子506之间，运算放大器的输入端被提取电阻器分流。
[0169] 模数转换器516被配置为将从模拟头端514接收的直流分量已经被消除的信号在至少两倍于码片的传输频率进行重复的采样时刻下采样为所接收的信号样本，采样时刻彼此紧接着有第四预定数量Nphi个，Nphi大于或等于2，Nphi个相位根据等于码片时长的周期循环重复，并且每个相位被介于1和Nphi之间的相位等级所标识。
[0170] 模数转换器516包括输入端子522，输入端子522被连接到模拟头端514的输出端子520上，并且模数转换器516在此例如包括第一和第二这两个数字输出端子532、534，第一输出端子532和第二输出端子534中的每一个对应于不同的相位等级
[0171] 此处的数字计算机518为采用传统架构的微处理器或微控制器，其在很大的温度范围内都合格。
[0172] 替代性地，数字计算机整合了模数转换器。
[0173] 计算机518包括第一端子542和第二输入端子544，它们分别连接到模数转换器516的第一输出端子532和第二数字输出端子534和通信接收器的输出端子508以及内部时钟546上。
[0174] 数字计算机508被配置为实现数字处理以将在输入端子542、544处提供的采样数字数据变换为关于光伏模块的可靠数字数据。
[0175] 数字处理采用顺序执行的软件模块的形式来实现。
[0176] 第一模块552和第二模块554分别与第一相位等级 和第二相位等级 关联。
[0177] 第一模块552和第二模块554分别被配置为，对于每个相位，在每个采样时刻之后，根据此前第一样本的数量以及在与采样时刻的相位等级相同的相位等级下，该相位等级等于扩频因子SF与帧的二进制数据的总数Nt除以符号的长度Ns之间的乘积，通过使用滑动帧窗口相关单元556、558以及基础基本编码序列集合来确定相关联的第三原始接收帧，在第一相位等级 下的第一帧和在第二相位等级 下的第二帧。
[0178] 应当注意的是，为了实现对第三帧的确定，严格来说，抑制电力转换器的二次谐波的数字滤波得以由相关联的抑制单元560、562在第一模块552和第二模块554内实现。
[0179] 第三模块564和第四模块566分别与第一模块552和第二模块554相关联。
[0180] 第三模块564和第四模块566被配置为根据第三模块564和第四模块566各自的第三帧来验证检错码是否检测到错误的第三帧，以及当使用检错码没有检测到错误时，提取所发射的地址并将该地址与预定的发射器列表568进行比较。
[0181] 预定的发射器列表568是在安装接收器的过程中在接收器处提供的所确定的列表，或者根据在从检错码没有检测到错误的第三帧中提取的发射器地址上实现的统计滤波所建立的发射器列表。
[0182] 当所提取的地址存在于列表568中时，传送单元570在输出端传送载荷的远程测量数据和相关联的通信发射器的物理地址。
[0183] 根据图15，仅示出了与第一模块552相关联的滑动帧窗口相关单元556的架构，其中，仅对等级 的样本进行处理。
[0184] 图15中并未示出的与第二模块554相关联的滑动帧窗口相关单元558的架构与第一模块552的相关单元556的架构相同，而与其不同之处只是仅仅对第二等级 的样本进行处理。
[0185] 第一滑动帧窗口相关单元556被配置为并行计算经过变换的相关副本集合的可能相关积以及每个经过变换的相关副本集合的可能移位配置集合之间的可能相关积。在每个采样时刻之后并且根据具有与采样时刻的相位等级相同的第一相位等级 的等于扩频因子SF的大量先前的第一样本进行并行计算。经过变换的相关副本通过将彼此不匹配的那一半基础基本编码序列的电平0、1变换为电平-1、1来获得。在此能够看到，编码符号S0和S1对应于基础基本编码序列的第一集合，与第一集合中的编码序列互补的基本序列的第二集合由与编码符号S2和S3相关联的序列组成。例如在此，经过变换的相关副本通过将相关的基本传输编码序列S0、S1的电平0、1进行变换来获得。该并行计算的实现是通过第一并行计算单元572和第二并行计算单元574来完成的，第一并行计算单元572和第二并行计算单元574分别与编码符号C0的第一变换副本R0以及编码符号C1的第二变换副本R1相关联。第一并行计算单元572和第二并行计算单元574由缓存576提供长度为SF的等级为 的样本并且提供了存储在相关联的存储器578、580中的变换副本R0、R1。
