WO2018103471A1 - 一种信号处理方法、装置及存储介质 - Google Patents

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刘宣
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Definitions

  • the present invention relates to the field of power line carrier communication technology, and more particularly to a power line carrier communication system and an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)-based PLC (Power Line Communication).
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • PLC Power Line Communication
  • Power line carrier communication is a wired communication technology that utilizes power wiring to transmit and receive communication signals. Since the power line network is widely distributed and the power line is used as the communication medium, there is no need to reconstruct the communication network through the indoor puncturing wiring, which has the advantages of low cost, convenient connection, and the like, and therefore, the application of the power line in the smart grid and broadband access is affected. More and more attention.
  • the performance of power line communication is mainly restricted by the power line communication channel. Since the high-voltage power line channel environment above 10kV is better, the power line carrier phone with medium-high voltage power line as the signal transmission channel has been widely used.
  • the low voltage power grid is not designed to transmit high speed data.
  • the components in the low voltage power grid are designed based on a strategy that minimizes the loss of delivered electrical energy and reliably transmits low frequency current. Therefore, when transmitting signals on a low-voltage power line, there are many problems, such as complicated interference noise, small line impedance, and strong signal attenuation.
  • Embodiments of the present invention provide a signal processing method, apparatus, and storage medium, which can have a high frequency band utilization rate and a high transmission rate when a signal is transmitted on a power line, and have strong anti-code interference capability and strong anti-channel. Fading ability.
  • the embodiment of the invention provides a signal processing method, including:
  • the channel coding performed on the frame control data and the payload data includes:
  • the frame control data and the payload data that are interleaved by the channel are separately subjected to diversity copy.
  • the method before performing Turbo coding on the payload data, the method further includes: scrambling the payload data.
  • performing turbo coding on the frame control data includes:
  • the frame control data is encoded using a first component encoder and a second component encoder, respectively, wherein the input signal of the second component encoder is first subjected to Turbo interleaving.
  • the Turbo interlace is interleaved in units of two bits, and the interleave length is equal to the number of double bits of the original data block length.
  • the input bit data is copied to the frequency domain subcarrier, and the number of times of copying is determined according to requirements, thereby setting the offset difference between the I channel and the Q channel.
  • the register state in the Turbo coded component encoder is related to the tail bit matrix, and the tail bit matrix is determined by the physical block size and the generator polynomial of the component encoder.
  • the data of the link layer includes a carrier mapping table, where the code mapping rate, the modulation mode, the copy mode, and the adopted physical block type information of the physical layer are specified in the carrier mapping table;
  • the mode specified by the carrier mapping table index is encoded.
  • the number of diversity is 2, the number of interleavers is 8, and the number of interleavers per part is 4;
  • the number of diversity is 4, the number of interleavers is 8, and the number of interleavers per part is 2;
  • the number of diversity is 7
  • the number of interleavers is 14, and the number of interleavers per part is 2.
  • the number of diversity is 11, the number of interleavers is 11, and the number of interleavers per part is 1.
  • the payload data is separately divided into a plurality of parts, and each part has one or more interleavers, and the result of the interleaver output is used as a mapping address of the subcarriers when each part is copied, and each copy is performed. Choose a different interleaver.
  • the channel-encoded frame control data and payload data are modulated to the sub-carrier
  • the wave includes:
  • the mapped frame control data and payload data are scrambled and modulated onto corresponding subcarriers.
  • the real control of the frame control data and the payload data after the inverse Fourier transform is respectively performed.
  • phase rotation factor is added to the frame control data and the payload data mapped through the constellation, and the phase rotation reference value is generated by pseudo-random, and the real phase is the reference phase multiplied by ⁇ /4, wherein the scrambling mode is:
  • a constellation point indicating the scrambled payload data k represents a carrier number
  • X(k) represents a constellation point of the payload data before scrambling
  • the reference phase includes a carrier number 1 to a carrier number 511.
  • the frequency range is 1.953 ⁇ 11.96MHz, the starting number of the carrier is 80, the cutoff number is 490; if the frequency band 1 is used, the frequency range is 2.441 ⁇ 5.615MHz, carrier The starting number is 100 and the cutoff number is 230.
  • a cyclic prefix is added to the frame control data and the payload data to generate an OFDM symbol, wherein the OFDM symbol time domain point of the frame control data and the payload data is 1024, the time is 40.96 ⁇ s; the roll-off interval is 124 points, and the time is 4.96. Ss; the guard interval of the frame control data is 458 points, the time is 18.32 ⁇ s; the guard interval of the first symbol and the second symbol of the payload data is 458 points, the time is 18.32 ⁇ s; the guard interval after the third symbol of the payload data It is 264 points and the time is 10.8 ⁇ s.
  • the time domain preamble symbol is generated by the following method:
  • the preamble sequence is generated according to the preamble phase table in the frequency domain, and the generating method is:
  • X(k) represents a preamble sequence generated in the frequency domain
  • k is a subcarrier symbol
  • the data format of the preamble is 10.5 A and 2.5 -A, wherein the first 0.5 A is the second half of A, and the last 0.5 -A is the first half of -A.
  • the preamble has a time domain point of 1024 and a time of 40.96 ⁇ s.
  • the number of frame control signals is related to the frequency band used, wherein if the frequency band 0 is used, the number of frame control signals is four; if the frequency band 1 is used, the number of frame control signals is twelve. .
  • the invention also discloses a signal processing method, comprising:
  • the Fourier transformed data is demodulated to generate a frame control output and a load output.
  • the demodulating the Fourier transformed data includes:
  • the frame control data and the payload data after Turbo decoding are respectively output.
  • the method further includes: descrambling the payload data after the Turbo decoding.
  • the embodiment of the invention further provides a signal processing device, comprising:
  • a first memory configured to store an executable program
  • a first processor configured to: when executing the executable program stored in the first memory, implement:
  • the embodiment of the invention further provides a signal processing device, comprising:
  • a second memory configured to store an executable program
  • a second processor configured to: when executing the executable program stored in the second memory, implement:
  • the Fourier transformed data is demodulated to generate a frame control output and a load output.
  • the embodiment of the invention further provides a storage medium storing an executable program, when the executable program is executed by the processor, executing:
  • the embodiment of the invention further provides a storage medium storing an executable program, when the executable program is executed by the processor, executing:
  • the Fourier transformed data is demodulated to generate a frame control output and a load output.
  • the signal processing method of the invention has high frequency band utilization, high transmission rate, strong anti-code interference capability and strong anti-channel fading capability.
  • the invention adopts Turbo coding, channel interleaving and the like, has strong error correction capability and strong anti-channel fading capability, and the diversity copy improves the diversity gain of the system by transmitting different backups of the same data, thereby improving the system Lu Great.
  • the pseudo-random phase rotation factor is added to the constellation map to randomize the phase of the OFDM symbol, thus reducing the peak-to-average ratio of the OFDM symbol and improving the power amplifier efficiency of the system.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a flow generation process of a physical layer of the present invention
  • FIG. 2 is an exemplary embodiment of a receive demodulation corresponding to a frame signal of the present invention
  • Figure 4 is a structural diagram of frame data in the present invention.
  • FIG. 5 is a flow chart of a frame control data forward error correction code in the present invention.
  • FIG. 6 is a flow chart of a load data forward error correction code in the present invention.
  • FIG. 7 is a structural diagram of a turbo encoder in the present invention.
  • Figure 8 is a structural diagram of a Turbo component encoder in the present invention.
  • Figure 9 is a flow chart of scrambling in the present invention.
  • Figure 10 is a schematic diagram showing the format of preamble data in the present invention.
  • Figure 11 is a time domain diagram of a preamble sequence generated using a preamble phase table in the present invention.
  • FIG. 13 is a time domain diagram of a frame control sequence generated by a frame control and a load phase table in the present invention
  • Figure 15 is a diagram showing a parameter definition pattern in the case of diversity copying in the present invention.
  • Figure 16 is an embodiment of the present invention in the case of diversity copying
  • Figure 17 is a timing chart of an OFDM symbol in the present invention.
  • OFDM converts a set of high-speed serial data streams into low-speed parallel data streams, and then modulates the parallel data on mutually orthogonal subcarriers to achieve parallel data transmission.
  • OFDM technology has strong anti-code interference capability, strong anti-fading capability, strong anti-burst noise capability, and high spectrum utilization.
  • OFDM technology can be used in power line communication to combat the attenuation of power line channels and various noises and interferences introduced to meet the requirements of reliability, security and timeliness of smart grids.
  • the present invention mainly provides a physical layer transmission signal generating method for OFDM-based broadband power line carrier communication.
  • the communication frequency band used in the present invention is as shown in Table 1:
  • frequency band 0 and frequency band 1 are currently used frequency bands, and frequency bands 2 to 4 are reserved frequency bands.
  • the OFDM symbol used in the present invention is based on a 25 MHz clock sampling in the time domain, and the time domain points are as shown in Table 2.
  • the transmission signal structure of the physical layer of the present invention is composed of a preamble, a frame control and a load, wherein The derivative consists of 13 OFDM symbols.
  • the data format of the preamble is as shown in Fig. 10. It consists of 10.5 A and 2.5 -A. The first 0.5 A is the second half of A, and the last 0.5 A is -A. In the first half, A denotes an OFDM symbol.
