專(zhuān)利名稱(chēng)：在較低頻率范圍內(nèi)應(yīng)用多音ofdm通信的發(fā)送器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及到在電力線上進(jìn)行通信的技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及到在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)應(yīng)用多音正交頻分復(fù)用(OFDM)的通信系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
多年來(lái)，直流(DC)和交流(AC)電力線已被用于從一個(gè)設(shè)備傳送數(shù)據(jù)到另一個(gè)設(shè)備。最近，涌現(xiàn)了新的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)和應(yīng)用的需要，以可靠地在電力線上以更高的速率傳輸數(shù)據(jù)。例如，遠(yuǎn)程抄表、智能電網(wǎng)、工業(yè)和家庭自動(dòng)化等，這些僅僅是目前使用電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的、正在到來(lái)的應(yīng)用的一部分，并且預(yù)計(jì)會(huì)有更多的應(yīng)用使用這些電力線。一個(gè)使用電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕秉c(diǎn)在于電力線是非常惡劣的環(huán)境。事實(shí)上，這些交流電力線所支持的通信信道往往具有非常糟糕的非線性特性。特別是信道的特征和參數(shù)可能會(huì)因頻率、位置、時(shí)間、甚至所部署設(shè)備類(lèi)型的變化而變化。作為一個(gè)例子，電力線的阻抗可能會(huì)呈現(xiàn)為1-2歐姆(Ω )，但當(dāng)施加到電力線的信號(hào)頻率增加時(shí)，電力線的阻抗也增加了。該增加的阻抗會(huì)增加信號(hào)噪聲，并可能妨礙在預(yù)定的目的地進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)檢測(cè)。

圖1圖示了頻帶110-112內(nèi)的示例性噪聲分配100，該頻帶分別受到歐洲 (CELENEC)、美國(guó)(FCC)和日本(ARIB)電力線標(biāo)準(zhǔn)的支持，如表1所列。
權(quán)利要求
1.一種適應(yīng)于在電力線上傳輸信號(hào)的集成電路，所述集成電路包括編碼模塊，所述編碼模塊包括適應(yīng)于在包括第一模式和第二模式的多個(gè)模式下工作的交織器，所述交織器在被設(shè)置為第二模式時(shí)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)編碼；以及與所述編碼模塊通信的調(diào)制模塊，所述調(diào)制模塊用于補(bǔ)償在通過(guò)電力線傳輸信號(hào)的傳播過(guò)程中產(chǎn)生的衰減。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，進(jìn)一步包括與所述調(diào)制模塊通信的頻譜整形模塊，所述頻譜整形模塊用于補(bǔ)償幅度失真并進(jìn)一步補(bǔ)償在通過(guò)電力線傳輸信號(hào)的傳播過(guò)程中產(chǎn)生的衰減。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中，所述調(diào)制模塊包括自適應(yīng)陷波模塊，以避免在一個(gè)或多個(gè)選定頻率上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中，所述編碼模塊對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)化，并在傳輸信號(hào)中插入誤差校正數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中，所述編碼模塊進(jìn)一步包括加擾器以及至少一個(gè)編碼器，所述加擾器隨機(jī)分配輸入數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中，所述調(diào)制模塊執(zhí)行D8PSK調(diào)制。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成電路，其中，所述至少一個(gè)編碼器包括一個(gè)里德-索羅門(mén)編碼器，所述里德-索羅門(mén)編碼器耦合到卷積編碼器并將其輸出傳輸?shù)剿鼍矸e編碼器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路，其中，在第一模式期間，所述交織器智能地對(duì)輸入數(shù)據(jù)在頻率和時(shí)間上進(jìn)行隨機(jī)化處理，并且當(dāng)被設(shè)置為第二模式時(shí)，除了對(duì)輸入數(shù)據(jù)在頻率和時(shí)間進(jìn)行隨機(jī)化處理之外，進(jìn)一步通過(guò)減少數(shù)據(jù)傳輸速率和執(zhí)行重復(fù)編碼以促成在劣化的信道上進(jìn)行通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集成電路，其中，當(dāng)被設(shè)置為第二模式時(shí)由所述交織器執(zhí)行的重復(fù)編碼包括對(duì)從卷積編碼器處接收到的輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)位進(jìn)行多次重復(fù)，并在統(tǒng)計(jì)學(xué)上在不同的頻率處以及在不同的碼元內(nèi)放置所述數(shù)據(jù)位的每個(gè)重復(fù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中，所述交織器在第二模式下運(yùn)行時(shí)對(duì)輸入數(shù)據(jù)的一部分進(jìn)行至少四次重復(fù)，并將結(jié)果數(shù)據(jù)輸出到所述調(diào)制模塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中，所述編碼模塊的交織器進(jìn)一步運(yùn)行在所述多個(gè)模式中的第三模式下，并在將輸入數(shù)據(jù)提供到所述調(diào)制模塊的自適應(yīng)音調(diào)映射器模塊之前，所述第三模式對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)的一部分進(jìn)行至少六次重復(fù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的集成電路，其中，所述編碼模塊的交織器運(yùn)行在所述多個(gè)模式中的第三模式下時(shí)，只對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀中的幀控制部分執(zhí)行重復(fù)編碼。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中，所述編碼模塊的交織器適用于在所述多個(gè)模式的第三模式下運(yùn)行，與運(yùn)行在第二模式下時(shí)相比，所述交織器運(yùn)行在第三模式下時(shí)執(zhí)行更大的重復(fù)編碼。