本实用新型专利技术公开了一种OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置，该检测装置包括：耦合变压器；模拟带通滤波器；模拟前端；数字滤波器；窄带带阻滤波器，与所述数字滤波器相连；数据缓存控制器，与所述数字滤波器和窄带带阻滤波器均相连接，将所述数字滤波器输出的信号进行格式转换并存储；存储器；处理器，与所述存储器相连，用于FFT运算和窄带干扰分析；和人机接口，与所述处理器耦合，用于命令交互和窄带干扰结果显示。本实用新型专利技术的OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置，可解决OFDM电力线载波通信系统定时同步上与同步不上两种情况下的窄带干扰检测，并提高检测精度。
【技术实现步骤摘要】
OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置
本技术是关于载波通信领域，特别是关于一种OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置。
技术介绍
电力线通信是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。电力线最初是为输送电能设计的，并不是一种理想的通信信道。在电力线信道中存在严重的多径衰落、脉冲噪声、背景噪声及窄带干扰。为了在电力线上实现可靠高速的数据传输，目前主流的电力线载波通信协议都采用OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，即正交频分复用)技术，结合较长的循环前缀、较强的信道交织、分集拷贝及信道编码技术可有效地对抗多径衰落、脉冲噪声与背景噪声。但对于电力线中普遍存在的窄带干扰，协议本身并没有提供很好的机制。窄带干扰通常是指在某个相对带宽较小的频率范围内，在一定时间内持续或基本持续存在的强烈干扰。在OFDM通信系统中，如果窄带干扰频点恰好出现在子载波的位置，对应子载波的数据会被严重损伤，导致系统比特错误率上升；如果窄带干扰频点位于两个子载波之间，将增加FFT频谱泄露，导致两个子载波数据皆受到窄带干扰的影响。如果窄带干扰频点多、强度大，如不及时检测与抑制，直接影响定时的精确度与信道估计的准确度，严重时将导致接收机同步不上，无法进行后续的解调与解码操作。现有的电力线窄带干扰检测技术通常是基于OFDM各子载波的信道频域响应或信噪比来动态检测的，考虑到电力线中可能存在多个窄带干扰且其频点和子载波频点一般不相同，这种技术精度不够，会损伤有用信号，适用于超宽带OFDM电力线载波通信系统，在窄带OFDM系统与普通的宽带OFDM系统(如带宽小于15MHz、子载波数较少的系统)中效果欠佳。实际上，电力线中较强的窄带干扰通常是由本地接收机附近的其他窄带电力线通信、调幅广播、业余无线电等较低频率信号引起的，具有随时间变化不大，非敌意的特征，是一种静态或准静态的窄带干扰，故在窄带干扰检测时可以采用定时扫频或在线分析方式，正确检测到窄带干扰后，配置相应IIR(InfiniteImpulseResponse，无限脉冲响应)陷波器实时滤除，这种实现方式成本低、抑制效果好。现有的窄带干扰检测的装置或方法主要有几种，一种是利用频谱仪扫频，在电力线载波通信系统部署时，利用高性能的频谱仪通过耦合器对电力线进行反复扫频，确定窄带干扰的中心频点、强度及带宽等信息后，通过更新电力线载波通信系统中相应参数来设置IIR陷波器后进行窄带干扰的去除，这种方法精度高，但通常频谱仪体积与重量都较大，移动作业成本高，且窄带干扰发生变化时需重新扫频，费时费力，不便于在线分析。另一种常用方法或装置是利用OFDM电力线载波通信系统中或芯片接收机中的FFT模块，对同步后的接收信号进行时频变换后对子载波功率进行比较，若最高功率明显高于平均功率，则认为是窄带干扰，这种方法存在两个限制，一个是接收机的定时同步须能正确获取，另一个是受硬件FFT(FastFourierTransformation,快速傅里叶变换)点数及位宽的限制，窄带干扰的精度通常不能高于子载波的间隔。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置，其能够有效地进行窄带干扰检测。为实现上述目的，本技术提供了一种OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置，包括：耦合变压器，用于从低压电力线上耦合出载波信号；模拟带通滤波器，与所述耦合变压器相连，用于滤除掉所述载波信号中的带外信号；模拟前端，与所述模拟带通滤波器相连接，用于信号的增益放大或减小，该模拟前端设有模数转换器以将载波信号进行模数转换；数字滤波器，与所述模拟前端相连接，用于对转换后的数字信号进行进一步过滤；窄带带阻滤波器，与所述数字滤波器耦合；数据缓存控制器，与所述数字滤波器和窄带带阻滤波器均耦合，将所述数字滤波器输出的信号进行格式转换；存储器，与所述数据缓存控制器相连，用于将所述数据缓存控制器进行格式转换后的数据进行存储；处理器，与所述存储器相连接，用于FFT运算和窄带干扰分析；和人机接口，与所述处理器耦合，用于命令交互和窄带干扰结果显示。在一优选的实施方式当中，OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置还包括：增益控制器，耦接在所述模拟前端和所述数字滤波器之间，该增益控制器基于接收的信号功率，对所述模拟前端的信号增益进行控制。