CN112565116A - 一种信号处理方法、通信芯片以及通信装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种信号处理方法、通信芯片以及通信装置。通信装置通过传输信道发送根据第一PSD模板调制的第一子帧，其中，第一子帧为聚合帧的一部分，且聚合帧还包括第二子帧。之后，通信装置可以接收来自信道的与第一子帧对应的回声信号。接下来，通信装置根据第一PSD模板以及回声信号生成第二PSD模板。进而，通信装置通过传输信道发送根据第二PSD模板调制的第二子帧。通信装置可以根据信道实际反馈的回声信号调整PSD模板，以在每一个频率点上对通信装置的发射信号在信道中损耗的功率进行补偿，也即是对阻抗失配进行补偿，补偿的效果更好。

Description

一种信号处理方法、通信芯片以及通信装置

技术领域

本申请涉及电力线通信领域，尤其涉及一种信号处理方法、通信芯片以及通信装置。

背景技术

基于国际电信联盟ITU的家庭网络(G.hn)标准的宽带电力线通信是高速家庭接入的重要途径之一。通过在任意家庭里的两个插座插上电力猫，可以实现稳定、高速的电力线通信。但是家庭电力线信道的等效输入阻抗会受多方面因素影响，例如，不同的环境、不同厂商的电力线、电力线老化程度的不同以及是否插上电器等。因此会导致电力猫发射机的等效输出阻抗(一般是100欧姆)与家庭电力线信道的等效输入阻抗不匹配，引起信道的严重反射，减少有效耦合进电力线的传输信号功率。

目前的一种方式是通过在电力猫发射机和电力线信道之间插入阻抗匹配电路，以此来补偿电力猫发射机和电力线信道之间的阻抗差值。具体的，该阻抗匹配电路可以包括多组可控制开关以及预配置的阻抗来得到多种补偿阻抗组合。

该阻抗匹配电路的预配置阻抗通常是通过实测数据或者理论建模得到的，然而真实家庭里的电力线信道的等效输入阻抗在每一个频率点上都可能不一样，这种阻抗匹配电路很难对每个频率点上阻抗失配都进行有效补偿，阻抗补偿效果不好。

发明内容

本申请实施例提供了一种信号处理方法、通信芯片以及通信装置。

第一方面，本申请实施例提供了一种信号处理方法。该方法包括如下步骤。

通信装置通过传输信道发送根据第一PSD模板调制的第一子帧，其中，第一子帧为聚合帧的一部分，且聚合帧还包括第二子帧。之后，通信装置可以接收来自信道的与第一子帧对应的回声信号。接下来，通信装置根据第一PSD模板以及回声信号生成第二PSD模板。进而，通信装置通过传输信道发送根据第二PSD模板调制的第二子帧。

在该实施方式中，通信装置可以根据信道实际反馈的回声信号调整PSD模板，以在每一个频率点上对通信装置的发射信号在信道中损耗的功率进行补偿，也即是对阻抗失配进行补偿，补偿的效果更好。

可选地，在一些可能的实施方式中，第一子帧包括第一前导符号以及第一帧头符号，第一前导符号以及第一帧头符号根据第一PSD模板进行调制，第一帧头符号用于指示第二子帧的传输时刻。

需要说明的是，从时域上看该第一子帧和第二子帧之间有一定的时间间隔，在第一帧头符号中存储有该时间间隔的长度，即第一帧头符号可以指示第二子帧开始传输的时刻。此外，通信装置会按照时间先后顺序依次向信道传输第一前导符号以及第一帧头符号。

在该实施方式中，提供了一种第一子帧的具体结构，提高了本方案的实用性。

可选地，在一些可能的实施方式中，第一子帧还包括静默数据载体符号，静默数据载体符号根据第一PSD模板进行调制，通过传输信道发送根据第一PSD模板调制的第一子帧包括：

通过传输信道依次发送根据第一PSD模板调制的第一前导符号、第一帧头符号以及静默数据载体符号。

在该实施方式中，提供了另一种第一子帧的具体结构，提高了本方案的灵活性。

可选地，在一些可能的实施方式中，根据第一PSD模板以及回声信号生成第二PSD模板包括：

在向信道传输静默数据载体符号的时间段内根据第一PSD模板以及回声信号生成第二PSD模板。

在该实施方式中，通信装置需要时间来生成第二PSD模板，那么可以将传输静默数据载体符号的时间段预留出来，用于生成第二PSD模板。因此，在第二子帧的传输时刻来临之前，保证了第二子帧可以及时根据第二PSD模板进行调制。

