电力线通信单载波频域均衡跳频及突发跳同步方法及装置与流程

技术特征：
1.一种电力线通信单载波频域均衡跳频及突发跳同步方法，其特征在于，包括：发射端将自动增益控制序列及跳同步序列进行拼接，所述自动增益控制序列在前，所述跳同步序列在后；将拼接后的自动增益控制序列及跳同步序列进行二进制相移键控bpsk调制；在调制后的自动增益控制序列之前插入换频保护时间组成同步跳信号，所述换频保护时间大于变频器件的最大频率切换稳定时间；在预先定义的跳同步频率组的若干个频率上，按照预先定义的频率顺序依次发送所述同步跳信号至接收端。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在预先定义的跳同步频率组的若干个频率上，按照预先定义的频率顺序依次发送所述同步跳信号至接收端之前，所述方法还包括：对所述同步跳信号进行过采样和成形滤波。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在预先定义的跳同步频率组的若干个频率上，按照预先定义的频率顺序依次发送所述同步跳信号至接收端包括：在预先定义的跳同步频率组的若干个频率上，按照预先定义的频率顺序将所述同步跳信号进行数字上变频变换到所需发射频率；对变频后的同步跳信号进行数/模转换，转换为模拟信号；对所述模拟信号进行功率放大，并耦合到电力线进行传输至所述接收端。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对接收到的媒质接入控制mac层二进制载荷数据流进行加扰；对加扰后的二进制载荷数据进行双二进制turbo卷积码编码处理；对双二进制turbo卷积码编码输出的二进制数据流进行信道交织；对信令信息进行多进制扩频编码；将信道交织器输出的二进制数据流调制为mpsk或mqam符号；将调制数据符号按照预先定义的数据跳频率组数目分为若干个数据段，每个数据段分配到一个数据跳；在数据段前依次插入一定时间长度的换频保护时间、一个导频段和一个信令段，在数据段后插入一个导频段，共同组成数据跳；导频段由加入循环前缀(cp)的复数序列组成，cp长度大于电力线信道最大多径时延；信令段由信令信息经阿达玛编码和bpsk调制生成的调制符号组成；对数据跳信号进行过采样和成形滤波；按照预先定义的数据跳跳频频率和跳频图案依次将数据跳信号进行数字上变频变换到所需发射频率；对变频后的数据跳信号进行数/模转换，转换为模拟信号；对所述模拟信号经功率放大器放大后耦合到电力线，以传输至接收端。5.一种电力线通信单载波频域均衡跳频及突发跳同步方法，其特征在于，包括：接收端基于若干路数字下变频支路接收发射端传输的跳同步接收信号，并将若干个跳同步频率接收信号变换到基带；通过累积自动增益控制序列接收能量对跳同步接收信号进行增益控制；对每一路跳同步接收信号进行匹配滤波；
对每一路跳同步接收信号在四倍过采样频率上与本地跳同步训练序列进行滑动互相关运算，并输出互相关信号幅度；对输出的每一路互相关信号幅度分别与预先设定的门限值进行比较；当某一路互相关信号幅度大于门限值时，表示对应频率接收到跳同步信号，记录频率序号和最大相关峰位置；如果多个频率均接收到跳同步信号，分别记录频率序号和最大相关峰位置；根据记录的各个频率序号和最大相关峰位置进行综合计算和相互验证，得到数据跳开始时间、频率切换时间和帧定时、位定时位置；根据得到的开始时间和频率切换时间控制数据跳下变频模块按照跳频图案切换相应频率，即完成突发跳同步。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对数字下变频后的数据跳接收信号进行匹配滤波，得到数据跳基带信号；根据数据跳基带信号得到的帧定时、位定时位置提取每一跳数据跳中的两个导频段；将提取的两个导频段分别与本地导频序列进行滑动相关，估计得到电力线信道的时域冲激响应，对时域冲激响应进行算术平均得到信道冲激响应，对信道冲激响应进行fft变换得到电力线信道的频域响应；将所述数据跳基带信号分段进行fft变换，得到频域数据信号；对频域数据信号进行频域均衡得到均衡后频域信号，使用迫零均衡算法或最小均方误差(mmse)均衡算法，对均衡后频域信号进行ifft变换，得到时域信号；从各数据跳的时域信号中分别提取信令信号和载荷数据信号；对各数据跳的信令信号进行解调、合并；对合并后的信令符号进行多进制扩频解码，译码出信令信息；对各数据跳的载荷数据信号进行解调，输出载荷数据的比特软值，解调方式由解码得到的所述信令信息控制；对载荷数据的比特软值进行信道解交织，得到载荷数据的后验概率对数似然比；将后验概率对数似然比送入turbo卷积码译码器进行译码，输出载荷数据；译码器码率参数由解码得到的信令信息控制；对加扰的载荷数据同步进行逆运算，还原载荷数据并输出至mac层进行处理。7.一种电力线通信单载波频域均衡跳频及突发跳同步装置，其特征在于，包括：序列拼接模块，用于对自动增益控制序列及跳同步序列进行拼接，所述自动增益控制序列在前，所述跳同步序列在后；bpsk调制模块，用于将所述序列拼接模块拼接后的自动增益控制序列及跳同步序列进行二进制相移键控bpsk调制；插入换频保护模块，用于在所述bpsk调制模块调制后的自动增益控制序列之前插入换频保护时间组成同步跳信号，所述换频保护时间大于变频器件的最大频率切换稳定时间；跳频控制模块，用于在预先定义的跳同步频率组的若干个频率上，按照预先定义的频率顺序依次发送所述同步跳信号至接收端。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：加扰模块，用于对接收到的媒质接入控制mac层二进制载荷数据流进行加扰；
