使用過(guò)尺寸離散傅里葉變換檢測(cè)重復(fù)的前置碼符號(hào)的制作方法
【專利摘要】一種檢測(cè)符號(hào)的技術(shù)，包括：對(duì)包括至少兩個(gè)重復(fù)符號(hào)的接收信號(hào)執(zhí)行過(guò)尺寸離散傅里葉變換(DFT)操作(704)。基于所述DFT操作確定一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的子載波的信號(hào)特性的和(706)?；谒鯠FT操作確定所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的非子載波的信號(hào)特性的和。最后，基于所述子載波的信號(hào)特性的和與所述非子載波的信號(hào)特性的和確定是否檢測(cè)到所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的一個(gè)或多個(gè)(710)。
【專利說(shuō)明】使用過(guò)尺寸離散傅里葉變換檢測(cè)重復(fù)的前置碼符號(hào)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及通信系統(tǒng)，更具體地，涉及通過(guò)使用過(guò)尺寸離散傅里葉變換來(lái)檢測(cè)通過(guò)將獨(dú)特的正交頻分復(fù)用或離散多音調(diào)(discrete mult1-tone)符號(hào)(symbol)的多個(gè)副本端對(duì)端地而不使用循環(huán)前綴(cyclic prefix)進(jìn)行連接而重復(fù)多次的正交頻分復(fù)用符號(hào)或離散多音調(diào)符號(hào)。

【背景技術(shù)】
[0002]正交頻分復(fù)用(OFDM)是指一種對(duì)多載波頻率上的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法。OFDM(其可以部署在無(wú)線或有線應(yīng)用中)已成為用于數(shù)字通信系統(tǒng)的流行技術(shù)。OFDM被廣泛用于各種各樣的應(yīng)用，例如，數(shù)字電視和數(shù)字音頻廣播、數(shù)字用戶線路(DSL)寬帶英特網(wǎng)接入和第四代(4G)移動(dòng)通信。OFDM調(diào)制類似于離散多音調(diào)(DMT)調(diào)制，并采用頻分復(fù)用(FDM)作為數(shù)字多載波調(diào)制處理。
[0003]在OFDM中，使用了多個(gè)緊密間隔的正交子載波以并行地在若干信道上攜載數(shù)據(jù)。以相對(duì)低的符號(hào)率通過(guò)常規(guī)的調(diào)制方案(例如，正交幅度調(diào)制(QAM)和相移鍵控(PSK))對(duì)每個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，同時(shí)保持總數(shù)據(jù)率與利用類似帶寬的常規(guī)的單載波調(diào)制方案類似。比起單載波方法，OFDM實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是:0FDM在無(wú)需實(shí)現(xiàn)復(fù)均衡濾波器的情況下應(yīng)付惡劣的信道條件(例如，在銅導(dǎo)體中的高頻的衰減、窄帶干擾和由于多路徑干擾造成的頻率選擇性衰落)的能力。
[0004]電力線通信(PLC)是指在電導(dǎo)體上傳輸數(shù)據(jù)，其中該電導(dǎo)體同時(shí)還用于給用戶傳輸交流(AC)電力。廣泛的PLC技術(shù)可以部署用于不同應(yīng)用，從家庭自動(dòng)化到英特網(wǎng)接入。大多數(shù)的PLC技術(shù)限于在單個(gè)建筑中的建筑布線，或配電網(wǎng)布線，但有些PLC技術(shù)可以在配電網(wǎng)布線和建筑布線中實(shí)現(xiàn)。通常，需要多個(gè)PLC技術(shù)來(lái)形成相對(duì)大的網(wǎng)絡(luò)。PLC技術(shù)可以給不同應(yīng)用提供不同數(shù)據(jù)率并利用不同頻率。
[0005]可以將若干個(gè)PLC信道耦接到一個(gè)高電壓(HV)線路。通常在變電站處應(yīng)用濾波裝置以防止載波頻率電流被旁通通過(guò)站裝置，以及確保遠(yuǎn)處故障不會(huì)影響PLC系統(tǒng)的隔離的區(qū)段。窄帶PLC工作在3-500kHz的頻率，數(shù)據(jù)率直至數(shù)百kbps，并具有直至數(shù)公里的范圍(其可以使用中繼器進(jìn)行擴(kuò)展)。寬帶PLC工作在較高的頻率(1.8-250MHZ)、較高的數(shù)據(jù)率(直至數(shù)百M(fèi)bps)，并用于較短距離應(yīng)用。近來(lái)，由于其在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，窄帶PLC已得到廣泛的關(guān)注。窄帶PLC也已被用于智能能量產(chǎn)生中，特別是在用于太陽(yáng)能板的微逆變器中 O 窄帶 PLC 標(biāo)準(zhǔn)包括 G3-PLC (36-90.6kHz)，PRIME (42_89kHz)，IEEE1901.2 (9_500kHz)，ANSI/EIA709.1、.2 (86kHz、131kHz)，KNX(125_140kHz)以及 IEC61334 (CENELEC-A)。相反，寬帶PLC已發(fā)現(xiàn)主要接受為英特網(wǎng)分布和家庭布網(wǎng)的最后一英里解決方案。利用高數(shù)據(jù)率并且沒(méi)有額外的布線，寬帶PLC被視為用于家庭內(nèi)多媒體分發(fā)的有效技術(shù)。
