[發明專利]一種用于電力線載波通信的定時同步方法及系統

有效

• 申請號: 201310478479.5
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103532901B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 高鴻堅;歌德布.米勒;劉偉麟;楊冰;李建岐
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;全球能源互聯網研究院
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04B3/54
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種通信定時同步方法及系統，具體涉及一種用于電力線載波通信的定時同步方法及系統。

背景技術

定時同步方法是電力通信系統中一個非常重要的模塊，其對整個系統的性能影響非常大。電力通信系統中無線通信系統的定時同步技術主要采用前導序列包含幾個相同部分的重復結構進行兩步同步操作，即粗同步（自相關）和細同步（互相關）；粗同步是為了快速地捕獲一個粗略的數據包起始信息；基于該起始信息，精同步進行互相關操作從而獲取更加精確的數據包起始位置。

目前許多應用于電力線載波通信系統的定時同步方法也采用粗同步或精同步技術；但與無線通信系統相比，電力線載波通信信道更加復雜多變，主要因素為電力線信道中的幅度非線性、多徑效應、窄帶干擾和脈沖噪聲等，這些因素會影響粗同步和精同步的性能，甚至使其不能正常工作?，F有技術中為克服上述缺陷的一些特定方法包括：

①：《2013年國際電力線通信及其應用研討會》公開了針對前導序列的循環后綴進行了擾碼操作，從而減小窄帶干擾的影響；但應用該擾碼操作后，前導序列的帶外能量會增加；此外，在多徑信道或脈沖噪聲環境下，同步算法性能也沒有得到改善。

②：《2007年國際電力線通信及其應用研討會》公開了一種新的產生前導序列的方法以及新的同步度量，能夠使系統在多徑衰落信道中仍能保持很好的同步性能；同時，在同步度量中采用了歸一化操作，使其能夠不受信道中幅度變化過大或非線性的影響。但是如果信道中存在窄帶干擾或者脈沖噪聲，該同步方案的性能就會急劇下降。

③：《2011年國際信號處理、通信與計算大會（ICSPCC）》公開了與《2007年國際電力線通信及其應用研討會》中記載相同的同步度量方法，從而使同步方案能夠在多徑衰減信道下很好工作但同時也不能保證其在窄帶干擾和脈沖噪聲環境下的性能。

傳統的歸一化方案是在做完相關運算之后進行的，這樣能夠減小輸入信號幅度劇烈變化甚至非線性的影響。然而，如果一個能量很大的脈沖信號正好出現在前導序列中，那么采用傳統歸一化方法的同步方案性能將會急劇惡化；因此提供一種能夠在窄帶干擾、脈沖噪聲、多徑傳播、輸入信號幅值劇烈變化或非線性等多種不同的信道環境下，具有較高魯棒性的定時同步方法及系統顯得尤為重要。

發明內容

為了滿足現有技術的需求，本發明提供了一種用于電力線載波通信的定時同步方法，所述方法包括下述步驟：

步驟1：獲取每個OFDM子載波f的平均功率P；

步驟2：對所述OFDM子載波f進行窄帶干擾檢測；

步驟3：對OFDM載波信號濾波后進行歸一化處理；以及

步驟4：獲取所述OFDM載波信號的起始時間并輸出OFDM載波同步信號。

優選的，所述步驟1中通過無限脈沖響應濾波器獲取所述平均功率P；

優選的，所述步驟2中通過窄帶干擾檢測器獲取所述平均功率P最大的OFDM子載波f_MAX；

若所述OFDM子載波f_MAX的平均功率P小于窄帶干擾功率閾值P_th，則結束窄帶干擾檢測執行步驟3；

若所述OFDM子載波f_MAX的平均功率P大于窄帶干擾功率閾值P_th，則將所述OFDM子載波f_MAX附近所有平均功率P大于所述窄帶干擾功率閾值P_th的OFDM子載波f_th構建為子載波集合G_n，并將所述OFDM子載波f_th的功率設置為零；所述子載波集合G_n包括所述OFDM子載波f_th的功率值和序號；重復執行所述步驟2直至所述OFDM子載波f_MAX的平均功率P小于所述窄帶干擾功率閾值P_th；

優選的，依據所述窄帶干擾檢測器檢測的所述OFDM子載波f_th的數量i、所述功率值、中心頻率f_NBi、帶寬、衰減量、OFDM載波信號的頻率f_C和采樣頻率f_S配置自適應濾波器；所述自適應濾波器的Z域模型為其中θ_i1＝α_i+Δα_i，可調系數Δα_i通過所述帶寬和所述衰減量確定；