一种低压电力线载波通信噪声抑制方法技术

本发明专利技术属于低压电力载波通信技术领域，具体涉及一种低压电力线载波通信噪声抑制方法。该方法在发送端对需要发送的数据依次进行编码、频谱成形预编码、频谱成形、子载波映射处理，在接收端对接收的数字基带信号依次进行OFDM解调、频谱成形解码、译码处理。本发明专利技术通过对发送序列进行频谱成形预编码、频域频谱成形处理和子载波映射，可以抑制由于OFDM调制高峰均比在系统中引入的非线性噪声，实现了低压电力线载波信号的准确、高效接收，可以有效节约接收机成本。同时，在接收端采用相应的频谱成形解码、译码处理，以对低压电力线载波通信系统数据传输性能进行改善和提高。统数据传输性能进行改善和提高。统数据传输性能进行改善和提高。

【技术实现步骤摘要】
一种低压电力线载波通信噪声抑制方法


[0001]本专利技术属于低压电力载波通信
，具体涉及一种低压电力线载波通信噪声抑制方法。

技术介绍

[0002]低压电力线载波通信是以现有输电线路为基础实现信息传递的一种通信方式。低压电力线通信无需额外架设专用的通信线路，仅依靠现有的输电配电设施进行数据传输，与其他通信网络相比，具有成本低廉、分布广泛等优点。然而，电力线并非是专门用于数据传输的信道，与其他传输媒介相比，电力线负载多、噪声干扰严重、信道环境恶劣，对低压电力线载波通信的接收性能造成严重的影响。
[0003]正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术具有频谱利用率高、能有效抑制符号间干扰、可抵抗多径效应和频率选择性衰落等显著特点，被低压电力线载波通信系统所采用。尽管OFDM技术以高速率、低干扰等优点极大提高了低压电力线载波通信系统的性能，但由于OFDM自身固有缺陷而引入峰均比问题，进而在发送信号中会引入非线性噪声，对接收性能产生影响，制约了低压电力线载波通信的进一步发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种低压电力线载波通信噪声抑制方法，用以解决由于引入峰均比问题使得出现非线性噪声而影响该接收性能的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低压电力线载波通信噪声抑制方法，包括发送端处理方法和接收端处理方法；
[0006]所述发送端处理方法包括如下步骤：
[0007]A)对需要发送的数据进行编码处理，编码后进行频谱成形预编码处理；
[0008]B)对频谱成形预编码后的频域数据进行频谱成形处理，得到频谱成形后的频域数据；
[0009]C)对频谱成形后的频域数据进行子载波映射，用于进行OFDM调制；
[0010]所述接收端处理方法包括如下步骤：
[0011]a)对接收的数字基带信号进行OFDM解调处理；
[0012]b)对OFDM解调后的信号进行频谱成形解码处理，以将数据还原为频谱成形预编码处理前的数据；
[0013]c)对频谱成形解码处理后的数据进行译码处理。
[0014]其有益效果为：考虑到低压电力线载波通信对噪声干扰敏感，系统接收性能受到噪声干扰影响较大，为了增强数据传输的稳定性和可靠性，本专利技术在发送端通过频谱成形预编码对数据序列进行处理，在此基础上对预编码后的数据序列进行频谱成形，以消除数据序列的自相关性；进而根据子载波映射间隔进行子载波映射，降低OFDM子载波间干扰，抑制高峰均比在系统中引入的非线性噪声。同时，在接收端采用相应的频谱成形解码、译码处
理，以对低压电力线载波通信系统数据传输性能进行改善和提高。总体来看，本专利技术的噪声抑制方法实现简单，能够在满足低功耗、低延时要求的基础上，提高系统的抗干扰能力，实现了低压电力线载波信号的准确、高效接收，有效提高接收性能，节约接收机成本。
[0015]进一步地，步骤A)中采用DFT扩频方法进行频谱成形预编码处理；相应在步骤b)中采用DFT解扩方法进行频谱成形解码处理。
[0016]其有益效果为：采用DFT扩频方法进行频谱成形预编码处理，可以在一定程度上消除数据序列的自相关性。
[0017]进一步地，DFT扩频的点数不大于OFDM可用子载波数目的1/4，且为2的整数次幂。
[0018]其有益效果为：采用上述方式可以防止在OFDM调制过程中产生子载波间干扰。
[0019]进一步地，步骤B)中采用如下方法进行频谱成形处理：
[0020]①
对频谱成形预编码后的频域数据X(k)进行扩展，以将频谱成形预编码后的频域数据X(k)的长度由M延长到W，从而得到延长后的频域数据X
′
(k)；
[0021]②
采用频谱成形函数H(k)对延长后的频域数据X
′
(k)进行频域加窗处理，从而得到频谱成形后的频域数据X
″
(k)：
[0022]X
″
(k)＝X
′
(k)
·
H(k)
[0023]其中，0≤k≤W
‑
1。