  • the number of symbols used for the frame control signal is as shown in Table 3. Four frame control symbols are used in band 0 and 12 frame control symbols are used in band 1.
  • the specific implementation steps of the OFDM-based broadband power line carrier communication physical layer signal processing method of the present invention are as follows:
  • Step 1 The physical layer receives input from the data link layer, specifically from the Media Access Control (MAC) sublayer.
  • MAC Media Access Control
  • Step 2 The physical layer divides the data from the MAC layer into frame control data and payload data, and separately processes the encoding of the frame control and the payload data.
  • Step 3 Encode the frame control data.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a frame control forward error correction code.
  • the encoding process of the frame control is: first performing Turbo coding, then performing channel interleaving, and finally performing diversity copying. Specifically include:
  • the frame-controlled Turbo coding block has a length of PB16 and a code rate of 1/2, and the final Turbo output is 256 bits, wherein the first 128 bits are information codes and the last 128 bits are check codes.
  • Figure 7 is a block diagram of a Turbo encoder consisting of a Turbo interleaver and two identical component encoders. The workflow of the Turbo encoder is: for each pair of information bits [u0, u1], the output system outputs the pair of information bits, and the first component encoder is based on the input bit pair [u0, u1] A parity bit p0 is output; the input two information bits [u0, u1] pass through the Turbo interleaver, input to the component encoder 2, and output a parity bit q0.
  • the [u0, u1] input after Turbo coding is encoded as [u0, u1, p0, q0].
  • the Turbo interleaver is used to interleave the original data as an input to the second component encoder.
  • the Turbo interlace is interleaved in units of two bits, and the interleave length is equal to the number of double bits of the original data block length.
  • the double bit refers to two bits, and when interleaving, two bits are interleaved as one unit. Since the interleaving is in units of two bits, the interleave length is equal to the sequence of two bits, for example, the number of data bits is 128, and the interleave length is 64 in units of 2 bits.
  • FIG. 8 is an exemplary embodiment of a component encoder.
  • binary encoding is used.
  • Step 3b performing channel interleaving on the turbo encoded frame control data.
  • the data information bits generated by Turbo coding are the same as the check bits and the pre-encoding sequence, and the information bits are first and the check bits are after. If K represents the number of information bits, NK represents the number of check bits, K information bits. It is divided into 4 sub-blocks, each of which has a size of K/4 bits, and NK check bits are divided into 4 sub-blocks, each of which has a size of (NK) / 4 bits.
  • the information code outputted by the Turbo code is written into the matrix storage space, and the encoder sequentially outputs the first block (K/4 bit) of the information bit to the block 1, and the second block (K/4) Bit) to block 2, the third block (K/4 bits) into block 3, the fourth block (K/4 bits) into block 4, equivalent to storing the information bits in a K/4
  • the four bits of each line are simultaneously read when interleaving.
  • StepSize When reading data from the matrix, first start from the 0th line, then add an interleaving step StepSize every time the first row address is read, so that the first round of row address reading order is (0, StepSize, 2*StepSize,%) After reading the [K/4]/StepSize line, it reads the end of the matrix, then adds the first address of the next read row to 1, and then interleaves each time the row address is read.
  • the step size StepSize after reading the [K/4]/StepSize line, it reaches the tail again.
  • the second round reads the line address order (1,1+StepSize, 1+2*StepSize,...), then the third round address Add 1 to 2, and so on. After the StepSize round, all the lines are read.
  • the check code When the check code is interleaved, the check code is stored in the matrix storage space in the same way as the information code. At the 1/2 code rate, the reading of the check bit is similar to the reading of the information bits. The difference lies in the check.
  • the first read of the bit starts from the line defined by the interleave offset value offset, and the interleave step size is StepSize.
  • Read T line data For the 16/18 code rate, the row pointer is not initialized after each round of reading, but is continuously read from the beginning (offset, (offset+StepSize) mod T, (offset+2*StepSize)mod T, etc, until T The line is read.
  • the interleaving is continued between the information bits and the check bits, and different interleaving methods are set according to different code rates. For example, when the code rate is 1/2, the first 4 bits of the output are information codes. Then 4 bits are the check code, and so on. After the interleaving, the displacement is performed in units of 4 bits, and the order is adjusted every two 4 bits.
  • step 3c the frame control data subjected to channel interleaving is subjected to diversity copy.
  • the diversity copy is to copy the input original bit data to different frequency domain subcarriers, which facilitates the next constellation point mapping. For example, if the number of bits of the frame control input is 256, the offset difference between the I channel and the Q channel address at the time of copying is set to 128. If four frames are used to control the OFDM symbol, the first frame controls the offset of the symbol I path. 0, the Q path offset is 128, the second frame control symbol I way offset is 192, the Q way offset is 64, and the third frame control symbol I way offset is 160, The offset of the Q channel is 32, the offset of the fourth frame control symbol I is 96, and the offset of the Q channel is 224. The meaning of the offset is: when the first frame controls the copy of the symbol, the data copied on the a-th carrier is the ((a + offset) mod 256).
  • the number of available subcarriers controlled by the frame is 411, the subcarrier number is 80 to 490, and the QPSK modulation mode is adopted, and there are 4 frame control symbols, and the offset amounts of the I channel and the Q channel are as shown in Table 4. Show.
  • the number of available subcarriers for true control is 131, and the subcarrier number is 100 to 230.
  • QPSK modulation is used, and there are 12 frame control symbols.
  • the offsets of I and Q are shown in Table 5.
  • Step 4. Encode the payload data.
  • the frame-controlled Turbo coding only supports PB16, 1/2 code rate, and the payload Turbo coding supports PB72, PB136, PB256 and other modes, and supports 1/2 and 16/18 code rates.
  • the coding method and flow are the same as the frame control except that the parameters are different when encoding.
  • FIG. 6 is a flow chart of the load forward error correction code.
  • the encoding process of the payload is: first performing scrambling, then performing turbo coding, then performing channel interleaving, and finally performing diversity copying. Specifically include:
  • step 4a the payload data is scrambled.
  • the scrambling method performs an exclusive-OR operation on the data stream and a repeated pseudo-random noise sequence. Pseudo random
  • the scrambling code polynomial of the noise sequence is generated by a primitive polynomial.
  • the scrambling polynomial can be:
  • Step 4b) Turbo coding is performed on the scrambled payload data.
  • each pair of information bits [u0, u1] is input, and the output system outputs the information bits, and the first component encoder is based on The input bit pair [u0, u1] outputs a parity bit p0; the input two information bits [u0, u1] pass through the Turbo interleaver, input component encoder 2, and output a parity bit q0.
  • the [u0, u1] input after Turbo coding is encoded as [u0, u1, p0, q0].
  • the component encoder of the payload data is the same as the frame-controlled component encoder.
  • the polynomial of [15,13,11] can still be used.
  • the Turbo interleaving of the payload data supports modes such as PB72, PB136, PB264, and PB520.
  • PB72, PB136, and PB264 support 1/2 code rate
  • PB520 supports 1/2 and 16/18 code rates.
  • the Turbo interleaving is performed in units of two bits, the length of the interleaver is equal to the number of double bits of the original data block length, and the different PB blocks correspond to different interleaving lengths, as shown in Table 6.
  • I(x) represents the address mapping of the Turbo interlace
  • S() represents the lookup table
  • mod represents the modulo operation
  • div represents the division operation
  • N represents the length of the interleaved block
  • L represents the interleaving length of the two bits.
  • the lookup tables of S of PB16, PB72, PB136, PB264, and PB520 are shown in Tables 7, 8, 9, 10, and 11, respectively.
  • Step 4c performing channel interleaving on the turbo encoded payload data.
  • the channel interleaving mode of the payload data is similar to the frame interleaving mode of the frame control.
  • the data block mode supported by the frame control channel interleaving is PB16
  • the code rate is 1/2
  • the channel interleaving of the payload data supports B72, PB136, PB264, PB520 and other data block modes, in which PB72, PB136, PB264 support 1/2 code rate, PB520 supports 1/2 and 16/18 code rates, and the bit offset of the check bit in channel interleaving according to PB mode
  • PB16 is a frame-controlled channel interleaving mode.
  • step 4d the payload data subjected to channel interleaving is subjected to diversity copy.
  • the frame control since the frame control only supports PB16, 1/2, code rate, the number of bits controlled by the frame is determined, the number of symbols is also agreed, and the offset is also agreed, so the copy control of the frame control is also corresponding to the copy position. definite.
  • the diversity copy of the payload needs to determine the number of symbols required for copying, the offset when copying, etc. according to the size of the data block, the encoding rate, the number of times of copying, etc., and determine the copying method according to the known parameters and the calculated parameters.
  • the diversity copy is used to diversity and map the original signal.
  • the physical layer receives the MAC sublayer information according to the service model of FIG. 3.
  • the MAC sublayer information includes a carrier mapping table, and the carrier mapping table specifies the coding rate of the physical layer, the modulation mode, the number of times of copying, the type of PB used, and the physical
  • the layer performs diversity copy according to the mode specified by the carrier mapping table.
  • the basic mode of diversity copy supported by the present invention is shown in Table 13, and the supported diversity copy expansion mode is as shown in Table 14.
  • the present invention specifies the number of interleavers and the interleaving method of the interleaver according to the number of times of copying when performing diversity copying.
