[發明專利]一種電力線OFDM導頻生成方法及裝置

有效

• 申請號: 201310130496.X
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN103209067A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 深圳市力合微電子有限公司
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04B3/54;H04L27/26
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

【技術領域】

本發明電力線通信領域，尤其涉及一種電力線OFDM導頻生成方法及裝置。

【背景技術】

電力線載波（Power?Line?Carrier）通信技術簡稱PLC，是指利用電力線作為信息傳輸媒介進行數據傳輸的一種通信方式。它可以充分利用現有的配電網絡基礎設施，無需任何布線，就能夠為用戶提供數據通信服務。利用現有的電力線實現數據通信，可極大的節省通信網絡的建設費用。隨著國內智能電網和智能家居網絡不斷興起，電力線載波通信贏來了有一個快速發展的時期。

但影響和制約電力線載波通信發展的因素很多，最主要的還是電力線上復雜的信道。電力線載波信道環境的特點：各種噪聲，各種雜波干擾（某個頻率，無規律，不可預測），各種脈沖干擾（無規律，不可預測），時變衰減（無規律，不可預測，使得通信距離局限在1000米以內），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變性，阻抗變換大，衰減較大（尤其是電力負載為容性時，對載波通信信號近似短路），各種干擾噪聲復雜。

目前國內應用較多的是窄帶調制技術，即采用一般的、傳統的載波調制技術將數字信號的頻譜調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。但是這些傳統的調制技術都存在如下缺點：1）抗干擾能力比較弱；2）窄帶調制技術的數據速率很低。因此目前的技術無法滿足日益發展的電力線載波通信需求。

正交頻分復用（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing,縮寫為OFDM）是一種特殊的多載波信號調制方法，該技術的顯著優勢是能夠有效的對抗頻率選擇性衰落，且與傳統并行數據傳輸相比頻譜利用率高。OFDM已經成功應用在無線通信領域，且取得了良好的效果。例如數字音頻廣播（DAB）、數字視頻廣播（DVB）、無線本地局域網（WLAN）都應用了OFDM技術，OFDM系統通常是在某些時刻利用某些子載波發送導頻符號，然后利用時頻域的相關特性進行插值來得到整個信道的頻域響應。

國外對電力線通信技術研究已經很久，制定了一些標準（例如Prime標準、ERDF?G3標準），將OFDM引入電力線通信，該OFDM系統基本上只具有編碼模塊和逆傅里葉變換模塊。然而，經過一系列的實地測試表明，該OFDM技術或產品應用在中國電力線上，效果很差。經過對國內電力線信道環境的研究分析得知，其存在如下特性：1、由于人口密集，電力網密布，電磁干擾比較強烈；2、中國應用的大多數電器的電磁輻射超標，給電力網帶來的電磁干擾也很強烈。國外的OFDM標準無法跟蹤信道的變化特性，因而其在強烈的電磁環境下，無法獲得優質的通信效果。另外，目前的導頻插入方式只適用于固定數據長度的導頻，在電力線通信中，尤其在強烈的電磁干擾的電力線中，數據的長度根據實際傳輸的數據量需要不斷調整，在此情況下，現有的無線等領域的導頻插入方式無法起到作用。

【發明內容】

為了適應電磁干擾強烈的電力環境，本發明提供了一種電力線OFDM導頻生成方法及裝置。

一種電力線OFDM導頻生成方法，包括如下步驟：

導頻符號生成步驟，生成導頻符號序列；

符號映射步驟，將數據符號和所述導頻符號序列分別映射到有效子載波上，從而形成包含多個由數據符號和導頻符號組成的OFDM符號的數據幀。

優選地，所述數據幀的每個OFDM符號都具有導頻符號；經過一定的符號周期后，在后OFDM符號的導頻符號所處的子載波位置與在前OFDM符號的一致。

優選地，所述符號周期是N_f，在數據幀的第i個OFDM符號中，導頻符號所處的子載波位置為j，

j=N_start-1+(i%N_f)+(k-1)N_f

其中，i=1,2,...,N_s，k是系數，N_s表示傳輸的數據幀所包含的OFDM符號的個數，N_start表示每個OFDM符號的有效子載波的起始子載波序號，N_end表示每個OFDM符號的有效子載波的終止子載波序號，有效子載波包含導頻子載波和數據子載波；其中運算符號表示不大于該運算符號內的數值的最大整數，%表示取余。