CN112448903B - 消除基于ofdm系统的子载波间干扰的方法和装置 - Google Patents

消除基于ofdm系统的子载波间干扰的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法和装置。该方法包括：获取与待发送数据流对应的各个调制信号；根据各个子频带的功率调整系数对各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，在形成OFDM符号后进行发送；在接收到与OFDM符号对应的传输信号后，为传输信号添加二次三项式窗函数以减少OFDM系统接收端的窄带干扰以及由于载波频偏而引起的子载波间的干扰；整个信号频带中的多个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带的功率调整系数根据设定条件单独配置。上述技术方案提高了工业控制总线系统的灵活性以及对通信信道的适应能力，实现了工业控制总线系统长距离、高速、可靠、实时、灵活地数据传输。

Description

消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及工业控制总线通信技术领域，尤其涉及一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法和装置。
背景技术
工业互联网是继工业革命和互联网革命之后的又一个全球性商业浪潮，随着“5G、云与智能时代”的到来，互联网从消费领域延伸到了生产领域。之前的互联网连接的是人与人，而工业互联网连接的是物与物，是机器与机器，甚至是机器与人。
随着工业互联网的发展，在工业控制总线中，需要传输的数据越来越多，同时，对工业控制总线系统的灵活性以及对通信信道的适应性的要求也越来越高。然而，现有的两线高速工业控制总线均采用基带传输方式，这种传输方式在频域不能灵活地进行分割调度，尤其是在长距离、高速率传输场景下，色散和回波反射也会对数据通信性能产生严重影响。
发明内容
本发明实施例提供一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法和装置，以提高工业控制总线系统的灵活性以及对通信信道的适应能力，同时满足不同服务质量等级的业务传输要求。
第一方面，本发明实施例提供了一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法，应用于高速工业控制总线通信系统中，包括：
获取与待发送数据流对应的各个调制信号；
根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，并在形成OFDM符号后进行发送；
在接收到与OFDM符号对应的传输信号之后，为所述传输信号添加二次三项式窗函数，以减少OFDM系统接收端的窄带干扰以及由于载波频偏而引起的子载波间的干扰；
其中，整个信号频带中的多个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带的功率调整系数根据设定条件单独配置。
第二方面，本发明实施例还提供了一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的装置，应用于高速工业控制总线通信系统中，包括：
调制信号获取模块，用于获取与待发送数据流对应的各个调制信号；
传输功率调整模块，用于根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，并在形成OFDM符号后进行发送；
加窗模块，用于在接收到与OFDM符号对应的传输信号之后，为所述传输信号添加二次三项式窗函数，以减少OFDM系统接收端的窄带干扰以及由于载波频偏而引起的子载波间的干扰；
其中，整个信号频带中的多个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带的功率调整系数根据设定条件单独配置。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明任意实施例所述的消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所述的消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法。
