CN105227214A - 一种电力线通讯接收装置以及接收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种电力线通讯接收装置以及接收方法，其中，所述接收装置包括：模拟前端电路，用于对接收到的天线模拟信号进行滤波放大和模数转换；自适应噪声抑制器，用于检测输入的数字信号中的脉冲信号、并估计滤波器参数和补偿幅度频率数值，以对输入的数字信号进行数字滤波，最后对滤波输出信号进行幅度和频率的补偿；OFDM解调器，用于对输入的数字信号进行同步、去循环前缀、时频转换和解调处理；以及前向纠错FEC解码器，用于对解调信号进行解交织、解码和解扰处理。本发明在OFDM解调之前引入噪声抑制，使用时频变换来检测多种脉冲噪声，通过自适应的方法产生滤波器参数，能有效消除各种脉冲噪声对信号的影响，提高通讯可靠性。

Description

一种电力线通讯接收装置以及接收方法
技术领域
本发明涉及一种电力线通讯接收装置以及接收方法。
背景技术
目前，随着智能电网建设的发展，电力线通讯技术的应用越来越广泛，电力线通讯正在自动数据采集，车辆数据传输，家庭以太网访问和智能家居控制等领域发挥重要作用。和其他通讯方式比较，电力线通讯有着无需另外布线，组网方便，覆盖广泛等优点。从20世纪50年代出现第一个电力线通讯网络开始，电力线通讯技术经历由窄带低速向宽带高速，由调频(FM)调制向正交频分复用(OFDM)调制，由单输入单输出(SISO)向多输入多输出(MIMO)的发展历程，21世纪10年代是电力线通讯技术逐步完成标准化的时代，标准化之后电力线通讯技术的发展将得到迅猛的推进，电力线通讯产品的实用性和可靠性将得到大幅提升，相关需求将呈现爆炸式的增长。
电网的复杂性使得电力线通讯面临着诸如电网线路衰减，传输阻抗变动频繁，噪声和多径干扰等诸多挑战。OFDM技术能有效抵抗通讯信道的多径干扰，动态阻抗匹配能有效降低电网阻抗变动的影响。相比其他通讯信道电网中存在大量由负载接入或开关电源产生的脉冲干扰，脉冲干扰严重削弱通讯的可靠性，如何抵抗脉冲干扰的影响是当前研究的热点。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种电力线通讯接收装置以及接收方法。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种电力线通讯接收装置，包括：
模拟前端电路，用于对接收到的天线模拟信号进行滤波放大和模数转换；
自适应噪声抑制器，用于检测输入的数字信号中的脉冲信号、并估计滤波器参数和补偿幅度频率数值，以对输入的数字信号进行数字滤波，最后对滤波后的数字信号进行幅度和频率的补偿；
OFDM解调器，用于对输入的数字信号进行同步、去循环前缀、时频转换和解调处理；以及
前向纠错FEC解码器，用于对解调信号进行解交织、解码和解扰处理。
一种电力线通讯接收方法，包括如下操作步骤：
步骤A：使用接收机模拟前端电路处理接收到的天线模拟信号，并对该天线模拟信号进行滤波和放大，然后将天线模拟信号转换为数字信号；
步骤B:自适应噪声抑制器中的噪声检测模块检测输入的数字信号，并搜寻脉冲噪声；
步骤C:自适应噪声抑制器中的参数估计模块根据噪声类型输出滤波器参数；
步骤D:自适应噪声抑制器中的滤波器对输入的数字信号进行滤波；
步骤E:自适应噪声抑制器中的补偿器对滤波后的数字信号进行幅度和频率的补偿；
步骤F:OFDM解调器对噪声抑制后的信号进行同步，去循环前缀、时频转换和解调处理；
步骤G:前向纠错FEC解码器对解调信号进行解交织、解码和解扰处理。
本发明的有益效果：本发明在OFDM解调之前引入噪声抑制，使用时频变换来检测多种脉冲噪声，通过自适应的方法产生滤波器参数，能有效消除各种脉冲噪声对信号的影响，提高通讯可靠性，结构简单，实现方便。
附图说明
图1是本发明带自适应噪声抑制器电力线通讯功能接收装置结构示意图。