可选地，在一些可能的实施方式中，方法还包括：

在通过传输信道发送静默数据载体符号的时间段内根据第二PSD模板调制第二子帧。

在该实施方式中，在向信道传输静默数据载体符号的时间段内除了要生成第二PSD模板外，还需要根据第二PSD模板调制第二子帧，提高了方案的完整性。

可选地，在一些可能的实施方式中，第二子帧包括净荷符号，净荷符号根据第二PSD模板进行调制。

在该实施方式中，提供了一种第二子帧的具体结构，进一步提高了本方案的实用性。

可选地，在一些可能的实施方式中，根据第一PSD模板以及回声信号生成第二PSD模板包括：

通信装置获取第一子帧对应的频域信号的幅度、第一子帧对应的频域信号的第一增益、回声信号的第二增益以及回声信号的幅度。之后，通信装置根据回声信号的幅度、第一子帧对应的频域信号的幅度、第一增益以及第二增益计算反射系数。进而，通信装置根据第一PSD模板以及反射系数计算第二PSD模板。

在该实施方式中，提供了一种根据回声信号生成第二PSD模板的具体实现方式，提高了本方案的可实现性。

可选地，在一些可能的实施方式中，根据回声信号的幅度、第一子帧对应的频域信号的幅度、第一增益以及第二增益计算反射系数包括：

将回声信号的幅度、第一子帧对应的频域信号的幅度、第一增益以及第二增益代入第一公式计算反射系数；

第一公式包括：

其中，α表示反射系数，r(f)表示回声信号的幅度，G(f)表示第一增益，K(f)表示第二增益，t(f)表示第一子帧对应的频域信号的幅度；

根据第一PSD模板以及反射系数计算第二PSD模板包括：

将第一PSD模板以及反射系数代入第二公式计算第二PSD模板；

第二公式包括：第二PSD模板＝第一PSD模板/(1-α²)，其中，α表示反射系数。

可选地，在一些可能的实施方式中，第一子帧对应的回声信号与第一子帧的结构类似，只是相位或者幅度可能发生了变化。因此，当第一前导符号耦合进信道时，回声信号可以包括与第一前导符号对应的第二前导符号，当第一帧头符号耦合进信道时，回声信号还可以包括与第一帧头符号对应的第二帧头符号。

通信装置可以根据第二前导符号计算第二PSD模板，或者，通信装置也可以根据第二帧头符号计算第二PSD模板，又或者，通信装置还可以根据第二前导符号以及第二帧头符号计算第二PSD模板。

在该实施方式中，通信装置可以根据回声信号中不同的符号来计算第二PSD模板，提高了本方案的扩展性。

第二方面，本申请实施例提供了一种通信装置，包括：

处理器、存储器以及收发器，处理器、存储器以及收发器通过线路互联，存储器中存储有指令；

收发器用于通过信道发送根据第一功率谱密度PSD模板调制的第一子帧，第一子帧为聚合帧的一部分，聚合帧还包括第二子帧；

收发器用于接收来自信道的与第一子帧对应的回声信号；

处理器用于根据第一PSD模板以及回声信号生成第二PSD模板；

收发器用于通过传输信道发送根据第二PSD模板调制的第二子帧。

可选地，在一些可能的实施方式中，第一子帧包括第一前导符号以及第一帧头符号，第一前导符号以及第一帧头符号根据第一PSD模板进行调制，第一帧头符号用于指示第二子帧的传输时刻。