本发明实施例中，将整个信号频带中的多个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带的功率调整系数可以单独配置，其中，功率调整系数用于对与各个子频带对应的调制信号的传输功率进行调整，也即根据各个子频带的功率调整系数，对与各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，并在形成OFDM符号后进行发送，在接收到与OFDM符号对应的传输信号之后，为所述传输信号添加二次三项式窗函数，以此减少了OFDM系统接收端的窄带干扰以及由于载波频偏而引起的子载波间的干扰。上述技术方案，在工业控制总线系统长距离、高速率的传输场景下，能够有效地对抗频率选择性衰落问题，同时还能在频域平坦信道时满足不同QoS(Quality of Service，服务质量)等级的业务数据的传输需求，由此，提高了工业控制总线系统的灵活性以及对通信信道的适应能力，实现了工业控制总线系统长距离、高速、可靠、实时、灵活地数据传输。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法的流程图；
图2是本发明实施例中信道频率选择性衰落的示意图；
图3是本发实施例一中不同子频带的功率调整系数的配置示意图；
图4是本发明实施例二中的一种调制信号传输功率调整方式的示意图；
图5是本发明实施例三中的一种调制信号传输功率调整方式的示意图；
图6是本发明实施例四中的一种调制信号传输功率调整方式的示意图；
图7是本发明实施例五中的一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的装置的结构示意图；
图8是本发明实施例六中的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法的流程图，本实施例可适用于两线工业互联网OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用)体制的高速总线基于多个子频带进行数据传输的情况，该方法可以由本发明实施例提供的消除基于OFDM系统的子载波间干扰的装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在挂在高速工业控制总线上的电子设备中。
如图1所示，本实施例的方法，应用于高速工业控制总线通信系统中，具体包括：
S110、获取与待发送数据流对应的各个调制信号。
在OFDM系统中，传输的比特流经过映射器形成调制信号，串并转换后形成传送的信息。本实施例中，整个信号频段包括多个子载波，例如是M个子载波，由此，基于多载波生成一个OFDM符号所需的调制信号的数量与子载波的数量相等，进而本步骤中获取的与待发送数据流对应的调制信号的数量为M，例如是X[k](k＝0,1,…,M-1)，这些信息分别调制到M个子载波上进行传输。
S120、根据各个子频带的功率调整系数，对各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，并在形成OFDM符号后进行发送；其中，整个信号频带中的多个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带的功率调整系数根据设定条件单独配置。
本实施例中，将整个信号频带中的M个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带可以传输不同业务数据或用户数据，其中，各个子频带的带宽可以相同，也可以不同。
具体的，子频带可以根据整个信号频带的信号质量分布进行划分。在总线型拓扑结构的现场高速控制总线中，当传输距离较长时，由于色散和多径反射会使信道为频率选择性衰落，如图2所示，此时每个子频带的信号质量会有很大差异，由此，可以将连续的信号质量较好的一段频带作为一个子频带，将连续的信号质量较差的一段频带作为一个子频带。
具体的，子频带还可以根据整个信号频带的带宽进行划分。在总线型拓扑结构的现场高速控制总线中，当传输距离很短时，信道在频域为平坦特性，真个信号频带的信号质量几乎相同，此时可以根据整个信号频带的带宽均等地或者不均等地划分至少两个子频带。
进一步的，可以根据设定条件为每个子频带单独配置功率调整系数，其中，功率调整系统具体用于对与子频带对应的调制信号的传输功率进行调整。
具体的，每个子频带的功率调整系数可以根据所述子频带的传输质量和/或所述子频带传输的业务数据的服务质量等级进行单独配置。
例如，在信道为频率选择性衰落时，若要求每个子频带传输的信号质量相同，则可以为信号质量较差的子频带配置较大的功率调整系数，为信号质量较好的子频带配置较小的功率调整系数，以平衡各个子频带传输的信号质量。
再例如，在信道为频域平坦时，若要求每个子频带传输不同QoS的业务数据，则可以为传输QoS等级较高的业务数据的子频带配置较大的功率调整系数，为传输QoS等级较低的业务数据的子频带配置较小的功率调整系数。
例如，在信道为频率选择性衰落时，若要求每个子频带传输不同QoS的业务数据，则子频带信号质量越差、传输的业务数据的QoS等级越高，为该子频带配置功率调整系数越大。