  • the number of interleavers is as shown in Table 15.
  • the interleaving method is: determining the interleave length according to the actually available number of subcarriers and the number of interleavers, and then performing interleaving according to the manner listed in the travel.
  • Table 15 The number of times of diversity and the number of interleaving maps:
  • parameters for copying need to be calculated.
  • the parameters that the physical layer can obtain according to the carrier mapping table information are: physical layer payload coding rate, diversity number, PB type used, and parameters obtained through the carrier mapping table.
  • the bits of the second diversity, the data of the second diversity is from the first PadBitsNum ⁇ 2*PadBitsNum-1 bits of the original data, and so on to the Nth diversity
  • the UsedCarrierNum indicates the actual number of carriers used according to the number of interleavers
  • CarrierNumPerGroup indicates The number of subcarriers in each part
  • CarrierNumPerInter indicates the number of subcarriers corresponding to each interleaver
  • BitsInLast OFDM indicates the number of bits of the original data contained in the last OFDM symbol when copying
  • the data to be copied is 6 parts G1 G G6, and needs to be copied 4 times, and the shift parameter when copying is [0, 0, 1, 1], G1 represents all data in the first part, and I1 represents the carrier address generated by the first set of interleavers. If 4 diversity is performed, the number of two interleavers required for each part is 2.
  • the interleaving parameters are the carrier addresses generated by the first and second sets of interleavers, and the results of the first partial data interleaving are G1(I1) and G1(I2), after which all parts of the first diversity are followed.
  • the carrier addresses generated by the first and second sets of interleaving are copied; in the second subset, the interleaving parameters are the interleaved addresses generated by the third and fourth sets of interleavers, and the results of the first partial data interleaving are G1(I3), G1 ( I4), and G1(I3), G1(I4) are shifted according to the shifting parameter at the time of copying, and thereafter all parts of the second diversity are copied according to the carrier address generated by the third and fourth sets of interleaving;
  • the secondary diversity copy mode is similar to the second diversity copy mode until the end of the copy.
  • Step 5 Modulate the frame control data and the payload data separately. Specifically include:
  • step 5a the frame control data and the payload data are separately mapped.
  • the present invention adopts different mapping modes for frame control and payload data.
  • frame control can be mapped by QPSK
  • load data modulation mode can be extended, and methods such as BPSK, QPSK, and 16QAM are supported.
  • the modulation mode is different.
  • the number of bits of the frame control and payload data on each carrier is different. For example, for QPSK, the number of bits per carrier is 2, and for BPSK, the number of bits per carrier is 1.
  • step 5b the mapped frame control data and the payload data are scrambled and modulated onto corresponding subcarriers.
  • the frame control data and the payload data are scrambled after the mapping ends.
  • the scrambling method is to add a twiddle factor to each subcarrier.
  • the PN sequence can be selected.
  • the scrambled phase number is shown in Table 16. The scrambling method is:
  • X a constellation point indicating the payload data after scrambling
  • X(k) represents a constellation point of the payload data before scrambling
  • the scrambled frame control data and payload data are placed on the corresponding subcarriers, and for unused subcarriers, the value is set to zero.
  • Fig. 13 shows a time domain waveform of a frame control symbol obtained after modulation.
  • the horizontal axis represents the time domain points of the frame control signal
  • the vertical axis represents the time domain amplitude of the frame control signal.
  • Figure 14 shows the autocorrelation property of the frame control signal. It can be seen from the figure that the added rotation phase can ensure that the frame control signal has good autocorrelation properties.
  • the power normalization factor is different depending on the modulation method. For example, if QPSK is used, the power normalization factor is If BPSK is used, the power normalization factor is 1.
  • Step 7 Add a cyclic prefix (CP) to the time domain frame control symbol and the time domain payload symbol respectively to generate a complete OFDM frame control symbol and an OFDM payload symbol.
  • CP cyclic prefix
  • the frame control symbol and the payload symbol When adding a cyclic prefix, the frame control symbol and the payload symbol have different cyclic prefix lengths.
  • the CP length of the frame control is 582 data points
  • the CP length of the first and second symbols of the payload is also 582 data points.
  • the CP length is 388 data points
  • the CP length of the OFDM symbol is the sum of the guard interval and the roll-off interval of the OFDM symbol, as shown in FIG.
  • the complete OFDM frame control symbol and OFDM payload symbol can be obtained by adding the CP.
  • Step 8 Generate a frequency domain preamble symbol according to the preamble phase table in the frequency domain, and take the real part after the IFFT and perform power control to generate a time domain preamble signal.
  • the format of the preamble signal is as shown in Fig. 10. It consists of 10.5 A and 2.5 -A. The first 0.5 A is the second half of A, and the last 0.5 -A is the first half of -A.
  • a sequence of sequences B is generated in the frequency domain, which is generated in the following manner:
  • X(k) represents a preamble sequence generated in the frequency domain, and k is a subcarrier symbol
  • the reference phase is the selectable PN sequence; in practice, if the frequency band 0 is used, the phase number corresponding to the carrier number is 100-230, and if the frequency band 1 is used, Then, the phase number corresponding to the carrier number is 80 to 490.
  • Fig. 11 shows a time domain waveform of a preamble obtained after modulation.
  • the horizontal axis represents the number of time points of the preamble signal
  • the vertical axis represents the time domain amplitude of the preamble signal.
  • Figure 12 shows the autocorrelation properties of the preamble. As can be seen from the figure, the preamble has good autocorrelation properties.
  • the N-point IFFT is obtained to obtain the corresponding time domain sequence A.
  • the time domain sequence A is arranged, and the arranged sequence is taken into the real part, and is performed.
  • the power signal can be used to obtain the preamble signal.
  • phase reference table 17 is as follows, and the true phase is the reference phase multiplied by ⁇ /8.
  • Step 9 For the time domain preamble, all OFDM frame control symbols and all OFDM payload symbols are windowed.
  • the window function definition is shown in Table 18.
  • the preamble the frame control and the data in the front roll-off interval plus the rising window, the data in the rear roll-off interval plus the window down.
  • the preamble data the entire preamble is windowed with no overlap at the front and the back overlaps with the front of the first OFDM symbol of the frame control.
  • frame control and payload data each OFDM symbol is windowed, and the frame control and payload data have no overlap except for the back of the last OFDM symbol, and the rest of the OFDM symbols overlap with the front of the next OFDM symbol. .
  • Points Window Window drop 1 0 1 2 0.011764 0.988235 3 0.023529 0.976470 4 0.035294 0.964705 5 0.047058 0.952941 6 0.058823 0.941176 7 0.070588 0.929411 8 0.082352 0.917647 9 0.094117 0.905882 10 0.105882 0.894117 11 0.117647 0.882352 12 0.129411 0.870588 13 0.141176 0.858823 14 0.152941 0.847058 15 0.164705 0.835294 16 0.176470 0.823529 17 0.188235 0.811764 18 0.200000 0.800000 19 0.206741 0.793258
  • Step 10 Generate a physical layer transmit signal of the OFDM into the analog front end.
  • the physical layer transmission signal format of OFDM is shown in FIG. 4 .
  • the transmit signal structure of the physical layer consists of a preamble, frame control, and data payload.
  • the length of the preamble is 13*1024
  • the length of the frame control and the data payload are both 1024
  • the roll-off interval of the preamble is 124
  • the roll-off interval of the frame control is also 124
  • the guard interval of the frame control is 458,
  • the protection interval of data payload 1 and data payload 2 is 458, and the remaining load interval is 264.
  • the frame control signal selects the number of different symbols according to different frequency bands, and in the frequency band 0, that is, in the range of 1.953 to 11.96 MHz, the frame control The number of symbols is four; in the frequency band 1, that is, in the range of 2.441 to 5.615 MHz, the number of frame control symbols is 12.
  • the OFDM-based broadband power line carrier communication physical layer receiving signal processing method of the present invention includes:
  • the Fourier transformed data is demodulated to generate a frame control output and a load output.
  • the demodulating the Fourier transformed data includes:
  • the frame control data and the payload data after Turbo decoding are respectively output.
  • the method further includes: performing descrambling on the payload data after the Turbo decoding.
  • the embodiment of the invention further provides a signal processing device, comprising:
  • a first memory configured to store an executable program
  • the first processor configured to execute by executing the executable program stored in the first memory:
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the frame control data and the payload data that are interleaved by the channel are separately subjected to diversity copy.
  • the first processor is further configured to: when the computer program is executed, perform scrambling on the payload data.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the frame control data is encoded using a first component encoder and a second component encoder, respectively, wherein the input signal of the second component encoder is first subjected to Turbo interleaving.
  • the first processor is further configured to: when the computer program is executed, perform: the Turbo interlace is interleaved in units of two bits, and the interleave length is equal to the number of double bits of the original data block length.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the information bits are arranged in a column manner, and the information bits are scrambled by reading different lines; when the parity bit interleaving is performed, the offset address is obtained. Start reading, and the information bits are sorted out in columns, and the information bits are scrambled by reading different lines.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the input bit data is copied to the frequency domain subcarrier, and the number of times of copying is determined according to requirements, thereby setting the offset difference between the I channel and the Q channel.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the register state in the Turbo coded component encoder is related to the tail bit matrix, which is determined by the physical block size and the generator polynomial of the component encoder.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the data of the link layer includes a carrier mapping table, where the coded bit rate, the modulation mode, the copy mode, and the adopted physical block type information of the physical layer are specified in the carrier mapping table; the physical layer is indexed according to the carrier mapping table.
