在脉冲噪声和抹音信道中的SNR计算制造技术

本发明专利技术涉及在脉冲噪声和抹音信道中的SNR计算。具体地，耦连(602)到网络中具有周期性脉冲噪声的噪声信道的装置可通过接收符号的包来估计有效的信噪比(SNR)。该装置可确定(604)由于干扰在该包中的坏符号的数量N坏比和在该包中的剩余多个好符号。SNR值可仅基于在该符号包中的多个好符号来计算(606)以形成SNR好值。可根据N坏比和该SNR好值的函数确定(608)SNR校正值(SNR偏移)。随后，通过根据SNR偏移调节该SNR好值来计算(610)有效的SNR值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及装置之间的可靠通信，并且具体地涉及通过电力线的通信。
技术介绍
电力线通信(PLC)为用于例如自动抄表的一种技术。单向系统和双向系统均已成功使用了几十年。近年来，人们对此应用的兴趣大幅增长，这是因为公用事业公司对从所有的计量点获得最新的数据感兴趣，以便更好控制和运行公用电网。PLC为使用在高级抄表基础设施(AMI)系统中的一种技术。PLC载波中继站为在电力线上的PLC信号被刷新所在的设施。信号从电力线过滤出、解调以及调制、然后被再次重新注入到电力线上。由于PLC信号可以长距离(几百公里)传播，此类设施通常存在于使用PLC设备的很长电力线上。在单向系统中，读数通过通信基础设施从终端装置(诸如，仪表)“传播”(bubbleup)到公布读数的“主站”。单向系统可比双向系统成本低，而且难以重新配置运行环境的变化。在双向系统中，出站(outbound)和进站(inbound)的通信量被支持。可用于控制和重新配置网络的命令可以从主站广播(出站)到终端装置，诸如仪表以获得传送消息等的读数。在网络终端的装置接着可响应(进站)以携带期望值的消息。在公用变电站注入的出站消息应传播到下游的所有点。这种类型的广播允许通信系统同时到达成千上万的装置。控制功能可包括监测系统的健康情况并命令电力流向先前被识别为用于负荷卸载的候选者的节点。PLC也可为智能电网的组成部分。电力线信道是非常恶劣的。信道特性和参数随着频率、位置、时间和所连接设备的类型而改变。从10kHz至200kHz的低频区域特别易于受干扰。此外，电力线正是频率选择性信道。除了背景噪声之外，电力线经受通常发生在50/60Hz的脉冲噪声、窄带干扰和高达几百微秒的群延迟。OFDM为可以高效利用有限低频带宽的调制技术，并因此允许使用高级信道编码技术。此组合有利于通过电力线信道的非常稳健的通信。在2010年9月30日，IEEE1901宽带电力线标准被批准，并且作为该标准内的FFT-OFDMPHY的基础技术的HomePlugAV已正式生效并被批准为国际标准。HomePlug电力线联盟为IEEE1901产品的认证机构。由HomePlug公布的三个主要规范(HomePlugAV、HomePlugGreenPHY和HomePlugAV2)为可互操作和兼容的。应法国电网配电(ERDF)EDF集团(法国电力公司)的全资子公司的请求，另一组开放标准已被开发用于电力线通信(PLC)。改组标准包含“PLCG3物理层规范”和“PLCG3MAC层规范”。这些标准旨在有利于自动仪表管理(AMM)基础设施在法国的具体实施；不过，使用这些标准或类似技术的PLC可供世界各地的电力公司使用。G3标准促进互操作性并与IEC61334、P1901和ITUG.hn系统共同存在。10kHz至490kHz的操作符合FCC频段，10至150kHz的操作符合CENELEC频段，以及10-450kHz符合ARIB频段。CENELEC为欧洲电工标准化委员会并负责电子技术工程领域的标准化。ARIB为日本标准组织。
技术实现思路
附图说明现在仅以示例的方式并参照附图来描述根据本专利技术的特定实施例：图1为PLC系统网络的概念图；图2为使用在图1的PLC系统中的示例PLC装置或调制解调器的框图；图3为使用在图1的PLC系统中的示例PLC网关的框图；图4为使用在图1的PLC系统中的示例PLC数据集线器的框图；图5为示出可能发生在示例PLC信道中的脉冲噪声的曲线；图6为示出用于计算在具有脉冲噪声或抹音的信道中的SNR的方法的流程图；图7为示出用于预确定可被用于确定SNR校正值的函数的方法的流程图；图8A和图8B为示出信道性能的建模的曲线；图9为示出可被用于确定SNR校正值的函数的示例；图10为示出PHY层和MAC层的电力线通信系统的架构图；以及图11示出示例性低成本、低功率G3和1901.2兼容装置的框图。本专利技术实施例的其它特征根据随附的附图和以下具体实施方式将是显而易见的。具体实施方式现在将参考附图来详细描述本专利技术的特定实施例。为了一致起见，在不同附图中的相同元件由相同的附图标号表示。在本专利技术的各实施例的下列具体实施方式中，阐述了很多具体细节以提供对本专利技术的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员来说显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实施本专利技术。在其它情况下，众所周知的特征并没有详细描述，以免不必要地使本说明书复杂化。电力线通信(PLC)装置在恶劣信道和噪声环境(诸如频率选择性信道、窄带干扰和脉冲噪声)存在时操作。从传统意义上说，重复编码用于提高PLC装置在这些恶劣环境中的稳健性。然而，重复编码伴随着降低数据速率的开销。作为示例，IEEE1901.2、ITU-G.9903(G3-PLC)和ITUG.9904(PRIME)全部具有被称为ROBO或稳健模式的模式，其中信息位被重复4次。该重复编码有助于确保PLC装置可以与其它PLC装置连接，甚至在存在恶劣环境的情况下。本公开的各实施例可包含用于计算表现出脉冲噪声或表现为抹音信道(erasurechannel)的电力线信道中的有效SNR的方法。