專利名稱：一種低峰均比電力線ofdm調(diào)制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力線通信領(lǐng)域，具體涉及一種電力線OFDM調(diào)制方法及裝置。
背景技術(shù)：
電力線載波通信技術(shù)(PLC, Power Line communication),是指利用已有的配電網(wǎng)作為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和信息交換的一種技術(shù)。由于PLC技術(shù)充分利用最為普及的電力網(wǎng)絡(luò)資源，建設(shè)速度快、投資少、戶內(nèi)不用布線，能夠通過遍布各個(gè)房間的電源插座實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，為用戶提供Internet接入、家庭局域網(wǎng)、遠(yuǎn)程抄表、智能家居等應(yīng)用，具備了其它接入方式不可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此，電力線載波通信技術(shù)具有不可替代的廣闊應(yīng)用前景。
然而，由于電力線本身并不是為了通信而設(shè)計(jì)的，其電力線環(huán)境非常惡劣，存在諸多問題: 電力線信道的時(shí)變衰減大； 信道模型隨位置、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和連接在網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載變化而變化； 由噪聲負(fù)載引入的干擾強(qiáng)； 背景噪聲幅度大； 不同類型的脈沖噪聲復(fù)雜； 電磁兼容(EMC)限制發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)能量。
因此，電力線信道并不是十分合適的通信媒介，存在嚴(yán)重的干擾、嚴(yán)重阻抗失配和多徑衰落嚴(yán)重等問題。而OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復(fù)用)技術(shù)作為一種多載波調(diào)制技術(shù)，其特點(diǎn)是各子載波相互正交。OFDM技術(shù)主要有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):首先，抗衰落能力強(qiáng)。由于低壓輸電線上阻抗變化幅度較大，信號(hào)傳輸時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的衰落。OFDM通過簡(jiǎn)單的打開和關(guān)閉某些子信道的方式來防止信道衰落。同時(shí)，OFDM技術(shù)抗窄帶干擾性很強(qiáng)，因?yàn)檫@些干擾僅僅影響到很小一部分的子信道。其次，頻率利用率高。OFDM所有子載波信號(hào)疊加到一起時(shí)，信號(hào)頻譜接近于矩形頻譜，因而其頻譜利用率理論上可以達(dá)到香農(nóng)(Shannon)信息論的極限。再者，適合高速數(shù)據(jù)傳輸。OFDM自適應(yīng)調(diào)制機(jī)制使不同的子載波可以按照信道情況和噪音背景的不同使用不同的調(diào)制方式。當(dāng)信道條件好的時(shí)候，采用效率高的調(diào)制方式。當(dāng)信道條件差的時(shí)候，采用抗干擾能力強(qiáng)的調(diào)制方式。此外，抗碼間干擾(ISI)能力強(qiáng)。OFDM將信道分為N個(gè)子載波，速度變?yōu)樵盘?hào)的1/N，符號(hào)周期也相應(yīng)的延長(zhǎng)N倍，因?yàn)橥ǔ都很大，所以O(shè)FDM具有相當(dāng)強(qiáng)的抗ISI能力?？梢?，OFDM技術(shù)非常適合PLC的通信。與單載波系統(tǒng)相比，由于OFDM符號(hào)是由多個(gè)獨(dú)立的經(jīng)過調(diào)制的子載波信號(hào)相加而成的,這樣的合成信號(hào)就有可能產(chǎn)生較大的峰值功率，由此會(huì)帶來較大的峰值平均功率t匕。而OFDM系統(tǒng)的一個(gè)主要缺點(diǎn)就是峰值平均功率比(簡(jiǎn)稱峰均比，PAPR)過高的問題。所謂峰均比是指發(fā)射機(jī)輸出信號(hào)為非恒包絡(luò)信號(hào)時(shí)，其峰值功率和平均值功率的比值。而相對(duì)單載波系統(tǒng)而言，OFDM系統(tǒng)的輸出信號(hào)瞬時(shí)值波動(dòng)較大，進(jìn)而可能導(dǎo)致信號(hào)的非線性失真，產(chǎn)生諧波，造成明顯的頻譜擴(kuò)展干擾及帶內(nèi)信號(hào)畸變，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)性能下降，同時(shí)還增加A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的復(fù)雜度并降低它們的性能。因此，降低OFDM的峰均比具有重要意義。目前，降低OFDM峰均比的方法主要有:1、信號(hào)預(yù)畸變技術(shù)，即在信號(hào)經(jīng)過放大之前，首先要對(duì)功率值大于一定門限的信號(hào)進(jìn)行非線性畸變處理，包括限幅、峰值加窗或者峰值消除。