一种对码元信号进行临频差分调制解调的方法技术

本发明专利技术公开了一种对码元信号进行临频差分调制解调的方法，通过采用两条相近频率的正弦波叠加形成载波信号，同时解调时采用差分的方式，提高解调性能，同时通过采用两条相近频率的正弦波叠加形成载波信号，这两条正弦波与信号在信道中受到的干扰频率相似，进而使信号能够具有一定的抗噪性能，进而减小信号的误码率；同时临频差分调制技术相比于OFDM不会造成较大的峰值平均功率比，降低设计接收端自动增益电路的复杂度，降低成本，且不易造成非线性失真，并且临频差分调制技术运用于低压侧，够提升对用户侧信息全面、及时、精细的感知能力。精细的感知能力。精细的感知能力。

【技术实现步骤摘要】
一种对码元信号进行临频差分调制解调的方法


[0001]本专利技术涉及一种通信系统的解调方法，具体是一种对码元信号进行临频差分调制(NFDM)解调的方法，涉及通信的


技术介绍

[0002]在用户端，相比于其他通信方式，电力线载波通信技术凭借自身覆盖范围广、传输可靠性高、成本低的优势，可以成为智能电网重要通信方式之一。
[0003]但是现有的电力线载波通信技术还存在一些问题，现有的低压电力线载波调制技术按照窄带和宽带可分为两大类，一类是以相移键控(PSK)和频移键控(FSK)为主的窄带PLC调制技术。另一类是以扩频和多载波(OFDM)为主的宽带PLC调制技术。
[0004]其中PSK调制方法是通过改变正弦波的相位来定义码元，用该调制方法完成的载波通信系统传输效率高，速率快，且技术容易实现，但携带信息的载波由于改变了相位，容易受到信道中噪声的干扰，抗噪性差；而FSK调制方法是通过改变正弦波的频率来定义码元，该调制方法原理简单，但同样存在抗噪性差的问题，且传输速率不及PSK调制方法；而对于OFDM技术而言，虽然OFDM技术具有较高的频谱利用率，较强的抗码间干扰能力，以及能适应多径效应的传输环境，但是在进行信号传输时，容易受到频率偏差的影响，且OFDM技术通过多个子信道叠加形成调制信号，会导致较大的峰值平均功率比(PAPR)，进而会导致信号误码率较高；由于一般的功率放大器的动态范围都是有限的，所以峰均比较大的信号极易进入功率放大器的非线性区域，导致信号产生非线性失真，造成明显的频谱扩展干扰以及带内信号畸变，导致整个系统性能严重下降。
[0005]因此，亟需一种误码率低的信号调制方法，是目前要解决的一个问题。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：提供一种对码元信号进行临频差分调制解调的方法，以解决现有技术存在的上述问题。
[0007]技术方案：一种对码元信号进行临频差分调制解调的方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1：首先接收形式为“0”码元的基带信号和“1”码元的基带信号；
[0009]然后再选择频率在预定区域内的两条幅值不同的正弦波；
[0010]两条正弦波的频率分别为f
c1
和f
c2
；
[0011]当码元信号为“0”时，此时可将f
c1
和f
c2
带入相应的两条正弦波表达式中，进而能够得到两条表达“0”码元信号的波形表达式；
[0012]当码元信号为“1”时，此时可将f
c1
和f
c2
带入相应的两条正弦波表达式，进而能够得到两条表达“1”码元信号的波形表达式；
[0013]步骤2：将上述用于表达“0”码元信号的两条码元信号正弦波相加，进而能够得到“0”码元信号的载波信号表达式；
[0014]将用于表达“1”码元信号的两条码元信号正弦波相加，进而能够得到“1”码元信号
的载波信号表达式；
[0015]然后分别将“0”码元信号的载波信号和“1”码元信号的载波信号进行放大处理，进而形成调制信号，然后再将其耦合到低压电力线中；
[0016]步骤3：在接受端使用频率为f
c1
振幅为C所对应的正弦波减去频率为f
c2
振幅也为C所对应的正弦波，然后进而形成解调信号；
[0017]在接受端使用的两条正弦波的振幅数值相同；
[0018]步骤4：将上述解调信号和载波信号相干积分，然后将积分后的数值与相应的数值进行比较，然后根据辨别结果判断输出的信号为“0”码元信号或者为“1”码元信号，然后根据判断结果输出基带信号。
[0019]在进一步的实施例中，步骤1中频率f
c1
和f
c2
由分析信道的衰减特性选择，包括如下步骤：
[0020]1.1、分析低压电力线拓扑结构和线路规格，发射机和接收机之间为直线传输，节点连接不同类型的分支线路和各种复杂类型的负载；
[0021]1.2、使用传输线理论对不同规格的线路形基础线路模型，然后用基础线路模型组成不同长度、不同负载、不同分支拓扑结构的线路模型；
