專利名稱：一種電力線ofdm導(dǎo)頻生成方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明電力線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種電力線OFDM導(dǎo)頻生成方法及裝置。
背景技術(shù)：
電力線載波(Power Line Carrier)通信技術(shù)簡稱PLC,是指利用電力線作為信息傳輸媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N通信方式。它可以充分利用現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，無需任何布線，就能夠?yàn)橛脩籼峁?shù)據(jù)通信服務(wù)。利用現(xiàn)有的電力線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，可極大的節(jié)省通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)費(fèi)用。隨著國內(nèi)智能電網(wǎng)和智能家居網(wǎng)絡(luò)不斷興起，電力線載波通信贏來了有一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期。但影響和制約電力線載波通信發(fā)展的因素很多，最主要的還是電力線上復(fù)雜的信道。電力線載波信道環(huán)境的特點(diǎn):各種噪聲，各種雜波干擾(某個(gè)頻率，無規(guī)律，不可預(yù)測(cè))，各種脈沖干擾(無規(guī)律，不可預(yù)測(cè))，時(shí)變衰減(無規(guī)律，不可預(yù)測(cè)，使得通信距離局限在1000米以內(nèi))，反射引起的多徑 (最大延遲<3us)。由此可見，電力線載波信道具有時(shí)變性，阻抗變換大，衰減較大(尤其是電力負(fù)載為容性時(shí)，對(duì)載波通信信號(hào)近似短路)，各種干擾噪聲復(fù)雜。目前國內(nèi)應(yīng)用較多的是窄帶調(diào)制技術(shù)，即采用一般的、傳統(tǒng)的載波調(diào)制技術(shù)將數(shù)字信號(hào)的頻譜調(diào)制到較高的載波頻率上，主要包括幅度鍵控(ASK)，頻率鍵控(FSK)和相位鍵控(PSK)技術(shù)。但是這些傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)都存在如下缺點(diǎn):1)抗干擾能力比較弱；2)窄帶調(diào)制技術(shù)的數(shù)據(jù)速率很低。因此目前的技術(shù)無法滿足日益發(fā)展的電力線載波通信需求。正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing,縮寫為 0FDM)是一種特殊的多載波信號(hào)調(diào)制方法，該技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)是能夠有效的對(duì)抗頻率選擇性衰落，且與傳統(tǒng)并行數(shù)據(jù)傳輸相比頻譜利用率高。OFDM已經(jīng)成功應(yīng)用在無線通信領(lǐng)域，且取得了良好的效果。例如數(shù)字音頻廣播(DAB)、數(shù)字視頻廣播(DVB)、無線本地局域網(wǎng)(WLAN)都應(yīng)用了 OFDM技術(shù)，OFDM系統(tǒng)通常是在某些時(shí)刻利用某些子載波發(fā)送導(dǎo)頻符號(hào)，然后利用時(shí)頻域的相關(guān)特性進(jìn)行插值來得到整個(gè)信道的頻域響應(yīng)。國外對(duì)電力線通信技術(shù)研究已經(jīng)很久，制定了一些標(biāo)準(zhǔn)(例如Prime標(biāo)準(zhǔn)、ERDF G3標(biāo)準(zhǔn))，將OFDM弓I入電力線通信，該OFDM系統(tǒng)基本上只具有編碼模塊和逆傅里葉變換模塊。然而，經(jīng)過一系列的實(shí)地測(cè)試表明，該OFDM技術(shù)或產(chǎn)品應(yīng)用在中國電力線上，效果很差。經(jīng)過對(duì)國內(nèi)電力線信道環(huán)境的研究分析得知，其存在如下特性:1、由于人口密集，電力網(wǎng)密布，電磁干擾比較強(qiáng)烈；2、中國應(yīng)用的大多數(shù)電器的電磁輻射超標(biāo)，給電力網(wǎng)帶來的電磁干擾也很強(qiáng)烈。國外的OFDM標(biāo)準(zhǔn)無法跟蹤信道的變化特性，因而其在強(qiáng)烈的電磁環(huán)境下，無法獲得優(yōu)質(zhì)的通信效果。另外，目前的導(dǎo)頻插入方式只適用于固定數(shù)據(jù)長度的導(dǎo)頻，在電力線通信中，尤其在強(qiáng)烈的電磁干擾的電力線中，數(shù)據(jù)的長度根據(jù)實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量需要不斷調(diào)整，在此情況下，現(xiàn)有的無線等領(lǐng)域的導(dǎo)頻插入方式無法起到作用。

