一种改进的电力载波同步检测方法技术

技术编号:18417036 阅读:36 留言:0更新日期:2018-07-11 08:58
本发明专利技术公开了一种改进的电力载波同步检测方法,包括如下步骤:步骤一、导频符号的生成:采用特定序列的初始相位值产生频域信号,进行IFFT运算,得到P符号,然后取反得到M符号;步骤二、接收机一次同步:通过对接收到的信号与P符号进行二次相关;步骤三、接收机二次同步:在系统判定检测到同步之后,在一定长度的搜索窗之内搜索最大值点,将最大值点设定为数据部分的起始点。与现有技术相比,本发明专利技术的积极效果是:在实际的硬件实现、芯片化的过程中,存储单元的优化所带来的收益是极大的,本发明专利技术针对电力线通信系统的互相关同步法,设计相应的同步策略,减少了硬件实现过程中的存储单元消耗,减少了同步过程所产生的时延。

An improved method for synchronous detection of power carrier

The present invention discloses an improved method for detecting power carrier synchronization. Steps are as follows: Step 1, generation of pilot symbols: using the initial phase value of a specific sequence to generate frequency domain signals, IFFT operation, P symbols, and then inverse M symbols; step two, receiver synchronization: received by pair The signal is two related to the P symbol; step three, the receiver is synchronized in two times: after the system is determined to detect synchronization, the maximum point is searched within a certain length of the search window, and the maximum point is set as the starting point of the data part. Compared with the existing technology, the active effect of the invention is that in the actual hardware implementation and chip process, the optimization of the storage unit brings great benefits. This invention designs the corresponding synchronization strategy for the cross correlation synchronization method of the power line communication system, and reduces the storage unit elimination in the hardware implementation process. It reduces the time delay produced by the synchronization process.