可选地，在一些可能的实施方式中，第一子帧还包括静默数据载体符号，静默数据载体符号根据第一PSD模板进行调制，收发器具体用于：

通过传输信道依次发送根据第一PSD模板调制的第一前导符号、第一帧头符号以及静默数据载体符号。

可选地，在一些可能的实施方式中，处理器具体用于：

在通过传输信道发送静默数据载体符号的时间段内根据第一PSD模板以及回声信号生成第二PSD模板。

可选地，在一些可能的实施方式中，处理器还用于：

在通过传输信道发送静默数据载体符号的时间段内根据第二PSD模板调制第二子帧。

可选地，在一些可能的实施方式中，第二子帧包括净荷符号，净荷符号根据第二PSD模板进行调制。

可选地，在一些可能的实施方式中，处理器具体用于：

获取第一子帧对应的频域信号的幅度、第一子帧对应的频域信号的第一增益、回声信号的第二增益以及回声信号的幅度；

根据回声信号的幅度、第一子帧对应的频域信号的幅度、第一增益以及第二增益计算反射系数；

根据第一PSD模板以及反射系数计算第二PSD模板。

可选地，在一些可能的实施方式中，处理器具体用于：

将回声信号的幅度、第一子帧对应的频域信号的幅度、第一增益以及第二增益代入第一公式计算反射系数；

第一公式包括：

其中，α表示反射系数，r(f)表示回声信号的幅度，G(f)表示第一增益，K(f)表示第二增益，t(f)表示第一子帧对应的频域信号的幅度；

将第一PSD模板以及反射系数代入第二公式计算第二PSD模板；

第二公式包括：第二PSD模板＝第一PSD模板/(1-α²)，其中，α表示反射系数。

可选地，在一些可能的实施方式中，回声信号包括第二前导符号和第二帧头符号；

处理器具体用于：

根据第二前导符号和/或第二帧头符号确定回声信号的幅度。

第三方面，本申请实施例提供了一种通信芯片，包括处理器和存储器，存储器和处理器通过线路互联，存储器中存储有指令，处理器用于执行上述第一方面的任一实施方式中的信号处理方法。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面的任一实施方式中的信号处理方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面的任一实施方式中的信号处理方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例中，通信装置首先通过传输信道发送根据第一PSD模板调制的第一子帧，由于通信装置与信道可能存在阻抗不匹配，那么通信装置向信道发射第一子帧后后会收到信道反馈的与第一子帧对应的回声信号，接下来通信装置可以根据第一PSD模板以及该回声信号生成第二PSD模板，并通过传输信道发送根据第二PSD模板调制的第二子帧。通过上述描述，通信装置可以根据信道实际反馈的回声信号调整PSD模板，以在每一个频率点上对通信装置的发射信号在信道中损耗的功率进行补偿，也即是对阻抗失配进行补偿，补偿的效果更好。

附图说明

图1为本申请主要应用的系统架构及场景示意图；

图2为现有技术中信道反射功率补偿方法的示意图；

图3为本申请中信号处理方法的一个实施例示意图；

图4为本申请中聚合帧在时域上的第一种结构示意图；

图5为本申请中聚合帧在时域上的第二种结构示意图；

图6为第二子帧耦合进信道的PSD与第一PSD模板匹配的示意图；

图7为本申请实施例中的信号流向示意图；

图8为一种可能的通信装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种信号处理方法、通信芯片以及通信装置。通信装置可以根据信道实际反馈的回声信号调整PSD模板，以在每一个频率点上对发射机的发射信号在信道中损耗的功率进行补偿，也即是对阻抗失配进行补偿，补偿的效果更好。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

电力线通信(Power Line Communication，PLC)技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频加载于电流然后用电线传输至适配器，再把高频从电流中分离出来并传送到计算机或电话以实现信息传递。电力猫即电力线通讯调制解调器，是通过电力线进行宽带上网的设备。电力猫在工作时利用本身的调制技术把用户数据进行编译，然后把编译好的信息通过电流在电线电路上进行传输。接收端收到信号之后直接经过滤波器将编译的信号分离出来，经过反编译可以得到原始的通讯信号，然后传输到需要使用的地方，实现信息的传递。

本申请主要应用的系统架构或者场景如图1所示，当电力猫发射机的等效输出阻抗与电力线信道的等效输入阻抗相等，则电力猫发射机与电力线信道的阻抗相匹配，从而从电力猫发射机发送的信号能无损地耦合进电力线信道，电力线信道不存在任何反射。反之，当电力猫发射机的等效输出阻抗与电力线信道的等效输入阻抗不匹配，电力线信道会存在一定的反射，它直接抑制了耦合进电力线信道的传输信号功率以及系统的信噪比。

