[发明专利]PLC通信系统中接收机及CCA检测装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力线通信(Power Line Communication，PLC)技术领域，特别是，具体涉及一种基于正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)的PLC通信系统中接收机及空闲信道评估(Clear ChannelAssessment，CCA)检测装置和方法。

背景技术

电力线通信(Power Line Communication，PLC)是以电力线作为通信媒介的一种通信方式。PLC技术早在六十多年前就应用在输电线路上，用于发电厂及变电站的调度指挥通信，但很长时间以来，其并不是一种理想的通信介质，然而随着技术的不断进步，特别是调制技术及微电子技术的发展，使得PLC的实用化成为可能。

随着技术的进步，PLC技术被利用以低压配电线路传输高速数据、语音、图像等多媒体业务信号，应用于家庭国际互联网(Internet)“宽带”接入和家电智能化联网控制，即高速数据PLC。

在共享同一电力线作为传输媒介的PLC通信网络中，各个通信节点采用突发传输的方式进行通信，也即以数据帧为单位不定时进行通信。MAC(MediaAccess Control)层采用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with CollisionAvoidance，带有冲突避免的载波侦听多路访问机制)的信道访问机制获取信道，进行数据传输。

CSMA/CA机制的通信过程要求任意节点在传输数据前，要侦听媒体状态，判断是否有其它节点占用传输媒介，只有媒介处于空闲状态一段时间之后才能进行数据传输。

上述信道访问机制要求物理层能够快速、准确地检测信道忙闲状态，并上报给MAC层。

现有技术的检测信道忙闲检测，即空闲信道评估(Clear ChannelAssessment，CCA)检测方法主要有以下两种，或两种方法的组合：

CCA检测方法1：能量检测方法(Energy Detection)。其通过接收机计算一段时间内接收到的信号能量是否大于某一阈值的方法，判定信道忙闲状态。

CCA检测方法2：相关检测/同步检测方法(Correlation Detection)。由于帧头通常采用固定格式，因此接收机可以通过相关检测的方法检测信道是否存在帧头信息，如果有，则判定信道处于忙状态。

在基于OFDM的PLC通信系统中，CCA检测是一个非常重要的处理过程。因为在任何时刻只能有一个设备在发射数据，所以设备在任何一次发送数据的动作之前，都需要通过CCA检测信道是否空闲，只有在信道空闲的情况下才能发送，如果信道处于占用的状态，则需要等待并重新检测。

但是，在电力线通信系统(PLC)中，现有技术中的CCA检测方法可能会导致错误检测和漏检。原因包括：

对于能量检测方法(CCA检测方法1)，由于电力线环境中信道环境复杂，各种噪声信号幅值很高；此外，由于接收机系统自动增益控制(Automatic GainControl，AGC)的使用，会将所有输入信号放大到满量程范围内。此时，即使输入纯噪声信号，接收机计算出的能量值也很高，导致错误检测。

对于相关检测/同步检测方法(CCA检测方法2)，由于PLC通信网络中，CCA检测可能发起于任何一个时间点，此时可能遇到信道处于空闲状态、信道正在传输帧头、信道正在传输数据段三种情况。当信道处于空闲状态或正在传输帧头的情况下，相关检测/同步检测方法可以正确检测，但是在信道传输数据字段时，相关检测/同步检测方法无法利用相关得到正确的结果，就会导致漏检。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种PLC通信系统中接收机及CCA检测装置和方法，其能够取得较好的检测性能，克服了现有CCA检测方法应用于PLC通信时存在的错误检测和漏检问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种PLC通信系统的接收机，包括可编程增益放大器，模拟数字转换器，采样率变换滤波器，去直流滤波器，CCA检测装置，以及同步和解调模块，其中：

所述可编程增益放大器，用于调整输入信号的幅度；

所述模拟数字转换器，用于将所述可编程增益放大器调整后的输入的模拟信号转换成数字信号；

所述采样率变换滤波器，用于对所述模拟数字转换器输出的用于过采样的数字信号，根据预设的采样率进行采样抗混叠滤波；

所述去直流滤波器，用于将经过所述采样率变换滤波器进行采样滤波后的输出信号，消除其直流分量；