  • the specified mode is encoded.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the number of diversity is 2, the number of interleavers is 8, and the number of interleavers per part is 4;
  • the number of diversity is 4, the number of interleavers is 8, and the number of interleavers per part is 2;
  • the number of diversity is 7
  • the number of interleavers is 14, and the number of interleavers per part is 2.
  • the number of diversity is 11, the number of interleavers is 11, and the number of interleavers per part is 1.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the load data is divided into a plurality of parts and respectively copied, and each part has one or more interleavers, and the output of the interleaver is used as a mapping address of the subcarriers when each part is copied, and different interleaving is selected for each copy.
  • Device The load data is divided into a plurality of parts and respectively copied, and each part has one or more interleavers, and the output of the interleaver is used as a mapping address of the subcarriers when each part is copied, and different interleaving is selected for each copy.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the modulating the channel-encoded frame control data and payload data onto the subcarriers includes:
  • the mapped frame control data and payload data are scrambled and modulated onto corresponding subcarriers.
  • the processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the real control of the frame control data and the payload data after the inverse Fourier transform is respectively performed for power control.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • phase rotation factor is added to the frame control data and the payload data mapped through the constellation, and the phase rotation reference value is generated by pseudo-random, and the real phase is the reference phase multiplied by ⁇ /4, wherein the scrambling mode is:
  • a constellation point indicating the scrambled payload data k represents a carrier number
  • X(k) represents a constellation point of the payload data before scrambling
  • the processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the reference phase includes a carrier number 1 to a carrier number 511.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the frequency range is 1.953 ⁇ 11.96MHz, the starting number of the carrier is 80, and the cutoff number is 490;
  • the frequency range is 2.441 to 5.615 MHz
  • the starting number of the carrier is 100
  • the cutoff number is 230.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the frame time of the OFDM symbol of the frame control data and the payload data is 1024, the time is 40.96 ⁇ s; the roll-off interval is 124 points, the time is 4.96 ⁇ s; the guard interval of the frame control data is 458 points, and the time is 18.32 ⁇ s;
  • the guard interval between the first symbol and the second symbol of the payload data is 458 points and the time is 18.32 ⁇ s; the guard interval after the third symbol of the payload data is 264 points and the time is 10.8 ⁇ s.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • a preamble sequence is generated according to a preamble phase table in the frequency domain, and is generated by:
  • X(k) represents a preamble sequence generated in the frequency domain
  • k is a subcarrier symbol
  • the first processor is further configured to: when the computer program is executed, perform: the data format of the preamble is 10.5 A and 2.5 -A, wherein the first 0.5 A is the second half of A, and the last 0.5 -A is the first half of -A.
  • the processor is further configured to: when the computer program is executed, perform: the preamble has a time domain point of 1024 and a time of 40.96 ⁇ s.
  • the first processor is further configured to: when the computer program is executed, perform: the number of frame control signals is related to a frequency band used;
  • the number of frame control signals is four;
  • the number of frame control signals is 12.
  • the embodiment of the invention further provides a signal processing device, comprising:
  • a second memory configured to store an executable program
  • a second processor configured to: when running the executable program stored in the second memory:
  • the Fourier transformed data is demodulated to generate a frame control output and a load output.
  • the second processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the frame control data and the payload data after Turbo decoding are respectively output.
  • the second processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the embodiment of the invention further provides a storage medium storing an executable program, when the executable program is executed by the processor, executing:
  • the frame control data and the payload data that are interleaved by the channel are separately subjected to diversity copy.
  • the executable program When executed by the processor, it performs: scrambling the payload data.
  • the executable program When the executable program is executed by the processor, it is executed that the Turbo interlace is interleaved in units of two bits, and the interleave length is equal to the number of double bits of the original data block length.
  • the information bits are arranged in a column manner, and the information bits are scrambled by reading different lines; when the parity bit interleaving is performed, the offset address is obtained. Start reading, and the information bits are sorted out in columns, and the information bits are scrambled by reading different lines.
  • the first processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the input bit data is copied to the frequency domain subcarrier, and the number of times of copying is determined according to requirements, thereby setting the offset difference between the I channel and the Q channel.
  • the register state in the Turbo coded component encoder is related to the tail bit matrix, which is determined by the physical block size and the generator polynomial of the component encoder.
  • the data of the link layer includes a carrier mapping table, and the carrier mapping table defines an object.
  • the coding rate, the modulation mode, the copy mode, and the physical block type information used by the layer; the physical layer is coded according to the mode specified by the carrier mapping table index.
  • the number of diversity is 2, the number of interleavers is 8, and the number of interleavers per part is 4;
  • the number of diversity is 4, the number of interleavers is 8, and the number of interleavers per part is 2;
  • the number of diversity is 7
  • the number of interleavers is 14, and the number of interleavers per part is 2.
  • the number of diversity is 11, the number of interleavers is 11, and the number of interleavers per part is 1.
  • the load data is divided into a plurality of parts and respectively copied, and each part has one or more interleavers, and the output of the interleaver is used as a mapping address of the subcarriers when each part is copied, and different interleaving is selected for each copy.
  • Device The load data is divided into a plurality of parts and respectively copied, and each part has one or more interleavers, and the output of the interleaver is used as a mapping address of the subcarriers when each part is copied, and different interleaving is selected for each copy.
  • the modulating the channel-encoded frame control data and payload data onto the subcarriers includes:
  • the mapped frame control data and payload data are scrambled and modulated onto corresponding subcarriers.
  • the real control of the frame control data and the payload data after the inverse Fourier transform is respectively performed for power control.
  • phase rotation factor is added to the frame control data and the payload data mapped through the constellation, and the phase rotation reference value is generated by pseudo-random, and the real phase is the reference phase multiplied by ⁇ /4, wherein the scrambling The way is:
  • a constellation point indicating the scrambled payload data k represents a carrier number
  • X(k) represents a constellation point of the payload data before scrambling
  • the processor is further configured to execute when the computer program is executed:
  • the reference phase includes a carrier number 1 to a carrier number 511.
  • the frequency range is 1.953 ⁇ 11.96MHz, the starting number of the carrier is 80, and the cutoff number is 490;
  • the frequency range is 2.441 to 5.615 MHz
  • the starting number of the carrier is 100
  • the cutoff number is 230.
  • the frame time of the OFDM symbol of the frame control data and the payload data is 1024, the time is 40.96 ⁇ s; the roll-off interval is 124 points, the time is 4.96 ⁇ s; the guard interval of the frame control data is 458 points, and the time is 18.32 ⁇ s;
  • the guard interval between the first symbol and the second symbol of the payload data is 458 points and the time is 18.32 ⁇ s; the guard interval after the third symbol of the payload data is 264 points and the time is 10.8 ⁇ s.
  • a preamble sequence is generated according to a preamble phase table in the frequency domain, and is generated by:
  • X(k) represents a preamble sequence generated in the frequency domain
  • k is a subcarrier symbol
  • the first processor is further configured to: when the computer program is executed, perform: the data format of the preamble is 10.5 A and 2.5 -A, wherein the first 0.5 A is the second half of A, and the last 0.5 -A is the first half of -A.
  • the processor is further configured to: when the computer program is executed, perform: the preamble has a time domain point of 1024 and a time of 40.96 ⁇ s.
  • the number of frame control signals is related to the frequency band used
  • the number of frame control signals is four;
  • the number of frame control signals is 12.
  • An embodiment of the present invention further provides a storage medium storing an executable program, and when the executable program is executed by the processor, executing:
  • the Fourier transformed data is demodulated to generate a frame control output and a load output.
  • the frame control data and the payload data after Turbo decoding are respectively output.
  • the above information processing apparatus of the present invention can also be stored in a computer readable storage medium if it is implemented in the form of a software function module and sold or used as a stand-alone product.
  • the technical solution of the embodiments of the present invention may be embodied in the form of a software product in essence or in the form of a software product, which is stored in a storage medium and includes a plurality of instructions for making
  • a computer device (which may be a personal computer, server, or network device, etc.) performs all or part of the methods described in various embodiments of the present invention.
  • the foregoing storage medium includes various media that can store program codes, such as a mobile storage device, a RAM, a ROM, a magnetic disk, or an optical disk.
  • the data from the link layer is received, and the data is divided into frame control data and payload data; channel control is performed on the frame control data and the payload data, respectively, and the frame control data after channel coding is performed. And loading the data onto the subcarrier; performing inverse Fourier transform on the modulated frame control data and the payload data, and separately performing power control to generate a time domain frame control symbol and a time domain payload symbol; and the time domain frame
  • the control symbol and the time domain payload symbol are added with a cyclic prefix, and the time domain preamble symbol is added and then windowed to generate a physical layer transmission signal.
  • the method has high frequency band utilization, high transmission rate, strong anti-code interference capability and strong anti-channel fading capability.

