[发明专利]一种中压电力线宽带通信中低峰均比的导频设计方法

说明书

本发明涉及一种中压电力线宽带通信中低峰均比的导频设计方法，属于宽带电力线载波通信技术领域。块状导频指周期性地在某个OFDM符号频域占满所有子载波的导频信号，是电力线信道中最合适的导频设计方案，通过本发明中的公式运算，可得到一组导频向量，通过对这组向量做IFFT，即可得到一组峰均比低的波形数据，经过归一化放大后进入到电力线信道中，在信道衰减相同的情况下，该组导频波形在接收端的信噪比高，提高信道估计精度。本发明设计简单，生成方式与多载波信号的生成方式一致，提高了时域数据的信噪比和估计信道响应难度。

技术领域

本发明涉及电力线宽带载波通信技术，尤其涉及一种中压电力线宽带通信中低峰均比的导频设计方法。

背景技术

电力线载波通信技术是利用10kV架空线或者地缆传输载波信号的一种通信方式，10kV线缆中的传输信号的质量一方面受到线路中的负载以及开关等设备的噪声干扰，另一方面，电力线信道的衰减大，信号衰减与距离的关系为10-20dB/1km，因此需要数据发送时的发送功率要尽可能高，在实际情况中，信号的发送功率受到电力线通信标准的制约，且持续的高功率发送对设备损耗大。

在额定功率的情况下，需要设计出一组峰均比低，能够使导频时域数据满功率发送的导频向量，保证导频参考信号能够准确的传输，这样才能使估计出的报文数据更加准确。

论文“Optimal training and pilot pattern design for OFDM systems inRayleigh fading”中提出了一种频率选择性衰落信道、时间选择性衰落信道和相关衰落信道环境下的误码率(BER)，将其作为最优导频的设计准则，但该最优导频设计方法需要计算所有可能值的BER，耗时大，而且新设计的导频图样不能在高信噪比(SNR)下提供较好的性能，且电力线信道中，频率选择性敏感，不适合使用梳状导频和时频域导频。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种中压电力线宽带通信中低峰均比的导频设计方法，通过计算出发送频段内每一个频点的复数值，经过IFFT后得出一组低峰均比的导频数据，再经过功率放大器后进入到电力线信道中，提高了接收端的信噪比，也增加了信道的估计精度，适用于块状导频。

为实现上述目的，本发明提供了一种电力线宽带通信中低峰均比的导频设计方法，在OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，即正交频分复用技术)通信系统中，载波设备的发送端与接收端通过采样率与FFT点数两个参数，计算出一组导频向量，通过IFFT操作，将导频向量转化为导频时域波形，在数据发送端将该导频时域数据插入到报文时域数据中，经过归一化放大后发送到电力线信道中，数据接收端采集到时域数据后，区分出导频时域波形和报文时域波形，经过FFT后使用已知的导频向量和接收端解析出的导频向量估计出信道响应，用此信道响应来均衡报文数据。

具体包括以下步骤：

步骤1：载波设备发送端通过采样率Fs与FFT点数N计算出每个FFT点对应的实际频率，第一个FFT点的频率为0Hz，第二个FFT点的频率为(Fs/N)Hz以此类推，最后一个FFT点的频率为((N-1)*Fs/N)Hz，编号为从1到N；

步骤2：系统输入待发送的频段信息Fl Hz-Fh Hz，该频段内最大频率为Fh，频率编号为Nh，最小频率为Fl，频率编号为Nl，则通过频段信息和频率编号可通过如下公式1-3计算导频向量Turn(n)：

φ(n)＝(φ(n-1)-(n-N_l)*2π/(N_h-N_l+1))Mod2π(n＝N_l:N_h，φ(N_l-1)＝0) (1)