图2为现有技术中信道反射功率补偿方法的示意图。通过在电力猫发射机和电力线信道之间插入阻抗匹配电路，该阻抗匹配电路使用多组可控制开关以及预配置的阻抗(包含电阻、电感和电容的组合)来得到多种补偿阻抗组合，从而补偿电力猫发射机等效输出阻抗与电力线信道等效输入阻抗之间的阻抗差值。该阻抗匹配电路的预配置阻抗通常是通过实测数据或者理论建模得到的，然而真实家庭里的电力线信道的等效输入阻抗在每一个频率点上都可能不一样，这种阻抗匹配电路很难对每个频率点上阻抗失配都进行有效补偿，阻抗补偿效果不好。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种信号处理方法，下面进行介绍。

需要说明的是，本申请实施例所提供的通信装置(本端)与对端的通讯装置内部都具有收发功能，下面具体以本端的通信装置为执行主体对本申请的信号处理方法进行介绍。

请参阅图3，本申请信号处理方法的一个实施例包括：

301、通过信道发送根据第一PSD模板调制的第一子帧。

本实施例中，通信装置会按时间顺序首先向信道传输根据第一PSD模板调制的第一子帧。需要说明的是，PSD模板用于限定通信装置的发送信号所采用的PSD的最大值，具体地，PSD模板记录了发送信号的每个频率点上的最大PSD。也即是说，第一子帧每个频率点上实际采用的PSD在第一PSD模板所限定的范围内。可选的，该第一PSD模板可以是基于G.hn标准的PSD模板。

本实施例中，第一子帧为聚合帧的一部分，且该聚合帧还包括第二子帧。可以理解的是，该聚合帧是一个独立且完整的帧，并且从功能上至少可以划分为两部分，这两部分分别作为第一子帧和第二子帧。其中，第一子帧用于调整功率谱密度模板(Power SpectralDensity Mask，PSD Mask)，第二子帧用于信道探测。具体的，该聚合帧可以包括多种结构，下面分别进行介绍：

第一种：

图4为本申请实施例中聚合帧在时域上的第一种结构示意图。第一子帧可以包括第一前导符号(preamble)和第一帧头符号(header)，第二子帧包括净荷符号(payload)。其中，从时域上看该第一子帧和第二子帧之间有一定的时间间隔，在第一帧头符号中存储有该时间间隔的长度，即第一帧头符号可以指示第二子帧开始传输的时刻，另外，第一帧头符号中还存储有与净荷符号相关的管理信息。净荷符号中加载有n个用于信道探测的伪随机序列。

第二种：

图5为本申请实施例中聚合帧在时域上的第二种结构示意图。第二子帧同样包括净荷符号，并且该净荷符号中加载有n个用于信道探测的伪随机序列。与上述第一种聚合帧结构不同的是，第二种聚合帧中第一子帧除了包括第一前导符号和第一帧头符号外还包括静默数据载体符号(silent payload)。其中，第一帧头符号中除了存储有与净荷符号相关的管理信息外，还存储有与静默数据载体符号相关的管理信息(如符号长度和符号数等)。

需要说明的是，上述第一前导符号、第一帧头符号以及静默数据载体符号均可以采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)符号。另外，第一前导符号、第一帧头符号以及静默数据载体符号的符号数可以是一个也可以是多个，具体此处不做限定。

302、接收来自信道的与第一子帧对应的回声信号。

本实施例中，可能会由于多种原因导致通信装置的等效输出阻抗与电力线信道的等效输入阻抗不匹配，引起信道的严重反射，减少有效耦合进电力线的传输信号功率。也即是说，该第一子帧耦合进信道的传输功率会小于该第一子帧的发射功率。在这种情况下，通信装置会接收来自信道的与第一子帧对应的回声信号(Echo Signal)。

需要说明的是，通信装置会按照时间先后顺序依次向信道传输第一子帧中的各部分符号。例如，对于第一子帧的第一种结构，通信装置会依次向信道传输根据第一PSD模板调制的第一前导符号和第一帧头符号；对于第一子帧的第二种结构，通信装置会依次向信道传输根据第一PSD模板调制的第一前导符号、第一帧头符号以及静默数据载体符号。