Landscapes

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Abstract

本发明公开了一种信号处理方法，包括：接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；对所述时域帧控制符号和时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。本发明还公开了一种信号处理方法、两种信号处理装置及两种存储介质。

Description

一种信号处理方法、装置及存储介质
相关申请的交叉引用
本申请基于申请号为201611128977.7、申请日为2016年12月09日的中国专利申请提出，并要求该中国专利申请的优先权，该中国专利申请的全部内容在此引入本申请作为参考。
技术领域
本发明涉及电力线载波通信技术领域，具体地说，是一种应用于电力线载波通信系统、基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)的PLC(Power Line Communication，宽带电力线载波通信)物理层发射信号的产生方法。
背景技术
电力线载波通信是利用电力布线来传送和接收通信信号的有线通信技术。由于电力线网络分布广泛，并且使用电力线作为通信媒质时，无需通过室内打孔布线来重新构建通信网络，具有成本低廉、连接方便等优点，因此，电力线在智能电网和宽带接入方面的应用，受到越来越多的关注。
电力线通信的性能主要受到电力线通信信道的制约，由于10kV以上的高压电力线信道环境较好，因此以中高压电力线作为信号传输通道的电力线载波电话已经得到了广泛的应用。低压电力网不是为传输高速数据而设计的，低压电力网中的的组件是基于输送电能的损失最小、并可靠地传输低频电流的策略而设计的。因此在低压电力线上进行信号传输时，会面临很多的问题，比如：干扰噪声复杂、线路阻抗小、信号衰减强等。
发明内容
本发明实施例提供一种信号处理方法、装置及存储介质，可使信号在电力线传播时，具有高频带利用率和高传输速率，以及较强的抗码间干扰能力和较强的抗信道衰落能力。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种信号处理方法，包括：
接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；
对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；
对所述时域帧控制符号和时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。
上述方案中，所述对所述帧控制数据和载荷数据进行的信道编码包括：
分别对帧控制数据和载荷数据进行Turbo编码；
分别对经过Turbo编码的帧控制数据和载荷数据进行信道交织；
分别对经过信道交织的帧控制数据和载荷数据进行分集拷贝。
上述方案中，在对所述载荷数据进行Turbo编码前，还包括：对所述载荷数据进行加扰。
上述方案中，对所述帧控制数据进行Turbo编码包括：
对所述帧控制数据分别使用第一分量编码器和第二分量编码器进行编码，其中，所述第二分量编码器的输入信号先经过Turbo交织。
上述方案中，所述Turbo交织按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量。
上述方案中，对经过Turbo编码的帧控制数据进行信道交织时，将所 述帧控制数据的信息位和校验位分开交织；其中，对经过Turbo编码的帧控制数据进行信息位交织时，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱；进行校验位交织时，从偏移量地址开始读取，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱。
上述方案中，在分别对所述帧控制数据的信息位和校验位交织后，再在所述信息位和校验位之间进行交织。
上述方案中，对经过信道交织的帧控制数据进行分集拷贝时，将输入的比特数据拷贝到频域子载波上，并根据需求决定拷贝次数，以此设定I路和Q路的偏置差。上述方案中，对载荷数据进行Turbo编码时，Turbo编码分量编码器中的寄存器状态和咬尾矩阵相关，咬尾矩阵由物理块大小和分量编码器的生成多项式决定。
上述方案中，所述链路层的数据包含有载波映射表，所述载波映射表中规定有物理层的编码码率、调制方式、拷贝方式、采用的物理块类型信息；所述物理层按照载波映射表索引规定的模式进行编码。
上述方案中，对经过信道交织的载荷数据进行分集拷贝时，拷贝次数与拷贝时的交织器个数的关系为：
分集次数为2时，交织器个数为8，每部分的交织器个数为4；
分集次数为4时，交织器个数为8，每部分的交织器个数为2；
分集次数为5时，交织器个数为10，每部分的交织器个数为2；
分集次数为7时，交织器个数为14，每部分的交织器个数为2；
分集次数为11时，交织器个数为11，每部分的交织器个数为1。
上述方案中，将所述载荷数据分成多个部分分别进行拷贝，每个部分有一个或者多个交织器，将交织器输出的结果作为每个部分拷贝时子载波的映射地址，且每次拷贝选取不同的交织器。
上述方案中，所述将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载 波上包括：
将信道编码后的帧控制数据和载荷数据分别进行星座图映射；
对映射后的帧控制数据和载荷数据进行加扰，并调制到对应的子载波上。
上述方案中，对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换后，分别取反傅里叶变换后的帧控制数据和载荷数据的实部进行功率控制。
上述方案中，对经过星座图映射的帧控制数据和载荷数据加入相位旋转因子，相位旋转参考值由伪随机产生，真实的相位为参考相位乘π/4，其中，加扰方式为：
Figure PCTCN2017107880-appb-000001
其中，
Figure PCTCN2017107880-appb-000002
表示加扰后的载荷数据的星座点，k表示载波编号，X(k)表示加扰前的载荷数据的星座点，
Figure PCTCN2017107880-appb-000003
表示随机产生的旋转因子，为一组PN序列。
上述方案中，所述参考相位包含1号载波到511号载波。
上述方案中，若采用0号频段，则其频段范围为1.953～11.96MHz，载波的起始编号为80，截止编号为490；若采用1号频段，则其频段范围为2.441～5.615MHz，载波的起始编号为100，截止编号为230。
上述方案中，对帧控制数据及载荷数据添加循环前缀，生成OFDM符号，其中帧控制数据及载荷数据的OFDM符号时域点数为1024，时间为40.96μs；滚降间隔为124点，时间为4.96μs；帧控制数据的保护间隔为458点，时间为18.32μs；载荷数据第一个符号和第二个符号的保护间隔为458点，时间为18.32μs；载荷数据第三个符号之后的保护间隔为264点，时间为10.8μs。
上述方案中，所述时域前导符号由以下方法生成：
在频域根据前导相位表产生频域前导符号；
对所述频域前导符号进行反傅里叶变换并取实部进行功率控制，生成所述时域前导符号。
上述方案中，在频域根据前导相位表产生前导序列，其产生方法为：
Figure PCTCN2017107880-appb-000004
其中，X(k)表示在频域产生的前导序列，k为子载波符号，
Figure PCTCN2017107880-appb-000005
表示随机产生的参考相位，其对应的相位编号为一组PN序列。
上述方案中，所述前导的数据格式为10.5个A和2.5个-A，其中，开始的0.5个A是A的后半部分，最后的0.5个-A是-A的前半部分。
上述方案中，所述前导的时域点数为1024，时间为40.96μs。
上述方案中，帧控制信号的个数和采用的频段相关，其中若采用0号频段，则帧控制信号的个数为4个；若采用1号频段，则帧控制信号的个数为12个。
本发明还公开了一种信号处理方法，包括：
从模拟前端接收数据信号后，对所述数据信号进行增益处理；
对经增益处理后的数据信号进行时钟/帧同步；
对时钟/帧同步后的数据进行傅里叶变换；
将傅里叶变换后的数据进行解调，生成帧控制输出和载荷输出。
上述方案中，所述将傅里叶变换后的数据进行解调包括：
将所述傅里叶变换后的数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行分集合并；
分别对分集合并后的帧控制数据和载荷数据进行信道解交织；
分别对信道解交织后的帧控制数据和载荷数据进行Turbo解码；
分别输出Turbo解码后的帧控制数据和载荷数据。
上述方案中，对所述载荷数据进行Turbo解码后，还包括：对所述Turbo解码后的载荷数据去扰。
本发明实施例还提供一种信号处理装置，包括：
第一存储器，配置为存储可执行程序；
第一处理器，配置为通过执行所述第一存储器中存储的可执行程序时，实现：
接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；
对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；
对所述时域帧控制符号和所述时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。
本发明实施例还提供一种信号处理装置，包括：
第二存储器，配置为存储可执行程序；
第二处理器，配置为通过执行所述第二存储器中存储的可执行程序时，实现：
从模拟前端接收数据信号后，对所述数据信号进行增益处理；
对经增益处理后的数据信号进行时钟/帧同步；
对时钟/帧同步后的数据进行傅里叶变换；
将傅里叶变换后的数据进行解调，生成帧控制输出和载荷输出。
本发明实施例还提供一种存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器运行时，执行：
接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；
对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行 功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；
对所述时域帧控制符号和所述时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。
本发明实施例还提供一种存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器运行时，执行：
