循环平稳的传输信道的估计方法及相应接收器技术

一种接收器，包括：输入级(ET1)，其连接到传输信道并配置为传送来自传输信道的模拟信道信号；模数转换级(ADC)，用于模数转换模拟信道信号以传送数字信道信号。模拟信道信号传送符号帧(TRM)，传输信道被视为在至少一帧的整个期间是线性且循环平稳的。估计装置(MEST)基于数字信道信号执行对于所述至少一帧的多个信道估计(80)，以使分别与N个连续时间段相关联的传输信道的N个传递函数序列(HFk)公式化，其中N个时间段的总时间(D)几乎等于信道的整个循环平稳周期(PC)或几乎等于整个所述周期(PC)。解码装置(MDCD)通过对这些符号中的每个符号使用与包含所述符号的时间段相关联的传递函数，解码所述至少一帧的至少一些符号。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请基于先前提交的正在审理中的、提交于2015年7月9日的法国专利申请No.1556488，其主题通过全文引用而合并于此。
本公开涉及在传输信道上传输信息，特别地，涉及通过电力线通信(PLC)传输信息。
技术介绍
电力线通信(PLC)技术旨在通过利用现有输电网络基础设施传输数字数据。特别地，该技术允许远程读取电子仪表、在电动车辆与充电终端之间交换能量以及管理和控制能源网络(智能电网)。特别地，PLC技术包含窄频电力线通信(N-PLC)，后者通常被定义为通过电力线以高达500kHz的传输频率进行通信。因此，N-PLC通信通常使用特别是欧洲电工委员会(CENELEC)或美国联邦通信委员会(FCC)定义的频段。因此，如果考虑使用CENELEC频段(3-95kHz)，则传输频率位于PLC-G3标准的35.9375kHz和90.625kHz之间。接收器的整体性能取决于其信道估计的质量即该信道的传递函数的估计。也就是说，传输信道会随着时间、频率、相位和幅度而变化。此外，通过电力线通信传送并由接收器接收的信号来源于传输信道(也即电力线)内多个传播路径或通路中多个连续信号的组合，其中每个路径或通路都有特有的时间延迟和衰减量(也即传输信道是多通路传输通道)。由此，这会导致某些频率的大量衰减。此外，已知电力网的性能和特点并没有优势，并且会随时间而变化。因此，使用者插入阻抗随电压变化的某些对象。例如，卤素灯或含有电压整流器的对象。当使用者插入此类对象时，将使传输信道的传递函数周期性变化。然后，可将信道视为线性且循环平稳的或“线性周期性时变”，后者对应于首字母缩略词LPTV(“线性周期性时变”)。兼容PLC-G3的当代接收器不适用于在信道随时间变化时执行信道估计。事实上，PLC-G3标准规定仅使用两个正交频分多路(OFDM)符号作为导频符号以充分估计信道的传递函数。因此，当信道变化时，特别是当存在循环平稳信道时，信道估计可以是错误的或也许是不可能的，可能导致解码符号时出错。
技术实现思路
一般来说，该方法用于处理来自传输信道的模拟信道信号，模拟信道信号传送多个帧，传输信道对于至少一帧的整个期间是线性且循环平稳的。该方法包括：将模拟信道信号转换为数字信道信号并且基于数字信道信号为至少一帧执行多个信道估计以生成传输信道的N个传递函数的序列。N个传递函数的序列的每一个分别与N个连续的时间段相关联。N个时间段的总时间(D)可以几乎等于或略小于信道的循环平稳周期。该方法可以包括通过对这些符号中的每个符号使用与包含符号的时间段相关联的传递函数来解码至少一帧的至少一些符号。附图说明图1是依据本公开的发送器的示意图。图2是依据本公开的所调制的载体从可用的载体的集合中形成载体的子集的示意图。图3是依据本公开的接收器的示意图。图4是依据本公开的帧结构的示意图。图5是依据本公开的帧结构的示意图。图6是依据本公开的参考符号的示意图。图7至11是依据本公开示出的方法的流程图。图12是依据本公开的传递符号的示意图。图13-14是依据本公开示出的方法的流程图。具体实施方式根据一个实施例，信道估计方法适用于被视为循环平稳状态的信道并兼容PLC-G3标准。根据一个方面，一种用于处理来自传输信道(例如电力线，然后由PLC传送信号)的模拟信道信号的方法，模拟信道信号传送符号帧(TRM)以及传输信道被视为在至少一帧的整个期间是线性且循环平稳的。该方法包括：模拟信道信号的模数转换，以获得数字信道信号；以及基于数字信道信号对至少一帧执行多个信道估计，以使分别与N个连续的时间段相关联的传输信道的N个传递函数序列公式化。N个时间段的总时间几乎等于信道的整个循环平稳周期或几乎等于整个所述周期。