需要说明的是，第一子帧对应的回声信号与第一子帧的结构相同，只是相位或者幅度可能发生了变化。并且通信装置会区分来自不同信道的回声信号，即可以唯一确定与第一子帧对应的回声信号。因此，当第一前导符号耦合进信道时，回声信号包括与第一前导符号对应的第二前导符号，当第一帧头符号耦合进信道时，回声信号还包括与第一帧头符号对应的第二帧头符号。

303、根据第一PSD模板以及回声信号生成第二PSD模板。

本实施例中，通信装置收到来自信道的回声信号后，需要根据该回声信号以及第一PSD模板计算第二PSD模板以对信道传输中损失的功率进行补偿。具体的，通信装置可以根据回声信号确定回声信号的幅度，并且通信装置可以获取第一子帧对应的频域信号的幅度、第一子帧对应的频域信号的第一增益以及回声信号的第二增益；接下来，通信装置根据回声信号的幅度、第一子帧对应的频域信号的幅度、第一增益以及第二增益计算反射系数；进而根据第一PSD模板以及反射系数计算第二PSD模板。

需要说明的是，反射系数可以根据第一公式来计算，第二PSD模板可以根据第二公式来计算。下面结合第一公式以及第二公式进行进一步说明。

第一公式包括：

其中，α表示反射系数，r(f)表示回声信号的幅度，G(f)表示第一增益，K(f)表示第二增益，t(f)表示第一子帧对应的频域信号的幅度。

第二公式包括：第二PSD模板＝第一PSD模板/(1-α²)，其中，α表示反射系数。可以理解的是，由于PSD模板记录了发送信号的每个频率点上的最大PSD，因此将第一PSD模板中每个频率点上的最大PSD除以(1-α²)即可计算得到第二PSD模板。

需要说明的是，由于需要时间来计算第二PSD模板，那么为了保证第二子帧可以根据第二PSD模板进行调制，在第二子帧的传输时刻来临之前需要按照上述方式计算出第二PSD模板。具体的，对于第一子帧的第一种结构，通信装置可以在传输第一子帧之后且传输第二子帧之前的时间间隔内计算第二PSD模板。对于第一子帧的第二种结构，通信装置在向信道传输静默数据载体符号的时间段内计算第二PSD模板。另外，在通信装置计算第二PSD模板的时间段内，通信装置还可以利用这段时间进行硬件调整，例如，数字前端(DigitalFront End，DFE)根据第二PSD模板控制模拟前端(Analog Front End，AFE)调整AFE上的可控增益放大器和线路驱动器，确保可以及时根据第二PSD模板对第二子帧进行调制。可以理解的是，考虑到不同硬件的性能不同，在计算第二PSD模板的时间段内也可能会有其他线程的任务在运行，因此可以根据实际需求调整用于计算第二PSD模板的时长，例如，增加静默数据载体符号的符号数量。

可选的，通信装置可以根据第二前导符号计算第二PSD模板，或者，也可以根据第二帧头符号计算第二PSD模板，又或者，还可以根据第二前导符号以及第二帧头符号计算第二PSD模板。可以理解的是，若只根据第二前导符号计算第二PSD模板，那么在传输第一帧头符号的时间段内即可开始计算第二PSD模板。

需要说明的是，由于单个符号受到噪声的影响相对比较严重，因此通信装置对分别根据第二前导符号和第二帧头符号计算出的第二PSD模板求平均值，可以起到平滑噪声的作用，使得计算出来的第二PSD模板更精确。

304、通过信道发送根据第二PSD模板调制的第二子帧。

本实施例中，通信装置中可以根据第二PSD模板对第二子帧中的净荷符号进行调制，进而通过信道发送根据第二PSD模板调制的第二子帧。可以理解的是，由于需要对信道传输中损失的功率进行补偿，那么第二子帧耦合进信道的PSD应当大于第一子帧耦合进信道的PSD。例如，第二PSD模板中每个频率点对应的PSD最大值大于第一PSD模板中每个频率点对应的PSD最大值，那么尽管第二子帧耦合进信道后损了一部分功率，但是第二子帧耦合进信道的PSD可以与第一PSD模板匹配。也就是说，可以通过调整PSD模板使得耦合进信道的PSD与调整之前标准定义的PSD模板匹配。