[0006]通常，智能儀表被配置來(lái)使用雙向通信收集數(shù)據(jù)以向中心站進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)告。在典型安裝中，智能儀表可以通過(guò)使用具有前向糾錯(cuò)(FEC)的差分解調(diào)技術(shù)通過(guò)電力線與中心站進(jìn)行通信。術(shù)語(yǔ)“智能儀表”可以指測(cè)量公用事業(yè)(如電、天然氣和水的消耗)的各種裝置。智能儀表通常實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)的傳感器，并可以便于停電通知。智能儀表也可以有助于測(cè)量地點(diǎn)特定信息，允許價(jià)格制定機(jī)構(gòu)基于日期和季節(jié)為消費(fèi)推出不同價(jià)格。智能儀表還可以測(cè)量浪涌電壓和諧波失真，允許電力質(zhì)量問(wèn)題的診斷。
[0007]智能儀表通常幫助消費(fèi)者根據(jù)天然氣、水和電消耗的最新信息更好地管理其能量使用，這樣做有助于人們減少能源費(fèi)用和碳排放。電價(jià)高峰通常在某些可預(yù)見(jiàn)的日期和季節(jié)時(shí)期。特別是，如果發(fā)電受限，則如果來(lái)自其它管轄區(qū)或更昂貴的發(fā)電的電力置于線上，則價(jià)格可能上漲。實(shí)施智能儀表允許消費(fèi)者調(diào)整其消費(fèi)習(xí)慣以更加適應(yīng)市場(chǎng)價(jià)格，這可以延遲另外的發(fā)電設(shè)施的構(gòu)建，或至少延遲從較高價(jià)格源購(gòu)買(mǎi)能源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種由接收器檢測(cè)符號(hào)的方法，包括:由接收器對(duì)包括至少兩個(gè)重復(fù)符號(hào)的接收信號(hào)執(zhí)行過(guò)尺寸離散傅里葉變換DFT操作；由所述接收器基于所述DFT操作確定一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的子載波的信號(hào)特性的和；由所述接收器基于所述DFT操作確定所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的非子載波的信號(hào)特性的和；以及，由所述接收器基于所述子載波的信號(hào)特性的和以及所述非子載波的信號(hào)特性的和確定是否檢測(cè)到所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)。
[0009]根據(jù)本公開(kāi)另一實(shí)施例，提供了一種接收器，包括:前置碼檢測(cè)器，被配置來(lái):對(duì)包括至少兩個(gè)重復(fù)符號(hào)的接收信號(hào)執(zhí)行過(guò)尺寸離散傅里葉變換DFT操作，基于所述DFT操作確定一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的子載波的能量之和，基于所述DFT操作確定一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的非子載波的能量之和，以及基于所述子載波的能量之和以及所述非子載波的能量之和確定是否檢測(cè)到所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)。
[0010]根據(jù)本公開(kāi)再一實(shí)施例，提供了一種儀表，包括:接收器，包括解碼器，所述解碼器被配置來(lái):對(duì)包括至少兩個(gè)重復(fù)符號(hào)的接收信號(hào)執(zhí)行過(guò)尺寸離散傅里葉變換DFT操作，基于所述DFT操作確定一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的子載波的能量的和，基于所述DFT操作確定所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的非子載波的能量之和，以及基于所述子載波的能量之和以及所述非子載波的能量之和確定是否檢測(cè)到所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)；以及差分解調(diào)器，其耦接到所述檢測(cè)器，其中所述解調(diào)器被配置為:當(dāng)所述子載波的信號(hào)特性的和與所述非子載波的信號(hào)特性的和的比率大于所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的檢測(cè)到的一個(gè)符號(hào)的閾值時(shí)，解調(diào)所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的所述檢測(cè)到的符號(hào)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)舉例的方式說(shuō)明，并不受附圖限制，在附圖中類似的參考符號(hào)表示類似的元素。附圖中的元素處于簡(jiǎn)明的目的而示出，不一定按比例繪制。
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的通信系統(tǒng)的相關(guān)部分的框圖，該通信系統(tǒng)被配置以通過(guò)使用過(guò)尺寸離散傅里葉變換(DFT)，檢測(cè)通過(guò)將獨(dú)特的符號(hào)的多個(gè)副本端對(duì)端地而不使用循環(huán)前綴地進(jìn)行連接而多次重復(fù)的正交頻分復(fù)用(OFDM)或離散多音調(diào)(DMT)符號(hào)。