综上，如图3所示，可以把M个子载波分成N(N≥2)个子频带，第i个子频带对应子载波的数量为Ki(Ki≥1)，对应的功率调整系数为Pi，每个子频带的子载波Ki可以独立分配，可以相同，也可以不同，每个子频带的功率调整系数Pi也可以进行单独调整。
S130、在接收到与OFDM符号对应的传输信号之后，为所述传输信号添加二次三项式窗函数，以减少OFDM系统接收端的窄带干扰以及由于载波频偏而引起的子载波间的干扰。
值得指出的是，S110和S120是电子设备为OFDM系统的发送端时的操作，S130是电子设备为OFDM系统的接收端时的操作。
OFDM技术能够有效地对抗多径干扰，因此被公认为是B3G(Beyond ThirdGeneration in mobile communication system，超三代移动通信系统)移动通信物理层的关键技术，并且已经广泛地应用于无线通信领域，如无线局域网、数字电视广播系统等。
但是，由于一些OFDM系统工作在开放的频带上，因此不可避免地会受到窄带干扰的影响。在OFDM系统的接收端，由于FFT(Fast Fourier Transform，离散傅里叶变换)解调引起频谱泄露，中心频率位于窄带干扰信号附近的一些子载波的输出信噪比将会出现急剧恶化。同时，OFDM技术对收发载波频率偏移非常敏感，将导致子载波间的干扰，从而增加接收端的误比特率。
在实施例中，在接收端FFT之前对接收的传输信号进行时域加窗。其中，传输信号是与发送端发送的OFDM信号对应的，传输信号是在发送端发送的OFDM信号的基础上发生频率偏移以及添加加性高斯白噪声后得到的。为了保持各个子载波之间的正交性，窗函数采用奈奎斯特窗，其中，奈奎斯特窗具体为二次三项式窗函数，也即基于二次三项式函数(x(t)＝a0+a1t+a2t2)的奈奎斯特窗函数。其中，二次三项式窗函数的参数极大地影响了平均信号干扰信噪比。
分析和仿真结果表明，相对于矩形窗函数、升余弦窗函数和“Better Than”RaisedCosine(BTRC，优于升余弦窗)函数，二次三项式窗函数的性能更优，可以有效地抑制窄带干扰，同时改善系统误码率。
本发明实施例中，将整个信号频带中的多个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带的功率调整系数可以单独配置，其中，功率调整系数用于对与各个子频带对应的调制信号的传输功率进行调整，也即根据各个子频带的功率调整系数，对与各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，并在形成OFDM符号后进行发送。通过在OFDM系统的接收端为接收的传输信号添加二次三项式窗函数，有效地抑制了窄带干扰，同时也改善了OFDM系统接收端的误码率。上述技术方案，在工业控制总线系统长距离、高速率的传输场景下，能够有效地对抗频率选择性衰落问题，同时还能在频域平坦信道时满足不同QoS等级的业务数据的传输需求，由此，提高了工业控制总线系统的灵活性以及对通信信道的适应能力，实现了工业控制总线系统长距离、高速、可靠、实时、灵活地数据传输。
实施例二
图4为本发明实施例二提供的一种调制信号传输功率调整方式的示意图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，提出了一种具体的调制信号传输功率调整方式。其中，将根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，具体为：
根据各个子频带的功率调整系数，在数字信号频域上对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整。
具体的，每个子频带的功率调整系数在调制信号频域上进行调整，如图4所示，可以通过一个子频带功率分配器实现对N个子频带的功率调整系数的配置，与第i个子频带对应的功率调整系数为ai，也即将通过第i个子频带进行传输的调制信号的传输功率提升至初始功率值的ai倍，ai根据系统需要进行具体配置。
典型的，子频带功率分配器可以由N个乘法器构成，各个乘法器的参数可配置，以实现对N个子频带的功率调整系数的配置。
参照图4，通过一个具体的示例进行解释说明，工业互联网高速总线通信的相关参数如下：
1)采样率fs＝100MHz；2)子载波间隔Δf＝100MHz/4096＝24.414KHz；3)一个OFDM符号的子载波数M＝1280；4)IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅里叶逆变换)为4096点；5)循环前缀的长度为2048点；6)下边带距离基带的最小距离u为64个子载波；7)M个子载波平均划分为两个子频带(上半子频带和下半子频带)；8)下半子频带分配总功率的1/3，上半子频带分配总功率的2/3。
比特流经过映射器以及串并转换后，得到要传送的信息X[k](k＝0,1,…,1279)，其中，X[0]～X[639]为上半子频带数据，X[640]～X[1279]为下半子频带数据。将上半子频带数据X[0]～X[639]乘以功率因子