發(fā)明內(nèi)容
為了適應(yīng)電磁干擾強(qiáng)烈的電力環(huán)境，本發(fā)明提供了一種電力線OFDM導(dǎo)頻生成方
法及裝置。一種電力線OFDM導(dǎo)頻生成方法，包括如下步驟:導(dǎo)頻符號(hào)生成步驟，生成導(dǎo)頻符號(hào)序列；符號(hào)映射步驟，將數(shù)據(jù)符號(hào)和所述導(dǎo)頻符號(hào)序列分別映射到有效子載波上，從而形成包含多個(gè)由數(shù)據(jù)符號(hào)和導(dǎo)頻符號(hào)組成的OFDM符號(hào)的數(shù)據(jù)幀。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)幀的每個(gè)OFDM符號(hào)都具有導(dǎo)頻符號(hào)；經(jīng)過一定的符號(hào)周期后，在后OFDM符號(hào)的導(dǎo)頻符號(hào)所處的子載波位置與在前OFDM符號(hào)的一致。優(yōu)選地，所述符號(hào)周期是Nf，在數(shù)據(jù)幀的第i個(gè)OFDM符號(hào)中，導(dǎo)頻符號(hào)所處的子載波位置為j，
權(quán)利要求
1.一種電力線OFDM導(dǎo)頻生成方法，其特征是，包括如下步驟: 導(dǎo)頻符號(hào)生成步驟，生成導(dǎo)頻符號(hào)序列； 符號(hào)映射步驟，將數(shù)據(jù)符號(hào)和所述導(dǎo)頻符號(hào)序列分別映射到有效子載波上，從而形成包含多個(gè)由數(shù)據(jù)符號(hào)和導(dǎo)頻符號(hào)組成的OFDM符號(hào)的數(shù)據(jù)幀。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電力線OFDM導(dǎo)頻生成方法，其特征是:所述數(shù)據(jù)幀的每個(gè)OFDM符號(hào)都具有導(dǎo)頻符號(hào)；經(jīng)過一定的符號(hào)周期后，在后OFDM符號(hào)的導(dǎo)頻符號(hào)所處的子載波位置與在前OFDM符號(hào)的一致。
3.如權(quán)利要求2所述的一種電力線OFDM導(dǎo)頻生成方法，其特征是:所述符號(hào)周期是Nf，在數(shù)據(jù)幀的第i個(gè)OFDM符號(hào)中，導(dǎo)頻符號(hào)所處的子載波位置為j，
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的電力線OFDM導(dǎo)頻生成方法，其特征是:所述導(dǎo)頻符號(hào)序列按照如下算法生成
5.如權(quán)利要求4所述的電力線OFDM導(dǎo)頻生成方法，其特征是:C(K)=eXp[jr3iK2/N]，其中，r與N互質(zhì)，j表示虛數(shù)單位，r為整數(shù)。
6.如權(quán)利要求4所述的電力線OFDM導(dǎo)頻生成方法，其特征是，所述符號(hào)映射步驟包括: 導(dǎo)頻插入步驟，將所述導(dǎo)頻符號(hào)插入串行的所述數(shù)據(jù)符號(hào)之間，形成串行的數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)流； 串并轉(zhuǎn)換步驟，將所述數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)流轉(zhuǎn)換成并行的數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)組； 以及子載波映射步驟，將所述數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)組映射至子載波上，形成OFDM符號(hào)。