turbo编码模块，用于对加扰后的二进制载荷数据进行双二进制turbo卷积码编码处理；信道交织模块，用于对双二进制turbo卷积码编码输出的二进制数据流进行信道交织；编码模块，用于对信令信息进行多进制扩频编码；星座调制模块，用于将信道交织器输出的二进制数据流调制为mpsk或mqam符号；复用模块，用于在数据段前依次插入一定时间长度的换频保护时间、一个导频段和一个信令段，在数据段后插入一个导频段，共同组成数据跳；导频段由加入循环前缀(cp)的复数序列组成，cp长度大于电力线信道最大多径时延；信令段由信令信息经阿达玛编码和bpsk调制生成的调制符号组成；过采样和成形滤波模块，还用于对数据跳信号进行过采样和成形滤波；数字上变频模块，还用于按照预先定义的数据跳跳频频率和跳频图案依次将数据跳信号进行数字上变频变换到所需发射频率；d/a变换模块，还用于对变频后的数据跳信号进行数/模转换，转换为模拟信号；功率放大器模块，用于对所述模拟信号经功率放大器放大后耦合到电力线，以传输至接收端。9.一种电力线通信单载波频域均衡跳频及突发跳同步装置，其特征在于，包括：下变频器组，用于基于若干路数字下变频支路接收发射端传输的跳同步接收信号，并将若干个跳同步频率接收信号变换到基带；agc控制模块，用于通过累积自动增益控制序列接收能量对跳同步接收信号进行增益控制；匹配滤波器组，用于对每一路跳同步接收信号进行匹配滤波；相关器组，用于对每一路跳同步接收信号在四倍过采样频率上与本地跳同步训练序列进行滑动互相关运算，并输出互相关信号幅度；门限比较模块，用于对输出的每一路互相关信号幅度分别与预先设定的门限值进行比较；当某一路互相关信号幅度大于门限值时，对应频率接收到跳同步信号，记录频率序号和最大相关峰位置；如果多个频率均接收到跳同步信号，分别记录频率序号和最大相关峰位置；同步控制模块，用于根据记录的各个频率序号和最大相关峰位置进行综合计算和相互验证，得到数据跳开始时间、频率切换时间和帧定时、位定时位置，根据得到的开始时间和频率切换时间控制数据跳下变频模块按照跳频图案切换相应频率，即完成突发跳同步。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：下变频模块，用于将数据跳各跳频频率上接收的射频信号变频到基带；数据匹配滤波模块，用于对数字下变频后的数据跳接收信号进行匹配滤波，得到数据跳基带信号；信道估计模块，用于根据数据跳基带信号得到的帧定时、位定时位置提取每一跳数据跳中的两个导频段，将提取的两个导频段分别与本地导频序列进行滑动相关，估计得到电力线信道的时域冲激响应，对时域冲激响应进行算术平均得到信道冲激响应，对信道冲激响应进行fft变换得到电力线信道的频域响应；fft模块，用于将所述数据跳基带信号分段进行fft变换，得到频域数据信号；
频域均衡模块，用于对频域数据信号进行频域均衡得到均衡后频域信号；ifft模块，用于对均衡后频域信号进行ifft变换，得到时域信号；信号合并模块，用于从各数据跳的时域信号中分别提取信令信号和载荷数据信号，对各数据跳的信令信号进行解调、合并；信令解码模块，用于对合并后的信令符号进行多进制扩频解码，译码出信令信息；数据解调模块，用于对各数据跳的载荷数据信号进行解调，输出载荷数据的比特软值，解调方式由解码得到的所述信令信息控制；信道解交织模块，用于对载荷数据的比特软值进行信道解交织，得到载荷数据的后验概率对数似然比；turbo译码器，用于将后验概率对数似然比送入turbo卷积码译码器进行译码，输出载荷数据；译码器码率参数由解码得到的信令信息控制；解扰模块，用于对加扰的载荷数据同步进行逆运算，还原载荷数据并输出至mac层进行处理。

技术总结
本发明实施例公开一种电力线通信单载波频域均衡跳频及突发跳同步方法及装置，涉及通信技术领域，所述方法包括：发射端对自动增益控制序列及跳同步序列进行拼接，所述自动增益控制序列在前，所述跳同步序列在后；将拼接后的自动增益控制序列及跳同步序列进行二进制相移键控BPSK调制；在调制后的自动增益控制序列之前插入换频保护时间组成同步跳信号，所述换频保护时间大于变频器件的最大频率切换稳定时间；在预先定义的跳同步频率组的若干个频率上，按照预先定义的频率顺序依次发送所述同步跳信号至接收端。步跳信号至接收端。步跳信号至接收端。


技术研发人员：宗明
受保护的技术使用者：南京绿电智联科技有限公司
技术研发日：2021.06.30
技术公布日：2021/10/23