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中，所述編碼模塊的交織器進(jìn)一步運(yùn)行在所述多個(gè)模式中的第三模式下，在將所述輸入數(shù)據(jù)提供到基于PSK的映射邏輯器之前，所述第三模式對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)的一部分進(jìn)行至少六次重復(fù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成電路，其中，基于所述PSK的映射邏輯器支持DBPSK、 DQPSK和D8PSK中的至少一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中，所述調(diào)制模塊包括自適應(yīng)音調(diào)映射模塊， 所述自適應(yīng)音調(diào)映射模塊接收來(lái)自所述交織器的數(shù)據(jù)包并使用PSK調(diào)制將數(shù)據(jù)位映射到對(duì)應(yīng)的模擬頻率上。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中，所述調(diào)制模塊包括自適應(yīng)音調(diào)映射模塊， 所述自適應(yīng)音調(diào)映射模塊估算接收到的信號(hào)子載波的信噪比，并基于所估算的信噪比，自適應(yīng)地選擇一個(gè)可用的音調(diào)以及最佳的調(diào)制和編碼率，以確保通過(guò)電力線信道的通信的可靠性。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中，所述電力線是交流電力線和直流電力線中的一種。
19.一種適應(yīng)于在電力線上傳輸信號(hào)的集成電路，所述集成電路包括編碼模塊，適應(yīng)于在包括第一模式、第二模式和第三模式的多個(gè)模式下運(yùn)行，所述編碼模塊當(dāng)被設(shè)置為在第二模式和第三模式下運(yùn)行時(shí)進(jìn)行重復(fù)編碼，并且在第三種模式下對(duì)數(shù)據(jù)幀的幀控制部分進(jìn)行更大的重復(fù)編碼；與所述編碼模塊通信的調(diào)制模塊，所述調(diào)制模塊包括自適應(yīng)陷波模塊，以避免在一個(gè)或多個(gè)選定頻率上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的集成電路，進(jìn)一步包括與所述調(diào)制模塊通信的頻譜整形模塊，所述頻譜形模塊用于補(bǔ)償在通過(guò)電力線傳輸信號(hào)的傳播過(guò)程中產(chǎn)生的衰減。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的集成電路，其中所述調(diào)制模塊進(jìn)一步包括自適應(yīng)音調(diào)映射模塊，所述自適應(yīng)音調(diào)映射模塊接收來(lái)自所述編碼模塊的數(shù)據(jù)包，并對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制， 以將所述數(shù)據(jù)幀的位映射到相應(yīng)的模擬頻率上。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的集成電路，其中，得到調(diào)制模塊進(jìn)一步包括幀頭插入模塊， 以將幀頭插入到要傳輸?shù)拿總€(gè)幀的開(kāi)頭，所述幀頭用于確定幀的到達(dá)以及在該幀內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的調(diào)制的類(lèi)型。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的集成電路，其中，所述調(diào)制模塊進(jìn)一步包括頻域預(yù)加重濾波器模塊，以補(bǔ)償由于信道特性造成的衰減，每個(gè)濾波器系數(shù)值代表從零分貝到十二分貝范圍內(nèi)的至少一個(gè)音調(diào)的衰減。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的集成電路，其中，所述自適應(yīng)陷波模塊適應(yīng)于在頻譜內(nèi)放置可編程的凹陷，以避免在該頻譜中的一個(gè)或多個(gè)選定的頻率上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的集成電路，其中，所述調(diào)制模塊進(jìn)一步包括IFFT模塊，用于將信息從頻域轉(zhuǎn)換到時(shí)域。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的集成電路，其中，所述調(diào)制模塊進(jìn)一步包括耦合到所述 IFFT模塊的循環(huán)前綴模塊。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的集成電路，其可在通過(guò)電力線與另一聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通信的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。
28.—種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過(guò)電力線信道在1千赫至600千赫的頻帶范圍內(nèi)進(jìn)行通信，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持正常的運(yùn)行模式和至少一個(gè)魯棒運(yùn)行模式，所述至少一個(gè)魯棒運(yùn)行模式提供了額外的冗余以促成在1至10千赫之間的嚴(yán)重衰減的信道中的通信。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)魯棒模式包括一個(gè)魯棒模式和一個(gè)超級(jí)魯棒模式，超級(jí)魯棒模式在魯棒模式之上提供了額外的冗余，以促成在1至500千赫之間的嚴(yán)重衰減的信道中的通信。
30. 一種發(fā)送器，包括 卷積編碼器；耦合到所述卷積編碼器的交織器，所述交織器適應(yīng)于在多個(gè)模式下運(yùn)行，以便當(dāng)被設(shè)置運(yùn)行在所述多個(gè)模式中的第一模式下時(shí)執(zhí)行第一級(jí)重復(fù)編碼，并且當(dāng)被設(shè)置運(yùn)行在所述多個(gè)模式中的第二模式下時(shí)執(zhí)行高于第一級(jí)的第二級(jí)重復(fù)編碼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種集成電路，包括編碼模塊、調(diào)制模塊和頻譜整形模塊。該編碼模塊包括交織器，其適應(yīng)于在包括第一模式、第二模式和第三模式的多個(gè)模式下運(yùn)行。當(dāng)被設(shè)置為第二模式時(shí)，該交織器執(zhí)行重復(fù)編碼，當(dāng)被設(shè)置為第三模式時(shí)甚至可執(zhí)行更大的重復(fù)編碼。
文檔編號(hào)H04B3/54GK102484504SQ201080025770
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者A·H·卡馬里扎達(dá), K·拉扎齊安, M·V·納維德, M·烏馬里, V·V·羅戈諾夫 申請(qǐng)人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司