CN102932312A

CN102932312A - 一种ofdm电力线载波通信系统的多径调整方法

Info

Publication number: CN102932312A
Application number: CN2012104907678A
Authority: CN
Inventors: 黑勇; 李春阳; 乔树山
Original assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Current assignee: Ruili Flat Core Microelectronics Guangzhou Co Ltd
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: CN102932312B

Abstract

本发明公开了一种正交频分复用电力线载波通信系统的多径调整方法，该方法包括：以同步计算出来的FFT开窗位置为零点，依次向前0～L个采样点分别进行FFT计算；针对所述L+1个FFT的计算结果，分别提取每个FFT结果中导频部分的相位信息；计算每次移位后对应导频相位的标准差；将每次移位后标准差最小的作为最终的FFT开窗位置。本发明可以有效地解决由于多径信道导致的互相关峰值判断错误而引入的系统性能下降问题。

Description

一种OFDM电力线载波通信系统的多径调整方法

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)电力线载波通信系统的多径调整方法。

背景技术

同步技术是任何一个通信系统都需要解决的实际问题，其性能直接关系到整个通信系统的性能。没有准确的同步，就不可能进行可靠的数据传输。具体说来，同步又可以分为定时同步、采样同步和载波同步。其中，定时同步的目的在于确定每个符号的起止时刻，进而实现快速同步；采样同步则是为了消除由于发送端和接收端采样带来的偏差；载波同步是为了确保相干解调时接收端采用的载波与发送端调制的载波同频同相。

在定时同步中，为了能在接收端准确地找到发送端所发送的信号的开始部分，很多通信系统都会在信号前面添加一串前导序列用来检测信号的到来。该前导序列对于接收端来说是已知的，因此，定时同步最常用的方法就是利用已知的前导序列和接收到的信号序列做本地相关。当发送的前导序列来临时，在接收端的本地相关就会有明显的峰值出现，接收端通过提前设定比较合理的定时同步阈值来找到并进一步确定前导序列的位置。

多径信道是通信系统经常面临的一种传输环境。在多径环境下，信号通过多条路径到达接收端。因此，接收端接收到的信号是不同衰减程度、不同延时的发射信号的叠加。如果第一条到达的多径能量(主径)不是远远大于其后的多径能量(次径)的话，必然会由于能量分布的原因产生拖后于第一条通信路径到达的峰值检测点。传统的定时同步算法只是简单地选取最大峰值作为定时同步的位置，因而在多径信道下将会出现由于多径效应导致的虚假的最大峰值，从而造成互相关峰值的误判，进一步造成定时同步误差，导致系统性能下降。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明针对多径环境给OFDM电力线载波通信系统定时同步带来干扰，进而降低系统性能的问题，提供一种OFDM电力线载波通信系统的多径调整方法。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种正交频分复用电力线载波通信系统的多径调整方法，包括：

以同步计算出来的FFT开窗位置为零点，依次向前0～L个采样点分别进行FFT计算，其中L为可能的最大多径偏差；

针对所述L+1个FFT的计算结果，分别提取每个FFT结果中导频部分的相位信息；

计算每次移位后对应导频相位的标准差；以及

将每次移位后标准差最小的作为最终的FFT开窗位置。

上述方案中，所述同步计算出来的FFT开窗位置是接收机同步模块计算出来的帧结构的起始位置，通过该起始位置能够得到FFT的开窗位置。

上述方案中，所述依次向前0～L个采样点分别进行FFT计算，是以同步计算得到的FFT开窗位置为准，向左依次移一个采样点后重新计算FFT。

上述方案中，所述提取每个FFT结果中导频部分的相位信息，是首先通过同步计算得到的FFT结果的导频位置，然后再计算这些导频位置对应数据的相位信息。

上述方案中，所述计算每次移位后对应导频相位的标准差，是计算同一个Symbol中的25个导频点的相位的标准差，此处Symbol是一个OFDM符号；其计算方法为：

s = {(\frac{1}{n - 1} Σ_{i = 1}^{n} {(x_{i} - \overset{&OverBar;}{x})}^{2})}^{\frac{1}{2}}

且

\overset{&OverBar;}{x} = \frac{1}{n} Σ_{i = 1}^{n} x_{i}

其中，s为步骤103中所计算得到的标准差，n为导频个数，这里为25，i为导频序号，取值从1到n；x_i为第i个导频的相位信息，

为整个Symbol的导频信息的平均值。

上述方案中，所述将每次移位后标准差最小的作为最终的FFT开窗位置，是比较每次移位后导频相位信息的标准差，找出最小值，并将该最小值所对应的偏移位置作为最终的FFT开窗位置。

(三)有益效果

本发明所提出的OFDM电力线载波通信系统的多径调整方法，由于通过FFT后对导频相位进行了标准差计算进而判断出更为准确的开窗位置，所以能够减小多径对OFDM电力线载波通信系统定时同步带来的干扰，提高系统定时同步的准确性，进而提高系统性能。