7.一種電力線OFDM導(dǎo)頻生成裝置，其特征是，包括: 導(dǎo)頻符號(hào)生成裝置，用于生成導(dǎo)頻符號(hào)序列； 符號(hào)映射裝置，用于將數(shù)據(jù)符號(hào)和所述導(dǎo)頻符號(hào)序列分別映射到有效子載波上，從而形成包含多個(gè)由數(shù)據(jù)符號(hào)和導(dǎo)頻符號(hào)組成的OFDM符號(hào)的數(shù)據(jù)幀。
8.如權(quán)利要求7所述的一種電力線OFDM導(dǎo)頻生成裝置，其特征是:所述數(shù)據(jù)幀的每個(gè)OFDM符號(hào)都具有導(dǎo)頻符號(hào)；經(jīng)過一定符號(hào)周期后，在后OFDM符號(hào)的導(dǎo)頻符號(hào)所處的子載波位置與在前OFDM符號(hào)的一致。
9.如權(quán)利要求8所述的一種電力線OFDM導(dǎo)頻生成裝置，其特征是:所述符號(hào)周期是Nf，在數(shù)據(jù)幀的第i個(gè)OFDM符號(hào)中，導(dǎo)頻符號(hào)所處的子載波位置為j， J=Nstart-1+ (i%Nf) + (k-1) Nf其中，i=l, 2,, Ns, k是系數(shù)，Ns表示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀所包含的OFDM符號(hào)的個(gè)數(shù)，Nstart表不每個(gè)OFDM符號(hào)的有效子載波的起始子載波序號(hào)，Nend表不每個(gè)OFDM符號(hào)的有效子載波的終止子載波序號(hào)，有效子載波包含導(dǎo)頻子載波和數(shù)據(jù)子載波；其中運(yùn)算符號(hào)「I表示不大于該運(yùn)算符號(hào)內(nèi)的數(shù)值的最大整數(shù)，％表示取余。
10.如權(quán)利要求7至9任一所述的電力線OFDM導(dǎo)頻生成裝置，其特征是:所述導(dǎo)頻符號(hào)序列按照如下算法生成:ΣcKKK ，其中*表示復(fù)數(shù)共軛，c(k) 的周期為N，C(K)表示導(dǎo)頻符號(hào)序列第K個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)，τ是任意數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的電力線OFDM導(dǎo)頻生成裝置，其特征是:c(K)=eXp[jrjiK2/N]，其中，r與N互質(zhì)，r為整數(shù)。
12.如權(quán)利要求10所述的電力線OFDM導(dǎo)頻生成裝置，其特征是，所述符號(hào)映射裝置包括: 導(dǎo)頻插入裝置，用于將所述導(dǎo)頻符號(hào)插入串行的所述數(shù)據(jù)符號(hào)之間，形成串行的數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)流； 串并轉(zhuǎn)換裝置，用于將所述數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)流轉(zhuǎn)換成并行的數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)組； 以及子載波映射裝置，用于將所述數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號(hào)組映射至子載波上，形成OFDM符號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力線OFDM導(dǎo)頻生成方法及裝置。其方法包括如下步驟導(dǎo)頻符號(hào)生成步驟，生成導(dǎo)頻符號(hào)序列；符號(hào)映射步驟，將數(shù)據(jù)符號(hào)和所述導(dǎo)頻符號(hào)序列分別映射到有效子載波上，從而形成由數(shù)據(jù)符號(hào)和導(dǎo)頻符號(hào)組成的包含多個(gè)OFDM符號(hào)的數(shù)據(jù)幀。由于采用了上述的導(dǎo)頻生成方式，完全能夠適應(yīng)在電力線中應(yīng)用數(shù)據(jù)長度可變的OFDM技術(shù)，同時(shí)在強(qiáng)烈干擾的電力線環(huán)境下，能夠獲得優(yōu)質(zhì)的通信效果。
文檔編號(hào)H04L27/26GK103209067SQ20131013049
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
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