G3-PLC电力载波线系统的非线性预均衡装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种G3

【技术实现步骤摘要】
G3
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PLC电力载波线系统的非线性预均衡装置和方法


[0001]本专利技术属于载波通信领域，尤其涉及一种G3
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PLC电力载波线系统的非线性预均衡装置和方法。

技术介绍

[0002]现有技术中G3
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PLC(Power line Communication，电力载波通信)是基于接收端的信号均衡，即在接收端收到发射端的信号，并且解调成功之后，接收端会把信道均衡系数反馈给发射端，发射端根据这个反馈来产生一个预均衡的系数。由于电力线上，干扰很严重，有些情况下接收端不能解调发射端的信号，在这种情况下，发射端就不会产生预均衡系数。
[0003]G3
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PLC电力载波信号在发射机端会产生非线性失真，我们称这个非线性失真为发射机的本地信道响应。这个非线性失真会严重影响信号质量，增加接收端的复杂度和难度。因此在不影响发射功率的前提下，消除或减少发射端信号的非线性失真，是个很有意义的事情。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种G3
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PLC电力载波线系统的非线性预均衡装置和方法。
[0005]为了解决上述技术问题，第一方面，公开了一种G3
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PLC电力载波线系统的非线性预均衡装置，应用于G3
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PLC电力载波线系统的发射端，包括G3
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PLC基带数据模块、非线性预均衡实现模块、DA(Digital<br/>‑
to
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Analogue)数模转换模块、本地信道非线性响应模块、AD(Analogue
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to
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Digital)模数转换模块和非线性预均衡系数计算模块，
[0006]所述G3
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PLC基带数据模块，用于产生G3
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PLC基带数据，并将所述G3
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PLC基带数据发送至非线性预均衡实现模块；
[0007]所述非线性预均衡实现模块，用于对G3
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PLC基带数据进行非线性预均衡，获得预均衡数据，并将所述预均衡数据发送至DA数模转换模块和非线性预均衡系数计算模块；非线性预均衡实现模块的非线性预均衡响应能够预先抵消本地信道非线性响应模块产生的非线性响应失真；
[0008]所述DA数模转换模块，用于将预均衡数据转换为模拟信号，并将所述模拟信号发送至本地信道非线性响应模块；
[0009]所述本地信道非线性响应模块，用于将所述模拟信号进行信号滤波、放大以及耦合至电力线，获得发射信号，并将所述发射信号经过接收电路发送至AD模数转换模块和G3
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PLC电力载波线系统的接收端；
[0010]所述AD模数转换模块，用于将发射信号转换为数字信号，并发送至非线性预均衡系数计算模块；
[0011]所述非线性预均衡系数计算模块，用于根据输入的数字信号和预均衡数据计算获得预均衡系数，并将所述预均衡系数反馈至非线性预均衡实现模块，所述预均衡系数用于
非线性预均衡。
[0012]结合第一方面，在一种实现方式中，所述本地信道非线性响应模块包括发射端模拟滤波器、线路驱动器和本地发射电力线，将所述模拟信号输入发射端模拟滤波器进行信号滤波处理，滤除信号带外杂散，获得滤波后的模拟信号；将滤波后的模拟信号输入线路驱动器进行信号放大，获得放大后的模拟信号；将放大后的模拟信号耦合至本地发射电力线，获得发射信号。
[0013]结合第一方面，在一种实现方式中，非线性预均衡实现模块的非线性预均衡响应与本地信道非线性响应模块的本地信道非线性响应的反向曲线相同。两个信道响应合起来形成一个线性的信道响应，非线性预均衡响应能够预先抵消本地信道非线性响应模块产生的非线性响应失真，从而使得接收端收到的信号质量能够得到比较大的提升，能够改善接收端的解码成功率。
[0014]结合第一方面，在一种实现方式中，所述本地信道非线性响应模块产生的非线性响应失真包括发射端模拟滤波器的非线性失真、线路驱动器的非线性失真和本地发射电力线负载不匹配产生的非线性失真，所述非线性失真包括幅度相位和多径的非线性失真。
[0015]发射端模拟滤波器，由于生产制造的原因，幅度和相位的变换不是严格的线性变换，这样就会存在非线性失真。线路驱动器理论上在一定输出范围内，输出的信号是输入信号的线性放大，而且这个输出范围会随着温度的变换而变换。但是在实际应用中，数据的峰值会超过线路驱动器的工作范围，产生严重的非线性放大，线路驱动器的电子器件也存在记忆效应，这也会使得输出的信号产生相位非线性变换。本地发射电力线，电网的负载波动与网络拓扑结构的动态变化，也会对信号产生很大的影响，这个影响也包括幅度和相位的非线性。
[0016]第二方面，公开了一种G3