图6为第二子帧耦合进信道的PSD与第一PSD模板匹配的示意图。图6中的实线表示第二子帧耦合进信道的PSD，图6中的虚线表示第一PSD模板。可以看出，按照第二PSD模板调制的第二子帧耦合进信道的PSD可以与G.hn标准规定的第一PSD模板匹配，实现了在每一个频率点上对通信装置的发射信号在信道中损耗的功率进行补偿。

需要说明的是，上述实施例描述了基于聚合帧的信号处理方法，在实际应用中通信装置也可以通过两个独立且完整的帧实现类似的效果。例如，通信装置首先通过信道发送根据第一PSD模板调制的第一信号帧，接下来根据来自信道的与第一信号帧对应的回声信号计算第二PSD模板，进而通过信道发送根据第二PSD模板调制的第二信号帧。同样实现了在每一个频率点上对通信装置的发射信号在信道中损耗的功率进行补偿。不过由于第一信号帧和第二信号帧都至少需要包括前导符号和帧头符号，因此上述基于聚合帧的实现方式具有低延时、减少冗余前导符号以及帧头符号开销的优点。

本申请实施例中，通信装置通过传输信道发送根据第一PSD模板调制的第一子帧，其中，第一子帧为聚合帧的一部分，且聚合帧还包括第二子帧。之后，通信装置可以接收来自信道的与第一子帧对应的回声信号。接下来，通信装置根据第一PSD模板以及回声信号生成第二PSD模板。进而，通信装置通过传输信道发送根据第二PSD模板调制的第二子帧。通过上述描述，通信装置可以根据信道实际反馈的回声信号调整PSD模板，以在每一个频率点上对通信装置的发射信号在信道中损耗的功率进行补偿，也即是对阻抗失配进行补偿，补偿的效果更好。

下面结合聚合帧的不同结构介绍对端通信装置收到聚合帧后的处理流程。

第一种：对应图4所示的聚合帧结构。

对于对端通信装置收到的第一子帧，对端通信装置可以使用第一前导符号进行同步、自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)粗估计、频偏粗纠正以及第一帧头符号粗估计。此外，对端通信装置提取第一帧头符号中的管理信息，从而可以确定传输第一子帧和传输第二子帧之间的时间间隔以及第二子帧中净荷符号的长度和符号数等管理信息。接下来对端通信装置将设定计时器，该计时器的时间长度即为传输第一子帧和传输第二子帧之间的时间间隔。进而对于对端通信装置收到的第二子帧，对端通信装置可以根据第一帧头符号中提取出的管理信息采集相应数量的净荷符号，并用所采集到的净荷符号进行信道估计，计算信道均衡系数和信噪比，生成对应的比特分配表。

第二种：对应图5所示的聚合帧结构。

对于对端通信装置收到的第一子帧，对端通信装置可以使用第一前导符号进行同步、自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)粗估计、频偏粗纠正以及第一帧头符号粗估计。此外，对端通信装置提取第一帧头符号中的管理信息，从而可以确定静默数据载体符号以及第二子帧中净荷符号的长度和符号数等管理信息。进而对于对端通信装置收到的第二子帧，对端通信装置可以根据第一帧头符号中提取出的管理信息采集相应数量的净荷符号，并用所采集到的净荷符号进行信道估计，计算信道均衡系数和信噪比，生成对应的比特分配表。