[0022]1.3、对上述模型进行仿真，比较幅频特性曲线，选择衰减较小且衰减曲线平缓的频率作为调制信号频率；
[0023]其中电力线规格为1.5mm2、2.5mm2、4mm2、6mm2和10mm2；
[0024]分支结构包括总线型，星型和树型。
[0025]在进一步的实施例中，当码元信号为“0”时，频率为f
c1
的正弦波幅值为A0，频率为f
c2
的正弦波幅值为B0；
[0026]当码元信号为“1”时，频率为f
c1
的正弦波幅值为B1，频率为f
c2
的正弦波幅值为A1；
[0027]当第一周期为“1”码元信号，当第二周期为“0”码元信号，码元信号对应的波形表达式如下：
[0028][0029]其中
[0030]g1(t)为频率f
c1
所对应的“1”码元信号波形表达式；
[0031]f1(t)为频率f
c2
所对应的“1”码元信号波形表达式；
[0032]g0(t)为频率f
c1
所对应的“0”码元信号波形表达式；
[0033]f0(t)为频率f
c2
所对应的“0”码元信号波形表达式；
[0034]T为一个码元的持续时间，其值为f
c1
和f
c2
的最小公共周期时间；
[0035]t为T中的时间自变量；
[0036]其中A1＝A0>B1＝B0；
[0037]在码元持续时间T内g0(t)和f0(t)的叠加即为“0”码元的调制波形；在码元持续时
间T内g1(t)和f1(t)叠加即为“1”码元的调制波形。
[0038]在进一步的实施例中，在不考虑噪声情况下，步骤二中的对于“1”码元的载波信号表达式为：
[0039]Y1(t)＝A1sin2πf
c1
t+B1sin2πf
c2
t
ꢀꢀ
(2)；
[0040]其中Y1(t)为码元“1”的载波信号表达式。
[0041]在进一步的实施例中，在不考虑噪声情况下，步骤三中的对于“1”码元的解调信号表达式为：
[0042]H(t)＝Csin2πf
c1
t
‑
Csin2πf
c2
t
ꢀꢀ
(3)；
[0043]其中H(t)为码元“1”的解调信号表达式；
[0044]C为接收端所使用的正弦波幅值。
[0045]在进一步的实施例中，步骤四中的解调信号和载波信号相干积分表达式为：
[0046][0047]ω1＝2πf
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对码元信号进行临频差分调制解调的方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1：接收形式为“0”码元的基带信号和“1”码元的基带信号，为码元选择两条频率相近，且幅值不同的正弦波，然后将两条正弦波相加；两条正弦波的频率分别为f
c1
和f
c2
；步骤2：将用于表达“0”码元信号的两条码元信号正弦波相加，进而能够得到“0”码元信号的载波信号表达式；将用于表达“1”码元信号的两条码元信号正弦波相加，进而能够得到“1”码元信号的载波信号表达式；然后分别将“0”码元信号的载波信号和“1”码元信号的载波信号进行放大处理，进而形成调制信号，然后再将其耦合到低压电力线中；步骤3：在接收端使用频率为f
c1
和f
c2
，但幅值相同的正弦波相减，进而形成解调信号；步骤4：将上述解调信号和载波信号相干积分，根据积分值判别“0”和“1”码元，然后输出基带信号。2.根据权利要求1所述的一种对码元信号进行临频差分调制解调的方法，其特征是：步骤1中频率f
c1
和f
c2
由分析信道的衰减特性选择，包括如下步骤：1.1、分析低压电力线拓扑结构和线路规格，发射机和接收机之间为直线传输，节点连接不同类型的分支线路和各种复杂类型的负载；1.2、使用传输线理论对不同规格的线路形基础线路模型，然后用基础线路模型组成不同长度、不同负载、不同分支拓扑结构的线路模型；1.3、对上述线路模型进行仿真，比较幅频特性曲线，选择衰减较小且衰减曲线平缓的频率作为调制信号频率。3.根据权利要求2所述的一种对码元信号进行临频差分调制解调的方法，其特征是：当码元信号为“0”时，频率为f
c1
的正弦波幅值为A0，频率为f
c2
的正弦波幅值为B0；当码元信号为“1”时，频率为f
c1
的正弦波幅值为B1，频率为f
c2
的正弦波幅值为A1；当第一周期为“1”码元信号时，当第二周期为“0”码元信号时，码元信号对应的波形表达式如下：其中g1(t)为频率f
c1
所对应的“1”码元信号波形表达式；f1(t)为频率f
...

【专利技术属性】
技术研发人员：成徽，沈卫康，欧阳孟可，石凯，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：