图2是本发明自适应噪声抑制器的结构示意图。
图3是本发明自适应噪声抑制器实施结构图。
具体实施方式
图1至图3所示，涉及一种电力线通讯接收装置，包括：
模拟前端电路，用于对接收到的天线模拟信号进行滤波放大和模数转换；
自适应噪声抑制器，用于检测天线数字信号中的脉冲信号、并估计滤波器参数和补偿幅度频率数值，以对输入的数字信号进行数字滤波，最后对滤波后的数字信号进行幅度和频率的补偿；
OFDM解调器，用于对输入的数字信号进行同步、去循环前缀、时频转换和解调处理；以及
前向纠错FEC解码器，用于对解调信号进行解交织、解码和解扰处理。
一种电力线通讯接收方法，包括如下操作步骤：
步骤A：接收机模拟前端电路处理接收到的天线模拟信号，并对该天线模拟信号进行滤波和放大，然后将天线模拟信号转换为数字信号；
步骤B:自适应噪声抑制器中的噪声检测模块检测输入的数字信号，并搜寻脉冲噪声；
步骤C:自适应噪声抑制器中的参数估计模块根据噪声类型输出滤波器参数；
步骤D:自适应噪声抑制器中的滤波器对输入的数字信号进行滤波；
步骤E:自适应噪声抑制器中的补偿器对滤波后的数字信号进行幅度和向位补偿；
步骤F:OFDM解调器对噪声抑制后的数字信号进行同步、去循环前缀、时频转换和解调处理；
步骤G:前向纠错FEC解码器对解调信号进行解交织、解码和解扰处理。
2、现在结合基于分数傅里叶变换(FRFT)的噪声抑制器说明本发明的具体实施方式:
步骤A：接收机模拟前端电路处理接收到的天线模拟信号，并对该天线模拟信号进行滤波和放大，并将模拟信号转换为数字信号；
步骤B:自适应噪声抑制器对输入的数字信号进行分数傅里叶变换；
步骤C:峰值搜索模块在变换结果中搜索数值大于设定阈值T的峰值；
步骤D:阶数选择模块根据峰值所在位置选取分数傅里叶变换阶数m，并发送参数至阶数m的FRFT模块；
步骤E:系数生成模块根据峰值位置生成系数和补偿系数，并发送至数量积模块和补偿模块；
步骤F:自适应噪声抑制器对输入的数字信号进行阶数m的分数傅里叶变换；
步骤G:变换结果和滤波器系数作向量的数量积运算；
步骤H:自适应噪声抑制器对运算结果进行阶数m的反分数傅里叶变换；
步骤I:补偿模块对变换结果进行幅度相位补偿；
步骤J:OFDM解调器对噪声抑制后的数字信号进行同步、去循环前缀、时频转换和解调处理；
步骤K:FEC解码器对解调信号进行解交织、解码和解扰处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电力线通讯接收装置，其特征在于，包括：
模拟前端电路，用于对接收到的天线模拟信号进行滤波放大和模数转换；
自适应噪声抑制器，用于检测输入的数字信号中的脉冲信号、并估计滤波器参数和补偿幅度频率数值，以对输入的数字信号进行数字滤波，最后对滤波后的数字信号进行幅度和频率的补偿；
OFDM解调器，用于对输入的数字信号进行同步、去循环前缀、时频转换和解调处理；以及
前向纠错FEC解码器，用于对解调信号进行解交织、解码和解扰处理。
2.一种电力线通讯接收方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
步骤A：使用接收机模拟前端电路处理接收到的天线模拟信号，并对该天线模拟信号进行滤波和放大，然后将天线模拟信号转换为数字信号；
步骤B:自适应噪声抑制器中的噪声检测模块检测输入的数字信号，并搜寻脉冲噪声；
步骤C:自适应噪声抑制器中的参数估计模块根据噪声类型输出滤波器参数；
步骤D:自适应噪声抑制器中的滤波器对输入的数字信号进行滤波；
步骤E:自适应噪声抑制器中的补偿器对滤波后的数字信号进行幅度和频率的补偿；
步骤F:OFDM解调器对噪声抑制后的信号进行同步，去循环前缀、时频转换和解调处理；
步骤G:前向纠错FEC解码器对解调信号进行解交织、解码和解扰处理。
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