【技术实现步骤摘要】
一种改进的电力载波同步检测方法
本专利技术涉及一种改进的电力载波同步检测方法。
技术介绍
在电力线通信中一般采用的方法是:将接收到的信号与本地同步序列进行二次互相关,得到估计值,与归一化门限值(门限值与信道能量的乘积)进行检测判定,然后通过搜索窗对估计值的最大值进行搜索得到信号的起始位置。在实际的硬件实现、芯片化的过程中,互相关同步算法会耗费大量的运算单元与存储单元,同时最大值搜索过程也会造成大量的时延。在实现过程中,运算单元可以通过提高系统时钟或者使用FFT的手段来进行缩减,而存储单元的消耗由精同步过程的搜索窗长度决定。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点,本专利技术提供了一种改进的电力载波同步检测方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种改进的电力载波同步检测方法,包括如下步骤:步骤一、导频符号的生成:采用特定序列的初始相位值产生频域信号,进行IFFT运算,得到P符号,然后取反得到M符号;步骤二、接收机一次同步:通过对接收到的信号与P符号进行二次相关;步骤三、接收机二次同步:在系统判定检测到同步之后,在一定长度的搜索窗之内搜索最大值点,将最大值点设定为数据部分的起始点。与现有技术相比,本专利技术的积极效果是:在实际的硬件实现、芯片化的过程中,存储单元的优化所带来的收益是极大的。本专利技术针对电力线通信系统的互相关同步法,设计相应的同步策略,减少了硬件实现过程中的存储单元消耗,减少了同步过程所产生的时延。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明,其中:图1为本专利技术方法所应用的电力线通信系统架构图;图2为G3-PLC标准的导频结构示意图;图3为G3-PLC所采用的导频序列的二次同步的仿真图;图4为采用本专利技术方法处理过的同步头序列的二次同步的仿真图。具体实施方式一、系统架构本专利技术方法所应用的电力线通信系统架构如图1所示,本专利技术主要内容在同步检测模块。二、信号格式本算法要求帧结构中的导频信号有N个幅度相同,相位相同或者相反的OFDM符号。OFDM符号需要保证一定的自相关性能。相位为正的符号为P符号,为负的符号位M符号。以G3-PLC标准为例,采用8个P符号和1.5个M符号作为导频,每个符号为256位的OFDM符号,如图2所示。本算法主要采用的就是对P、M导频序列进行重构的方法完成性能优化,所以导频格式与G3-PLC并不完全相同。三、算法描述1、导频符号生成采用特定序列的初始相位值产生频域信号,进行IFFT运算,得到P符号,然后取反可以得到M符号。以G3-PLC为例,其采用256点的FFT,有效载波数量为36,所以对这36个频点的初始相位进行了规定,相应频点的值为:其中C表示系统使用的频点的集合,而N为相对应的FFT点数,为对应点的初始相位值。对于导频结构所采用的N个符号进行相位选择,选择一个自相关性强、旁瓣极小、长度为N的序列Seq,以此序列设计导频符号。2、接收机一次同步本专利技术针对互相关同步法,所以一次同步通过对接收到的信号与本地相关信号(即P符号)进行二次相关得到的结果进行判定来完成。其中一次相关如下式所示。其中x为接收到信号,p为本地相关信号,D为OFDM符号长度,而N表示参与计算的接收信号长度。二次相关如下式所示。其中D为OFDM符号长度,N为导频中的符号个数,y为一次相关的结果,而Seq为生成导频时所产生的长度为N的行向量。二次相关值利用了P符号与M符号的特点,可更加有效区分同步信号与噪声。计算出二次相关值之后,检测结果如下所示。其中const为固定门限值,En为平均能量值。3、接收机二次同步在系统判定检测到同步之后,在一定长度的搜索窗之内搜索最大值点,将最大值点设定为数据部分的起始点。G3-PLC协议下的二次同步搜索窗的长度需要保证为2400点,那么这就需要存储单元的大小为2400×DataBit,其中DataBit为接收到的信号的位宽。并且假定在length(0≤length≤2400)处检测到最大值,则系统的时延为2400-length个采样周期。本专利技术的原理和效果:G3-PLC所采用的[P,P,P,P,P,P,P,P,M,M(half)]导频序列(即G3-PLC协议中的Seq为[1,1,1,1,1,1,1,1,-1,-1])的二次同步的仿真图如图3所示。为了满足低信噪比条件下能够同步,门限值不能太高,在图3中A点的位置会有过门限的可能,所以搜索窗的长度必须比B点(最大值点,即起始点)与A点之间的距离大。而对于处理过的同步头序列,即P·Seq,其二次同步的结果如图4所示,可以看出二次同步的结果的旁瓣变得更小,并且有可能过门限的A点和B点之间的距离缩短了所以搜索窗的长度可以进行相应的缩短,同步系统所产生的时延也能够相应的减少,并且在同步过程中由于旁瓣变小了,所以对精同步的起始位置确定也能够更为精确。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的电力载波同步检测方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一、导频符号的生成:采用特定序列的初始相位值产生频域信号,进行IFFT运算,得到P符号,然后取反得到M符号;步骤二、接收机一次同步:通过对接收到的信号与P符号进行二次相关;步骤三、接收机二次同步:在系统判定检测到同步之后,在一定长度的搜索窗之内搜索最大值点,将最大值点设定为数据部分的起始点。

【技术特征摘要】
1.一种改进的电力载波同步检测方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一、导频符号的生成:采用特定序列的初始相位值产生频域信号,进行IFFT运算,得到P符号,然后取反得到M符号;步骤二、接收机一次同步:通过对接收到的信号与P符号进行二次相关;步骤三、接收机二次同步:在系统判定检测到同步之后,在一定长度的搜索窗之内搜索最大值点,将最大值点设定为数据部分的起始点。2.根据权利要求1所述的一种改进的电力载波同步检测方法,其特征在于:所述特定序列的产生方法为:(1)确定相应频点的值为:其中,C表示系统使用的频点的集合,N为相对应的FFT点数,为对应点的初始相位值;(2)对于导频结构所采用的N个符号进行相位选择,选择一个自相关性强、旁瓣极小、...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋易松隋天宇乐强肖飞郭强
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第三十研究所
类型:发明
国别省市:四川,51

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1