[0013]圖2是可以用于圖1的通信系統(tǒng)中的示例性智能儀表的相關(guān)部分的框圖。
[0014]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示出了過(guò)尺寸離散傅里葉變換的使用的示例頻帶的相關(guān)部分的圖。
[0015]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的采用過(guò)尺寸DFT(例如，快速傅立葉變換(FFT))來(lái)檢測(cè)重復(fù)的前置碼(preamble)符號(hào)的示例性檢測(cè)過(guò)程的圖。
[0016]圖5是描繪了在隨機(jī)間隔上到達(dá)接收器的多個(gè)突發(fā)(burst)的示例性圖。
[0017]圖6是說(shuō)明了用于搜索一個(gè)前置碼符號(hào)和同時(shí)搜索‘M’個(gè)前置碼符號(hào)的常規(guī)的時(shí)域相關(guān)性、常規(guī)的頻域相關(guān)性、以及根據(jù)本發(fā)明的過(guò)尺寸DFT符號(hào)檢測(cè)的乘法累加(MAC)復(fù)雜度的表。
[0018]圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的過(guò)尺寸DFT符號(hào)檢測(cè)過(guò)程的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]在以下的本發(fā)明示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述中，足夠詳細(xì)地描述了其中可以實(shí)施本發(fā)明的具體示例性實(shí)施例，足以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，并且應(yīng)理解，可以采用其它實(shí)施例以及可以做出邏輯的、架構(gòu)的、程序的、機(jī)械的、電的或其它的改變，而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。例如，根據(jù)本公開(kāi)配置的接收器可以實(shí)施在有線或無(wú)線的通信系統(tǒng)中。因此，以下詳細(xì)描述不應(yīng)被視為具有限制意義，并且本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求及其等同物限定。如可以在此所使用的，術(shù)語(yǔ)“耦接”包括元件或組件之間的直接電連接和利用一個(gè)或多個(gè)中間元件或組件實(shí)現(xiàn)的元件或組件之間的間接電連接。
[0020]如在此所使用的，術(shù)語(yǔ)‘過(guò)尺寸離散傅里葉變換(DFT) ’意指:在接收器處對(duì)重復(fù)符號(hào)執(zhí)行的DFT操作的大小(尺寸)總是大于在發(fā)射器形成所述符號(hào)使用的逆DFT (IDFT)的大小。例如，當(dāng)在發(fā)射器處使用大小為‘N’的IDFT來(lái)形成重復(fù)‘K’次(其中，‘K’大于或等于2)的前置碼符號(hào)時(shí)，接收器將執(zhí)行PN-DFT操作，其中‘P’大于或等于2且小于或等于‘K’。作為一個(gè)例子，對(duì)于‘K’等于3，‘P’可以等于2或3。
[0021]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，對(duì)于初始前置碼符號(hào)檢測(cè)，不使用時(shí)域相關(guān)性或頻域相關(guān)性。通常，兩個(gè)向量的相關(guān)性涉及計(jì)算其點(diǎn)積。例如，為了檢測(cè)有噪聲的向量‘B’中向量‘A’的存在，可以將向量相關(guān)，即，可以計(jì)算A.B*(其中‘B*’是‘B’的復(fù)共軛)并將其與已知閾值進(jìn)行比較。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，為了檢測(cè)有噪聲的向量‘B’中的若干向量ΑρΑρ...，對(duì)任何Ai向量的存在的檢測(cè)是通過(guò)檢查信號(hào)的頻譜，而不是通過(guò)計(jì)算(B*發(fā)現(xiàn)的。如果檢測(cè)任何Ai的存在時(shí)，可采用相關(guān)性來(lái)確定存在哪個(gè)特定Ap所公開(kāi)的技術(shù)提供了不增加復(fù)雜性的有效實(shí)現(xiàn)方式，并適用于前置碼的檢測(cè)，所述前置碼包括端對(duì)端地而沒(méi)有利用循環(huán)前綴地附接的已知的一個(gè)或多個(gè)符號(hào)(例如，正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)或離散多音調(diào)(DMT)符號(hào))的重復(fù)，所述循環(huán)前綴常常用于在通信系統(tǒng)(例如，電力線通信(PLC)系統(tǒng))中促進(jìn)突發(fā)檢測(cè)和同步。
[0022]在需要同時(shí)檢測(cè)多個(gè)OFDM或DMT信號(hào)前置碼(每個(gè)前置碼使用不同組子載波)的應(yīng)用中，采用傳統(tǒng)時(shí)域或頻域相關(guān)性方法可能顯著增加前置碼檢測(cè)的復(fù)雜度。此外，在需要同時(shí)檢測(cè)多個(gè)OFDM或DMT信號(hào)前置碼(每一個(gè)都使用相同組子載波但不同前置碼符號(hào)被映射到每個(gè)所述子載波)的應(yīng)用中，采用傳統(tǒng)時(shí)域相關(guān)性或頻域相關(guān)性方法也可能顯著增加前置碼檢測(cè)的復(fù)雜度。此外，在需要同時(shí)檢測(cè)多個(gè)具有OFDM或DMT信號(hào)前置碼并且不同的OFDM或DMT信號(hào)前置碼的子載波組之間的重疊的應(yīng)用中，采用傳統(tǒng)時(shí)域或頻域相關(guān)性方法也可能顯著增加前置碼檢測(cè)的復(fù)雜度。