[0186] 替代性地，当全部的基本编码序列都没有匹配时，即全部都是基础编码序列时，经过变换的相关副本是通过将基本编码序列集合的电平0、1变换为电平-1、1而获得的。
[0187] 通过检测单元582，第一滑动帧窗口相关单元556被配置为根据可能的相关积检测接收符号作为检测符号。
[0188] 当基本编码序列集合的基数是基础基本编码序列集合的基数的两倍时，检测到的符号对应于：
[0189] 当基本编码序列的基数为两倍时，所计算的具有最高正电平的相关积的经过变换的相关副本相关联的基本编码序列；
[0190] 或者，所计算的具有最高正电平的计算的相关积的经过变换的相关副本相关联的基本编码序列的互补基本序列。
[0191] 替代性地，当基本编码序列集合和变换后的相关副本集合各自的基数相等时，检测到的符号对应于与具有最高电平的计算相关积的变换相关副本相关联的基本编码序列。
[0192] 通过符号/位编码/序列化单元584，第一滑动帧窗口相关单元556被配置为将检测单元582检测到的符号解码为Ns个对应位的序列，并且将二进制数据输入到移位寄存器中，该移位寄存器的长度与第三帧的长度Nt相同。
[0193] 根据图16以及详细架构，第一并行计算单元572包括SF基本相关器池592和相关积选择单元594。
[0194] 在图16中，仅示出16个基本相关器中的分别记为602、604、606、608的四个基本相关器，基本相关器对应于与编码序列C0相关联的变换基本副本R0的不同移位等级，在此为0、1、14和15。
[0195] 16个基本相关器602、604、606、608并行放置，并且每个基本相关器在不同的第一输入端612、614、616、618(其连接到缓冲存储器的输出端)和不同的第二输入端622、624、626、628处提供相关的等级为0的变换基本副本R0且在从0至15的一系列整数中选择不同的移位等级来进行循环移位。
[0196] 每个基本相关器602、604、606、608被配置为对于所接收的具有相同的第一等级的样本采用相同的滑动窗口计算相关积，此处的窗口包含采用来自根据相关的变换后的基本副本R0的具有唯一不同配置632、634、636、638的16个第一等级的连续样本，基本副本R0具有等级0并且以不同的移位等级进行循环移位。
[0197] 用于相关单元的选择单元594被配置为在不改变符号的情况下根据由基本相关器602、604、606、608并行计算所提供的16个相关积来选择具有最大绝对值的相关积。
[0198] 根据图17和适用于编码协议的第二实施例的接收器642的第二实施例，接收器642正如图15的接收器那样包括相同的模拟头端514和相同的模数转换器516。
[0199] 正如图15的接收器那样，接收器被配置为以两个相位 以及等于16的扩频因子对采样后的接收信号进行处理。
[0200] 与图15的接收器不同，所检测的符号不是两位码字。在此，位和字符的概念相结合。
[0201] 在此，接收器642包括计算机644，计算机644具有与图15的接收器的计算机相同的硬件架构和相同的接口布局。
[0202] 数字计算机644的软件配置与计算机不同。
[0203] 由计算机完成的顺序执行的软件模块形式的数字处理包括第一模块652和第二模块654以及与图15中所示相同的第三和第四模块564、566，第一模块652和第二模块654分别与具有相位 的第一等级和具有相位 的第二等级相关联。