這些信號(hào)畸變不可避免的對(duì)系統(tǒng)性能造成了損害；2、編碼方法，針對(duì)信號(hào)采用特定的編碼圖樣處理，這種方法的缺陷在于，可供使用的編碼圖樣數(shù)量非常少，編碼效率也非常低；3、信號(hào)擾碼法，其基本思想是利用一系列的擾碼序列優(yōu)化OFDM子信道的載波相位以尋找最小的峰均比相位組合。這種方法可以大大降低峰值出現(xiàn)的概率，降低畸變技術(shù)的不利影響，但該類方法的實(shí)現(xiàn)往往較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容為了降低電力線OFDM通信中的峰均比，進(jìn)而在電磁干擾強(qiáng)烈的電力環(huán)境下得到良好的通信質(zhì)量，本發(fā)明提供了一種電力線OFDM調(diào)制方法及裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電力線OFDM調(diào)制方法，包括以下步驟:
導(dǎo)頻符號(hào)生成步驟，按照算法
權(quán)利要求
1.一種電力線OFDM調(diào)制方法，其特征是，包括以下步驟::V-1f JY 導(dǎo)頻符號(hào)生成步驟，按照算法
2.如權(quán)利要求1所述的電力線OFDM調(diào)制方法,其特征是:所述c(k) =exp[jr π k2/N],其中，r為整數(shù)，且與N互質(zhì)，j表示復(fù)數(shù)的虛數(shù)單位。
3.如權(quán)利要求1所述的電力線OFDM調(diào)制方法，其特征是:還包括復(fù)數(shù)偽隨機(jī)調(diào)制步驟，對(duì)所述導(dǎo)頻符號(hào)插入步驟形成的OFDM數(shù)據(jù)，用復(fù)數(shù)偽隨機(jī)序列進(jìn)行調(diào)制，形成OFDM符號(hào)；所述逆離散傅里葉變換步驟中的OFDM數(shù)據(jù)是所述OFDM符號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的電力線OFDM調(diào)制方法，其特征是，所述復(fù)數(shù)偽隨機(jī)序列的每個(gè)復(fù)數(shù)均包含實(shí)部和虛部。
5.如權(quán)利要求4所述的電力線OFDM調(diào)制方法，其特征是，所述復(fù)數(shù)偽隨機(jī)序列通過算法
6.一種電力線OFDM調(diào)制裝置，其特征是，包括: 導(dǎo)頻符號(hào)生成裝置，用于按照算法
7.如權(quán)利要求6所述的OFDM調(diào)制裝置,其特征是:所述c(k) =exp [jr n k2/N],其中，r為整數(shù),且與N互質(zhì)，j表示復(fù)數(shù)的虛數(shù)單位。
8.如權(quán)利要求6所述的OFDM調(diào)制裝置，其特征是:還包括復(fù)數(shù)偽隨機(jī)調(diào)制裝置，對(duì)所述導(dǎo)頻符號(hào)插入裝置形成的OFDM數(shù)據(jù)，用復(fù)數(shù)偽隨機(jī)序列進(jìn)行調(diào)制，形成OFDM符號(hào)；所述逆離散傅里葉變換裝置中的OFDM數(shù)據(jù)是所述OFDM符號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的OFDM調(diào)制裝置，其特征是:所述復(fù)數(shù)偽隨機(jī)序列的每個(gè)復(fù)數(shù)均包含實(shí)部和虛部。
10.如權(quán)利要求9所述的OFDM調(diào)制裝置，其特征是:所述復(fù)數(shù)偽隨機(jī)序列通過算法
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低峰均比電力線OFDM調(diào)制方法及裝置。其方法包括以下步驟導(dǎo)頻符號(hào)生成步驟，按照算法生成導(dǎo)頻符號(hào)c(k)；導(dǎo)頻符號(hào)插入步驟，將導(dǎo)頻符號(hào)c(k)插入數(shù)據(jù)符號(hào)之間，形成OFDM數(shù)據(jù)；逆離散傅里葉變換步驟，對(duì)所述OFDM數(shù)據(jù)進(jìn)行逆離散傅里葉變換；其中，c(k)表示第k個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)，N是所述序列的周期，*表示共軛復(fù)數(shù)。由此產(chǎn)生的序列組成的信號(hào)的峰值與均值的比值均很低，將其作為導(dǎo)頻符號(hào)，從而使得電力線OFDM時(shí)域數(shù)據(jù)的峰均比很低；同時(shí)，復(fù)數(shù)偽隨機(jī)序列的實(shí)部和虛部的隨機(jī)性，進(jìn)一步降低了電力線OFDM時(shí)域數(shù)據(jù)的峰均比，進(jìn)而在電磁干擾強(qiáng)烈的電力環(huán)境下得到良好的通信質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04L27/26GK103209155SQ20131013069
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
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