从模拟前端接收数据信号后，对所述数据信号进行增益处理；
对经增益处理后的数据信号进行时钟/帧同步；
对时钟/帧同步后的数据进行傅里叶变换；
将傅里叶变换后的数据进行解调，生成帧控制输出和载荷输出。
本发明的信号处理方法，具有较高的频带利用率，较高的传输速率，较强的抗码间干扰能力和较强的抗信道衰落能力。本发明采用了Turbo编码，信道交织等方法，具有较强的纠错能力和较强的抗信道衰落能力，分集拷贝通过传输相同数据的不同备份，提高了系统的分集增益，提升了系统的鲁棒性。星座图映射时加入伪随机相位旋转因子，使得OFDM符号的相位随机化，因此降低了OFDM符号的峰均比，可提升系统的功放效率。
附图说明
图1是本发明的物理层发射信号产生流程框图；
图2是与本发明帧信号对应的一种接收解调示范性实施例；
图3是本发发明中的物理层服务模型；
图4是本发明中帧数据的结构图；
图5是本发明中帧控制数据前向纠错码流程图；
图6是本发明中载荷数据前向纠错码流程图；
图7是本发明中Turbo编码器的结构图；
图8是本发明中Turbo分量编码器的结构图；
图9是本发明中加扰的流程图；
图10是本发明中前导数据的格式示意图；
图11是本发明中利用前导相位表生成的前导序列的时域图形；
图12是本发明中利用前导相位表生成的前导序列的自相关特性；
图13是本发明中利用帧控制及载荷相位表生成的帧控制序列的时域图形；
图14是本发明中利用帧控制及载荷相位表生成的帧控制序列的自相关特性；
图15是本发明中分集拷贝时的参数定义图形；
图16是本发明中分集拷贝时的一个实施例；
图17是本发明中OFDM符号的时序。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
OFDM是把一组高速传输的串行数据流转化为低速并行的数据流，再将这些并行数据调制在相互正交的子载波上，实现并行数据传输。OFDM技术具有较强的抗码间干扰能力，较强的抗衰落能力、较强的抗突发噪声能力，较高的频谱利用率等优点。针对电力线信道特点，可在电力线通信中利用OFDM技术对抗电力线信道的衰减以及引入的各种噪声和干扰，以满足智能电网在可靠性、安全性、及时性等方面的要求。
本发明主要提供了一种基于OFDM的宽带电力线载波通信的物理层发射信号产生方法。
本发明所使用的通信频段如表1所示：
表1通信频段：
Figure PCTCN2017107880-appb-000006
其中，频段0和频段1是目前使用的频段，频段2～4为保留频段。
本发明采用的OFDM符号，时域上基于25MHz的时钟采样，其时域点数如表2所示。
表2 OFDM符号特性：
Figure PCTCN2017107880-appb-000007
本发明物理层的发射信号结构由前导，帧控制和载荷组成，其中，前 导由13个OFDM符号组成，前导的数据格式如图10所示，由10.5个A和2.5个-A组成，开始的0.5个A是A的后半部分，最后的0.5个-A是-A的前半部分，A表示一个OFDM符号。帧控制信号所用的符号个数如表3所示，在频段0采用4个帧控制符号，在频段1采用12个帧控制符号。
表3帧控制个数：
Figure PCTCN2017107880-appb-000008
如图1所示，本发明的基于OFDM的宽带电力线载波通信物理层信号处理方法具体实施步骤如下：
步骤1、物理层接收来自数据链路层的输入，具体是来自介质访问控制(MAC)子层的输入。
步骤2、物理层将来自MAC层的数据分为帧控制数据和载荷数据，分开处理帧控制和载荷数据的编码。
步骤3、对帧控制数据进行编码。
图5是表示帧控制前向纠错码流程图，由图可以看出，帧控制的编码流程为：先进行Turbo编码，接着进行信道交织，最后进行分集拷贝。具体包括：
步骤3a)对帧控制数据进行Turbo编码。
帧控制的Turbo编码块长度为PB16，码率为1/2，最终Turbo输出为256比特，其中，前128比特是信息码，后128比特是校验码。图7是一个Turbo编码器结构图，Turbo编码器由Turbo交织器和两个相同的分量编码器组成。Turbo编码器的工作流程为：每输入一对信息比特[u0,u1]，输出系统将此对信息比特输出，同时第一个分量编码器根据输入的比特对[u0,u1] 输出一个校验比特p0；输入的两个信息比特[u0,u1]经过Turbo交织器，输入分量编码器二，输出一个校验比特q0。经过Turbo编码后输入的[u0,u1]编码为[u0,u1,p0,q0]。Turbo交织器用于将原始数据交织后作为第二个分量编码器的输入。Turbo交织按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量。其中，所述双比特指两个比特，交织时，将两个比特作为一个单位进行交织。由于交织以双比特为单位，故交织长度等于双比特的数列，比如数据比特数目为128，以2比特为单位，则交织长度为64。
图8为分量编码器的示范性实施例，实施例中采用二进制编码，有三个状态寄存器，其生成多项式可表示为G＝[15 13 11]，对应的二进制多项式为[1111,1101,1011]。
步骤3b)，对经过Turbo编码的帧控制数据进行信道交织。
Turbo编码产生的数据信息位与校验位和编码前的顺序相同，且信息位在前，校验位在后，若K代表信息比特的数量，N-K代表校验比特的数量，K个信息比特会分成4个子块，每个子块的大小为K/4比特，N-K个校验比特分成4个子块，每个子块的大小为(N-K)/4比特。
对信息码进行交织时，将Turbo编码输出的信息码写入矩阵存储空间中，编码器顺序输出信息比特的第一块(K/4比特)到区块1中，第二块(K/4比特)到区块2中，第三块(K/4比特)到区块3中，第四块(K/4比特)到区块4中，等价于把信息比特存入一个K/4行4列的矩阵，第1列代表区块1，第2列代表区块2，第3列代表区块3，第4列代表区块4。进行交织时每行的4个比特同时读出。从矩阵读出数据时，首先从第0行开始，之后每次读取首行地址增加一个交织步长StepSize，这样第一轮行地址读出顺序为(0，StepSize，2*StepSize，…)，当读取[K/4]/StepSize行后，就读到矩阵尾部，然后下一轮读取行首地址加1，之后每次读取行地址增加交织 步长StepSize，读取[K/4]/StepSize行后再次到达尾部，第二轮读取行地址顺序为(1，1+StepSize，1+2*StepSize，…)，然后第三轮行地址再加1为2，依次类推，经过StepSize轮之后全部行读取完毕。
对校验码进行交织时，将校验码存入矩阵存储空间的方式同信息码方式相同，于1/2码率，校验比特的读法与信息比特的读法类似，不同在于校验比特第一次读从交织偏移值offset定义的行开始，交织步长为StepSize，本实施例定义T＝(N-K)/4，第一轮读出的行的顺序为(offset，(offset+StepSize)mod T，(offset+2*StepSize)mod T，…)，然后第二轮首行加1，再重复StepSize-1轮，最后经过StepSize轮，每轮读出T/StepSize行数据，共计读取T行数据。对于16/18码率，每轮读完不初始化行指针，而是从开始持续读取(offset，(offset+StepSize)mod T，(offset+2*StepSize)mod T，…)，一直到T行读取完毕。
信息位和校验位交织后要在信息位和校验位之间继续进行交织，根据码率的不同设置不同的交织方式，例如码率为1/2时，输出的前4比特为信息码，接着4比特为校验码，以此类推。交织之后以4比特为单位进行位移，每两个4比特调整一次顺序。
步骤3c)，对经过信道交织的帧控制数据进行分集拷贝。
分集拷贝是将输入的原始比特数据拷贝到不同的频域子载波上，便于下一步进行星座点映射。例如，帧控制输入的比特数为256，则拷贝时I路和Q路地址的偏置量差设为128，若采用四个帧控制OFDM符号，第一个帧控制符号I路的偏置量为0，Q路偏置量为128，第二个帧控制符号I路的偏置量为192，Q路的偏置量为64，第三个帧控制符号I路的偏置量为160，Q路的偏置量为32，第四个帧控制符号I路的偏置量为96，Q路的偏置量为224。偏置量的含义为：在第一个帧控制符号拷贝时，其第a个载波上拷贝的数据为第((a+偏置量)mod256)。
本发明在频段0，帧控制的可用子载波数目为411，子载波编号为80到490，采用QPSK调制方式，有4个帧控制符号，其I路和Q路的偏置量如表4所示。在频段1，真控制的可用子载波数目为131，子载波编号为100到230，采用QPSK调制方式，有12个帧控制符号，其I路和Q路的偏置量如表5所示。
表4频段0帧控制I路和Q路的偏置量：
符号 1 2 3 4
I路 0 192 160 96
Q路 128 64 32 224
表5频段1帧控制I路和Q路的偏置量：
Figure PCTCN2017107880-appb-000009
步骤4、对载荷数据进行编码。
帧控制的Turbo编码仅支持PB16,1/2码率，载荷的Turbo编码支持PB72、PB136、PB256等模式，支持1/2和16/18两种码率。但是在进行Turbo编码时，除了编码时的参数不一样之外，其编码的方法和流程同帧控制是一样的。
图6是载荷前向纠错码流程图，由图可以看出，载荷的编码流程为：先进行加扰，再进行Turbo编码，接着进行信道交织，最后进行分集拷贝。具体包括：
步骤4a)，对载荷数据进行加扰。
加扰方式为数据流和一个重复伪随机噪声序列进行“异或”运算。伪随机 噪声序列的扰码多项式由本原多项式产生，例如，扰码多项式可以为：
s(x)＝x10+x3+1
上式表示每输入一个数据，扰码多项式左移一位，并将它的第3位和第10位做异或运算，输出的结果与输入数据再做异或运算，即可得到输出数据，其流程图如图9所示。
步骤4b)，对经过加扰的载荷数据进行Turbo编码。
对载荷数据进行Turbo编码时，其编码方式和帧控制的编码方式类似，仍然是每输入一对信息比特[u0,u1]，输出系统将此对信息比特输出，同时第一个分量编码器根据输入的比特对[u0,u1]输出一个校验比特p0；输入的两个信息比特[u0,u1]经过Turbo交织器，输入分量编码器二，输出一个校验比特q0。经过Turbo编码后输入的[u0,u1]编码为[u0,u1,p0,q0]。
载荷数据的分量编码器同帧控制的分量编码器相同，仍然可采用[15,13,11]的多项式，其中分量编码器的状态寄存器计算方法如下：首先设置初始状态为S0＝[S01,S02,S03]＝[0,0,0]；再将信息码输入，直至最后一位，对于分量编码器1，信息码直接输入，得到状态寄存器的末状态，对于分量编码器2，信息码输入后经过Turbo交织器，得到状态寄存器的末状态，寄存器末状态用SN＝[SN1,SN2,SN3]表示；最后根据PB块的大小决定状态寄存器的咬尾矩阵，若PB大小为264，则咬尾矩阵为