Figure BDA0002182866830000091
得到X′[0]～X′[639]，将下半子频带数据X[640]～X[1279]乘以功率因子
Figure BDA0002182866830000092
得到X′[640]～X′[1279]。
对数组x[0]～x[4095]进行清零，将数据X′[0]～X′[1279]放入数组x[64]～x[1343]，然后对x[0]～x[4095]进行IFFT，取实部得到y[0]～y[4095]，将y[2048]～y[4095]作为循环前缀，和数据体y[0]～y[4095]形成OFDM符号Y[0]～Y[6143]，最后将OFDM符号Y[0]～Y[6143]经过数模转换以及模拟前端处理后进行发送。
其中，设置下边子频带距离基带的最小距离的好处在于，可以使传输的信号避开直流，减少低频段的干扰；OFDM符号中添加循环前缀的好处在于，可以抵消多径干扰。
本实施例未尽详细解释之处，请参见前述实施例，在此不再赘述。
本实施例中，在数字信号频域上实现对调制信号的传输功率的调制，方式简单易实现。通过为不同的子频带单独配置功率调整系数的技术方案，在工业控制总线系统长距离、高速率的传输场景下，能够有效地对抗频率选择性衰落问题，在频域平坦信道时能够满足不同QoS等级的业务数据的传输需求，由此，提高了工业控制总线系统的灵活性以及对通信信道的适应能力，实现了工业控制总线系统长距离、高速、可靠、实时、灵活地数据传输。
实施例三
图5为本发明实施例三提供的一种调制信号传输功率调整方式的示意图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，提出了一种具体的调制信号传输功率调整方式。其中，将根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，具体为：
获取生成的与所述调制信号对应的多路时域信号，其中，每一路时域信号对应于一个子频带；根据各个子频带的功率调整系数，分别对每一路时域信号的传输功率进行调整。
具体的，每个子频带的功率调整系数在调制信号时域上进行调整，如图5所示，N个独立的子频带并行地通过N个IFFT单元生成N路时域信号，然后通过一个子频带功率分配器对N路时域信号的传输功率进行配置，第i个子频带对应的第i路时域信号，与第i个子频带对应的功率调整系数为ai，也即将第i路时域信号的传输功率提升至初始功率值的ai倍，ai根据系统需要进行具体配置。
值的指出是，图5中子频带功率分配器的位置可在IFFT模块之后，在加法器模块之前进行灵活调整，图5仅仅是给了一种具体的示例，比如子频带功率分配器还可以设置在并串转换模块之后，或者循环前缀添加模块之后等。
典型的，子频带功率分配器可以由N个放大器构成，各个放大器的参数可配置，以实现对N个子频带的功率调整系数的配置。
参照图5，通过一个具体的示例进行解释说明，工业互联网高速总线通信的相关参数如下：
1)采样率fs＝100MHz；2)子载波间隔Δf＝100MHz/4096＝24.414KHz；3)一个OFDM符号的子载波数M＝1280；4)IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅里叶逆变换)为4096点；5)循环前缀的长度为2048点；6)下边带距离基带的最小距离u为64个子载波；7)M个子载波平均划分为两个子频带(上半子频带和下半子频带)；8)下半子频带分配总功率的1/3，上半子频带分配总功率的2/3。
比特流经过映射器以及串并转换后，得到要传送的信息X[k](k＝0,1,…,1279)，其中，X[0]～X[639]为上半子频带数据，X[640]～X[1279]为下半子频带数据。分别对数组x1[0]～x1[4095]和x2[0]～x2[4095]进行清零，将数据X[0]～X[639]放入数组x1[64]～x1[703]，将数据X[640]～X[1279]放入数组x2[704]～x2[1343]，然后对x1[0]～x1[4095]和x2[0]～x2[4095]分别进行IFFT，分别取实部得到y1[0]～y1[4095]和y2[0]～y2[4095]。
将上半子频带数据y1[0]～y1[4095]乘以功率因子
Figure BDA0002182866830000121
得到y1′[0]～y1′[4095]，将下半子频带数据y2[0]～y2[4095]乘以功率因子
Figure BDA0002182866830000122