[0204] 第一和第二模块652、654分别被配置为对于每个相位，在每个采样时刻之后并且根据若干之前的第一样本以及在与采样时刻的相位等级相同的相位等级下，该相位等级等于扩频因子SF与帧的二进制数据的总数Nt之间的乘积，通过使用滑动帧窗口相关单元556、558以及基础基本编码序列集合来确定与第一相位等级 和第二相位等级 相关联的第三原始接收帧和第四原始接收帧。
[0205] 应当注意的是，严格来说，在实现第三帧和第四帧的确定之前，如图15中用于对电力转换器的2次谐波进行抑制的相同数字滤波由相同的相关抑制单元560、562在第一和第二模块中实现。
[0206] 根据图17，仅详细示出了与第一模块652相关联的滑动帧窗口相关单元656的架构，其中，仅对等级为 的样本进行处理。
[0207] 图17中并未示出的与第二模块654相关联的滑动帧窗口相关单元658的架构与第一模块的相关单元656的架构相同，而与其不同之处只是仅仅对第二等级 的样本进行处理。
[0208] 第一滑动帧窗口相关单元656被配置为并行计算经过变换的相关副本集合与每个经过变换的相关副本集合的可能移位配置集合之间的可能相关积。在每个采样时刻之后并且根据多个先前的第一样本进行并行计算，第一样本具有与采样时刻的相位等级相同的第一相位等级 并且数量等于扩频因子SF。经过变换的相关副本通过将与其间不匹配的基本传输序列中的一半中的电平0、1变换为电平-1、1来获得。在此，如图7中所见，编码符号或编码位SB0对应于基础基本编码序列的第一单元素集合，对第一集合中的基础基本编码序列互补的基本编码序列的第二单元素集合由与编码符号SB1(编码位1)相关联的序列组成。在此例如，通过对与符号SB0相关联的基础基本编码序列C0的电平进行变换来获得单个变换后的相关副本R0。
[0209] 此处该并行计算的实现是通过单个并行计算单元来完成的，该单个并行计算单元与第一并行计算单元572相同，第一并行计算单元572与编码位S0的第一变换副本以及存储在存储器578中的变换副本相关联，其中编码位S0的第一变换副本由具有与等级为 的样本的长度SF的相同缓存576提供。
[0210] 通过检测单元682，第一滑动帧窗口相关单元656被配置为检测所接收的位以作为根据可能的相关积检测的位。
[0211] 当基本编码序列集合的基数是基本副本集合的基数的两倍时，即当下的情况下，检测到的位对应于：
[0212] 与经过变换的相关副本相关联的基本编码序列，对于该基本编码序列的所计算的相关积具有绝对值最大的电平并且具有正符号；
[0213] 或者，与经过变换的相关副本相关联的基本编码序列的互补基本编码序列，对于该互补基本编码序列的所计算的相关积具有绝对值最大的电平并且具有负符号。
[0214] 替代性地，当基本编码序列集合和变换后的相关副本集合各自的基数相等时，检测到的位对应于与在各自基数中具有最高电平的计算相关积的变换相关副本相关联的基本编码序列。
[0215] 通过位序列化单元684，第一滑动帧窗口相关单元656被配置为将采用检测位形式的二进制数据输入到移位寄存器中，该移位寄存器的长度与第三帧的长度Nt相同。
[0216] 替代性地，图4、15和17中所示的数字计算机及其软件模块能够被制作为具有或多或少地高集成度的有线电子逻辑电路，例如专用ASIC电路、一个或更多FPGA电路。
[0217] 根据图18，一种用于使用调制直流载波电流进行低数据速率通信的方法702实现了上述通信系统。
[0218] 通信方法702被用于传送载荷消息，载荷消息从至少两个通信发射器中的一个或多个经由采用DC载波电流电力的导线总线以平均频率异步发射到同一接收器上，该导线总线将发射器和接收器串联连接在一起。
