用于处理来自传输信道的信号的方法和接收机技术

一种接收机包括被设计为连接到传输信道并且被配置用于递送来自传输信道的信道模拟信号的输入级(ET1)、用于信道模拟信号的模拟/数字转换以便递送数字信号的级(CAN)、以及用于处理所述数字信号的装置(ET2)。处理装置包括被配置用于执行至少一个阶段的检测装置(MDET)，至少一个阶段用于使用所述数字信号、以检测传输信道在一个时间间隔期间被认为是线性且时不变还是被认为是线性且循环稳定这样的方式来检测传输信道的状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的各个实施例以及它们的实现方式涉及在传输信道上的信息的传输，并且尤其是当这个信道是电力线时，涉及由电力线通信(power-linecommunication，PLC)对信息的传输，并且更具体地，涉及传输信道的传递函数(transferfunction)的估计。本专利技术的各个实施例和它们的实现方式尤其不是唯一地与PLC-G3标准兼容，PLC-G3标准诸如被定义在例如标题为“NarrowbandOFDMPLCspecificationsforG3-PLCnetworks”的来自G3-PLC联盟在2015年4月的文档版本中，本领域的技术人员将能够方便地参考该文档。
技术介绍
电力线通信技术旨在于通过利用供电网络的已有基础设施来传输数字数据。它尤其允许对电计量器的远程读取、电动车辆与收费终端之间的交换、或者还允许对电力网的管理和控制(智能网技术)。电力线通信技术(PLC)尤其包含窄带电力线通信(N-PLC)，窄带电力线通信通常被定义为在高至500KHz的传输频率处进行操作的电力线上的传输。因此N-PLC通信通常使用尤其由ComitéEuropéendeNormalisationElectrotechnique(CENELEC)或者由FederalCommunicationsCommission(FCC)定义的频带。因此，考虑频带CENELECA(3-95kHz)，针对PLC-G3标准，传输频率位于35.9375与90.625KHz之间。接收机的整体性能极大程度上取决于它的信道估计的质量，换而言之，取决于这个信道的传递函数的估计。已知的是，传输信道能够随着时间、在频率上、在相位上和在幅度上变化。此外，经由电力线通信传达并且由接收机接收的信号由已经采用了传输信道(电力线)内的若干传播路径的若干信号的组合而得到，每个传播路径具有它自己的时间延迟和它自己的衰减(传输信道是多路径传输信道)。然后这可以引起某些频率的明显衰减。此外，电力网的性质和特性不是预先已知的并且随着时间可变。因此，由用户连接的某些对象的阻抗随着电压而变化。例如针对卤素灯或者针对包括电压整流器的对象的话就是这样的情况。当用户连接这样的对象时，这然后导致传输信道的传递函数的变化。该信道然后被认为是线性且循环平稳(cyclo-stationary)、或者线性且以周期性的方式随着时间变化，这对应于缩写词LPTV(线性周期性时变，LinearPeriodicallyTimeVarying)。在其他情况中，该信道可以被认为是线性且时不变(LTI，线性时不变)。与PLC-G3标准兼容的当前接收机不被适配用于当信道估计随着时间变化时执行信道估计。事实上，PLC-G3标准仅包括两个OFDM符号，作为用于完全估计该信道的传递函数的前导符号。而且，当该信道变化时，并且尤其当存在循环平稳信道时，信道的估计是错误的、并且甚至是不可能的，并且因此导致在解码这些符号时的误差。
技术实现思路
根据一个实施例以及它的实现方式，想法在于限制尤其是由于错误信道估计而引起的解码误差的风险。根据另一个实施例以及它的实现方式，提供了相对简单的信道估计，甚至是在该信道被认为是循环平稳、并且与PLC-G3标准兼容时。根据一个方面，提供了一种方法，用于处理来自传输信道、例如电力线的信道模拟信号，该信号然后经由电力线通信(PLC)传达，该方法包括至少一个阶段，该至少一个阶段用于基于来自信道模拟信号的模拟/数字转换的数字信号、以检测传输信道在一个时间间隔期间被认为是线性且时不变(LTI)还是被认为是线性且周期性时变(LPTV)这样的方式来检测传输信道的状态。将会经历模拟/数字转换的信道模拟信号可以例如是直接来自该信道的模拟信号，或者如通常的情况，是由连接到传输信道的模拟输入级(尤其包括带通滤波器、低通滤波器和放大器)递送的模拟信号。根据这个方面的方法在如下事实上不同于现有技术：在信道估计、随后是符号的解码之前，检测出传输信道的状态，这个状态实时地根据接收到的信号来进行，这允许限制由于错误信道估计导致的解码误差的风险。这事实上允许关于要被应用的后续处理操作而采取决策，诸如举例而言，临时地暂停解码、或者使用对于信道的各个状态而言适当的信道估计、并且因此提高接收机的整体性能。信道模拟信号符合例如PLC-G3标准。当信道模拟信号传达符号帧时，检测阶段可以在至少一个帧的接收期间被执行，检测到的该信道的状态被认为针对所述至少一个帧的整个持续时间是有效的，换而言之，被检测为循环平稳(周期性时变)的信道被认为针对所述至少一个帧的整个持续时间是循环平稳的，并且被检测为时不变的信道被认为针对所述至少一个帧的整个持续时间是时不变的。然而，由于信道的状态从一个帧到另一个帧可能潜在地改变，优选的是在每个帧的接收期间执行检测阶段。