下面结合本端通信装置的硬件结构对本申请的信号处理方法进行进一步的描述。

图7为本申请实施例中的信号流向示意图。数字前端10(Digital Front End，DFE)中的信号发生器101用于生成聚合帧。该聚合帧中第一子帧经过星座映射模块102后成为映射到OFDM子载波上的频域符号。接下来，功率比例调整模块103在频域OFDM符号上加载第一PSD模板。然后，逆向快速傅里叶变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)模块104把频域信号转换为时域信号，并经过数模转换(Digital to Analog Conversion，DAC)模块20采样和模拟前端(Analog Front End，AFE)模块30生成相应的模拟信号。进而耦合进三端耦合器40，三端耦合器40是一个具有单方向性的耦合器，输入的信号经过三端口耦合器后耦合进信道，由于通信装置与电力线信道存在阻抗不匹配，所以会有一部分回声信号从信道返回。回声信号经过AFE(50)和模数转换(Analog to Digital Conversion，ADC)模块60采样后得到DFE(10)上的数字信号。然后在DFE(10)中，快速傅里叶变换(Fast FourierTransform，FFT)模块105将时域信号转换为频域信号。进而由PSD模板生成模块106根据收到的频域信号计算得到第二PSD模板。接下来，功率比例调整模块103在第二子帧的频域OFDM符号上加载第二PSD模板。根据第二PSD模板调制后的第二子帧再先后经过IFFT模块104、DAC(20)、AFE(30)以及三端耦合器40的处理后耦合进信道。

上面对本申请实施例中的信号处理方法进行了描述，下面对本申请实施例中的通信装置进行描述：

图8为一种可能的通信装置的结构示意图。该通信装置包括处理器801、存储器802以及收发器803。该处理器801、存储器802以及收发器803通过线路互联，其中，存储器802用于存储程序指令和数据。收发器803包含发射机和接收机。需要说明的是，该通信装置可以是实现上述图3所示实施例中信号处理方法的装置。

在一种可能的实现方式中，存储器802存储了支持图3所示步骤的程序指令和数据，处理器801和收发器803用于执行图3所示的方法步骤。具体地，处理器801用于执行步骤303，收发器803用于执行步骤301、步骤302以及步骤304。

本申请实施例还提供了一种通信芯片，具体可以是一种DFE芯片。该DFE芯片中集成了用于实现上述处理器801的功能的电路和一个或者多个接口。当该芯片中集成了存储器时，该芯片可以完成前述实施例中的任一个或者多个实施例的方法步骤。当该芯片中未集成存储器时，可以通过接口与外置的存储器连接。该芯片根据外置的存储器中存储的程序代码来实现上述实施例中发射机执行的动作。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，随机接入存储器等。具体地，例如：上述处理单元或处理器可以是中央处理器，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。上述的这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

当使用软件实现时，上述实施例描述的方法步骤可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：

通过传输信道发送根据第一功率谱密度PSD模板调制的第一子帧，所述第一子帧为聚合帧的一部分，所述聚合帧还包括第二子帧；

接收来自所述信道的与所述第一子帧对应的回声信号；

根据所述第一PSD模板以及所述回声信号生成第二PSD模板；

通过所述传输信道发送根据所述第二PSD模板调制的第二子帧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一子帧包括第一前导符号以及第一帧头符号，所述第一前导符号以及所述第一帧头符号根据所述第一PSD模板进行调制，所述第一帧头符号用于指示所述第二子帧的传输时刻。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一子帧还包括静默数据载体符号，所述静默数据载体符号根据所述第一PSD模板进行调制，通过所述传输信道发送根据所述第一PSD模板调制的所述第一子帧包括：

通过所述传输信道依次发送根据所述第一PSD模板调制的所述第一前导符号、所述第一帧头符号以及所述静默数据载体符号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第一PSD模板以及所述回声信号生成第二PSD模板包括：

在通过所述传输信道发送所述静默数据载体符号的时间段内根据所述第一PSD模板以及所述回声信号生成所述第二PSD模板。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在通过所述传输信道发送所述静默数据载体符号的时间段内根据所述第二PSD模板调制所述第二子帧。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二子帧包括净荷符号，所述净荷符号根据所述第二PSD模板进行调制。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述第一PSD模板以及所述回声信号生成第二PSD模板包括：

获取所述第一子帧对应的频域信号的幅度、所述第一子帧对应的频域信号的第一增益、所述回声信号的第二增益以及所述回声信号的幅度；

根据所述回声信号的幅度、所述第一子帧对应的频域信号的幅度、所述第一增益以及所述第二增益计算反射系数；

根据所述第一PSD模板以及所述反射系数计算所述第二PSD模板。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述回声信号的幅度、所述第一子帧对应的频域信号的幅度、所述第一增益以及所述第二增益计算反射系数包括：