得到y2′[0]～y2′[4095]。再将y1′[2048]～y1′[4095]和y2′[2048]～y2′[4095]分别对应作为循环前缀，与数据体y1′[0]～y1′[4095]和y2′[0]～y2′[4095]组合得到Y1[0]～Y1[6143]和Y2[0]～Y2[6143]，将Y1[0]～Y1[6143]和Y2[0]～Y2[6143]通过加法器相加后得到OFDM符号Y[0]～Y[6143]，最后将OFDM符号Y[0]～Y[6143]经过数模转换以及模拟前端处理后进行发送。
本实施例未尽详细解释之处，请参见前述实施例，在此不再赘述。
本实施例中，在数字信号时域上实现对调制信号的传输功率的调制，通过为不同的子频带单独配置功率调整系数的技术方案，在工业控制总线系统长距离、高速率的传输场景下，能够有效地对抗频率选择性衰落问题，在频域平坦信道时能够满足不同QoS等级的业务数据的传输需求，由此，提高了工业控制总线系统的灵活性以及对通信信道的适应能力，实现了工业控制总线系统长距离、高速、可靠、实时、灵活地数据传输。
实施例四
图6为本发明实施例四提供的一种调制信号传输功率调整方式的示意图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，提出了一种具体的调制信号传输功率调整方式。其中，将根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，具体为：
获取生成的与所述调制信号对应的多路时域信号，其中，每一路时域信号对应于一个子频带；
将所述多路时域信号分别进行数模转换后，得到多路模拟信号；
根据各个子频带的功率调整系数，在模拟前端分别对每一路模拟信号的传输功率进行调整。
具体的，每个子频带的功率调整系数在模拟前端进行调整，如图6所示，N个独立的子频带并行地通过N个IFFT单元生成N路时域信号，N路时域信号并行地通过N个数模转换及模拟前端模块处理后生成N路模拟信号，然后通过一个子频带功率分配器对N路模拟信号的传输功率进行配置，第i个子频带对应的第i路模拟信号，与第i个子频带对应的功率调整系数为ai，也即将第i路模拟信号的传输功率提升至初始功率值的ai倍，ai根据系统需要进行具体配置。
典型的，子频带功率分配器可以由N个放大器构成，各个放大器的参数可配置，以实现对N个子频带的功率调整系数的配置。
参照图6，通过一个具体的示例进行解释说明，工业互联网高速总线通信的相关参数如下：
1)采样率fs＝100MHz；2)子载波间隔Δf＝100MHz/4096＝24.414KHz；3)一个OFDM符号的子载波数M＝1280；4)IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅里叶逆变换)为4096点；5)循环前缀的长度为2048点；6)下边带距离基带的最小距离u为64个子载波；7)M个子载波平均划分为两个子频带(上半子频带和下半子频带)；8)下半子频带分配总功率的1/3，上半子频带分配总功率的2/3。
比特流经过映射器以及串并转换后，得到要传送的信息X[k](k＝0,1,…,1279)，其中，X[0]～X[639]为上半子频带数据，X[640]～X[1279]为下半子频带数据。分别对数组x1[0]～x1[4095]和x2[0]～x2[4095]进行清零，将数据X[0]～X[639]放入数组x1[64]～x1[703]，将数据X[640]～X[1279]放入数组x2[704]～x2[1343]，然后对x1[0]～x1[4095]和x2[0]～x2[4095]分别进行IFFT，分别取实部得到y1[0]～y1[4095]和y2[0]～y2[4095]。
将y1[2048]～y1[4095]和y2[2048]～y2[4095]分别对应作为循环前缀，与数据体y1[0]～y1[4095]和y2[0]～y2[4095]组合得到Y1[0]～Y1[6143]和Y2[0]～Y2[6143]。然后，分别将Y1[0]～Y1[6143]和Y2[0]～Y2[6143]进行数模转换以及模拟前端处理，得到与上边子频带以及下边子频带对应的模拟信号Y1和模拟信号Y2，将模拟信号Y1通过子频带功率分配器放大
Figure BDA0002182866830000141
倍得到模拟信号Y1′，将模拟信号Y2通过子频带功率分配器放大
Figure BDA0002182866830000142
倍得到模拟信号Y2′，最后将模拟信号Y1′和模拟信号Y2′通过加法器相加后得到时域形式的OFDM符号，并进行发送。
本实施例未尽详细解释之处，请参见前述实施例，在此不再赘述。
在上述技术方案中，在模拟前端实现对调制信号的传输功率的调制，通过为不同的子频带单独配置功率调整系数的技术方案，在工业控制总线系统长距离、高速率的传输场景下，能够有效地对抗频率选择性衰落问题，在频域平坦信道时能够满足不同QoS等级的业务数据的传输需求，由此，提高了工业控制总线系统的灵活性以及对通信信道的适应能力，实现了工业控制总线系统长距离、高速、可靠、实时、灵活地数据传输。
实施例五