Figure PCTCN2017107880-appb-000010
将
Figure PCTCN2017107880-appb-000011
作为分量编码器的初始状态。
载荷数据的Turbo交织支持PB72、PB136、PB264、PB520等模式，其中，PB72、PB136、PB264支持1/2码率，PB520支持1/2和16/18两种码率。Turbo交织按照双比特为单位进行，交织器长度等于原始数据块长度的双比特数量，不同的PB块对应不同的交织长度，如表6所示。
表6 Turbo交织参数表：
物理块(字节数) N M L
16 8 8 64
72 18 16 288
136 34 16 544
264 33 32 1056
520 40 52 2080
Turbo交织的地址映射定义为：
I(x)＝[S(x mod N)-(x div N)*N+L]mod L,x＝0,1,…,L
其中，I(x)表示Turbo交织的地址映射，S()表示查找表，mod表示取模运算，div表示整除运算，N表示交织块的长度，L表示双比特的交织长度。其中PB16，PB72，PB136，PB264，PB520的S的查找表分别如表7、8、9、10、11所示。
表7 PB16的S查找表：
x 0 1 2 3 4 5 6 7
S(x) 53 20 9 32 62 39 51 18
表8 PB72的S查找表：
x 0 1 2 3 4 5 6 7
S(x) 1 200 255 166 221 132 187 98
x 8 9 10 11 12 13 14 15
S(x) 153 64 119 30 85 284 51 250
x 16 17            
S(x) 17 216            
表9 PB136的S查找表：
x 0 1 2 3 4 5 6 7
S(x) 383 68 262 180 484 363 302 152
x 8 9 10 11 12 13 14 15
S(x) 405 529 97 11 333 509 40 198
x 16 17 18 19 20 21 22 23
S(x) 236 454 428 124 273 493 73 389
x 24 25 26 27 28 29 30 31
S(x) 162 293 2 211 467 252 411 183
x 32 33            
S(x) 310 86            
表10 PB264的S查找表：
x 0 1 2 3 4 5 6 7
S(x) 309 175 737 667 1024 224 622 962
x 8 9 10 11 12 13 14 15
S(x) 527 845 926 1052 366 54 249 784
x 16 17 18 19 20 21 22 23
S(x) 108 551 410 479 823 866 442 654
x 24 25 26 27 28 29 30 31
S(x) 321 33 85 610 730 765 1038 352
x 32              
S(x) 954              
表11 PB520的S查找表
x 0 1 2 3 4 5 6 7
S(x) 1183 32 425 1434 165 331 1574 1039
x 8 9 10 11 12 13 14 15
S(x) 1084 1332 1513 536 213 1908 761 1231
x 16 17 18 19 20 21 22 23
S(x) 1659 476 1842 809 2007 895 1717 1950
x 24 25 26 27 28 29 30 31
S(x) 101 937 618 1606 704 1786 570 843
x 32 33 34 35 36 37 38 39
S(x) 349 2038 1102 1260 235 40 648 1347
步骤4c)，对经过Turbo编码的载荷数据进行信道交织。
载荷数据的信道交织方式同帧控制的信道交织方式类似，不同之处在于，帧控制的信道交织支持的数据块模式为PB16，码率为1/2，载荷数据的信道交织支持B72、PB136、PB264、PB520等数据块模式，其中，PB72、PB136、PB264支持1/2码率，PB520支持1/2和16/18两种码率，信道交织时校验位的偏移量根据PB模式的不同有不同的选择，信道交织可以选取表12参数，其中，PB16为帧控制的信道交织模式。
表12信道交织参数：
Figure PCTCN2017107880-appb-000012
步骤4d)，对经过信道交织的载荷数据进行分集拷贝。
由于帧控制仅支持PB16,1/2,码率，故帧控制的比特数目确定，符号数目也是约定好的，其偏移量也是约定好的，所以帧控制的分集拷贝其对应的拷贝位置也是确定的。
载荷的分集拷贝需要根据数据块的大小，编码速率，拷贝次数等参数确定拷贝时需要的符号数目，拷贝时的偏移量等，根据已知的参数和计算得到的参数确定拷贝方法。
分集拷贝用于将原始信号进行分集和映射，当分集次数为1时，可忽略此环节。物理层按照图3服务模型接收MAC子层信息，MAC子层信息中包含载波映射表，载波映射表规定了物理层的编码码率，调制方式，分集拷贝次数，采用的PB类型等信息，物理层按照载波映射表规定的模式进行分集拷贝。本发明支持的分集拷贝基本模式如表13所示，支持的分集拷贝扩展模式如表14所示。
表13分集拷贝基本模式：
Figure PCTCN2017107880-appb-000013
Figure PCTCN2017107880-appb-000014
表14分集拷贝扩展模式：
Figure PCTCN2017107880-appb-000015
本发明在进行分集拷贝时根据拷贝次数规定了拷贝时的交织器个数和交织器的交织方法。其中，交织器个数如表15所示，交织方法为：根据实际可用的子载波个数和交织器个数确定交织长度，然后按照行进列出的方式进行交织。
表15分集次数与交织个数映射表：
Figure PCTCN2017107880-appb-000016
在进行分集拷贝时，首先需要计算拷贝时的参数，物理层根据载波映射表信息可以获得的参数有：物理层载荷编码速率，分集次数，采用的PB类型，通过载波映射表中获得的参数可以计算得到分集拷贝时需要的参数，如图15所示，其中，PadBitsNum表示拷贝时需要填充的比特数目，假设有N个分集拷贝，第1个分集的数据来自原始数据的第0～PadBitsNum-1个比特，第2个分集的数据来自原始数据的第PadBitsNum～2*PadBitsNum-1个比特，依次类推至第N个分集，UsedCarrierNum表示根据交织器个数确定的实际使用载波数目，CarrierNumPerGroup表示在每个部分内的子载波数目，CarrierNumPerInter表示每个交织器对应的子载波数目，BitsInLastOFDM表示拷贝时最后一个OFDM符号包含的原始数据的比特数目，
下面结合实施例介绍分集拷贝方法，如图16所示，实施例中，需拷贝的数据为6个部分G1～G6，需拷贝4次，拷贝时的移位参数为[0,0,1,1],G1表示第1个部分中的所有数据，I1表示中的第一组交织器生成的载波地址。若进行4次分集，每个部分需要两个交织器个数为2。在第一次分集中，交织参数为第1,2组交织器生成的载波地址，第一部分数据交织后的结果为G1(I1)、G1(I2)，此后第一次分集的所有部分均按照第1,2组交织生成的载波地址进行拷贝；在第二次分集中，交织参数为第3,4组交织器生成的交织地址，第一部分数据交织后的结果为G1(I3)、G1(I4)，并且G1(I3)、G1(I4)按照拷贝时的移位参数进行移位，此后第二次分集的所有部分均按照第3,4组交织生成的载波地址进行拷贝；之后的每次分集拷贝方式均和第二次分集拷贝方式类似，直至拷贝结束。
步骤5、将帧控制数据和载荷数据，分别进行调制。具体包括：
步骤5a)，将帧控制数据和载荷数据分别进行映射。
本发明对于帧控制和载荷数据采用了不同的映射方式，例如，帧控制可采用QPSK进行映射，载荷数据调制方式可扩展，支持BPSK、QPSK、16QAM等方式。调制方式不同，帧控制和载荷数据在每个载波上的比特数目不同，例如，对于QPSK，每载波承载比特数为2，对于BPSK，每载波承载的比特数为1。
步骤5b)，对映射后的帧控制数据和载荷数据进行加扰，且调制到对应的子载波上。
映射结束后要对帧控制数据和载荷数据进行加扰，加扰方式为在每个子载波上加入旋转因子，在一优选实施例中，可选取PN序列。加扰的相位编号如表16所示，加扰方法为：
Figure PCTCN2017107880-appb-000017
其中，X
Figure PCTCN2017107880-appb-000018
表示加扰后的载荷数据的星座点，X(k)表示加扰前的载荷数据的星座点，
Figure PCTCN2017107880-appb-000019
表示随机产生的旋转因子，对应表8中的相位编号，实际中若采用频段0，则取对应载波编号为100～230的相位编号，若采用频段1，则取对应载波编号为80～490的相位编号。
将加扰后的帧控制数据和载荷数据放置到对应的子载波上，对于不使用的子载波，将其值设置为0。
调制结束后得到一个个帧控制符号和一个个载荷符号。
图13表示调制后得到的一个帧控制符号的时域波形，图中，横轴表示帧控制信号的时域点数，纵轴表示帧控制信号的时域幅值。图14表示帧控制信号的自相关特性，由图可以看出，此时加入的旋转相位可以保证帧控制信号具有很好的自相关特性。
表16帧控制和载荷数据映射相位表：
Figure PCTCN2017107880-appb-000020
Figure PCTCN2017107880-appb-000021
Figure PCTCN2017107880-appb-000022
Figure PCTCN2017107880-appb-000023
Figure PCTCN2017107880-appb-000024
步骤6、将经过调制得到的一个个帧控制符号和一个个载荷符号，分别进行反傅里叶变换(IFFT)，并分别取实部进行功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号。
在进行功率控制时，根据调制方式不同，功率归一化因子不同，例如，若采用QPSK，则功率归一化因子为
Figure PCTCN2017107880-appb-000025
若采用BPSK，则功率归一化因 子为1。
步骤7、将时域帧控制符号和时域载荷符号，分别添加循环前缀(CP)，生成一个个完整的OFDM帧控制符号和OFDM载荷符号。
添加循环前缀时，帧控制符号和载荷符号有不同的循环前缀长度，帧控制的CP长度为582个数据点，载荷的第1,2个符号的CP长度也为582个数据点，其他载荷的CP长度为388个数据点，OFDM符号的CP长度即为OFDM符号的保护间隔和滚降间隔的和，如图17所示。添加CP时，将符号末尾的CP长度个数据符号，拷贝到符号的前端。