[0023]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，公開(kāi)了用于檢測(cè)前置碼符號(hào)的有效技術(shù)，在執(zhí)行多個(gè)OFDM或DMT信號(hào)前置碼的同時(shí)檢測(cè)時(shí)，其沒(méi)有顯著增加前置碼檢測(cè)復(fù)雜度。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所公開(kāi)的技術(shù)包括:對(duì)包括至少兩個(gè)重復(fù)前置碼符號(hào)的接收信號(hào)執(zhí)行過(guò)尺寸離散傅里葉變換(DFT)操作，例如，過(guò)尺寸快速傅里葉變換(FFT)操作；計(jì)算由前置碼符號(hào)占用的子載波(或箱)的能量的和；計(jì)算不是所述重復(fù)前置碼符號(hào)的子載波的剩余子載波中的全部剩余子載波(或箱)或一些剩余子載波的能量的和；以及，針對(duì)閾值測(cè)試這兩個(gè)和的比率，以確定是否檢測(cè)到前置碼。例如，假設(shè)‘N’是用于生成重復(fù)符號(hào)的快速傅里葉逆變換(IFFT)的大小并且該符號(hào)被重復(fù)‘P’次，則可以采用直至PN大小的FFT(例如，2N,..., PN的FFT)。例如，如果大小為‘N’的符號(hào)在突發(fā)(burst)中被重復(fù)四次，則可以使用2N-FFT、3N-FFT或4N-FFT來(lái)檢測(cè)該突發(fā)。
[0024]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，一種使用過(guò)尺寸離散傅里葉變換來(lái)檢測(cè)通信系統(tǒng)中的符號(hào)的技術(shù)包括:對(duì)包括至少兩個(gè)重復(fù)符號(hào)的接收信號(hào)執(zhí)行過(guò)尺寸離散傅里葉變換(DFT)操作。該技術(shù)還包括:基于所述DFT操作，確定一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的子載波的信號(hào)特性(例如，能量或幅度)的和；以及，基于DFT操作，確定所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的非子載波的信號(hào)特性(例如，能量或幅度)的和。該技術(shù)還包括:基于所述子載波的信號(hào)特性(例如，能量或幅度)的和以及所述非子載波的信號(hào)特性(例如，能量或幅度)的和，確定是否檢測(cè)到所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的一個(gè)或多個(gè)。
[0025]如已知的，OFDM符號(hào)可以通過(guò)計(jì)算被映射到一組子載波的調(diào)制(例如，相移鍵控(PSK)、正交幅度調(diào)制(QAM)，等等)符號(hào)的序列的IFFT而形成。IFFT的大小由相繼的子載波之間的間隔和采樣頻率來(lái)確定。例如，如果間隔減半并且信號(hào)的頻率分辨率加倍，則IFFT大小加倍。通常，標(biāo)準(zhǔn)定義了發(fā)射器規(guī)范中的最小可行FFT/IFFT大小。假設(shè)匕是保持子載波正交性所需的最小采樣頻率，而‘N’是前置碼符號(hào)中的相關(guān)聯(lián)的采樣數(shù)，則需要大小為‘N’的FFT以提供接收信號(hào)的頻域表示。根據(jù)本公開(kāi)的一些方面，采用過(guò)尺寸FFT，同時(shí)保持相同的采樣頻率。例如，為了實(shí)現(xiàn)PN-FFT，需要包括‘P’個(gè)完整前置碼符號(hào)的時(shí)域采樣序列。當(dāng)FFT大小加倍時(shí)，頻率分辨率也加倍，并且可以通過(guò)原始子載波間隔的一半計(jì)算信號(hào)頻譜。
[0026]參考圖1，圖1示出了示例性通信系統(tǒng)100，其包括多個(gè)根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例配置以檢測(cè)接收的前置碼符號(hào)的智能儀表102。通信系統(tǒng)100還包括通過(guò)電力線103耦接到儀表102的集線器(hub) 104。集線器104和儀表102可以耦接到電力線103，例如通過(guò)直接電連接。如圖1所示，集線器104耦接(例如，通過(guò)直接電連接)到中心站106，中心站106可以包括用于執(zhí)行所公開(kāi)的功能中某些或全部的硬件加速器，或耦接到存儲(chǔ)子系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)處理器(其每一個(gè)可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器核心)，其中所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)可以包括例如應(yīng)用適當(dāng)數(shù)量的存儲(chǔ)器(例如，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、靜態(tài)RAM (SRAM)和/或只讀存儲(chǔ)器(ROM))，和/或一個(gè)或多個(gè)大容量存儲(chǔ)裝置，例如磁介質(zhì)(磁帶或磁盤(pán))驅(qū)動(dòng)器和/或光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，集線器104和中心站106也可以被配置以檢測(cè)接收的前置碼符號(hào)。
