[发明专利]一种用于低压电力线载波通信系统的调制解调方法和芯片

权利要求书

1.一种用于低压电力线载波通信系统的调制解调方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：对低压电力线载波通信系统用户端要发送的原始信息通过封装模块进行帧封装，加入前导码和帧定界符，封装后的信息通过载波调制模块进行载波调制，再通过数字滤波模块进行滤波，最后经发送模拟前端电路输出到低压电力线；

S2：从低压电力线上接收信号，经过低压电力线载波通信系统用户端的模拟接收电路处理后通过可编程数字滤波器进行数字滤波，消除高频、低频干扰信息后得到载波中心频率附近、信息带宽范围内的载波信号，然后通过载波同步模块实现本地载波同步；载波同步后的信息再进入脉冲噪声滤波模块，去除信号中的窄脉冲，便于可靠实现码原同步；滤除窄脉冲后的信息进入码原同步模块，实现码原同步状态的扑获、跟随和自恢复；码原同步后的信息进入解封装模块，完成对信息的解封装；

步骤S2中载波同步模块采用COSTA环实现本地载波同步；COSTA环主要由压控振荡器、直接数字频率合成器、低通滤波器、鉴相器及环路滤波器组成；COSTA环中的鉴相器为反正切鉴相，采用CORDIC算法实现，环路滤波器采用二阶滤波器；

步骤S2中可编程数字滤波器的RTL设计为采用多级乘法器并行与串行协同工作。

2.根据权利要求1所述的用于低压电力线载波通信系统的调制解调方法，其特征在于：步骤S1中前导码为0x00_FF_AA_AA_AA，帧定界符为0x6C；其中：前导码中的0x00用于载波f0的接收载波同步，前导码中的0xFF用于载波f1的接收载波同步，f0≠f1；前导码中的0xAA_AA_AA用于接收码原同步；帧定界符0x6C用于信息的解封装。

3.根据权利要求2所述的用于低压电力线载波通信系统的调制解调方法，其特征在于：解封装模块，通过搜索前导码和帧定界符序列，完成对信息的解封装。

4.根据权利要求1所述的用于低压电力线载波通信系统的调制解调方法，其特征在于：步骤S1中载波调制模块采用BFSK调制方法进行载波调制，载波为中心频率可变的载波，载波频率可编程。

5.一种实施权利要求1所述方法的调制解调芯片，其特征在于：包括发送部分和接收部分：

发送部分包括依次连接的封装模块、载波调制模块、数字滤波模块；其中，封装模块，用于接收低压电力线载波通信系统用户端发送的原始信息，并进行帧封装，加入前导码和帧定界符；载波调制模块，采用BFSK调制方法进行载波调制，载波为中心频率可变的载波；

接收部分包括依次连接的可编程数字滤波器、载波同步模块、噪声滤波模块、码原同步模块、解封装模块；其中，可编程数字滤波器的RTL设计为采用多级乘法器并行与串行协同工作；载波同步模块，采用COSTA环实现本地载波同步；噪声滤波模块，用于去除信号中的窄脉冲；码原同步模块，用于实现码原同步状态的扑获、跟随和自恢复；解封装模块，用于搜索前导码和帧定界符序列，完成对信息的解封装。

6.根据权利要求5所述的调制解调芯片，其特征在于：发送部分还包括与数字滤波模块连接的增益控制模块，以及与增益控制模块连接的DAC模块，DAC模块输出的信号发送给低压电力线载波通信系统用户端的模拟发送前端；接收部分还包括与可编程数字滤波器连接的ADC模块，以及与ADC模块连接的PGA模块，PGA模块接收低压电力线载波通信系统用户端的模拟接收电路输出的信号。

7.根据权利要求5所述的调制解调芯片，其特征在于：还包括电源管理模块、时钟管理模块、看门狗、MCU接口，所述MCU接口与低压电力线载波通信系统用户端的MCU连接。