[0219] 通信方法包括步骤704、706、708、710、712、714、716的集合。
[0220] 在第一步骤704中，每个发射器形成第一原始传输帧，第一原始传输帧采用第一常数Nt个在0和1两个状态中选择编码的二进制原始数据的第一序列的形式，形成第一帧的二进制原始数据序列被细分为表征发射器的唯一不同的地址、载荷以及针对在发射器的地址处根据载荷确定的第一帧的检错码。
[0221] 在第二步骤706中，每个发射器采用预定的扩频因子SF将第一原始传输帧扩频为在传输频谱上的第二扩频传输帧，第二扩频传输帧采用第二码片序列的形式、并且通过下述方式获得：首先根据全部可能的长度为第二数量Ns的二进制原始数据序列集合与2的Ns次幂个符号的集合之间的双射对应规则将第一原始传输帧的二进制原始数据编码为长度是第二预定数量Ns的符号，随后将每个所获得的符号编码为由在0和1两个状态中选择编码的二进制码片形成的不同的扩频基本编码序列，不同的基本编码传输序列取决于符号并且长度是按照扩频因子SF限定的第三预定整数个码片。
[0222] 在第三步骤708中，每个发射器在导线总线上根据诸如OOK调制之类的预定调制来调制第二扩频帧的码片并以发射器信号进行发射。每个基本编码序列在以扩频因子SF为长度的可能码片序列中选择，从而满足以下要求：
[0223] 每个基本序列形成平衡码，平衡码具有中心自相关峰值和次自相关峰值，中心自相关峰值具有第一电平，次自相关峰值具有第二电平，第二电平远小于第一电平并且第二电平与第一电平之间的比率小于或等于0.3；
[0224] 基本编码序列中的至少一半相对于彼此的互相关电平远小于第一自相关电平；
[0225] 全部发射器使用的用于对符号进行传输和扩频的基本编码序列与发射器无关。
[0226] 由每个发射器形成的第一原始帧的发射时刻由每个发射器独立自主确定，而不考虑发射器之外的任何同步信号。
[0227] 在第四步骤710中，通信接收器对接收的通信信号进行捕获、放大和滤波，该通信信号是由通信发射器发射并传送到接收器的输入端处的通信信号之和。
[0228] 在第五步骤712中，通信接收器对所接收的信号进行采样，所接收的信号的直流分量被消除，在根据以大于码片的传输频率的频率重复的采样时刻的接收信号样本中，采样时刻彼此紧接着有第四预定整数Nphi个相位，Nphi大于或等于2，Nphi个相位根据等于码片时长的周期循环重复，并且每个相位被介于1和Nphi之间的相位等级标识。
[0229] 在第六步骤714中，在每个采样时刻之后并且根据第五数量的相位等级与采样时刻相同的在先第一样本，该相位等级等于扩频因子SF与帧的二进制数据的总数Nt除以符号的长度Ns之间的乘积，通信发射器确定来自滑动帧窗口相关单元的第三原始接收帧和基本序列集合。
[0230] 随后，在第七步骤716中，在与相同相位等级相关联的每个采样时刻处，当与Nphi相关联的第三原始帧减去之前的采样时刻以及与相同的相位等级相关联的采样时刻之一时，通信接收器验证所确定的第三帧的检错码是否检测到错误的第三帧，并且当检错码没有检测到错误时，接收器提取发射器地址并将发射器地址与预定的发射器列表进行比较。
[0231] 通过使用32位地址、16位载荷、16位CRC的系统的示例进行的传输的鲁棒性可以得到利用，其中，Ns等于4且SF等于6。能够看到，随机帧中存在16位有效CRC的可能性是2-16。因为每0.5ms就对预帧进行解码，所以平均每33秒就产生一个具有有效CRC的候选帧。此外，因为有232种可能的物理地址并且光伏链路中使用其中的不超过24种，所以实际地址的错误检测的可能性是24乘以2-32，即5.5×10-9。因此，若假定每天工作12小时，则该事件平均每四百年出现一次。
[0232] 替代性地，上述通信系统包括单个通信发射器。
[0233] 通信系统的应用领域不限于光伏应用，而是可以扩展到可以使用具有载波电流的通信总线的其他应用中。