[0027]如在此所使用的，“集線器”是將多個(gè)通信裝置耦接在一起以形成單個(gè)網(wǎng)段的裝置。通常，集線器具有多個(gè)輸入/輸出(I/O)端口，其中在任何端口的輸入處引入的信號(hào)出現(xiàn)在除了原始輸入端口以外的每個(gè)端口的輸出處。集線器可以參與沖突檢測(cè)，如果檢測(cè)到?jīng)_突，將堵塞信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到所有端口。中心站106可以執(zhí)行多種功能。例如，中心站106可以對(duì)由儀表102提供的周期性讀數(shù)(例如，煤氣、水和/或電力讀數(shù))進(jìn)行日志以助于消費(fèi)者計(jì)費(fèi)和/或控制按需功率容量。
[0028]參考圖2，示出了可以通過(guò)直接電連接耦接到電力線103的示例性智能儀表102。儀表102被示出為包括接收器208，其包括各種接收器組件202、前置碼檢測(cè)器203、差分解調(diào)器204和解碼器206。例如，接收器組件202可以包括帶通濾波器(BPF)、射頻(RF)放大器、頻率轉(zhuǎn)換器和低通(LP)濾波器。BPF降低了強(qiáng)帶外信號(hào)和圖像頻率響應(yīng)。RF放大器被實(shí)現(xiàn)來(lái)通過(guò)放大微弱的接收信號(hào)而沒(méi)有噪聲污染接收的信號(hào)，來(lái)增加接收器208的靈敏度。通常，對(duì)于低于30MHz的頻率，可以省略(或關(guān)閉)RF放大器，其中信噪比(SNR)由大氣噪聲和人為噪聲限定。頻率轉(zhuǎn)換器被配置來(lái)將接收的信號(hào)下變頻到中頻(IF)，并利用LP濾波器來(lái)拒絕IF之上的頻率。
[0029]前置碼檢測(cè)器203執(zhí)行前置碼檢測(cè)和同步。差分解調(diào)器204被配置來(lái)差分解調(diào)接收的信號(hào)。解碼器206被配置來(lái)對(duì)解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行解碼，并可以例如被實(shí)施為維特比解碼器。應(yīng)理解，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，省略了對(duì)于理解所公開(kāi)的主題所不期望的接收器208的組件。應(yīng)理解，儀表102也包括發(fā)射器和其它組件，為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)也將其省略。
[0030]參考圖3，示例圖300描述了在感興趣的頻帶301內(nèi)的多種子載波。子載波302表示通過(guò)頻帶301的2N-FFT提供的子載波。子載波304表示一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的子載波。子載波306表示不是一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的子載波的子載波。例如，子載波304可以是專用于由 G3-PLC、PRIME, IEEE1901.2、ANSI/EIA709.1、ANSI/EIA709.2、KNX 和 IEC61334 中的一個(gè)或多個(gè)定義的前置碼符號(hào)的子載波。通常，非子載波是并非由例如G3-PLC、PRIME,IEEE1901.2、ANSI/EIA709.1、ANSI/EIA709.2、KNX 和 IEC61334 定義的子載波。如上所述，可以選擇非前置碼符號(hào)子載波為完全位于前置碼符號(hào)的頻帶內(nèi)、該頻帶外、或兩者的組合。
[0031]參考圖4，以框圖形式示出了采用過(guò)尺寸快速傅立葉變換(FFT)檢測(cè)重復(fù)的前置碼符號(hào)的示例性檢測(cè)處理過(guò)程400。處理過(guò)程400可以實(shí)施在例如前置碼檢測(cè)器203中，其中前置碼檢測(cè)器203可以以硬件(例如，以專用集成電路(ASIC)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA))實(shí)現(xiàn)，或者，使用硬件和軟件的組合(例如，使用可編程通用處理器或可編程數(shù)字信號(hào)處理器(DSP))實(shí)現(xiàn)。在圖4中，F(xiàn)FT塊402接收長(zhǎng)度(大小)為2N的信號(hào)。FFT塊402將用于多個(gè)子載波(其中一些是接收信號(hào)的子載波)的幅度提供給能量塊404。能量塊404對(duì)每個(gè)子載波的幅度進(jìn)行平方以提供每個(gè)子載波的能量值。每個(gè)子載波的能量值隨后被提供給前置碼能量箱(bin)塊406或非前置碼能量箱(其他能量箱)塊408中的適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)以用于求和。也就是說(shuō)，被分配給嘗試對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的前置碼符號(hào)的子載波被分配給塊406，而沒(méi)有被分配給嘗試對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的前置碼符號(hào)的子載波被分配給塊408。
