[發(fā)明專利]一種電力線載波與無線的MAC層混合組網(wǎng)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710604524.5
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107612590A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張翼英;張浩;劉軍雨;何業(yè)慎;梁琨;侯榮旭
• 申請（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04L1/00;H04L5/00;H04L25/03;H04L29/12
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司12209
• 代理人: 王雨晴

1.一種電力線載波與無線的MAC層混合組網(wǎng)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、首先利用OFDM頻譜融合方法，將電力線載波頻譜與無線頻譜合并為一個邏輯通道，實現(xiàn)頻譜資源的統(tǒng)一分配管理；并以共用物理層OFDM基帶部分的方式同時工作，在物理層集成兩個信道的全雙工發(fā)送/接收、AD-DA轉(zhuǎn)換以及基帶處理部分；

步驟2、利用基帶頻譜融合方法和載頻融合方法在每個OFDM符號之間插入保護(hù)間隔，所述保護(hù)間隔長度大于無線信道的最大時延擴(kuò)展，從而最大限度地消除符號間干擾；

步驟3、將從電力線接收的信號和從天線接收的射頻信號進(jìn)行AD-DA轉(zhuǎn)換和FFT/IFFT信號處理；

步驟4、通過串并變換、導(dǎo)頻/信道估計、信號映射進(jìn)行OFDM物理層基帶處理；

步驟5、進(jìn)行交織/解交織和信道編碼處理；

步驟6、MAC層根據(jù)操作判定完成信息的發(fā)送和接收；

步驟7、采用協(xié)方差檢測和能量檢測方式對無線及PLC傳輸信號進(jìn)行動態(tài)頻譜檢測，檢測合格后的信號通過Turbo碼進(jìn)行糾錯編碼處理，通過Turbo碼實現(xiàn)糾錯編碼處理，提升網(wǎng)絡(luò)通信成功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波與無線的MAC層混合組網(wǎng)方法，其特征在于：所述步驟1的共用物理層OFDM基帶部分包括：信道編/解碼、交織/解交織處理、信號映射、導(dǎo)頻/信道估計、串并變換、FFT/IFFT、保護(hù)間隔處理和AD/DA轉(zhuǎn)換等整個OFDM物理層基帶處理功能。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波與無線的MAC層混合組網(wǎng)方法，其特征在于：所述步驟3的具體步驟為：

(1)將從電力線接收的信號在“一級放大器”將DA輸出的模擬基帶信號進(jìn)行初步放大，并通過“低通濾波器”將一級放大器輸出的信號進(jìn)行濾波提取，以消除高頻干擾或噪聲；并通過“耦合器”將信號耦合到電力線信道；并通過“調(diào)制器”將信號調(diào)制到無線射頻工作頻段，并經(jīng)由"二級功率放大器"通過天線發(fā)送；

(2)從天線接收的射頻信號經(jīng)過“放大器”、“帶通濾波器”和“解調(diào)器”處理后恢復(fù)出模擬基帶信號傳遞給AD；

(3)建立基于FFT/IFFT變換的電路，完成信號處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波與無線的MAC層混合組網(wǎng)方法，其特征在于：所述步驟4的具體步驟為：

(1)在接收端，輸入信號分N個支路，分別用N個子載波混頻和積分，恢復(fù)出子信號，再經(jīng)過并串變換和常規(guī)解調(diào)恢復(fù)數(shù)據(jù)；由于子載波的正交性，混頻和積分電路可以有效分離各個子信道；

(2)由于OFDM系統(tǒng)中，每個子載波在一個OFDM符號周期內(nèi)都包含整數(shù)倍個周期，因此在積分間隔內(nèi)，頻率差可以產(chǎn)生整數(shù)倍個周期，所以積分結(jié)果為零。通過導(dǎo)頻原理，實現(xiàn)正交信號的解調(diào)。

(3)信道估計器從接受到的信號中估計信道的沖擊響應(yīng)，根據(jù)沖擊響應(yīng)鉤子逆信道并級聯(lián)起來，使得整個系統(tǒng)最后的輸出正好是饋入給信道信號的準(zhǔn)確估計。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波與無線的MAC層混合組網(wǎng)方法，其特征在于：所述步驟5的交織處理的具體方法為：交織模塊采用發(fā)送端將信息比特重新排序發(fā)射，在接收端利用接交織技術(shù)重新排序恢復(fù)發(fā)送順序，將突發(fā)干擾轉(zhuǎn)換成隨機(jī)干擾，以提高系統(tǒng)的抗突發(fā)干擾的能力。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波與無線的MAC層混合組網(wǎng)方法，其特征在于：所述步驟6的具體方法為：在信息發(fā)送時，MAC事先判斷條件是否允許發(fā)送，附加額外控制標(biāo)識信息附著在發(fā)送數(shù)據(jù)上，最終數(shù)據(jù)按規(guī)定格式發(fā)送到物理層；接收數(shù)據(jù)時，MAC協(xié)議根據(jù)附著信息判斷信息準(zhǔn)確性，最終將沒有錯誤的信息去掉控制信息后發(fā)送至LLC層，完成信息傳遞。