该方法包括通过对这些符号中的每个符号使用与包含所述符号的时间段相关联的传递函数，解码至少一帧的至少一些符号。当循环平稳周期不是时间段期间的整数倍时，N个时间段的总时间略大于循环平稳周期。因此，在这种情况下，该循环平稳周期介于N倍与N+1倍时间段期间之间。当循环平稳周期为时间段期间的整数倍时，N个时间段的总时间等于循环平稳周期。例如，将进行模数转换的模拟信道信号可以是直接来自信道的模拟信号，或者通过连接到传输信道的模拟输入级(特别地，包括带通滤波器、低通滤波器和放大器)传送的模拟信号。例如，模拟信道信号符合PLC-G3标准。信道被视为在所述至少一帧的整个期间是循环平稳的。当然，在连续或不连续的多帧过程中，信道可以是循环平稳的，在这种情况下所述方法的上述步骤可有效应用于这些帧中的每一帧，在接收这些帧中的每一帧期间，信道状态被视为在所考虑帧的整个期间是循环平稳的。根据一个实施方式，N个传递函数序列的公式化包括使分别与所述至少一帧的M个连续参考符号相关联的M个传递函数初始序列公式化，其中M个参考符号暂时地覆盖等于或略大于整个循环平稳周期的期间，N个传递函数来自这些M个传递函数。当循环平稳周期不是参考符号期间的整数倍时，M个参考符号的总时间略大于循环平稳周期。因此，在这种情况下，该循环平稳周期介于M-1倍与M倍参考符号期间之间。当循环平稳周期为参考符号期间的整数倍时，M个参考符号的总时间等于循环平稳周期。举例说明，当信号符合PLC-G3标准时，参考信号的数量M可以等于15，然后在等于10.42ms(由于每个参考符号具有等于0.695ms的期间)的期间一起延伸。该总时间10.42ms略大于信道的可能循环平稳周期(10ms)，后者等于在电力线上流动的交流电流(即频率50Hz、周期20ms)的半周期。同样地，在主频率为60Hz的国家，信道的循环平稳周期等于8.33ms，参考符号的数量M可以等于12。然而，可以将这15个传递函数中的14个用于解码所述帧的有效字段的符号(“有效负载”)，为了获得更优的信噪比，结果证明仅使用7个传递函数(N＝7)效果更好。因此，N小于M，例如N个传递函数可以是初始序列的M个连续传递函数中至少一些传递函数的连续组的平均值。当M等于15并且N等于7时，N个传递函数可以是初始序列的14个连续传递函数的成对(或2x2)的平均值。在发射端，模拟信道信号来自初始数字信号的数模转换，而当数字信道信号的采样频率(接收时)不同于初始数字信号的采样频率(发射时)时，优选考虑该采样频率移位(或者“采样频率偏移”)以校正传递函数。因此，根据一个实施方式，所述多个信道估计包括基于所述所接收的帧的M个参考符号分别执行的M个基本传递函数的估计，以及用于校正具有对应于该采样频率移位的相移的这些M个基本传递函数以获得所述M个传递函数的处理。例如，根据各传递函数将确定的符号，所接收的帧的参考符号是对应于传输帧的已知符号的所接收的帧的符号和/或是能够在不知道传输信道的传递函数情况下解码的可解码符号。因此，在PLC-G3标准条件下，每个所接收的帧依次包括前导码、报头、有效字段，而参考符号可以包括帧的报头的符号，其可以在不知道传输信道的传递函数情况下解码，因为它们以差分方式编码，以及帧的有效字段的两个符号(“有效负载”)，其对应于传输帧的有效字段的两个已知符号S1、S2。因此将会注意到的是，虽然PLC-G3标准规定仅两个已知符号(即S1和S2)作为用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理来自传输信道的模拟信道信号的方法，所述模拟信道信号传送符号帧(TRM)并且所述传输信道被视为在至少一帧的整个期间是线性且循环平稳的，所述方法包括：所述模拟信道信号的模数转换，从而获得数字信道信号；基于所述数字信道信号为所述至少一帧执行多个信道估计(80)，从而使分别与N个连续的时间段(TRk)相关联的所述传输信道的N个传递函数的序列(HFk)公式化，所述N个时间段的总时间(D)几乎等于所述信道的整个循环平稳周期(PC)或整个所述周期(PC)；以及通过对这些符号中的每个符号使用与包含所述符号的所述时间段相关联的所述传递函数，解码所述至少一帧的至少一些符号。

【技术特征摘要】
