接收器制造技术

本实用新型专利技术的各个实施例涉及对来自发送信道的模拟信号，特别是通过电力线通信来运载的信号，进行处理的接收器。本实用新型专利技术提供了一种接收器，其包括：模拟/数字转换级(CAN)，模拟/数字转换级用于执行信道模拟信号的模拟/数字转换；以及处理级(ET2)，处理级包括滤波装置(MFL)，滤波装置包括：计算模块(MCL)，计算模块被配置成从来自模拟/数字转换的信道数字信号(SNC)的自回归模型，实时地确定预测滤波器的系数的受限数量，以及数字有限脉冲响应滤波器(FIR)，数字有限脉冲响应滤波器的系数是预测滤波器的系数，用于在时域中对信道数字信号实时地进行滤波。

【技术实现步骤摘要】

本技术的各个实施例及其实施方案涉及通信信道上的信息发送(transmit)；并且特别地，当此信道是电力线时，涉及通过电力线通信(或PLC)的信息发送；并且更具体地，涉及当该信号受到窄带噪声信号(窄带干扰源)的影响时，改进在接收时对该等信号的处理。
技术介绍
本技术的各个实施例及其实施方案与对借助于电力线的通信进行规定的各种标准相兼容，特别地但不局限于标准PLC-G3、PRIME(电力线智能计量演进)或者标准IEEE1901-2。电力线通信技术旨在通过充分利用电力网的现有基础设施来传输数字数据。值得注意的是，该技术允许实现电表的远程读数、电动车辆与充电终端之间的交换、或者管理和控制电力网(智能电网)。电力线通信(PLC)技术特别地并入了借助于窄带电力线通信的通信(或者N-PLC)，窄带电力线通信通常被定义为在不超过500KHz的发送频率下操作的电力线上的通信。因此，N-PLC通信通常使用由欧洲电工标准委员会(CENELEC)或者联邦通信委员会(FCC)特别限定的频带。因此，就CENELECA频带(3-95kHz)而言，在PRIME标准中其发送频率介于42KHz与89KHz之间，而对于PLC-G3标准该发送频率介于35KHz与91KHz之间。在这些频带中，通过电力线通信来运载信号的电缆处于非常恶劣的环境中。它们特别地经受白噪声、有色噪声或者噪声脉冲类型的干扰。此外，它们没有受到针对任何干扰的保护。出于此原因，任何FM/AM无线电信号或任何无线通信都可能导致，在窄带PLC通信所使用的有用频带内存在这些信号的谐波。此外，电力网的性质和特性是事先未知的，并且随时间的推移可能发生变化。因此，当用户连接任何给定设备(例如，吹风机或洗衣机)时，电力线上可能产生干扰。从而，这样会导致强频率谐波的传播，该谐波可能也位于PLC通信的可用频带内。因此，这种噪声信号(其通常是窄带噪声信号(窄带干扰源)，换言之，具有比有用信号的频带更小的频带)会干扰连接到电力线的接收器的同步阶段，在此期间，接收器必须能够同步，以便特别地定位由该有用信号所运载的符号帧的有用数据的开端。BrianMichaelDonlan于2005年1月31日在美国弗吉尼亚州布莱克斯堡发表的题为“Ultra-widebandNarrowbandInterferenceCancellationandChannelModelingforCommunications”的论文中描述了用于消除超宽带(UWB)信号中的窄带噪声信号(特别是在频谱扩展(扩展频率)的情况下)的各种技术。本文中提及的一些技术使用了预测滤波器，从而，在从所接收的信号中减去噪声信号之前，估计此噪声信号。本文中的提及的信号所呈现的特性，与采用电力线来通信的通信中所使用的信号非常不同。实际上，UWB信号(以及，特别是采用直接序列扩展频谱的信号)呈现如下特性：将所发送信号的功率扩展到宽的频带上，以便将该功率隐匿(bury)在环境噪声中或者在其他通信内。因此，UWB信号的功率谱密度(或PSD)通常限定为小于-41dBm/MHz。PLC通信中所使用的信号是根据多载波调制被调制的信号，例如，正交载波上的正交调制(OFDM调制：正交频分多路复用，根据本领域技术人员通用的术语)，但是仅使用了可用载波的较大集合中的载波子集。因此，例如，就CENELECA频带而言，在PRIME标准中，反向傅里叶变换的和直接(direct)傅里叶变换的大小等于512，而仅仅97个副载波(副载波86到182)用于发送。就CENELECA频带而言，在PLC-G3标准中，反向傅里叶变换和直接傅里叶变换的大小等于256，而仅仅使用了36个负载波(负载波23到58)。此外，在同步阶段期间，重要的是：不得丢失来自信道的任何符号，即便是在信道受噪声影响的情况下。