附图说明

图1为依照本发明实施例的OFDM电力线载波通信系统的多径调整方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，图1为依照本发明实施例的OFDM电力线载波通信系统的多径调整方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤101：以同步计算出来的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)开窗位置为零点，依次向前0～L个采样点分别进行FFT计算；L为可能的最大多径偏差，是一个经验值，一般可以选取L＝20；

所述步骤101中同步计算出来的FFT开窗位置是指接收机同步模块计算出来的帧结构的起始位置，通过该起始位置可以得到FFT的开窗位置。

所述步骤101中依次向前0～L个采样点分别进行FFT计算是指以同步计算得到的FFT开窗位置为准，向左依次移一个采样点后重新计算FFT。

步骤102：针对步骤101中所述L+1个FFT的计算结果，分别提取每个FFT结果中导频部分的相位信息；

所述步骤102中提取每个FFT结果中导频部分的相位信息是指首先通过同步计算得到的FFT结果的导频位置，然后再计算这些导频位置对应数据的相位信息。

步骤103：计算每次移位后对应导频相位的标准差；

所述步骤103中计算每次移位后对应导频相位的标准差是指同一个Symbol中的25个导频点的相位的标准差，此处Symbol是一个OFDM符号，其计算方法为：

s = {(\frac{1}{n - 1} Σ_{i = 1}^{n} {(x_{i} - \overset{&OverBar;}{x})}^{2})}^{\frac{1}{2}}

且

\overset{&OverBar;}{x} = \frac{1}{n} Σ_{i = 1}^{n} x_{i}

为整个Symbol的导频信息的平均值。

步骤104：将每次移位后标准差最小的作为最终的FFT开窗位置；

所述步骤104中将每次移位后标准差最小的作为最终的FFT开窗位置是指比较每次移位后导频相位信息的标准差，找出最小的，并将最小值所对应的偏移位置作为最终的FFT开窗位置。

基于图1提供的OFDM电力线载波通信系统的多径调整方法，以下结合一个具体的例子来详细说明该OFDM电力线载波通信系统的多径调整方法。假设同步计算出来的快速傅里叶变换开窗位置为2048，依次向前0～L(L＝20)个采样点开始分别进行FFT计算，即分别计算从[2048 2049……2067 2068]开始的FFT；分别提取每个FFT结果中导频部分的相位信息，并计算其标准差，分别为[2.79 2.53 2.30 2.10 1.94 1.86 1.82 1.861.96 2.13 2.33 2.60 2.86 3.17 3.47 3.77 4.09 4.41 4.735.07 5.42]；可以看出，这组数中最小的为1.82，排序为0+6，所以最终的FFT开窗位置即为2048+6＝2054。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种正交频分复用电力线载波通信系统的多径调整方法，其特征在于，包括：

计算每次移位后对应导频相位的标准差；以及

将每次移位后标准差最小的作为最终的FFT开窗位置。

2.根据权利要求1所述的正交频分复用电力线载波通信系统的多径调整方法，其特征在于，所述同步计算出来的FFT开窗位置是接收机同步模块计算出来的帧结构的起始位置，通过该起始位置能够得到FFT的开窗位置。

3.根据权利要求1所述的正交频分复用电力线载波通信系统的多径调整方法，其特征在于，所述依次向前0～L个采样点分别进行FFT计算，是以同步计算得到的FFT开窗位置为准，向左依次移一个采样点后重新计算FFT。

4.根据权利要求1所述的正交频分复用电力线载波通信系统的多径调整方法，其特征在于，所述提取每个FFT结果中导频部分的相位信息，是首先通过同步计算得到的FFT结果的导频位置，然后再计算这些导频位置对应数据的相位信息。

5.根据权利要求1所述的正交频分复用电力线载波通信系统的多径调整方法，其特征在于，所述计算每次移位后对应导频相位的标准差，是计算同一个Symbol中的25个导频点的相位的标准差，此处Symbol是一个OFDM符号。

6.根据权利要求5所述的正交频分复用电力线载波通信系统的多径调整方法，其特征在于，所述计算同一个Symbol中的25个导频点的相位的标准差，其计算方法为：

s = {(\frac{1}{n - 1} Σ_{i = 1}^{n} {(x_{i} - \overset{&OverBar;}{x})}^{2})}^{\frac{1}{2}}

且

\overset{&OverBar;}{x} = \frac{1}{n} Σ_{i = 1}^{n} x_{i}

为整个Symbol的导频信息的平均值。

7.根据权利要求1所述的正交频分复用电力线载波通信系统的多径调整方法，其特征在于，所述将每次移位后标准差最小的作为最终的FFT开窗位置，是比较每次移位后导频相位信息的标准差，找出最小值，并将该最小值所对应的偏移位置作为最终的FFT开窗位置。