因此，此处再次的，在当前帧的接收期间检测到的该信道的状态针对这个当前帧的整个持续时间被认为有效。根据一个实施例，所述检测阶段包括：–多个信道估计，使用接收到的所述帧的多个参考符号、以获得所述信道的多个传递函数这样的方式来分别执行多个信道估计，–至少一对传递函数之间的至少一个相位差异的确定；并且所述状态的检测包括所述至少一个相位差异的绝对值与阈值的比较，如果所述至少一个相位差异的绝对值小于或者等于所述阈值则该信道被认为线性且时不变、并且在相反的情况下则被认为线性且循环平稳。在传输侧上，信道模拟信号来自初始数字信号的数字/模拟转换，并且当数字信号的采样频率(在接收处)不同于初始数字信号的采样频率(在传输处)时，优选的是将这个采样频率偏差考虑在内以用于校正传递函数。因此，根据一个实施例，所述多个信道估计包括使用接收所述帧的所述多个参考符号而分别执行的基础传递函数的估计、以及用于利用与采样频率中的这种偏移对应的相移而以获得所述传递函数这样的方式对这些基础传递函数进行校正的处理操作。为了更容易地检测信道的时间变化，优选的是选择接收到的帧的如下参考符号的集合，这些参考符号在时间上在等于或稍微长于循环平稳周期的全部持续时间期间延伸、如果存在的话是在等于或稍微长于该信道的循环平稳周期的全部持续时间期间延伸，并且以如下这样的方式选择根据其确定相位差异的每个对的两个传递函数，这样的方式是这些传递函数分别与在时间上由比与最小数目的参考符号对应的有限时间周期更长的周期分离的两个参考符号相关联。当循环平稳周期不是一个参考符号的持续时间的整数倍时，参考符号的全部持续时间稍微长于所述循环平稳周期。因此，在这种情况下，这个周期例如被包括在一个参考符号的持续时间的两个连续整数倍之间。因此，例如当该信号符合PLC-G3标准时，每个接收到的帧包括前导序列、随后是报头、随后是有效载荷。参考符号然后有利地包括报头的符号以及有效载荷的与经传输的帧的两个已知符号对应的两个符号。参考符号的数目然后等于15并且一起在等于10.42ms(由于每个参考符号具有等于0.695ms的持续时间)的持续时间期间延伸。如果相关的话，这个总的10.42ms的持续时间稍微长于信道的循环平稳周期(10ms)，该信道的循环平稳周期等于将会在电力线中流动的交流电的周期的一半(即针对50Hz频率是20ms)。以同样的方式，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理来自传输信道的信道模拟信号的方法，包括至少一个阶段，所述至少一个阶段用于基于来自所述信道模拟信号的模拟/数字转换的信道数字信号(SNC)、以检测所述传输信道在一个时间间隔期间被认为是线性且时不变还是被认为是线性且循环平稳这样的方式来检测所述传输信道的状态。

【技术特征摘要】
2015.07.09 FR 15564871.一种用于处理来自传输信道的信道模拟信号的方法，包括至少一个阶段，所述至少一个阶段用于基于来自所述信道模拟信号的模拟/数字转换的信道数字信号(SNC)、以检测所述传输信道在一个时间间隔期间被认为是线性且时不变还是被认为是线性且循环平稳这样的方式来检测所述传输信道的状态。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述信道模拟信号(SAC)传达符号的帧(TRM)，并且所述检测阶段在至少一个帧的接收期间被执行，检测到的所述信道的状态被认为针对所述至少一个帧的整个持续时间是有效的。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述检测阶段在每个帧(TRM)的接收期间被执行，在当前帧的接收期间检测到的所述信道的状态被认为针对这个当前帧的整个持续时间是有效的。4.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，其中所述检测阶段包括使用接收到的所述帧的多个参考符号(SYMRi)以获得所述信道的多个传递函数(Hi)这样的方式而分别被执行的多个信道估计(80)、至少一对传递函数之间的至少一个相位差异的确定(81、82)，并且所述状态的检测包括所述至少一个相位差异的绝对值与阈值(TH)的比较，如果所述至少一个相位差异的所述绝对值小于或者等于所述阈值则所述信道被认为是线性且时不变、并且在相反的情况下则被认为是线性且循环平稳。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述信道模拟信号来自初始数字信号的数字/模拟转换，并且当所述数字信号的采样频率不同于所述初始数字信号的采样频率时，所述多个信道估计包括基于接收到的所述帧的所述多个参考符号而分别被执行的基础传递函数(HBi)的估计(800)、以及用于利用与采样频率中的这种偏移对应的相移(DPHC)而以获得所述传递函数(Hi)这样的方式对这些基础传递函数进行校正的处理操作(801)。6.根据权利要求4和5中任一项所述的方法，其中如果相关的话是，接收到的帧的参考符号的集合在时间上在等于或稍微长于所述信道的循环平稳周期(PC)的全部持续时间期间延伸，并且每个对的两个传递函数分别与在时间上由比与最小数目的参考符号对应的有限时间周期更长的周期分离的两个参考符号相关联。7.