[实用新型]一种电力线载波发射机数字前端

说明书

技术领域

本实用新型涉及包括支撑智能电网的电力线通信领域，具体涉及一种电力线载波发射机数字前端。

背景技术

传统的基于正交频分复用（OFDM）的电力线通信系统发射机的数字前端不使用数字混频器，而是直接在基带对数字信号进行调制和处理，增加了系统设计的复杂度。等效复数基带形式的数字前端广泛的用于无线通信领域，但目前还没有被用于电力线载波通信领域。奈奎斯特窗函数的方法已被用于发射机处理，但在电力线载波通信系统中还没有与等效复数基带方法结合。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种电力线载波发射机数字前端，本实用新型将等效复数基带形式的数字前端与奈奎斯特窗的方法结合，通过现场可编程门阵列FPGA实现了一种具有支持频带选择、支持带宽配置、降低发射信号带外能量的电力线载波发射机数字前端。

本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的：

一种电力线载波发射机数字前端，其改进之处在于，所述发射机数字前端包括依次连接的数模转换器和现场可编程门阵列FPGA，所述现场可编程门阵列FPGA包括依次连接的混频器、滤波器、加窗器和逆傅立叶变换器，所述现场可编程门阵列FPGA的参数寄存器分别与混频器和级联滤波器连接。

优选的，所述混频器为数字混频器，包括依次进行通信的频率合成器和乘法器；所述频率合成器为可配置频点的直接数字频率合成器。

较优选的，所述可配置频点的范围为0赫兹到25兆赫兹。

优选的，所述滤波器为级联滤波器的插值滤波器，包括数据存储器I、存储控制器、乘法累加器和数据存储器II；所述乘法累加器和存储控制器分别与数据存储器I连接；所述数据存储器II与乘法累加器连接。

较优选的，所述数据存储器I为多路数据存储器，包括读端口和写端口；所述数据存储器II为滤波器系数存储器。

优选的，所述发射机数字前端的带宽范围为7.8千赫兹到10兆赫兹。

优选的，所述加窗器包括依次连接的窗函数系数存储器和乘法器，数据从乘法器输入，与窗函数系数相乘后从乘法器的输出端口输出。

优选的，所述逆傅立叶变换器包括输入缓存器、蝶形运算单元、输出缓存器、地址控制器和旋转因子存储器；所述地址控制器分别与输入缓存器、输出缓存器、旋转因子存储器连接；所述旋转因子存储器与蝶形运算单元连接；所述输入缓存器与蝶形运算单元连接；所述蝶形运算单元与输出缓存器连接。

优选的，所述参数存储器包括三个用于存储配置信息的寄存器（用于存储混频器的频点配置与级联滤波器的级数和插值率）。

与现有技术比，本实用新型达到的有益效果是：

1）本实用新型提出的发射机数字前端通过配置数字混频器的频率，可以实现对系统中心频点的配置。

2）本实用新型提出的发射机数字前端通过配置数字级联滤波器的级联级数或插值倍数，可以实现对系统带宽的配置。

3）本实用新型提出的发射机数字前端，通过加窗器降低发送信号及等效复数基带正交频分复用OFDM子载波的带外能量，从而降低了对其他系统可能造成的干扰。

4）本实用新型提出的发射机数字前端结构，在使用陷波技术减少对无线电台可能造成的干扰时，通过加窗器，可以使陷波的子载波数最小，从而提高频谱利用率。

5）本实用新型提出的基于存储器的级联滤波器实现结构，能够通过一个双端口存储器和一个乘法累加器（由一个滤波器的若干乘累加模块组成）完成多个级联的插值滤波器的功能，大大的节省了FPGA逻辑资源。

6）本实用新型通过加窗器，可以降低发射信号及OFDM子载波的带外能量，从而减少对其他电力线通信系统的干扰，另外，在使用陷波技术减少对无线电台可能造成的干扰时，可以使陷波的子载波数最小，从而提高频谱利用率。

附图说明

图1是本实用新型提供的发射机数字前端结构图；

图2是本实用新型提供的数字混频器结构图；

图3是本实用新型提供的基于存储器的级联滤波器结构图；

图4是本实用新型提供的加窗器结构图；

图5是本实用新型提供的逆傅立叶变换器结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。