2015.07.09 FR 15564881.一种用于处理来自传输信道的模拟信道信号的方法，所述模拟信道信号传送符号帧(TRM)并且所述传输信道被视为在至少一帧的整个期间是线性且循环平稳的，所述方法包括：所述模拟信道信号的模数转换，从而获得数字信道信号；基于所述数字信道信号为所述至少一帧执行多个信道估计(80)，从而使分别与N个连续的时间段(TRk)相关联的所述传输信道的N个传递函数的序列(HFk)公式化，所述N个时间段的总时间(D)几乎等于所述信道的整个循环平稳周期(PC)或整个所述周期(PC)；以及通过对这些符号中的每个符号使用与包含所述符号的所述时间段相关联的所述传递函数，解码所述至少一帧的至少一些符号。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述N个传递函数的序列的公式化包括使分别与所述至少一帧的M个连续参考符号相关联的M个传递函数的初始序列(Hi)公式化，其中所述M个参考符号暂时地覆盖等于或略大于整个所述循环平稳的周期的期间，所述N个传递函数(HFk)来自所述M个传递函数(Hi)。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述模拟信道信号来自初始数字信号的数模转换，并且当所述数字信道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所接收的所述帧的M个参考符号分别执行的M个基本传递函数(HBi)的估计(800)，以及用于校正具有对应于所述采样频率的移位的相移(DPHC)的所述M个基本传递函数，从而获得所述M个传递函数(Hi)的处理(801)。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述N个传递函数(HFk)是所述初始序列的连续传递函数(H2-H15)中至少一些传递函数的连续组的平均值。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中所接收的所述帧的参考符号对应于所传输的帧的已知符号(S1，S2)，和/或是能
\t在不知道所述传输信道的传递函数情况下解码的可解码符号(FCHi)。6.根据权利要求5所述的方法，其中基于所接收的所述可解码符号(FCHi)执行的每个信道估计包括解码(100)所接收的所述符号、重新编码(101)经解码的符号，从而获得重新编码的符号(FCHECi)、以及基于所述重新编码的符号和所接收的所述可解码符号确定所述信道的传递函数。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中依据OFDM调制对所述模拟信道信号进行调制。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述传输信道是电力线，所述模拟信道信号通过电力线通信传送，并且所述信道的所述循环平稳周期(PC)为将要在所述电力线上流动的交流电流的半周期。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述模拟信道信号符合PLC-G3标准。10.根据权利要求5和8所述的方法，其中每个所接收的帧依次包括前导码(PRM)、报头(HD)、有效字段(PLD)，并且所述参考符号包括所述报头的符号(FCHi)以及对应于所传输的帧的两个已知符号的有效字段的两个符号(S1，S2)。11.根据权利要求4和10所述的方法，其中M等于15，N等于7，所述N个传递函数(HFk)为所述初始序列的14个连续传递函数(H2-H15)的成对的平均值。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中按照最后一个参考符号的所述符号的所述解码连续地且循环地使用N个传递函数(HFk)所述序列的所述传递函数。13.根据权利要求12所述的方法，其中当所述N个时间段的期间(D)不同于所述循环平稳周期(PC)时，按照所述最后一个参考符号的所述符号的所述解码还包括传递函数在所述传递函数的连续地且循环地使用中的周期性地移位(130)。14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述信号由电力线
\t通信传送，所述信道的循环平稳周期为将要在所述电力线上流动的交流电流的半周期，其中在所述交流电流的每个零交点处传送参考信号(ZCS)，并且基于所述参考信号的出现调整所述信道的所述循环平稳周期的值。15.一种接收器，包括：输入级(ET1)，旨在连接到传输信道并被配置为传送来自所述传输...

【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