图7为本发明实施例五提供的一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的装置的结构示意图，本实施例可适用于两线工业互联网OFDM体制的高速总线基于多个子频带进行数据传输的情况，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在挂在高速工业控制总线上的电子设备中。
如图7所示，该消除基于OFDM系统的子载波间干扰的装置，应用于高速工业控制总线通信系统中，具体包括：调制信号获取模块710、传输功率调整模块720和加窗模块730。其中，
调制信号获取模块710，用于获取与待发送数据流对应的各个调制信号；
传输功率调整模块720，用于根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，并在形成OFDM符号后进行发送；
加窗模块730，用于在接收到与OFDM符号对应的传输信号之后，为所述传输信号添加二次三项式窗函数，以减少OFDM系统接收端的窄带干扰以及由于载波频偏而引起的子载波间的干扰；
其中，整个信号频带中的多个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带的功率调整系数根据设定条件单独配置。
本发明实施例中，将整个信号频带中的多个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带的功率调整系数可以单独配置，其中，功率调整系数用于对与各个子频带对应的调制信号的传输功率进行调整，也即根据各个子频带的功率调整系数，对与各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，并在形成OFDM符号后进行发送，在接收到与OFDM符号对应的传输信号之后，为所述传输信号添加二次三项式窗函数，以此减少了OFDM系统接收端的窄带干扰以及由于载波频偏而引起的子载波间的干扰。上述技术方案，在工业控制总线系统长距离、高速率的传输场景下，能够有效地对抗频率选择性衰落问题，同时还能在频域平坦信道时满足不同QoS(Quality of Service，服务质量)等级的业务数据的传输需求，由此，提高了工业控制总线系统的灵活性以及对通信信道的适应能力，实现了工业控制总线系统长距离、高速、可靠、实时、灵活地数据传输。
具体的，每个子频带的功率调整系数根据所述子频带的传输质量和/或所述子频带传输的业务数据的服务质量等级进行单独配置。
作为本实施例一种可选的实施方式，传输功率调整模块720，具体用于根据各个子频带的功率调整系数，在数字信号频域上对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整。
作为本实施例另一种可选的实施方式，传输功率调整模块720，具体用于获取生成的与所述调制信号对应的多路时域信号，其中，每一路时域信号对应于一个子频带；根据各个子频带的功率调整系数，分别对每一路时域信号的传输功率进行调整。
作为本实施例又一种可选的实施方式，传输功率调整模块720，具体用于获取生成的与所述调制信号对应的多路时域信号，其中，每一路时域信号对应于一个子频带；将所述多路时域信号分别进行数模转换后，得到多路模拟信号；根据各个子频带的功率调整系数，在模拟前端分别对每一路模拟信号的传输功率进行调整。
上述消除基于OFDM系统的子载波间干扰的装置可执行本发明任意实施例所提供的消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法，具备执行的消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法相应的功能模块和有益效果。
实施例六
图8为本发明实施例六提供的一种电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备，例如为芯片，具体包括：
一个或多个处理器810，图8中以一个处理器810为例；
存储器820；
所述电子设备中的处理器810和存储器820可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
存储器820作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法对应的程序指令/模块(例如，附图7所示的调制信号获取模块710、传输功率调整模块720和加窗模块730)。处理器810通过运行存储在存储器820中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法。
存储器820可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器820可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态性固态存储器件。在一些实施例中，存储器820可选包括相对于处理器810远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
