本技術涉及電力載波通信的，具體是涉及一種電力載波通信加速方法、系統、設備及存儲介質。

背景技術：

1、電力載波通信作為一種利用電力線傳輸數據的通信方式，在智能電網、家庭自動化等領域得到廣泛應用。它具有覆蓋范圍廣、無需額外布線的優點，極大地簡化了網絡部署的成本和復雜度。然而，電力線的固有特性如高噪聲、信號衰減以及阻抗變化，使得電力載波通信面臨諸多挑戰，特別是在長距離傳輸中，這些問題尤為突出，嚴重影響了通信質量和速率。

2、現有的解決方案通常包括提高發射功率、使用多載波調制技術等方式來增強信號強度，從而改善通信質量。提高發射功率可以有效增加信號強度，但在實際應用中會帶來較高的能耗問題。多載波調制技術通過使用多個子載波來傳輸數據，可以在一定程度上提高通信速率，但也增加了設備成本和信號處理的復雜度。此外，還有一些其他的常規手段，如采用更先進的濾波器和均衡器來減少噪聲和失真，但這同樣會增加硬件的復雜性和成本。

3、以上方法雖然能在某些情況下提高通信速率，但在長距離傳輸中，特別是復雜情況下，仍然難以滿足高速率通信的需求。因此，如何綜合考慮通信加速成本與通信的穩定性和可靠性，實現電力載波通信加速是亟需解決的問題。

技術實現思路

1、為了提高電力載波通信在長距離傳輸中的通信速率和穩定性，且保證無需耗費較高的加速成本，本技術提供一種電力載波通信加速方法、系統、設備及存儲介質。

2、第一方面，本技術提供一種電力載波通信加速方法，包括：

3、采用mimo結構進行多路徑通信傳輸，實時采集多路徑信道狀態數據；

4、根據采集到的多路徑信道狀態數據，利用機器學習算法預測下一時段的多路徑的信道狀態數據；

5、根據預設的狀態評估指標分別對預測的下一時段的每個路徑信道狀態數據進行狀態評估，對應獲取信道狀態評估值并確定對應路徑傳輸優化策略；所述預設的狀態評估指標包括：噪聲水平與干擾程度；所述路徑傳輸優化策略包括：針對信道狀態評估值出現微弱下降或持續第一時段不穩定波動的路徑，選擇采用傳輸路徑補償優化策略；針對信道狀態評估值出現嚴重下降或持續不穩定波動的路徑，選擇采用切換其他路徑優化策略；針對信道狀態評估出現處于中等下降或持續第二時段不穩定波動的路徑，選擇優先補償與補償未果切換其他路徑的綜合優化策略；信道狀態評估值出現微弱下降、中等下降與嚴重下降均對應設置信道狀態評估值下降范圍；信道狀態評估值不穩定波動是指信道狀態評估值變化率大于預設變化率；第二時段大于第一時段；

6、根據確定的每個路徑傳輸優化策略調整下一時段對應路徑傳輸方式，以調整后的對應路徑傳輸方式完成下一時段的多路徑通信傳輸。

7、通過采用上述方案，采用mimo結構進行多路徑通信傳輸，提高了信號的可靠性和通信的魯棒性；利用機器學習算法預測下一時段的每個路徑狀態數據并進行評估，根據評估結果選擇補償或切換其他路徑的路徑優化策略，既提前對可能的信道狀態變化做出應對，提高了電力載波通信在長距離傳輸中的通信速率和穩定性，又避免一味采用提高發射效率等措施以降低不必要的損耗。

8、優選的，利用頻譜感知技術實時采集每個路徑分配的頻段信息；

9、根據預設的頻段狀態評判指標分別對每個路徑對應采集的頻段信息進行頻段狀態分析，獲取頻段狀態分析評估值；所述預設的頻段狀態評判指標包括：頻段占用率與干擾程度；

10、根據實時獲取的頻段狀態評估值，利用機器學習算法預測下一時段的每個路徑的頻段狀態評估值；

11、根據預測下一時段的每個路徑的頻段狀態評估值，按照頻譜調整優化策略調整下一時段每個路徑使用的頻段資源；所述頻譜調整優化策略包括：優先選擇狀態評估值最高且大于預設狀態評估值的頻段并于確定原分配頻段中不存在預測的狀態評估值大于預設狀態評估值后切換至未占用的頻段。

12、通過采用上述方案，利用頻譜感知技術實時采集每個路徑對應的頻段資源并進行頻段狀態評估，利用機器學習算法預測下一時段的每個路徑的頻段狀態評估值，利用頻譜調整優化策略預先調整下一時段使用頻段資源，即有效提高了頻段資源的利用率和通信的靈活性。

13、優選的，還包括：

14、在確定下一時段每個路徑使用的頻段資源后，調整下一時段每個路徑使用的頻段資源前，針對每個路徑對應確定使用的頻段，在確定的頻段內設計跳頻圖案；所述跳頻圖案定義了利用當前路徑進行通信過程中頻率跳變的序列；其中，設計的跳頻圖案根據每個時段確定的頻段動態更新設計；以調整后的下一時段每個路徑使用的頻段資源進行通信過程中，接收端與發送端按照設計的跳頻圖案改變通信頻率。

15、通過采用上述方案，在確定的頻段內動態設計跳頻圖案，使得通信過程中頻率跳變的序列能夠根據每個時段的頻段特性進行靈活調整，更好地應對突發的干擾和頻率資源變化，進而提高通信速度。