[0032]在塊406，對(duì)被分配給嘗試對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的前置碼符號(hào)的子載波的能量進(jìn)行求和。在塊408，對(duì)沒(méi)有被分配給嘗試對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的前置碼符號(hào)的子載波的能量進(jìn)行求和。在塊410，確定是否檢測(cè)到嘗試對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的前置碼符號(hào)，例如，通過(guò)將所述前置碼符號(hào)的求和的子載波能量對(duì)不和所述前置碼符號(hào)相關(guān)聯(lián)的子載波的求和的子載波能量的比率與閾值進(jìn)行比較。當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)，指示檢測(cè)到并可以執(zhí)行解調(diào)。應(yīng)理解，當(dāng)未超過(guò)閾值時(shí)，不指示檢測(cè)到并且不執(zhí)行解調(diào)。
[0033]例如，閾值通常依賴于被同時(shí)搜索的所有前置碼符號(hào)的頻譜以及所使用的FFT的大小。通常，可以對(duì)在與前置碼符號(hào)相關(guān)聯(lián)的所有子載波能量箱中的能量求和。然而，如果在多個(gè)前置碼符號(hào)中使用的子載波之間有重疊，則可以使用子載波的不同的非重疊的組以用于計(jì)算前置碼符號(hào)箱中的能量。應(yīng)理解，對(duì)于非前置碼符號(hào)子載波，選擇甚至更加多樣化。例如，可以選擇非前置碼符號(hào)子載波為完全位于頻帶內(nèi)、頻帶外或兩者的組合。通常，需要通過(guò)仿真由性能分析來(lái)確定用于計(jì)算Epreamble和Etrthw的子載波組。作為一個(gè)例子，如果Epreafflble使用所有前置碼箱而Etrtto使用所有非前置碼箱(但只是那些位于信號(hào)頻帶內(nèi)的)，則比率可以是大約2.0。
[0034]參考圖5，圖500描繪了在隨機(jī)時(shí)間間隔并以相對(duì)低的速率到達(dá)接收器的多個(gè)突發(fā)502、504、506和508 (至少其中一個(gè)具有不同于其它突發(fā)的大小)。通常，突發(fā)時(shí)間tburet遠(yuǎn)小于突發(fā)之間的間隔tibs。當(dāng)突發(fā)時(shí)間tburet比突發(fā)之間的間隔tibs小得多時(shí)，接收器花費(fèi)大部分時(shí)間來(lái)搜索前置碼，并因此，所公開(kāi)的技術(shù)可以提供顯著的功耗節(jié)省。所公開(kāi)的技術(shù)可以同時(shí)檢測(cè)多個(gè)0FDM/DMT前置碼信號(hào)，保持計(jì)算復(fù)雜度通常與檢測(cè)單個(gè)0FDM/DMT前置碼信號(hào)相同。應(yīng)理解，當(dāng)檢測(cè)前置碼符號(hào)存在時(shí)，可能需要所有可能前置碼符號(hào)的在頻域中的相關(guān)性以確定實(shí)際前置碼符號(hào)的存在。然而，通常僅僅在所有0FDM/DMT信號(hào)采用相同組子載波時(shí)，所有可能前置碼符號(hào)的頻域中相關(guān)性才適用。
[0035]如上所述，所公開(kāi)的技術(shù)采用過(guò)尺寸FFT(它的大小是用于最初生成接收的OFDM符號(hào)的FFT的大小的倍數(shù)并且受到前置碼符號(hào)的重復(fù)次數(shù)的控制)用于檢測(cè)，并適度使用相關(guān)性。通常，所公開(kāi)的技術(shù)可以在同時(shí)檢測(cè)多個(gè)OFDM前置碼的同時(shí)，顯著地降低實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。所公開(kāi)的技術(shù)可以例如部署在智能儀表、集線器和中心站中，以助于對(duì)不同應(yīng)用使用不同的前置碼。
[0036]參考圖6，表600提供了基于時(shí)域和頻域相關(guān)性的傳統(tǒng)檢測(cè)方法和所公開(kāi)的技術(shù)之間計(jì)算復(fù)雜度(就乘法累加(MAC)操作而言)的比較。在圖6中，‘N’是被重復(fù)多次的每個(gè)前置碼符號(hào)的大小，‘M’是被同時(shí)搜索的前置碼的數(shù)量，以及‘L’是被同時(shí)搜索的采樣偏移(sample offset)的數(shù)量。如圖所示，使用時(shí)域相關(guān)性搜索一個(gè)前置碼具有MAC復(fù)雜度‘N’，而使用時(shí)域相關(guān)性同時(shí)搜索‘M’個(gè)前置碼具有MAC復(fù)雜度MN。使用頻域相關(guān)性搜索一個(gè)前置碼具有MAC復(fù)雜度(2N/L) 1g2N,而使用頻域相關(guān)性同時(shí)搜索‘M’個(gè)前置碼具有MAC復(fù)雜度(2MN/L) log2N。相反，使用所公開(kāi)的技術(shù)搜索一個(gè)前置碼或同時(shí)搜索‘M’個(gè)前置碼具有MAC復(fù)雜度(2N/L) (l+log2N)。
[0037]應(yīng)理解，所示出的復(fù)雜度比較只考慮初始檢測(cè)過(guò)程。傳統(tǒng)的時(shí)域和頻域相關(guān)性方法很少需要附加的用于進(jìn)行檢測(cè)確定的處理。所公開(kāi)的技術(shù)非常適用于檢測(cè)前置碼符號(hào)的存在。然而，也可能需要進(jìn)一步的處理以識(shí)別實(shí)際的前置碼符號(hào)，尤其是當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)前置碼符號(hào)使用相同組子載波時(shí)。
