[發(fā)明專利]一種基于G3-PLC頻域ROBO編碼調(diào)制解調(diào)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710251297.2
• 申請(qǐng)日: 2017-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN107070838B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃明山;吳蘭;劉楠嶓;文成林;張曉輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南許繼儀表有限公司;河南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04L25/03;H04L1/00;H04B3/54;H04B17/391
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 孫詩雨;栗改

1.一種基于G3-PLC頻域ROBO編碼調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于，其步驟如下：

步驟一：根據(jù)電力線信道傳輸特性，建立電力線信道模型；

步驟二：根據(jù)已建立的電力線信道模型，對(duì)G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)已有的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，搭建G3-PLC通信系統(tǒng)的物理層模型，并對(duì)該模型的信號(hào)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定，在G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上加載頻域ROBO編碼后的物理層模型；

步驟三：研究G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于OFDM的調(diào)制解調(diào)算法，并采用OFDM調(diào)制對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行搭建；

步驟四：在OFDM調(diào)制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)中各種編碼操作，得到OFDM信號(hào)；

步驟五：對(duì)步驟四得到的OFDM信號(hào)加載頻域ROBO編碼；

在G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上加載頻域ROBO編碼后的物理層模型包括電力線、發(fā)送模塊和接收模塊，發(fā)送模塊包括Data發(fā)送單元、FCH發(fā)送單元和Preamble發(fā)送單元；所述Data發(fā)送單元包括CRC-16校驗(yàn)、擾碼、RS編碼、維特比編碼、交織、調(diào)制映射、頻域ROBO編碼和逆傅里葉變換，F(xiàn)CH發(fā)送單元包括維特比編碼、頻域ROBO編碼、交織和調(diào)制映射和逆傅里葉變換，Preamble發(fā)送單元包括逆傅里葉變換和加窗，Data發(fā)送單元和FCH發(fā)送單元進(jìn)行組合，然后經(jīng)過加循環(huán)前綴和加窗處理后與Preamble發(fā)送單元進(jìn)行組合，最后經(jīng)過模擬前端放大濾波器及耦合變壓器AFE傳送至電力線；接收模塊為發(fā)送模塊的逆過程，包括FCH分離單元和數(shù)據(jù)分離單元，F(xiàn)CH分離單元包括去循環(huán)前綴、傅里葉變換、解調(diào)、解交織、解頻域ROBO編碼、維特比譯碼，數(shù)據(jù)分離單元包括去循環(huán)前綴、傅里葉變換、解調(diào)、解頻域ROBO編碼、解交織、維特比譯碼、RS解碼、解擾碼和CRC-16校驗(yàn)；接收模塊將從電力線接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、AGC和同步處理后發(fā)送至FCH分離單元和數(shù)據(jù)分離單元；所述調(diào)制映射包括DBPSK調(diào)制或DQPSK調(diào)制；所述去循環(huán)前綴、傅里葉變換、解調(diào)、解頻域ROBO編碼、解交織、RS解碼和解擾碼分別是加循環(huán)前綴、逆傅里葉變換、調(diào)制映射、頻域ROBO編碼、交織、RS編碼和擾碼的逆過程；

所述頻域ROBO編碼的方法為：將帶有通訊信息的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)矩陣；在頻段CELENEC-A波段35.9～90.6kHz內(nèi)對(duì)應(yīng)的第23～58個(gè)子載波，選取36個(gè)有用子載波的數(shù)據(jù)信號(hào)，用矩陣D表示36個(gè)有用子載波信息；選取矩陣D的某一列，每次提取9個(gè)子載波的信號(hào)，將此部分信息并行排列，將該列數(shù)據(jù)信息進(jìn)行3次同樣的操作，完成矩陣D的某一列的魯棒操作，將矩陣D的每一列按同樣的編碼方式進(jìn)行編碼；假設(shè)進(jìn)行頻域ROBO編碼的數(shù)據(jù)信息矩陣D的大小為：P×Q，將此部分信息經(jīng)過頻域ROBO編碼后得到矩陣為A1，其大小為：P×4Q；定義矩陣A2為矩陣A1的共軛對(duì)稱矩陣，即：A2_37-p,q＝A1^*_p,q，1≤p≤36,1≤q≤m，其中：p表示第p個(gè)有用子載波；q表示第q個(gè)OFDM符號(hào)；m表示總的OFDM符號(hào)個(gè)數(shù)；假設(shè)B_k,q為256×m的零矩陣，經(jīng)過頻域ROBO編碼的矩陣B_k,q表示為：

變化后的矩陣B_k,q就是經(jīng)過頻域ROBO編碼后的數(shù)據(jù)信息矩陣，B_k,q為復(fù)數(shù)矩陣，表示第k路子信道中、第q個(gè)OFDM符號(hào)的復(fù)輸入數(shù)據(jù)；

在OFDM系統(tǒng)中，N路子信號(hào)之和為：

其中，t表示時(shí)間，x_k(t)表示OFDM系統(tǒng)中的第k路子信號(hào)，B_k表示第k路信號(hào)的幅值,f_k表示第k路信號(hào)的頻率，Φ_k表示第k路信號(hào)的相位；經(jīng)過頻域ROBO編碼變化后的數(shù)據(jù)信息再進(jìn)行IFFT運(yùn)算，在OFDM系統(tǒng)中，N路子信號(hào)之和為：