在一优选的实施方式当中，OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置还包括：定时同步器，其与所述数据缓存控制器耦合，用于确定信号帧中同步序列的起始位置。在一优选的实施方式当中，所述数字滤波器能够根据实际信号带宽，设置成数字带通滤波器或数字低通滤波器。在一优选的实施方式当中，述增益控制器能够设为自动增益模式或手动增益模式。在一优选的实施方式当中，所述人机接口包括GPIO、串口、键盘和触摸屏。在一优选的实施方式当中，所述窄带带阻滤波器为一个二阶格型级联的IIR陷波器组，该IIR陷波器组的有效个数、中心频点、带宽能够通过所述处理器进行配置在一优选的实施方式当中，该检测装置能独立于所述OFDM电力线通信系统或整合在所述OFDM电力线通信系统的芯片内。与现有技术相比，根据本技术的OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置，可作为一个独立的电力线便携式窄带干扰检测仪，也可整合到电力线载波通信芯片或系统中作为窄带干扰在线分析仪。该检测装置在载波通信接收机同步能正确获取时，使用同步后的帧控制和有效载荷数据来进行窄带干扰检测；在窄带干扰多、强度足够大，同步不能正确获取时，手动调整接收增益，多次不同精度的扫频方式来获得窄带干扰的信息。本方案采用软件方式实现FFT变换，FFT点数及蝶形运算过程中间变量与FFT输出位宽都不受硬件电路限制，都可以做到很高，从而使得窄带干扰检测与抑制达到很高精度。附图说明图1是根据本技术一实施方式的OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置的示意图。具体实施方式下面结合附图，对本技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。如图1所示，根据本技术优选实施方式的OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置包括：耦合变压器11，用于从低压电力线上耦合出载波信号；模拟带通滤波器12，与耦合变压器11相连接，用于滤除掉载波信号中的带外信号；模拟前端13，与模拟带通滤波器12相连，用于信号的增益放大或减小，该模拟前端13设有模数转换器以将载波信号进行模数转换；数字滤波器15，与模拟前端14相连接，用于对转换后的数字信号进行进一步过滤；定时同步器17，用于确定信号帧的同步序列相关波峰的起始位置；数据缓存控制器18，与数字滤波器15和定时同步器17均耦合，将数字滤波器输出的信号进行格式转换；存储器19，与数据缓存控制器18相连接，用于将数据缓存控制器18进行格式转换后的数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置，其特征在于，包括：耦合变压器，用于从低压电力线上耦合出载波信号；模拟带通滤波器，与所述耦合变压器相连，用于滤除掉所述载波信号中的带外信号；模拟前端，与所述模拟带通滤波器相连接，用于信号的增益放大或减小，该模拟前端设有模数转换器以将载波信号进行模数转换；数字滤波器，与所述模拟前端相连接，用于对转换后的数字信号进行进一步过滤；窄带带阻滤波器，与所述数字滤波器相连接；数据缓存控制器，与所述数字滤波器和窄带带阻滤波器均相连，将所述数字滤波器输出的信号进行格式转换；存储器，与所述数据缓存控制器相连，用于将所述数据缓存控制器进行格式转换后的数据进行存储；处理器，与所述存储器相连，用于FFT运算和窄带干扰分析；和人机接口，与所述处理器相连，用于命令交互和窄带干扰结果显示。
【技术特征摘要】
1.一种OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置，其特征在于，包括：耦合变压器，用于从低压电力线上耦合出载波信号；模拟带通滤波器，与所述耦合变压器相连，用于滤除掉所述载波信号中的带外信号；模拟前端，与所述模拟带通滤波器相连接，用于信号的增益放大或减小，该模拟前端设有模数转换器以将载波信号进行模数转换；数字滤波器，与所述模拟前端相连接，用于对转换后的数字信号进行进一步过滤；窄带带阻滤波器，与所述数字滤波器相连接；数据缓存控制器，与所述数字滤波器和窄带带阻滤波器均相连，将所述数字滤波器输出的信号进行格式转换；存储器，与所述数据缓存控制器相连，用于将所述数据缓存控制器进行格式转换后的数据进行存储；处理器，与所述存储器相连，用于FFT运算和窄带干扰分析；和人机接口，与所述处理器相连，用于命令交互和窄带干扰结果显示。2.如权利要求1所述的OFDM电力线通信系统窄带干扰的检测装置，其特征在于，还包括：增益控制器，连接在所述模拟前端和所述数字滤波器之间，该增益控制器基于接收的信号功率，对所述模拟前端的信号增益进行控制。3.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：周春良，张晓辉，王连成，迟海明，李铮，唐晓柯，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，国网信息通信产业集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11
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