该有效SNR可然后被用于确定链路可以支持的调制和编码方案(MCS)，如下面更详细描述的。G3-PLC装置可以在若干频段中操作：CENELECA(35.9375-90.625kHz)、CENELECB(98.4375-121.875kHz)、ARIB(154.6875-403.125kHz)和FCC(154.6875-487.5kHz)频段。在这些频段的每个频段中，关键的网络消息(诸如网络信息、路由、管理等)使用ROBO(重复4次)或超级ROBO(重复6次)模式来发送。在感兴趣的频段(诸如CENELECA：35.9375-90.625kHz)内，例如，较高的24音调(54.6875-90.625kHz)可能经历深衰落，这基本上确保没有信息可以在这些频段上收到。因此，通常只有较低的12个音调(35.9375-53.125kHz)可被用来传送数据。这等同于击穿用于每个OFDM符号的较高24个音调。应注意到，包含重复位的信息位在ROBO模式中实际上在所有36个音调上被传送。在此信道之后，所收到的数据流可看上去是用于每个OFDM符号的12个“接收到的位”，后面跟着24个“抹音位(erasedbit)”(低信号值，基本上为零)。在接收器处，接收到的数据流进行均衡、切片(计算软信息)、去交织、去展开(集成重复位的软信息)，如由G3-PLC或IEEE1901.2标准所规定的。在这些操作之后，所得的软信息被发送到维特比(Viterbi)解码器。关于G3-PLC交错器/去交错器和展开的更多细节可见于ITUG.990302.2014标准(以及未来的版本)，该标准通过引用并入本文。使用G3标准的电力线通信通过允许在中压线路(例如12kV)上传输6km或更长距离并跨过带有更少中继器的变压器来降低基础设施成本。在噪声信道上的稳健操作由基于正交频分复用(OFDM)的PHY(物理)层来提供。G3Mac规范基于适合较低数据速率的IEEE802.15.4-2006“用于低速率无线个人局域网(WPAN)的无线介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范”。提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过网络中的装置估计噪声信道中的信噪比的方法，所述方法包括：由所述装置通过具有周期性脉冲噪声的信道接收符号的包；确定由于干扰在所述包中的坏符号的数量N坏比和在所述包中的剩余多个好符号；仅基于在符号的所述包中的所述多个好符号来计算信噪比即SNR以形成SNR好值；根据所述N坏比和所述SNR好值的函数确定SNR校正值即SNR偏移；以及通过根据SNR偏移调节所述SNR好值来计算有效SNR值。

【技术特征摘要】
2015.08.18 US 14/829,6151.一种用于通过网络中的装置估计噪声信道中的信噪比的方法，所述方法包括：由所述装置通过具有周期性脉冲噪声的信道接收符号的包；确定由于干扰在所述包中的坏符号的数量N坏比和在所述包中的剩余多个好符号；仅基于在符号的所述包中的所述多个好符号来计算信噪比即SNR以形成SNR好值；根据所述N坏比和所述SNR好值的函数确定SNR校正值即SNR偏移；以及通过根据SNR偏移调节所述SNR好值来计算有效SNR值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述有效SNR值被发送到所述网络中的另一装置来供其它装置使用以选择调制和编码方案即MCS；以及使用选择的MCS从所述其它装置接收包。3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述SNR校正值使用预定的校正函数，其中所述校正函数通过以下来预确定：在干扰水平的范围内对所述噪声信道的运行进行建模以产生在干扰水平的范围内的有效SNR的曲线；在所述干扰水平的范围内对N坏比和SNR好进行建模；以及确定N坏比和SNR好的校正函数，所述校正函数当在所述干扰水平的范围内与SNR好组合时在所述干扰水平的范围内产生近似SNR校正值以近似地匹配有效SNR的所述曲线。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述校正函数为具有输入变量N坏/N好和SNR好的多项式函数。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述多项式函数为线性拟合。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述校正函数为查询表函数。7.一种电力线通信装置即PLC装置，其包括：耦连到存储器电路的应用处理器；耦连到所述应用处理器的收发器，其中所述收发器包含被配置为从电力线接收OFDM符号的模拟前端以及被配置成解调所述OFDM符号以产生数据的解调器；其中所述PLC装置被配置为使用通信协议经由电力线从远端发送器接收数据帧，使得所述接收器被配置成：通过具有周期性脉冲噪声的信道接收符号的包；确定由于干扰在所述包中的坏符号的数量N坏比和在所述包中的剩余多个好符号；仅基于在符号的所述包中的所述多个好符号来计算信噪比即SNR以形成SNR好值；根据所述N坏比和所述SNR好值的函数确定SNR校正值即SNR偏移；以及通过根据SNR偏移调节所述SNR好值来计算有效SNR值。8.根据权利要求7所述的PLC装置，其中所述收发器包含被配置成传输OFDM符号到电力线上的模拟后端以及被配置成调制所述OFDM符号以表示数据的调制器；以及其中所述PLC被配置成传输所述有效SNR值到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·潘德，A·巴特拉，I·H·金，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US