根据权利要求4、5和6中任一项所述的方法，其中所述检测阶段包括对分别在数对传递函数之间的数个相位差异(DPH1-DPH9)的确定(81)、用于以获得均值相位差异(DPHM)这样的方式来平均这些相位差异的绝对值的处理操作(82)、以及所述均值相位差异与所述阈值(TH)的比较，如果所述均值相位差异小于或者等于所述阈值则所述信道被认为是线性且时不变、并且在相反的情况下则被认为是线性且循环平稳。8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中接收到的帧的参考符号对应于经传输的帧的已知符号(S1、S2)和/或是在不知道所述传输信道的所述传递函数的情况下能够被解码的符号(FCHi)。9.根据权利要求8所述的方法，其中基于接收到的可解码符号(FCHi)而执行的每个信道估计包括对接收到的所述符号的解码(100)、以获得经重新编码的符号(FCHECi)这样的方式对这个经解码的符号的重新编码(101)、以及基于所述经重新编码的符号和基于接收到的所述可解码符号对所述信道的所述传递函数的确定。10.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述信道模拟信号根据OFDM调制而被调制。11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述传输信道是电力线，所述信道模拟信号经由电力线通信传达，并且如果相关的话，所述信道的循环平稳周期(PC)是被设计为在所述电力线上流动的交流电的周期的一半。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述信道模拟信号符合
\tPLC-G3标准。13.根据权利要求8和12所述的方法，其中每个接收到的帧包括前导序列(PRM)、随后是报头(HD)、随后是有效载荷(PLD)，并且所述参考符号包括所述报头的符号(FCHi)和所述有效载荷的与经传输的帧的两个已知符号(S1、S2)对应的两个符号。14.根据权利要求6以及权利要求12和13中任一项所述的方法，其中参考符号的所述有限数目等于6。15.根据权利要求4和7中的任一项以及权利要求12至14之一所述的方法，其中所述阈值等于0.75弧度。16.根据与权利要求2结合的前述权利要求之一所述的方法，还包括：当所述传输信道被认为针对所述至少一个帧的整个持续时间是线性且循环平稳时，所述传输信道的分别与N个连续时间片段相关联的N个传递函数(Hi)的序列的生成(100)、以及针对帧的符号中的至少一些符号中的每个符号而使用与包含所述符号的时间片段相关联的传递函数对这些符号的解码，所述N个时间片段的全部持续时间等于所述信道的几乎整个循环平稳周期(PC)或者等于整个所述周期(PC)。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述N个传递函数的序列的所述生成包括分别与每个帧的M个连续参考符号相关联的M个传递函数(Hi)的初始序列的生成，所述M个参考符号覆盖等于或者稍微长于整个所述周期的时间周期，所述N个传递函数(Hk)来自这些M个传递函数(Hi)。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述M个传递函数(Hi)是在用于检测所述传输信道的状态的阶段期间获得的那些传递函数。19.根据权利要求13和18所述的方法，其中M等于15，N等于7，N个传递函数(Hk)是对所述初始序列中的十四个连续传递函数(H2-H15)中两两取的平均值。20.根据权利要求17至19之一所述的方法，其中对最后一个
\t参考符号之后的符号的解码连续地且循环地使用所述N个传递函数(Hk)的序列中的传递函数。21.根据权利要求20所述的方法，其中当所述N个时间片段的持续时间不同于循环平稳周期(PC)时，对最后一个参考符号之后的符号的解码还周期性地包括在所述传递函数的连续且循环的使用中对传递函数的偏移(130)。22.根据权利要求20和21中任一项所述的方法，其中所述信号经由电力线通信传达，所述信道的循环平稳周期是被设计为在所述电力线上流动的交流电的周期的一半，其中参考信号(ZCS)在所述交流电的每个过零段处被递送，并且所述信道的循环平稳周期的值基于所述参考信号的出现而被重新设置。23.根据与权利要求4和5中任一项结合的权利要求1至15之一所述的方法，还包括：当所述传输信道被认为针对所述至少一个帧的整个持续时间是线性且时不变的时，用于对在所述检测阶段获得的所述信道的所述多个传递函数进行平均以便获得均值传递函数(HM)的处理操作(150)，并且使用这个均值传递函数来执行所述帧中所述参考符号之后的符号的解码(151)。24.一种接收机，包括被设计为连接到传输信道并且被配置用于递送来自所述传输信道的信道模拟信号的输入级(ET1)、用于所述信道模拟信号的模拟/数字转换以便递送数字信号的级(CAN)、以及用于处理所述数字信号的装置(ET2)，其特征在于处理装置包括被配置用于执行至少一个阶段的检...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·德马雅，Y·布夫特，
申请(专利权)人：意法半导体鲁塞公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR