[发明专利]基于数模联合分频的电力线载波通信系统及全双工方法

权利要求书

1.一种基于数模联合分频的电力线载波通信系统，其特征在于，所述系统包括发送端和接收端；

所述发送端包括依次连接的N个插值滤波器、上变频器和DAC，其中，每个插值滤波器完成一次上采样，采样倍频系数与插值滤波器系数相关联，上变频器将基带信号转换成中心频率为f_tx的频带信号；

所述接收端包括依次连接的模拟域滤波器、ADC、下变频器和N个抽取滤波器，其中，下变频器将频带信号转换成基带信号，每个抽取滤波器完成一次降采样，采样降频系数与抽取滤波器系数相关联，M个所述插值滤波器通过上变频器连接DAC形成发送回路，模拟域滤波器通过ADC连接下变频器，下变频器进一步连接M个抽取滤波器形成接收回路，其中，0≤M≤N；

发送回路中，所述上变频器用于将基带信号转换成中心频率为f_tx的频带信号，M个插值滤波器信号的采样率＝DAC的采样频率；

接收回路中，所述下变频器用于将中心频率为f_rx的频带信号转换成基带信号，M个抽取滤波器信号的采样率＝ADC的采样频率，所述模拟域滤波器包括第一模拟域滤波器、第二模拟域滤波器、第三模拟域滤波器和二选一开关，所述第三模拟域滤波器一端连接ADC，另一端通过二选一开关分别连接第一模拟域滤波器和第二模拟域滤波器；通过配置上变频器和插值滤波器，将发送信号的频率范围限制在模拟域二选一开关选择的模拟域 滤波器的通带范围外，同时配置下变频器和和抽取滤波器，将接收信号的频率范围限制在模拟域二选一开关选择的模拟域滤波器的通带范围内。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括PA、PGA和耦合器，所述PA用于连接DAC和耦合器，所述PGA用于连接第三模拟域滤波器和二选一开关，所述耦合器还同时连接第一模拟域滤波器、第二模拟域滤波器和电力线。

3.一种基于数模联合分频的电力线载波通信全双工方法，基于上述权利要求1-2之一所述的系统，其特征在于，所述方法通过在模拟域上设置三个滤波器和在数字域上利用N个数字域滤波器，从频域上划分发送和接收两个子频带并滤除自身发送的信号，调整发送信号的中心频率并进一步将模拟域划分的发送和接收子频带细化成多个更小的子频带，根据信道噪声、衰减情况选择最佳发送、接收子频带，支持最少N+1，最多2^N种不同的带宽配置，支持设备同时接收和发送信号，实现全双工通信。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、经过数字域基带处理的信号首先经过M个插值滤波器，将信号的采样率提升到与DAC的采样频率一致，0≤M≤N，剩余N-M个插值滤波器跳过未用；

步骤2、通过上变频器将基带信号的中心频率搬移到指定频率后，DAC将数字信号转换成模拟信号；

步骤3、通过PA放大后经过耦合器注入到电力线中；

步骤4、通过耦合器提取的电力线载波信号经过第一模拟域滤波器和第二模拟域滤波器进行滤波，输出结果通过二选一开关送入PGA进行放大；

步骤5、经过第三模拟域滤波器进一步滤波并由ADC将模拟信号转换成数字信号；

步骤6、下变频将中心频率为f_rx的频带信号转换成基带信号，并由M个抽取滤波器对信号进行降采样，1个抽取滤波器完成一次降采样，剩下N-M个抽取滤波器跳过未用。