技术实现思路
根据一个实施例及其实施方案，提供了对来自发送信道的模拟信号的处理方法，该处理方法使得能够改进同步阶段的性能特性，无论该模拟有用信号是否受来自至少一个窄带噪声信号的噪声的影响。根据另一个实施例及其实施方案，本技术的目的也在于改进在同步之后对帧的剩余部分的解码的性能特性。根据一个实施例及其实施方案，为了促进接收器的同步，特别是在有用信号受来自至少一个窄带噪声信号的噪声的影响时，预测滤波器的系数将从信号的自回归模型在时域中实时地确定，并且在时域中的由数字有限脉冲响应(或者FIR)滤波器对信号实时地滤波，该数字有限脉冲响应滤波器的系数是预测滤波器的系数。因此，这与现有技术中的滤波方法不同，在现有技术中，在从来自信道的信号中减去噪声信号之前，估计该噪声信号，这就需要在时间和相位两者上的完美同步，而这在实践中难以实现，特别是在如下的相位同步的情况下，对于该相位同步而言重要的是：一方面不得丢失任何符号，而另一方面不得引入相位误差。根据此实施例及其实施方案，替代了首先估计噪声信号然后减去所估计的噪声信号，对来自信道的整个信号进行滤波，而无论该信号是否包含噪声信号，这就使得能够执行非相干处理，换言之，在估计噪声信号的时刻与将此噪声信号从全局信号中减去的时刻之间不需要时间和相位上的完美同步。因此，接收器将能够通过使用经滤波的信号和参考信号(例如，已知的信号)来同步。根据一个方面，因此，提供了一种对来自发送信道(例如，电力线)的信道模拟信号进行处理的方法。信道模拟信号能够包括在可用载波的集合中的子集上调制的有用信号，例如，符合PRIME或G3-PLC标准的有用信号。该有用信号根据帧结构运载至少一个符号帧，并且该有用信号可能受来自至少一个窄带噪声信号的噪声的影响。通常，噪声信号是包含在有用信号的频带内的单个频率下的噪声尖峰，但是，更一般地，窄带噪声信号是其频带小于有用信号的频带的噪声信号。因此，在给定时刻，信道模拟信号可能非常完美，不包括任何有用信号或者仅仅包括至少一个噪声信号、或者无噪声的有用信号或者受噪声影响的有用信号。因此，根据此方面的方法包括：对信道模拟信号的模拟数字转换、以及包括滤波处理的同步处理。例如，待经历该模拟/数字转换的信道模拟信号，可以是直接来自信道的模拟信号，或者，在通常的情况下，是由连接到发送信道的模拟输入级(特别地，包括带通滤波器、低通滤波器和放大器)提供的模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接收器，其特征在于，包括：输入级(ET1)，所述输入级被设计成连接到发送信道(LE)，并且被配置成递送来自所述发送信道的信道模拟信号(SAC)，所述信道模拟信号能够包括在可用载波的集合的子集上被调制的有用信号(SU)，所述有用信号根据帧结构运载至少一个符号帧、并且可能受来自窄带中的至少一个噪声信号(SB)的噪声的影响；模拟/数字转换级(CAN)，所述模拟/数字转换级用于执行所述信道模拟信号的模拟/数字转换；以及处理级(ET2)，所述处理级包括滤波装置(MFL)，所述滤波装置包括：计算模块(MCL)，所述计算模块被配置成从来自所述模拟/数字转换的信道数字信号(SNC)的自回归模型，实时地确定预测滤波器的系数的受限数量，以及数字有限脉冲响应滤波器(FIR)，所述数字有限脉冲响应滤波器的系数是所述预测滤波器的系数，用于在时域中对所述信道数字信号实时地进行滤波，以及检测装置(MSYNC)，所述检测装置被配置成，通过使用经滤波的信道数字信号(SNF)和参考信号(SREF)，检测至少一个指示(IND)，所述至少一个指示允许识别所述帧结构中的至少一个位置。

