[发明专利]数据信号调制、解调方法以及收发机和收发系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及数据信号调制方法、数据信号解调方法，数据信号发射机和数据信号接收机，以及数据信号收发系统。 

背景技术

PLC(Power Line Communication，电力线通信)技术包含两个方面的内容：在高压输电网和中、低压配电网中实现的窄带电力线载波通信，以及在中低压配电线路上实现的宽带数据通信(高速PLC)。 

电力线通信的发展历史可追溯到20世纪20年代，当时的应用主要集中在110KV以上的高压远距离输电线路上，工作频率在150KHz以下，到20世纪50年代后期至90年代早期，电力线通信开始应用于中压和低压电网上，其应用主要集中在电力线自动抄表、电网负载控制和供电管理等窄带通信领域。但是由于调制技术因素，窄带电力线通信中产生的电磁辐射对已有的通信系统产生的严重的干扰问题，严重制约了该项技术的广泛使用。2000年以来，随着全球信息化程度的加快，各种宽带接入技术分别在网络实现，成本、技术先进性及接入方便性上不断提高自身的竞争优势，出现了有线无线等各种方式。PLC技术作为宽带无线接入的方案之一重新引起关注，主要是因为PLC技术能够充分利用最为普及的电力线网络资源，建设速度快、投资少、室内无需布线，用户通过遍布各个房间的电源插座即能进行高速上网，实现“有线移动”，具备了其他接入方式不可比拟的优势。 

目前PLC技术使用的频率范围为1～30MHz，在此频段电力线信道的噪声较高，对信号传输的影响较大。一般电力线上的信号衰减随着信号频率的增加而增大，但是在一定的传输距离范围内，1～30MHz频段内信号衰减要低于噪 声的衰减，利用调制技术可将高频信号从电力线中分离出来。室内复杂的电网拓扑结构使得PLC呈现出频率选择特性、多径反射性、易受干扰性、高衰减性等特点。由于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术具有良好的对抗多径衰落的特点，因此，在PLC调制方案中作为一种优选技术，被HomePlug AV(家庭插电音视频)协议采用。 

PLC有着强劲的发展势头，但是由于高速率的数据信号在电力线上传输会因起较强的电磁辐射，直接对无线通信设备产生干扰，而OFDM技术由于自身的特点非常适合频率选择性信道，对窄带干扰及冲击噪声具有很强的免疫功能，因此被HomePlug AV选为应用于宽带电力线的调制技术，通过OFDM技术实现PLC与无线电业务的频谱共享。在室内实现多用户的宽带PLC接入，可以用TDMA(Time Division Multiplexing Access，时分多址)、FDMA(Frequency Division Multiplexing Access，频分多址)和CDMA(Code DivisionMultiplexing Access，码分多址)等技术实现。 

OFDM由大量在频率上等间隔的子载波构成(设共有N个子载波)，各载波可用同一数字调制方法，或不同的载波使用不同的调制方法，将高速串行数据信号分成多路并行的数据加以调制。在OFDM系统中，各载波在整个符号周期上是正交的，因此各子载波信号频谱可以互相重叠，大大提高了频带利用率。 

为实现多用户检测，可以利用多址接入技术，即将信道的全部可用资源(包括频率、时间、码子、空间等)划分为单独的部分，供用户使用。OFDM本身是一种调制技术，该技术可以与多种多址接入技术相结合，为多个用户(设备)同时提供接入服务。常用的多址接入方式有3种，分别是TDMA、FDMA和CDMA。OFDM都可以与它们结合，分别构成OFDM-TDMA、OFDM-FDMA和OFDM-CDMA。