一种基于OFDM调制的电力线载波通信方法技术

本发明专利技术公开了一种基于OFDM的电力线载波通信系统的信号帧生成方法，信号帧组成中的同步信号帧、控制信号帧均是利用伪随机序列或巴克码或其截断码作调制信号对线性调频信号进行调制得到，由于伪随机序列、巴克码具有良好的相关性能，且线性调频信号也具有良好的自相关和互相关性能，使得生成的同步信号、控制信号也具有良好的相关性，使同步信号具有使接收端和发射端数据符号准确同步的功能，而控制信号也具有良好的相关性可使得接收端接收到控制信号后能够准确的解调出相应的系统当前的控制方式，该方法得到的信号帧整体精确度提高，且具有恒定的包络幅度，抗噪声性强，同时使得同步信号、控制信号的频段范围方便可调，也即信号帧的频段范围可调。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于OFDM的电力线载波通信系统的信号帧生成方法，信号帧组成中的同步信号帧、控制信号帧均是利用伪随机序列或巴克码或其截断码作调制信号对线性调频信号进行调制得到，由于伪随机序列、巴克码具有良好的相关性能，且线性调频信号也具有良好的自相关和互相关性能，使得生成的同步信号、控制信号也具有良好的相关性，使同步信号具有使接收端和发射端数据符号准确同步的功能，而控制信号也具有良好的相关性可使得接收端接收到控制信号后能够准确的解调出相应的系统当前的控制方式，该方法得到的信号帧整体精确度提高，且具有恒定的包络幅度，抗噪声性强，同时使得同步信号、控制信号的频段范围方便可调，也即信号帧的频段范围可调。【专利说明】—种基于OFDM调制的电力线载波通信方法【
】本专利技术涉及电力线载波通信系统，特别是涉及一种电力线载波通信系统的信号帧生成方法。【
技术介绍
】电力线载波通信技术简称PLC，是指利用电力线传输数据的一种通信方式。它可以充分利用现有的配电网络基础设施，无需任何布线，就能够为用户提供数据通信服务。利用现有的电力线实现数据通信，可极大的节省通信网络的建设费用。然而，由于多种因素的影响，制约了电力线载波通信技术的发展。最主要的是电力线上复杂的信道。电力线载波信道环境的特点是:各种噪声，各种杂波干扰(杂波无规律，不可预测)，各种脉冲干扰(无规律，不可预测)，时变衰减(无规律，不可预测，使得通信距离局限在1000米以内),反射引起的多径(最大延迟<3us)。由此可见，电力线载波信道具有时变性，阻抗变换大，衰减较大以及各种干扰噪声复杂的特点。要在如此恶劣的信道环境中传输信号，要求设计的信号帧抗干扰性强。具体来说，信号帧包括同步信号帧、控制信号帧和数据信号帧。同步信号帧携带用于使发射端和接收端达到同步的同步信号，控制信号帧携带通信系统所涉及的控制信息，例如通信系统的工作模式，发射端的编码方式，接收端的解码方式等，数据帧则携带需要通信系统需要传输的数据。现有技术中，通常利用两个或多个重复的OFDM数据设计同步信号。但是，由于重复的OFDM数据的相关性并不强，导致所生成的同步信号同步精确度不高，抗噪声性也不强。而生成信号帧中的控制信号帧时，基于正交频分复用系统(0FDM系统)，通常采用OFDM符号来生成控制信号，但在恶劣的电力线环境下，由于存在突发的强脉冲干扰，传输过程中，OFDM符号往往难以 抵抗恶劣的信道环境，即控制信号抗噪声性不强，导致接收端接收到的控制信息出错。综上所述，上述方法下得到的信号帧，精确度不高，抗噪声性不强，无法适应恶劣的信道环境。另外，不同国家和地区对电力线载波通信的通信频段要求是不同的，欧洲的CENELEC 规定 A 信道频带 IOkHz to95kHz、B 信道频带 95kHz to 120kHz, C 信道频带 120kHztol40kHz,美国的通信委员会FCC规定采用IOkHz to490kHz,而我国规定电力线载波通信频段为3kHz?500kHz。因此，电力线载波通信系统中要求设计的同步信号、控制信号能适应多个国家和地区对频段的要求。综上所述，如何设计一种信号帧，其精确度高、抗噪声性强且能适应不同国家和地区对电力线载波频段的要求，是电力线载波通信技术中需要解决的问题。【
技术实现思路
】本专利技术所要解决的技术问题是:弥补上述现有技术的不足，提出一种电力线载波通信系统的信号帧生成方法，其生成的信号帧的精确度高、抗噪声性强且能适应不同国家和地区对电力线载波频段的要求。本专利技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决:一种电力线载波通信系统的信号帧生成方法，所述信号帧包括同步信号帧、控制信号帧和数据信号帧；所述同步信号帧为段数为N、信号幅度为B、每段信号调制时间为1、频带范围为-f2的同步信号；所述控制信号帧为段数为H，信号幅度为B1、每段信号调制时间为Tltl、频带范围为f3-f4的控制信号；其特征在于:包括以下步骤:1)生成所述同步信号帧，包括1-1)引入码长为N的第一调制信号P，P= {a0, a1； B, aN_J，其中，ai=±l ；1-2)引入第一线性调频信号L(t):【权利要求】1.