[0038]參考圖7，圖7說(shuō)明了使用過(guò)尺寸離散傅里葉變換檢測(cè)通信系統(tǒng)中的符號(hào)的過(guò)程700。響應(yīng)于例如接收器208接收信號(hào)，過(guò)程700開(kāi)始于塊702。接著，在塊704中，檢測(cè)器203對(duì)包括多個(gè)重復(fù)符號(hào)的接收信號(hào)執(zhí)行離散傅里葉變換(DFT)操作(例如，F(xiàn)FT操作)。例如，如果‘N’是重復(fù)符號(hào)的大小，該符號(hào)被重復(fù)‘K’次，‘K’大于或等于2，‘P’小于或等于T且大于或等于2，則DFT操作可以是PN-DFT操作。作為一個(gè)例子，如果‘P’等于4，可以執(zhí)行2N-DFT操作，以及3N-DFT操作，或4N-DFT操作。接著，在塊706中，檢測(cè)器203基于所述DFT操作確定一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的子載波的信號(hào)特性(例如，能量)的和。然后，在塊708中，檢測(cè)器203基于DFT操作確定所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的非子載波的信號(hào)特性的和。最后，在塊710中，檢測(cè)器203基于所述子載波的信號(hào)特性的和以及所述非子載波的信號(hào)特性的和確定是否檢測(cè)到所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)。
[0039]因此，在此所公開(kāi)的技術(shù)使用過(guò)尺寸離散傅里葉變換有利地檢測(cè)通信系統(tǒng)中的符號(hào)。
[0040]雖然在此參照具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是可以進(jìn)行各種修改以及變化而不脫離如以下權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍。因此，說(shuō)明書(shū)以及附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性而不是限制性的意義，并且所有這些修改被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在此就具體實(shí)施例所描述的任何益處、優(yōu)點(diǎn)或解決方案不應(yīng)被解釋為任何或所有權(quán)利要求的關(guān)鍵的、必需的、或?qū)嵸|(zhì)性的特征或元素。
[0041]除非另有說(shuō)明，使用術(shù)語(yǔ)如“第一”以及“第二”來(lái)任意區(qū)分這些術(shù)語(yǔ)描述的元素。因此，這些術(shù)語(yǔ)并不必然表示這些元素的時(shí)間上的或其它的優(yōu)先次序。
【權(quán)利要求】
1.一種由接收器檢測(cè)符號(hào)的方法，包括: 由接收器對(duì)包括至少兩個(gè)重復(fù)符號(hào)的接收信號(hào)執(zhí)行過(guò)尺寸離散傅里葉變換DFT操作； 由所述接收器基于所述DFT操作確定一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的子載波的信號(hào)特性的和； 由所述接收器基于所述DFT操作確定所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的非子載波的信號(hào)特性的和；以及 由所述接收器基于所述子載波的信號(hào)特性的和以及所述非子載波的信號(hào)特性的和確定是否檢測(cè)到所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 當(dāng)所述子載波的信號(hào)特性的和與所述非子載波的信號(hào)特性的和的比率大于所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的檢測(cè)到的一個(gè)符號(hào)的閾值時(shí)，由所述接收器解調(diào)所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的所述檢測(cè)到的符號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中響應(yīng)于所述子載波的信號(hào)特性的和與所述非子載波的信號(hào)特性的和的比率大于所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的所檢測(cè)到的符號(hào)的閾值，檢測(cè)到所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的一個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的每一個(gè)利用不同組子載波，或者，所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的至少兩個(gè)利用相同組子載波。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的所述至少兩個(gè)可能符號(hào)中的每一個(gè)，將不同的符號(hào)映射到所述相同組子載波。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述重復(fù)符號(hào)是正交頻分復(fù)用OFDM符號(hào)或離散多音調(diào)DMT符號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述信號(hào)特性對(duì)應(yīng)于信號(hào)能量或信號(hào)幅度。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述DFT是快速傅里葉變換FFT。