实施例七
本发明实施例七还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法，该方法应用于高速工业控制总线通信系统中，包括：
获取与待发送数据流对应的各个调制信号；
根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，并在形成OFDM符号后进行发送；
在接收到与OFDM符号对应的传输信号之后，为所述传输信号添加二次三项式窗函数，以减少OFDM系统接收端的窄带干扰以及由于载波频偏而引起的子载波间的干扰；
其中，整个信号频带中的多个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带的功率调整系数根据设定条件单独配置。
可选的，该计算机可执行指令在由计算机处理器执行时还可以用于执行本发明任意实施例所提供的一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法的技术方案。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得电子设备执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述消除基于OFDM系统的子载波间干扰的装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的方法，应用于高速工业控制总线通信系统中，其特征在于，包括：
获取与待发送数据流对应的各个调制信号；
根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，并在形成OFDM符号后进行发送；
在接收到与OFDM符号对应的传输信号之后，为所述传输信号添加二次三项式窗函数，以减少OFDM系统接收端的窄带干扰以及由于载波频偏而引起的子载波间的干扰；
其中，整个信号频带中的多个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带的功率调整系数根据所述子频带的传输质量和/或所述子频带传输的业务数据的服务质量等级进行单独配置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，包括：
根据各个子频带的功率调整系数，在数字信号频域上对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，包括：
获取生成的与所述调制信号对应的多路时域信号，其中，每一路时域信号对应于一个子频带；
根据各个子频带的功率调整系数，分别对每一路时域信号的传输功率进行调整。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，包括：
获取生成的与所述调制信号对应的多路时域信号，其中，每一路时域信号对应于一个子频带；
将所述多路时域信号分别进行数模转换后，得到多路模拟信号；
根据各个子频带的功率调整系数，在模拟前端分别对每一路模拟信号的传输功率进行调整。
5.一种消除基于OFDM系统的子载波间干扰的装置，应用于高速工业控制总线通信系统中，其特征在于，包括：
调制信号获取模块，用于获取与待发送数据流对应的各个调制信号；
传输功率调整模块，用于根据各个子频带的功率调整系数，对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整，并在形成OFDM符号后进行发送；
加窗模块，用于在接收到与OFDM符号对应的传输信号之后，为所述传输信号添加二次三项式窗函数，以减少OFDM系统接收端的窄带干扰以及由于载波频偏而引起的子载波间的干扰；
其中，整个信号频带中的多个子载波划分成至少两个子频带，每个子频带的功率调整系数根据所述子频带的传输质量和/或所述子频带传输的业务数据的服务质量等级进行单独配置。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述传输功率调整模块，具体用于根据各个子频带的功率调整系数，在数字信号频域上对所述各个子频带对应的调制信号的传输功率分别进行调整。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一所述的方法。
8.一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-4中任一所述的方法。
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