【技术特征摘要】
2015.03.27 FR 15525881.一种接收器，其特征在于，包括：
输入级(ET1)，所述输入级被设计成连接到发送信道(LE)，并且被配置成递送来自所述发送信道的信道模拟信号(SAC)，所述信道模拟信号能够包括在可用载波的集合的子集上被调制的有用信号(SU)，所述有用信号根据帧结构运载至少一个符号帧、并且可能受来自窄带中的至少一个噪声信号(SB)的噪声的影响；
模拟/数字转换级(CAN)，所述模拟/数字转换级用于执行所述信道模拟信号的模拟/数字转换；以及
处理级(ET2)，所述处理级包括
滤波装置(MFL)，所述滤波装置包括：
计算模块(MCL)，所述计算模块被配置成从来自所述模拟/数字转换的信道数字信号(SNC)的自回归模型，实时地确定预测滤波器的系数的受限数量，以及
数字有限脉冲响应滤波器(FIR)，所述数字有限脉冲响应滤波器的系数是所述预测滤波器的系数，用于在时域中对所述信道数字信号实时地进行滤波，以及
检测装置(MSYNC)，所述检测装置被配置成，通过使用经滤波的信道数字信号(SNF)和参考信号(SREF)，检测至少一个指示(IND)，所述至少一个指示允许识别所述帧结构中的至少一个位置。
2.根据权利要求1所述的接收器，其特征在于，其中每个符号包括周期性前缀，并且所述滤波器的系数的数量小于或等于受限数量，所述受限数量是以样本数量的形式表示的所述周期性前缀的长度的四分之三。
3.根据权利要求1所述的接收器，其特征在于，其中每个符号包括周期性前缀，并且所述滤波器的系数的数量小于或等于受限数量，所述受限数量是以样本数量的形式表示的所述周期性前缀的长度的一半。
4.根据权利要求1或2所述的接收器，其特征在于，其中所述计算模块(MCL)被配置成，在所述信道数字信号的最大频率的2到5倍的范围内的处理频率下，计算所述预测滤波器的系数。
5.根据权利要求1或2所述的接收器，其特征在于，其中所述计算模块(MCL)被配置成，在所述信道数字信号的最大频率的2到3倍的范围内的处理频率下，计算所述预测滤波器的系数。
6.根据权利要求1或2所述的接收器，其特征在于，其中所述滤波装置包括：整理装置(MGR)，所述整理装置被配置成将所述信道数字信号的样本组合成连续的样本组；所述计算模块(MCL)，被配置成使用当前的样本组来确定当前的系数块；以及数字滤波器(FIR)，所述数字滤波器被配置成在输入处接收所述当前的样本组，从而递送经滤波的当前的样本组。
7.根据权利要求1或2所述的接收器，其特征在于，其中
每个帧包括前置序列(PRM)，所述前置序列包括已知符号、并且位于所述帧的剩余部分之前，并且
所述处理级(ET2)包括控制装置(MC、MUX)，所述控制装置被配置成将所述信道数字信号至少递送给所述滤波装置，以便在至少一个帧的所述前置序列内检测所述至少一个指示。
8.根据权利要求7所述的接收器，其特征在于，其中所述控制装置(MC、MUX)被配置成将所述信道数字信息至少递送给所述滤波装置，以便所...

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