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PLC电力载波线系统的非线性预均衡方法，包括以下步骤：
[0017]步骤1，对G3
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PLC基带数据进行非线性预均衡，获得预均衡数据；
[0018]步骤2，将预均衡数据转换为模拟信号，发送至本地信道非线性响应模块，获得发射信号；
[0019]步骤3，将发射信号转换为数字信号，发送至非线性预均衡系数计算模块；根据数字信号和预均衡数据计算获得预均衡系数；
[0020]步骤4，将预均衡系数反馈至非线性预均衡实现模块，获得非线性预均衡响应。
[0021]结合第二方面，在一种实现方式中，步骤3中所述预均衡系数为非线性预均衡实现模块的非线性预均衡响应系数，根据本地信道非线性响应模块的本地信道非线性响应的反向曲线计算获得。获得的非线性预均衡响应系数用于对G3
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PLC基带数据进行非线性预均衡，能够预先抵消本地信道非线性响应模块产生的非线性响应失真，从而使得接收端收到的信号质量能够得到比较大的提升，能够改善接收端的解码成功率。
[0022]结合第二方面，在一种实现方式中，步骤3中所述预均衡系数采用矩阵分解计算获得。
[0023]结合第二方面，在一种实现方式中，记步骤1中预均衡数据为步骤3中数字信号为N为预均衡数据和数字信号的样本个数，n为样本点，1≤n≤N，记预
均衡系数为a
kq
，k表示非线性参数，q表示多径参数，1≤k≤K，0≤q≤Q
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1，K为幅度非线性失真最大阶数，Q为相位非线性失真最大阶数，1≤K≤6，1≤Q≤6；
[0024]记本地信道非线性响应的反向曲线为B(n)＝f(A(n))，步骤3中根据数字信号和预均衡数据计算获得预均衡系数为公式(1)：
[0025][0026]将公式(1)展开为公式(2)：
[0027][0028]将公式(2)合并为公式(3)：
[0029][0030]其中，矩阵M为由数字信号根据公式(2)构成的矩阵，大小为(N
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Q)*(K*Q)；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种G3
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PLC电力载波线系统的非线性预均衡装置，其特征在于，应用于G3
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PLC电力载波线系统的发射端，包括G3
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PLC基带数据模块、非线性预均衡实现模块、DA数模转换模块、本地信道非线性响应模块、AD模数转换模块和非线性预均衡系数计算模块，所述G3
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PLC基带数据模块，用于产生G3
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PLC基带数据，并将所述G3
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PLC基带数据发送至非线性预均衡实现模块；所述非线性预均衡实现模块，用于对G3
‑
PLC基带数据进行非线性预均衡，获得预均衡数据，并将所述预均衡数据发送至DA数模转换模块和非线性预均衡系数计算模块；非线性预均衡实现模块的非线性预均衡响应能够预先抵消本地信道非线性响应模块产生的非线性响应失真；所述DA数模转换模块，用于将预均衡数据转换为模拟信号，并将所述模拟信号发送至本地信道非线性响应模块；所述本地信道非线性响应模块，用于将所述模拟信号进行信号滤波、放大以及耦合至电力线，获得发射信号，并将所述发射信号发送至AD模数转换模块和G3
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PLC电力载波线系统的接收端；所述AD模数转换模块，用于将发射信号转换为数字信号，并发送至非线性预均衡系数计算模块；所述非线性预均衡系数计算模块，用于根据输入的数字信号和预均衡数据计算获得预均衡系数，并将所述预均衡系数反馈至非线性预均衡实现模块，所述预均衡系数用于非线性预均衡。2.根据权利要求1所述的一种G3
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PLC电力载波线系统的非线性预均衡装置，其特征在于，所述本地信道非线性响应模块包括发射端模拟滤波器、线路驱动器和本地发射电力线，将所述模拟信号输入发射端模拟滤波器进行信号滤波处理，滤除信号带外杂散，获得滤波后的模拟信号；将滤波后的模拟信号输入线路驱动器进行信号放大，获得放大后的模拟信号；将放大后的模拟信号耦合至本地发射电力线，获得发射信号。3.根据权利要求2所述的一种G3
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PLC电力载波线系统的非线性预均衡装置，其特征在于，非线性预均衡实现模块的非线性预均衡响应与本地信道非线性响应模块的本地信道非线性响应的反向曲线相同。4.根据权利要求3所述的一种G3
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PLC电力载波线系统的非线性预均衡装置，其特征在于，所述本地信道非线性响应模块产生的非线性响应失真包括发射端模拟滤波器的非线性失真、线路驱动器的非线性失真和本地发射电力线负载不匹配产生的非线性失真，所述非线性失真包括幅度相位和多径的非线性失真。5.一种G3
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PLC电力载...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏亮，钱海锋，
申请(专利权)人：杭州万高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：