[0024]其有益效果为：首先对X(k)进行扩展，使得X(k)的长度与频谱成形函数长度一致；进而采用频谱成形函数对延长后的频域数据进行频域加窗处理，利用频谱成形函数的滚降区域增加X(k)的长度，使OFDM边带子载波上携带幅值较小的数据，从而进一步降低OFDM峰均比，进而抑制峰均比引入的非线性噪声。
[0025]进一步地，所述频谱成形函数为RRC窗函数，RRC窗函数的长度W为：
[0026][0027]其中，表示向下取整；α表示RRC窗函数的滚降系数；M表示DFT扩频的点数；
[0028]相应在步骤
①
中，若RRC窗函数的长度W为偶数，则将频谱成形预编码后的频域数据X(k)的前后α
·
M/2个采样点分别填充到频谱成形预编码后的频域数据X(k)的末尾位置和起始位置；若RRC窗函数的长度W为奇数，则将频谱成形预编码后的频域数据X(k)的前个采样点填充到频谱成形预编码后的频域数据X(k)的末尾位置，将频谱成形预编码后的频域数据X(k)的后个采样点填充到频谱成形预编码后的频域数据X(k)的起始位置。
[0029]其有益效果为：采用RRC窗函数，可以降低频谱成形预编码后频域序列的能量。
[0030]进一步地，步骤C)中进行子载波映射时采用等间隔的方式进行映射，子载波映射间隔L为：
[0031][0032]其中，N表示OFDM可用子载波数目；W表示进行频谱成形处理时所使用的窗函数的长度；
[0033]且从第个可用子载波开始进行子载波映射，用零填充其它N
‑
W个未使用的可用子载波。
[0034]其有益效果为：采用等间隔的方式将频谱成形后的频域序列均匀映射到OFDM可用子载波上，用零填充剩余未使用的子载波，可以消除OFDM调制时产生的子载波间干扰。
[0035]进一步地，步骤a)中进行OFDM解调处理前还需对接收的数字基带信号进行全时域限幅处理。
[0036]其有益效果为：进行限幅处理可以避免低信噪比下噪声干扰对接收性能产生影响。如果接收信噪比处于很低甚至为负的情况，经过接收限幅处理后能够削去大部分噪声信号，降低噪声信号的能量，提高低信噪比条件下的接收性能。
[0037]进一步地，步骤A)中所述编码为Turbo编码，步骤c)中所述译码为Turbo译码。
[0038]其有益效果为：利用Turbo译码对频谱成形解码后的数据序列进行纠错译码，进而消除接收限幅引入的非线性噪声。
[0039]进一步地，所述Turbo译码采用Max
‑
Log
‑
MAP算法，在两个分量译码器中进行循环迭代处理，两个分量译码器分别记为前一分量译码本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压电力线载波通信噪声抑制方法，其特征在于，包括发送端处理方法和接收端处理方法；所述发送端处理方法包括如下步骤：A)对需要发送的数据进行编码处理，编码后进行频谱成形预编码处理；B)对频谱成形预编码后的频域数据进行频谱成形处理，得到频谱成形后的频域数据；C)对频谱成形后的频域数据进行子载波映射，用于进行OFDM调制；所述接收端处理方法包括如下步骤：a)对接收的数字基带信号进行OFDM解调处理；b)对OFDM解调后的信号进行频谱成形解码处理，以将数据还原为频谱成形预编码处理前的数据；c)对频谱成形解码处理后的数据进行译码处理。2.根据权利要求1所述的低压电力线载波通信噪声抑制方法，其特征在于，步骤A)中采用DFT扩频方法进行频谱成形预编码处理；相应在步骤b)中采用DFT解扩方法进行频谱成形解码处理。3.根据权利要求2所述的低压电力线载波通信噪声抑制方法，其特征在于，DFT扩频的点数不大于OFDM可用子载波数目的1/4，且为2的整数次幂。4.根据权利要求2所述的低压电力线载波通信噪声抑制方法，其特征在于，步骤B)中采用如下方法进行频谱成形处理：
①
对频谱成形预编码后的频域数据X(k)进行扩展，以将频谱成形预编码后的频域数据X(k)的长度由M延长到W，从而得到延长后的频域数据X
′
(k)；
②
采用频谱成形函数H(k)对延长后的频域数据X
′
(k)进行频域加窗处理，从而得到频谱成形后的频域数据X
″
(k)：X
″
(k)＝X
′
(k)
·
H(k)其中，0≤k≤W
‑
1。5.根据权利要求4所述的低压电力线载波通信噪声抑制方法，其特征在于，所述频谱成形函数为RRC窗函数，RRC窗函数的长度W为：其中，表示向下取整；α表示RRC窗函数的滚降系数；M表示DFT扩频的点数；相应在步骤
①
中，若RRC窗函数的长度W为偶数，则将频谱成形预编码后的频域数据X(k)的前后α
·
M/2个采样点分别填充到频谱成形预编码后的频域数据X(k...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙胤杰，黄梅莹，楼红伟，
申请(专利权)人：深圳智微信通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：