将所述回声信号的幅度、所述第一子帧对应的频域信号的幅度、所述第一增益以及所述第二增益代入第一公式计算所述反射系数；

所述第一公式包括：

其中，所述α表示所述反射系数，所述r(f)表示所述回声信号的幅度，所述G(f)表示所述第一增益，所述K(f)表示所述第二增益，所述t(f)表示所述第一子帧对应的频域信号的幅度；

根据所述第一PSD模板以及所述反射系数计算所述第二PSD模板包括：

将所述第一PSD模板以及所述反射系数代入第二公式计算所述第二PSD模板；

所述第二公式包括：第二PSD模板＝第一PSD模板/(1-α²)，其中，所述α表示所述反射系数。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述回声信号包括第二前导符号和第二帧头符号；

确定所述回声信号的幅度包括：

根据所述第二前导符号和/或所述第二帧头符号确定所述回声信号的幅度。

10.一种通信装置，其特征在于，包括：

处理器、存储器以及收发器，所述处理器、所述存储器以及所述收发器通过线路互联，所述存储器中存储有指令；

所述收发器用于通过传输信道发送根据第一功率谱密度PSD模板调制的第一子帧，所述第一子帧为聚合帧的一部分，所述聚合帧还包括第二子帧；

所述收发器用于接收来自所述信道的与所述第一子帧对应的回声信号；

所述处理器用于根据所述第一PSD模板以及所述回声信号生成第二PSD模板；

所述收发器用于通过所述传输信道发送根据所述第二PSD模板调制的第二子帧。

11.根据权利要求10所述的通信装置，其特征在于，所述第一子帧包括第一前导符号以及第一帧头符号，所述第一前导符号以及所述第一帧头符号根据所述第一PSD模板进行调制，所述第一帧头符号用于指示所述第二子帧的传输时刻。

12.根据权利要求11所述的通信装置，其特征在于，所述第一子帧还包括静默数据载体符号，所述静默数据载体符号根据所述第一PSD模板进行调制，所述收发器具体用于：

通过所述传输信道依次发送根据所述第一PSD模板调制的所述第一前导符号、所述第一帧头符号以及所述静默数据载体符号。

13.根据权利要求12所述的通信装置，其特征在于，所述处理器具体用于：

在通过所述传输信道发送所述静默数据载体符号的时间段内根据所述第一PSD模板以及所述回声信号生成所述第二PSD模板。

14.根据权利要求12所述的通信装置，其特征在于，所述处理器还用于：

在通过所述传输信道发送所述静默数据载体符号的时间段内根据所述第二PSD模板调制所述第二子帧。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的通信装置，其特征在于，所述第二子帧包括净荷符号，所述净荷符号根据所述第二PSD模板进行调制。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的通信装置，其特征在于，所述处理器具体用于：

获取所述第一子帧对应的频域信号的幅度、所述第一子帧对应的频域信号的第一增益、所述回声信号的第二增益以及所述回声信号的幅度；

根据所述回声信号的幅度、所述第一子帧对应的频域信号的幅度、所述第一增益以及所述第二增益计算反射系数；

根据所述第一PSD模板以及所述反射系数计算所述第二PSD模板。

17.根据权利要求16所述的通信装置，其特征在于，所述处理器具体用于：

将所述回声信号的幅度、所述第一子帧对应的频域信号的幅度、所述第一增益以及所述第二增益代入第一公式计算所述反射系数；

所述第一公式包括：

其中，所述α表示所述反射系数，所述r(f)表示所述回声信号的幅度，所述G(f)表示所述第一增益，所述K(f)表示所述第二增益，所述t(f)表示所述第一子帧对应的频域信号的幅度；

将所述第一PSD模板以及所述反射系数代入第二公式计算所述第二PSD模板；

所述第二公式包括：第二PSD模板＝第一PSD模板/(1-α²)，其中，所述α表示所述反射系数。

18.根据权利要求16所述的通信装置，其特征在于，所述回声信号包括第二前导符号和第二帧头符号；

所述处理器具体用于：

根据所述第二前导符号和/或所述第二帧头符号确定所述回声信号的幅度。

19.一种通信芯片，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器和所述处理器通过线路互联，所述存储器中存储有指令，所述处理器用于执行如权利要求1至9中任一项的信号处理方法。

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