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中‘N’是所述重復(fù)符號(hào)的大小，所述符號(hào)被重復(fù)‘K’次，‘K’大于或等于2，‘P’小于或等于‘K’且大于或等于2，并且所述DFT操作是PN-DFT操作。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)包括由下列中的一個(gè)或多個(gè)定義的前置碼符號(hào):G3-PLC, PRIME, IEEE1901.2, ANSI/EIA709.1,709.2, KNX，和IEC61334。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述非子載波是由所述過(guò)尺寸DFT操作提供的，并且對(duì)應(yīng)于不與所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)相關(guān)聯(lián)的由所述過(guò)尺寸DFT操作導(dǎo)致的帶內(nèi)子載波。
12.一種接收器，包括: 前置碼檢測(cè)器，被配置來(lái): 對(duì)包括至少兩個(gè)重復(fù)符號(hào)的接收信號(hào)執(zhí)行過(guò)尺寸離散傅里葉變換DFT操作，基于所述DFT操作確定一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的子載波的能量之和，基于所述DFT操作確定一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的非子載波的能量之和，以及基于所述子載波的能量之和以及所述非子載波的能量之和確定是否檢測(cè)到所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)。
13.如權(quán)利要求12所述的接收器，其中重復(fù)符號(hào)是正交頻分復(fù)用OFDM符號(hào)或離散多音調(diào)DMT符號(hào)。
14.如權(quán)利要求12所述的接收器，其中‘N’是所述重復(fù)符號(hào)的大小，所述符號(hào)被重復(fù)‘K’次，‘K’大于或等于2，‘P’小于或等于‘K’且大于或等于2，并且所述DFT操作是PN-DFT操作。
15.如權(quán)利要求12所述的接收器，進(jìn)一步包括: 解調(diào)器，其耦接到所述前置碼檢測(cè)器，其中所述解調(diào)器被配置為:當(dāng)所述子載波的信號(hào)特性的和與所述非子載波的信號(hào)特性的和的比率大于所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的所檢測(cè)到的一個(gè)符號(hào)的閾值時(shí)，解調(diào)所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的所述檢測(cè)到的符號(hào)。
16.—種儀表,包括: 接收器，包括解碼器，所述解碼器被配置來(lái):對(duì)包括至少兩個(gè)重復(fù)符號(hào)的接收信號(hào)執(zhí)行過(guò)尺寸離散傅里葉變換DFT操作，基于所述DFT操作確定一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的子載波的能量的和，基于所述DFT操作確定所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的非子載波的能量之和，以及基于所述子載波的能量之和以及所述非子載波的能量之和確定是否檢測(cè)到所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)；以及 差分解調(diào)器，其耦接到所述檢測(cè)器，其中所述解調(diào)器被配置為:當(dāng)所述子載波的信號(hào)特性的和與所述非子載波的信號(hào)特性的和的比率大于所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的檢測(cè)到的一個(gè)符號(hào)的閾值時(shí)，解調(diào)所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)的所述檢測(cè)到的符號(hào)。
17.如權(quán)利要求16所述的儀表，進(jìn)一步包括: 解碼器，耦接到所述差分解調(diào)器，其中所述解碼器被配置為對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的被解調(diào)的所檢測(cè)到的符號(hào)進(jìn)行解碼。
18.如權(quán)利要求17所述的儀表，其中對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)中的至少兩個(gè)可能符號(hào)中的每一個(gè)，不同符號(hào)被映射到相同組子載波。
19.如權(quán)利要求16所述的儀表，其中所述儀表被配置來(lái)測(cè)量電力。
20.如權(quán)利要求16所述的儀表，其中所述非子載波由所述過(guò)尺寸DFT操作提供，并且對(duì)應(yīng)于不與所述一個(gè)或多個(gè)可能符號(hào)相關(guān)聯(lián)的由所述過(guò)尺寸DFI操作導(dǎo)致的帶內(nèi)子載波。
【文檔編號(hào)】H04L27/26GK104519005SQ201410487508
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】R·V·塔瑪, K·B·特雷勒 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司