[發(fā)明專利]應用于寬帶OFDM電力線通信系統(tǒng)的幀定時同步方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610143164.9
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105681243B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 喬樹山;楊文濤;趙慧冬
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

本發(fā)明提供了一種應用于寬帶OFDM電力線通信系統(tǒng)的幀定時同步方法。本發(fā)明中，通過正負OFDM符號相接的前導結構，以及互相關自相關穿插的三步同步定位，使得同步位置準確可靠，提升了系統(tǒng)數(shù)據(jù)幀的同步性能，為后續(xù)解調數(shù)據(jù)提供了可靠的OFDM符號開窗位置，從而很大程度上提升了系統(tǒng)的整體性能，能夠在噪聲大、干擾強的電力線環(huán)境中有效確定幀同步位置，為后續(xù)信號處理提供保證。

技術領域

本發(fā)明涉及低壓電力線通信技術領域，特別是涉及一種應用于寬帶OFDM電力線通信系統(tǒng)的幀定時同步方法。

背景技術

電力線通信(Power Line Communication)系統(tǒng)是指建立在電力輸送網(wǎng)絡基礎上，實現(xiàn)電力線網(wǎng)絡各節(jié)點之間以及與其他通信網(wǎng)絡間通信的系統(tǒng)。電力線通信利用已有電力網(wǎng)絡，無須另架通信線路，電力線四通八達，具有通信成本低并且覆蓋面廣的優(yōu)點。但是電力線并非專為數(shù)據(jù)通信設計，電力線上噪聲大、干擾強、負載阻抗變化劇烈，存在嚴重的頻率選擇性衰落，對電力線通信系統(tǒng)設計提出了很高的要求。

由于時延擴展的影響帶來嚴重的碼間干擾(ISI)單載波系統(tǒng)不能滿足電力線通信的要求，因此采用多載波傳輸?shù)恼活l分復用(OFDM)技術被應用于電力線通信系統(tǒng)。OFDM技術采用多載波調制，把數(shù)據(jù)分成若干個并行數(shù)據(jù)流，再調制到相互正交的子載波上進行并行傳輸。OFDM技術具有很好的抗頻率選擇性衰落和抗碼間干擾的特點，非常適合電力線通信。OFDM符號雖然有著良好的抗ISI能力，但對載波的正交性有嚴格的要求。在低壓電力線信道中，非理想因素會引起同步偏差，從而引起數(shù)據(jù)解調錯誤，因此對數(shù)據(jù)幀進行精確的的同步尤為重要。常規(guī)的前導符號由單個或多個完全相同的OFDM符號組成，結構比較單一，能夠采用的幀定時同步方法也比較單一，進行數(shù)據(jù)幀的同步時容易漏掉符號導致同步位置錯誤。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術問題，本發(fā)明提供了一種應用于寬帶OFDM電力線通信系統(tǒng)的幀定時同步方法。

(二)技術方案

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種在發(fā)射端執(zhí)行的寬帶OFDM電力線通信系統(tǒng)的幀定時同步方法。該幀定時同步方法包括：

步驟S101：對發(fā)送數(shù)據(jù)進行OFDM調制生成數(shù)據(jù)幀；

步驟S102：在生成的數(shù)據(jù)幀前插入前導序列，生成信號幀，其中，前導序列由若干個OFDM符號-SYNCP和至少一個OFDM符號-SYNCM組成；以及

步驟S103：對信號幀進行數(shù)模轉換，生成模擬信號送入電力線信道。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種在接收端執(zhí)行的應用于寬帶OFDM電力線通信系統(tǒng)的幀定時同步方法。該幀定時同步方法包括：

步驟S104：從電力線信道中接收模擬信號，對該模擬信號進行模數(shù)轉換，將其轉換為數(shù)字信號形式的信號幀；

其中，該模擬信號由數(shù)據(jù)幀及插入其前方的前導序列進行數(shù)模轉換生成，數(shù)據(jù)幀由發(fā)送數(shù)據(jù)進行OFDM調制生成；前導序列由若干個OFDM符號SYNCP和若干個OFDM符號SYNCM組成；

步驟S105，對轉換后的信號幀進行自相關運算，將自相關值corr₁與預設的第一閾值T_x比較，當自相關值有連續(xù)M個數(shù)值大于第一閾值T_x時，認為檢測到信號幀，將自相關開始的一位作為起始位置S1，并記錄該起始位置S1；

步驟S106：以起始位置S1為起點利用接收端本地存儲的前導數(shù)據(jù)與接收到的信號幀在一個OFDM符號內進行互相關運算得到數(shù)組corr₂，由數(shù)組corr₂計算符號定時位置S2；以及