[发明专利]一种非连续帧的发送方法、信道补偿方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及电力线载波通信领域，尤其涉及一种电力线载波通信系统中的非连续帧的发送方法、信道补偿方法。

背景技术

低压电力线载波通信(Power Line Communication，PLC)技术由于其先天性的低成本、无需专门布线、网络易覆盖至“最后一公里”等特点，近年来备受全球关注，并已在远程自动抄表和能源计量领域得到了较深入的应用。作为未来物联网和智能家居应用的关键技术之一，如何在低压电力线的复杂噪声环境下实现高可靠性的高速通信一直是该领域的技术难题。由于电力线载波通信在家电自动化控制、电动汽车充电桩控制等领域的应用对通信速率和实时性提出了更高的要求，因此目前以OFDM多载波调制方式替代原有的单载波调制方式，已成为低压窄带电力线载波通信系统物理层技术的主要演进方向。目前国际上已制定的窄带PLC相关标准如G3(ITU-T G.9903)、PRIME(ITU-T G.9904)、G.hnem(ITU-T G.995x)、IEEE P1901.2等，都采用了OFDM技术。

我国低压电网分布广、线路不规则、拓扑结构复杂，接入的用电器(负载)数量多且有部分产品不符合电磁辐射规范，使得信道环境非常恶劣。特别是在居民用电高峰时，在工频电压波峰/波谷处(重载区)呈现周期性的高噪声。将国际PLC标准应用于我国的低压电力网时，数据包在重载区极易造成突发成片误码，往往超出系统FEC编码的纠错极限，最终导致整个接收包错包。因此，国外PLC标准并不符合我国国情。

为了提高抗噪声性能，并适用于我国的低压电力网，中国发明专利申请CN201410011148.5公开了一种适应于电力线通信过零点传输的OFDM帧设计，该设计利用电力线信道在交流过零点区域的干扰最小的特点，采用OFDM的方式在电力线上交流过零点区域进行数据的猝发通信。中国发明专利申请CN201510227494.1公开了一种基于OFDM调制的窄带电力线通信工频零点传输方法，该方法在工频零点传输模式时，以工频半周期10ms为单位，将电力线信道划分为多个与工频同步的时段，每个时段以工频过零点为中心，在不超过工频半周期三分之一的时间段内传输信号。但是，这些发明专利申请均未考虑到工频电压并非是完美的正弦信号，其过零点存在抖动，过零点的抖动会产生帧同步偏差，最终影响收端对接收数据的解调性能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种能够有效去除过零点抖动影响的通信方法。

本发明的一方面提出一种非连续帧的发送方法，应用于基于OFDM的电力线载波通信系统，该非连续帧包括至少一个子帧，包括如下步骤：

根据工频电压过零点产生子帧帧头指示；

对各个原始OFDM符号添加循环前缀，生成待发送的OFDM符号；其中，该原始OFDM符号的类型包括前导OFDM符号和数据OFDM符号；

根据该子帧帧头指示和子帧图样，每个子帧发送M个该前导OFDM符号和(N-M)个该数据OFDM符号；

其中，M为正整数，N为大于等于2M的正整数。

根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据工频电压过零点产生子帧帧头指示的步骤包括：

将该工频电压整形为方波，进行跟踪锁相；

根据跟踪锁相输出的方波信号的过零点，产生该子帧帧头指示。

在本发明的一实施例中，在该过零点之前N/2个OFDM符号时间的位置产生该子帧帧头指示。

在本发明的一实施例中，利用离散快速傅里叶反变换，将前导序列和调制信息从频域转换到时域，生成该原始OFDM符号。

在本发明的一实施例中，该前导序列为Chirp序列或Zadoff-Chu序列。

在本发明的一实施例中，该前导序列为线性Chirp序列，频率范围为所有OFDM有效子载波频点范围。

在本发明的一实施例中，该线性Chirp序列的有效子载波频点是从该频率范围中选取，并由预定义的频域相位表确定。

在本发明的一实施例中，该调制信息为用户信息比特经FEC编码，再按调制方式进行星座点映射后的数据。

在本发明的一实施例中，该调制方式为BPSK、QPSK、8PSK或16QAM。

在本发明的一实施例中，该循环前缀的长度根据信道时延扩展和/或工频电压过零点抖动情况进行配置。

在本发明的一实施例中，该循环前缀的长度为信道时延均方根的2～4倍。

在本发明的一实施例中，该前导OFDM符号和该数据OFDM符号添加相同长度的循环前缀。