[发明专利]一种电力线载波通信系统的信号帧生成方法

摘要

本发明公开了一种电力线载波通信系统的信号帧生成方法，信号帧组成中的同步信号帧、控制信号帧、数据信号帧均是利用伪随机序列或巴克码或其截断码作调制信号对线性调频信号进行调制得到，由于伪随机序列、巴克码具有良好的相关性能，且线性调频信号也具有良好的自相关和互相关性能，使得生成的同步信号、控制信号、数据信号也具有良好的相关性，从而使得同步信号具有确保接收端和发射端数据符号准确同步的功能，而控制信号的良好相关性亦确保接收端接收到控制信号后能够准确的解调出系统的控制信息。同时，数据信号的良好相关性也保证了接收端数据的正确解调，实现了数据传输的极高可靠性。该方法得到的信号帧整体不但具有恒定的包络幅度，对限幅不太敏感，抗噪声性强，而且具有信号频谱范围方便可调的优点。

主权项

1.一种电力线载波通信系统的信号帧生成方法，所述信号帧包括同步信号帧、控制信号帧和数据信号帧；所述同步信号帧的段数为N、信号幅度为B、每段信号调制时间为T₀、频带范围为f₁～f₂的同步信号；所述控制信号帧的段数为H，信号幅度为B1、每段信号调制时间为T1₀、频带范围为f₃～f₄的控制信号；所述数据信号帧的段数为S、信号幅度为B2、每段信号调制时间为T2₀、频带范围为f6～f7的数据信号；其特征在于：包括以下步骤：1）生成所述同步信号帧，1-1）引入码长为N的第一调制信号P，P={a₀,a₁,B,a_N-1},其中，a_i=±1；1-2）引入第一线性调频信号L(t)：式中，A为所述线性调频信号的信号幅度；T为所述线性调频信号的时间宽度；rect(tT)=1,0≤t/T≤10,other]]>为矩形函数；为所述线性调频信号的初始时刻相位：f₀为所述线性调频信号的起始频率；μ为所述线性调频信号的调频斜率；1-3）设置所述第一线性调频信号L(t)的参数：设置A=B，设置f₀=f₁，设置T=T₀，设置μ=f2-f1T;]]>1-4）使用所述第一调制信号调制设置参数后的所述第一线性调频信号，得到同步信号帧S(t)，其表达式为：2）生成所述控制信号帧：2-1）引入K组码长为H的第二调制信号P1，P1={P1₀,P1₁,B,P1_K-1},其中，P1_i={b_i0,b_i1,B,b_i(H-1)},b_ij=±1；K的值为所述通信系统中控制信息能组合出的控制方式的种数；将K种控制方式与所述K组调制信号建立一一对应的映射关系；2-2）引入第二线性调频信号L1(t)：式中，A1为所述第二线性调频信号的信号幅度；T1为所述第二线性调频信号的时间宽度；rect(tT1)=1,0≤t/T1≤10,other]]>为矩形函数；为所述第二线性调频信号的初始时刻相位：f₅为所述第二线性调频信号的起始频率；μ1为所述第二线性调频信号的调频斜率；2-3）设置所述第二线性调频信号L1(t)的参数：设置A1=B1，设置f₅=f₃，设置T1=T1₀，设置μ1=f4-f3T1;]]>2-4）使用所述通信系统当前使用的一种的控制方式所对应的一组第二调制信号P1_i调制设置参数后的所述第二线性调频信号，得到控制信号Q(t)，其表达式为：3）生成所述数据信号帧；3-1）引入M组码长为均为S的第三调制信号P2，P2={P2₀,P2₁,B,P2_M-1},其中，P2_i={c_i0,c_i1,B,c_i(S-1)},c_iz=±1；3-2）将待传输的比特数据流按照每X比特为一组与所述M组第三调制信号建立一一对应的映射关系；其中，M=2^X；3-3）引入第三线性调频信号L2(t)：式中，A2为所述第三线性调频信号的信号幅度；T2为所述第三线性调频信号的时间宽度；rect(tT2)=1,0≤t/T2≤10,other]]>为矩形函数；为所述第三线性调频信号的初始时刻相位：f₈为所述第三线性调频信号的起始频率；μ2为所述第三线性调频信号的调频斜率；3-4）设置所述第三线性调频信号L2(t)的参数：设置A2=B2，设置f₈=f₆，设置T2=T2₀，设置μ2=f7-f6T1;]]>3-5）使用待传输的比特数据流所对应的第三调制信号调制设置参数后的所述第三线性调频信号，得到数据信号F(t)，其表达式为：4）将所述步骤1）得到的同步信号帧、所述步骤2）得到的控制信号帧和所述步骤3）得到的数据信号帧依次排列组合成所述信号帧。