16、優選的，還包括：

17、針對每個路徑，采集在與下一時段對應路徑使用的通信頻段相同頻段條件下歷史通信過程中選擇的中繼節點傳輸性能評估結果；其中，每個路徑部署若干中繼節點，中繼節點傳輸性能評估結果根據歷史傳輸成功率與延遲時間評估確定；

18、統計確定所有采集的歷史通信過程中選擇的中繼節點傳輸性能評估結果中評估結果最優的中繼節點，將確定的中繼節點作為與下一時段對應路徑使用的通信頻段匹配的中繼節點；

19、在以調整后的下一時段每個路徑使用的頻段資源進行對應路徑的通信傳輸過程中，選匹配的中繼節點作為對應路徑通信過程中選擇的中繼節點。

20、通過采用上述方案，考慮頻段的選擇會直接影響到信號傳輸的質量和穩定性，充分利用歷史數據，選擇與當前通信頻段相適應的中繼節點以進一步加速通信時。

21、優選的，還包括：

22、根據獲取的下一時段對應路徑使用的頻段資源的頻段特性確定下一時段對應路徑進行通信傳輸的信號調制方式與編碼方式；其中，對于高頻段特性對應匹配高階調制方式、turbo碼或ldpc碼的編碼方式；對于低頻段特性對應匹配低階調制方式、crc校驗編碼方式。

23、通過采用上述方案，據不同頻段的特性動態調整信號調制方式和編碼方式，使得整個通信系統在不同環境下的性能得到了優化，提升了通信的靈活性和魯棒性，從而提高電力載波通信在長距離傳輸中的通信速率和穩定性。

24、優選的，所述設計跳頻圖案采用混合跳頻策略完成頻率跳變的序列設計。

25、通過采用上述方案，采用混合跳頻策略進一步增加通信的靈活性和安全性，提高通信的抗干擾性，從而提高電力載波通信在長距離傳輸中的通信速率和穩定性。

26、優選的，還包括：

27、采集以調整后的多路徑傳輸方式完成下一時段的多路徑通信傳輸的傳輸時長，獲取用戶對于采集的傳輸時長的滿意度，若滿意度大于預設滿意度，則對應縮短預測時段的長度。

28、通過采用上述方案，根據預測的路徑狀態數據完成傳輸路徑調整優化，確定優化后的傳輸路徑有助于加速通信時，可進行更頻繁的路徑優化以更高效的路徑優化加速通信。

29、第二方面，本技術提供一種電力載波通信加速系統，包括：

30、多路徑信道狀態數據獲取模塊，用于采用mimo結構進行多路徑通信傳輸，實時采集多路徑信道狀態數據；

31、多路徑信道狀態數據預測模塊，用于根據采集到的多路徑信道狀態數據，利用機器學習算法預測下一時段的多路徑的信道狀態數據；

32、多路徑傳輸優化策略獲取模塊，用于根據預設的狀態評估指標分別對預測的下一時段的每個路徑信道狀態數據進行狀態評估，對應獲取信道狀態評估值并確定對應路徑傳輸優化策略；所述預設的狀態評估指標包括：噪聲水平與干擾程度；所述路徑傳輸優化策略包括：針對信道狀態評估值出現微弱下降或持續第一時段不穩定波動的路徑，選擇采用傳輸路徑補償優化策略；針對信道狀態評估值出現嚴重下降或持續不穩定波動的路徑，選擇采用切換其他路徑優化策略；針對信道狀態評估出現處于中等下降或持續第二時段不穩定波動的路徑，選擇優先補償與補償未果切換其他路徑的綜合優化策略；信道狀態評估值出現微弱下降、中等下降與嚴重下降均對應設置信道狀態評估值下降范圍；信道狀態評估值不穩定波動是指信道狀態評估值變化率大于預設變化率；第二時段大于第一時段；

33、多路徑傳輸優化策略執行模塊，用于根據確定的每個路徑傳輸優化策略調整下一時段對應路徑傳輸方式，以調整后的對應路徑傳輸方式完成下一時段的多路徑通信傳輸。

34、通過采用上述方案，利用機器學習算法預測下一時段的每個路徑狀態數據，對預測的多路徑狀態數據進行評估，確定合適的多路徑傳輸優化策略并預先調整下一時段多路徑傳輸方式，使得在復雜電力線環境下保持穩定的高速數據傳輸。

35、第三方面，本技術提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質包括存儲的計算機程序，其中，在所述計算機程序運行時控制所述計算機可讀存儲介質所在設備執行如上述的方法。

36、第四方面，本技術提供一種計算機設備，所述計算機設備包括存儲器、處理器及在所述存儲器上存儲并可運行的程序，所述程序被處理器執行時實現如上述方法的步驟。

37、綜上，本技術具有以下有益效果：

38、1、通過采用mimo結構進行多路徑通信傳輸，并實時采集多路徑信道狀態數據，利用機器學習算法預測下一時段的每個路徑狀態數據，根據預設的狀態評估指標確定多路徑傳輸優化策略并預先調整下一時段多路徑傳輸方式，提高長距離電力載波通信的速率和穩定性，解決了現有技術中長距離傳輸時通信速率低的問題；

39、2、引入頻譜感知技術，實時采集每個路徑的頻段信息，并根據預設的頻段狀態評判標準進行頻段狀態分析，利用機器學習算法預測下一時段的頻段狀態，確定頻譜調整優化策略，提高了系統的抗干擾能力和通信的魯棒性，確保了通信的連續性和可靠性，進而提高長距離電力載波通信的速率和穩定性；

40、3、通過設計動態更新的跳頻圖案，并在通信過程中根據確定的頻段調整通信頻率，進一步提升了信號傳輸的可靠性和抗干擾能力，減少了數據丟包率，進而提高長距離電力載波通信的速率和穩定性。