[发明专利]一种低压电力载波通信方法

权利要求书

1.一种低压电力载波通信方法，其特征在于，低压电力线载波通信方法通过现有的电力线进行数据传递通信的，电力线载波通信设备分局端和调制解调器，局端负责与内部电力线调制解调器进行通信并且连接外部网络。

2.如权利要求1所述的低压电力载波通信方法，其特征在于，通信的过程中，用户传输的数据进入电力线调制解调器进行调制，然后解调出的数据将通过用户已有的配电线路传输到局端设备中，随即局端设备则将会把信号解调出来，耦合器用来隔离把强电部分和弱电部分，并且提供一定的传输带宽，使得在电力线上传输的数据能成功的耦合到电力线上，并且使电力线上的强电不能被传出，数据在发送前调制在高频载波上，在接收端在解调回原数据。

3.如权利要求2所述的低压电力载波通信方法，其特征在于，发送端在对信号进行调制前对原始信息进行编码，编码后的信息经过交织模块进行交织，交织后的信息比特转换成子载波幅度和相位的映射，并进行IFFT变换，将数据信息变换到时域上，然后插入循环前缀和加窗处理，最后通过数模转换，使OFDM数字信号转换为模拟信号发送；

接收机经过模数转换器后的接收信号要进行同步处理，确定帧头，进行去循环前缀，进行信道估计，校正待解映射的数据，信号经过信道估计处理后，经过解映射，解交织和译码后输出接收信息流；

MCU向发射机提供系统相关的控制信号，并且向发射机传递来自MAC层的数据信息DATA和帧控制信息FCH；

发射机接收来自MCU提供的数据信息，将并行的字节信息转换为串行的二进制比特流，其中FCH信息通过FCH符号生成模块处理输出FCH符号频域数据，DATA信息通过DATA符号生成模块处理输出DATA符号频域数据，然后两者合路进行IFFT变换，取实部，添加CP和加窗处理，形成OFDM符号时域数据；

接收机接收ADC送过来的信号先经过符号定时同步，检测出帧头，并提供一个精确的定时信号给FFT窗模块，FFT窗模块进行去循环前缀的操作，OFDM符号经过FFT变换，变为频域数据；

然后，根据已知序列进行信道估计，校正符号定时的偏差和信道带来的相位旋转和幅值变化，最后，根据符号序号分离FCH符号和DATA符号，分别进行解调和译码处理输出。

4.如权利要求3所述的低压电力载波通信方法，其特征在于，载波通信信道的传输函数

式中，i为多径分量号，，为线路衰减系数，是衰减因子，为传播速度，为第i条分径的长度，为系数。

5.如权利要求4所述的低压电力载波通信方法，其特征在于，载波通信的衰减特性为

式中D为耦合衰减，为信号源电压，为接收电压。

6.如权利要求5所述的低压电力载波通信方法，其特征在于，低压电力载波通信方法的同步包括：载波同步：当采用同步解调和相干检测时，接收端需要提供一个与发射端调制载波同频同相的相干载波；

符号同步：是使接收端得到与发送端周期相同的符号序列，并确定每个符号的起止时刻，实现块同步和帧同步；

采样值频率同步：发送端和接收端的本地振荡频率不一致，导致的采样频率不一致，采样值频率同步确保发送端与接收端具有相同的采样频率；

采样值定时同步：是使接收端确定每个样值符号的起止时刻；

同步的具体过程如下：

利用相关检测以捕获帧头和符号定位，在给出的同步算法中，相关峰值会出现一个平坦区，它的长度和循环前缀的长度相等，以峰值出现来定位同步位置，特定的训练序列一旦离开了搜索窗，相关特性会迅速出现陡降，利用这个突变，定位符号的起始位置，接收机开始接收数据，同时启动相关运算模块和峰值检测模块，随着训练序列进入检测窗，相关值开始逐渐增大，当序列完全进入后，峰值处于稳定的平缓状态，一旦相关值出现快速下降，低于设置的阈值，比较器关闭，停止搜索，标志符号到来；

频率偏移估计，利用所检测到的峰值就可以对系统的小数部分频偏进行估计，整数频率偏差的估计是在FFT之后，利用接收到的训练序列和已知训练序列之间的差异来完成；

频率补偿，估计出频率偏差后，立刻进行相应的补偿，确保数据后续处理的准确性。