一种电力线载波通信系统的信号帧生成方法，所述信号帧包括同步信号帧、控制信号帧和数据信号帧；所述同步信号帧为段数为N、信号幅度为B、每段信号调制时间为Ttl、频带范围Sf1?f2的同步信号；所述控制信号帧为段数为H，信号幅度为B1、每段信号调制时间为Tltl、频带范围为f3?f4的控制信号；其特征在于:包括以下步骤: 1)生成所述同步信号帧， 1-1)引入码长为N的第一调制信号P，P=Wa1Aa1 ,其中，ai=±l ； 1-2)引入第一线性调频信号 L(t): 2.根据权利要求1所述的电力线载波通信系统的信号帧生成方法，其特征在于:所述步骤I)中还包括步骤1-5)，优化同步信号:将步骤1-4)中得到的同步信号中最前面的m个点作为前缀增加到所述步骤1-4)中得到的同步信号的最前端，增加前缀后的同步信号即为优化后的同步信号邱为正整数，取值不超过所述同步信号的信号点数。3.根据权利要求1所述的电力线载波通信系统的信号帧生成方法，其特征在于:所述步骤I)中步骤1-3)中还包括设置参数Φ=|。4.根据权利要求1所述的电力线载波通信系统的信号帧生成方法，其特征在于:所述步骤I)中步骤1-1)，所述第一调制信号由伪随机序列、巴克码、伪随机序列的截断码或者巴克码的截断码选取而来。5.根据权利要求1所述的电力线载波通信系统的信号帧生成方法，其特征在于:所述步骤2)中步骤2-3)中还包括设置参数。6.根据权利要求1所述的 电力线载波通信系统的信号帧生成方法，其特征在于:所述步骤2)中步骤2-1)，所述第二调制信号由伪随机序列、巴克码、伪随机序列的截断码或者巴克码的截断码选取而来。7.根据权利要求1所述的电力线载波通信系统的信号帧生成方法，其特征在于:所述步骤3)中由至少一个OFDM调制数据块组成所述数据信号帧。【文档编号】H04B3/54GK103441978SQ201310293740【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日 【专利技术者】不公告专利技术人 申请人:深圳市力合微电子有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力线载波通信系统的信号帧生成方法，所述信号帧包括同步信号帧、控制信号帧和数据信号帧；所述同步信号帧为段数为N、信号幅度为B、每段信号调制时间为T0、频带范围为f1～f2的同步信号；所述控制信号帧为段数为H，信号幅度为B1、每段信号调制时间为T10、频带范围为f3～f4的控制信号；其特征在于：包括以下步骤：1）生成所述同步信号帧，1?1）引入码长为N的第一调制信号P，P={a0,a1,B,aN?1},其中，ai=±1；1?2）引入第一线性调频信号L(t)：式中，A为所述线性调频信号的信号幅度；T为所述线性调频信号的时间宽度；rect(tT)=1,0≤t/T≤10,other为矩形函数；为所述线性调频信号的初始时刻相位：f0为所述线性调频信号的起始频率；μ为所述线性调频信号的调频斜率；1?3）设置所述第一线性调频信号L(t)的参数：设置A=B，设置f0=f1，设置T=T0，设置μ=f2-f1T;1?4）使用所述第一调制信号调制设置参数后的所述第一线性调频信号，得到同步信号帧S(t)，其表达式为：2）生成所述控制信号帧：2?1）引入K组码长为H的第二调制信号P1，P1={P10,P11,B,P1K?1},其中，P1i={bi0,bi1,B,bi(H?1)},bij=±1；K的值为所述通信系统中控制信息能组合出的控制方式的种数；将K种控制方式与所述K组调制信号建立一一对应；2?2）引入第二线性调频信号L1(t)：式中，A1为所述第二线性调频信号的信号幅度；T1为所述第二线性调频信号的时间宽度；rect(tT1)=1,0≤t/T1≤10,other为矩形函数；为所述第二线性调频信号的初始时刻相位：f5为所述第二线性调频信号的起始频率；μ1为所述第二线性调频信号的调频斜率；2?3）设置所述第二线性调频信号L1(t)的参数：设置A1=B1，设置f5=f3，设置T1=T10，设置μ1=f4-f3T1;2?4）使用所述通信系统当前使用的一种的控制方式所对应的一组第二调制信号P1i调制设置参数后的所述第二线性调频信号，得到控制信号Q(t)，其表达式为：3）生成所述数据信号帧；4）将所述步骤1）得到的同步信号帧、所述步骤2）得到的控制信号帧和所述步骤3）得到的数据信号帧依次排列组合成所述信号帧。FDA00003506109600011.jpg,FDA00003506109600013.jpg,FDA00003506109600015.jpg,FDA00003506109600021.jpg,FDA00003506109600023.jpg,FDA00003506109600025.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳市力合微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：