添加完CP即可得到完整的OFDM帧控制符号和OFDM载荷符号。
步骤8、在频域根据前导相位表产生频域前导符号，经IFFT后取实部并进行功率控制，生成时域前导信号。
前导信号的格式如图10所示，由10.5个A和2.5个-A组成，开始的0.5个A是A的后半部分，最后的0.5个-A是-A的前半部分。
在频域产生一串序列B，其产生方式为：
Figure PCTCN2017107880-appb-000026
其中，X(k)表示在频域产生的前导序列，k为子载波符号，
Figure PCTCN2017107880-appb-000027
表示随机产生的参考相位，对应表9中的相位编号，参考相位为可选取的PN序列；实际中，若采用频段0，则取对应载波编号为100～230的相位编号，若采用频段1，则取对应载波编号为80～490的相位编号。
图11表示调制后得到的一个前导符号的时域波形，图中，横轴表示前导信号时域点数，纵轴表示前导信号时域幅值。图12表示前导信号的自相关特性，由图可以看出，前导信号具有很好的自相关特性。
在频域产生复数序列B后，进行N点IFFT得到对应的时域序列A，按照图10中的前导格式，将时域序列A进行排布，将排布后的序列取实部，并进行功率控制即可得到前导信号。
其相位参考表17如下，真实相位为参考相位乘π/8。
表17前导相位表：
Figure PCTCN2017107880-appb-000028
Figure PCTCN2017107880-appb-000029
Figure PCTCN2017107880-appb-000030
Figure PCTCN2017107880-appb-000031
Figure PCTCN2017107880-appb-000032
步骤9、对时域前导信号，所有的OFDM帧控制符号和所有的OFDM载荷符号进行加窗处理。
窗函数定义如表18所示。对于前导，帧控制及载荷前部滚降间隔内的数据加上升窗，后部滚降间隔内的数据加上降窗。对于前导数据，是对整个前导进行加窗，其前部无重叠，后部与帧控制的第一个OFDM符号前部有重叠。对于帧控制和载荷数据是对每个OFDM符号进行加窗，帧控制和载荷数据除了最后一个OFDM符号后部无重叠之外，其余的OFDM符号后部都会和下一个OFDM符号的前部有重叠。
表18窗函数定义：
点数 升窗 降窗
1 0 1
2 0.011764 0.988235
3 0.023529 0.976470
4 0.035294 0.964705
5 0.047058 0.952941
6 0.058823 0.941176
7 0.070588 0.929411
8 0.082352 0.917647
9 0.094117 0.905882
10 0.105882 0.894117
11 0.117647 0.882352
12 0.129411 0.870588
13 0.141176 0.858823
14 0.152941 0.847058
15 0.164705 0.835294
16 0.176470 0.823529
17 0.188235 0.811764
18 0.200000 0.800000
19 0.206741 0.793258
20 0.213483 0.786516
21 0.220224 0.779775
22 0.226966 0.773033
23 0.233707 0.766292
24 0.240449 0.759550
25 0.247191 0.752808
26 0.253932 0.746067
27 0.260674 0.739325
28 0.267415 0.732584
29 0.274157 0.725842
30 0.280898 0.719101
31 0.287640 0.712359
32 0.294382 0.705617
33 0.301123 0.698876
34 0.307865 0.692134
35 0.314606 0.685393
36 0.321348 0.678651
37 0.328089 0.671910
38 0.334831 0.665168
39 0.341573 0.658426
40 0.348314 0.651685
41 0.355056 0.644943
42 0.361797 0.638202
43 0.368539 0.631460
44 0.375280 0.624719
45 0.382022 0.617977
46 0.388764 0.611235
47 0.395505 0.604494
48 0.402247 0.597752
49 0.408988 0.591011
50 0.415730 0.584269
51 0.422471 0.577528
52 0.429213 0.570786
53 0.435955 0.564044
54 0.442696 0.557303
55 0.449438 0.550561
56 0.456179 0.543820
57 0.462921 0.537078
58 0.469662 0.530337
59 0.476404 0.523595
60 0.483146 0.516853
61 0.489887 0.510112
62 0.496629 0.503370
63 0.503370 0.496629
64 0.510112 0.489887
65 0.516853 0.483146
66 0.523595 0.476404
67 0.530337 0.469662
68 0.537078 0.462921
69 0.543820 0.456179
70 0.550561 0.449438
71 0.557303 0.442696
72 0.564044 0.435955
73 0.570786 0.429213
74 0.577528 0.422471
75 0.584269 0.415730
76 0.591011 0.408988
77 0.597752 0.402247
78 0.604494 0.395505
79 0.611235 0.388764
80 0.617977 0.382022
81 0.624719 0.375280
82 0.631460 0.368539
83 0.638202 0.361797
84 0.644943 0.355056
85 0.651685 0.348314
86 0.658426 0.341573
87 0.665168 0.334831
88 0.671910 0.328089
89 0.678651 0.321348
90 0.685393 0.314606
91 0.692134 0.307865
92 0.698876 0.301123
93 0.705617 0.294382
94 0.712359 0.287640
95 0.719101 0.280898
96 0.725842 0.274157
97 0.732584 0.267415
98 0.739325 0.260674
99 0.746067 0.253932
100 0.752808 0.247191
101 0.759550 0.240449
102 0.766292 0.233707
103 0.773033 0.226966
104 0.779775 0.220224
105 0.786516 0.213483
106 0.793258 0.206741
107 0.800000 0.200000
108 0.811764 0.188235
109 0.823529 0.176470
110 0.835294 0.164705
111 0.847058 0.152941
112 0.858823 0.141176
113 0.870588 0.129411
114 0.882352 0.117647
115 0.894117 0.105882
116 0.905882 0.094117
117 0.917647 0.082352
118 0.929411 0.070588
119 0.941176 0.058823
120 0.952941 0.047058
121 0.964705 0.035294
122 0.976470 0.023529
123 0.988235 0.011764
124 1 0
步骤10、生成OFDM的物理层发射信号进入模拟前端。
其中OFDM的物理层发射信号格式如图4所示。物理层的发射信号结构由前导，帧控制和数据载荷组成。如图4中所示，前导的长度为13*1024，帧控制和数据载荷的长度都为1024，前导的滚降间隔为124，帧控制的滚降间隔同样为124，帧控制的保护间隔为458，数据载荷1和数据载荷2的保护间隔为458，其余的载荷间隔为264。其中，帧控制信号根据不同频段选择有不同符号的个数，在频段0，也即在1.953～11.96MHz范围内，帧控 制符号个数为4个；在频段1，也即在2.441～5.615MHz范围内，帧控制符号个数为12个。
相应地，如图2所示，本发明的基于OFDM的宽带电力线载波通信物理层接收信号的处理方法，包括：
从模拟前端接收数据信号后，对所述数据信号进行增益处理；
对经增益处理后的数据信号进行时钟/帧同步；
对时钟/帧同步后的数据进行傅里叶变换；
将傅里叶变换后的数据进行解调，生成帧控制输出和载荷输出。
其中，所述将傅里叶变换后的数据进行解调包括：
将所述傅里叶变换后的数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行分集合并；
分别对分集合并后的帧控制数据和载荷数据进行信道解交织；
分别对信道解交织后的帧控制数据和载荷数据进行Turbo解码；
分别输出Turbo解码后的帧控制数据和载荷数据。
其中，对所述载荷数据进行Turbo解码后，还包括：对所述Turbo解码后的载荷数据去扰。
本发明实施例还提供一种信号处理装置，包括：
第一存储器，配置为存储可执行程序；
第一处理器，配置为通过运行所述第一存储器中存储的可执行程序时，执行：
接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；
对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；
对所述时域帧控制符号和所述时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
分别对帧控制数据和载荷数据进行Turbo编码；
分别对经过Turbo编码的帧控制数据和载荷数据进行信道交织；
分别对经过信道交织的帧控制数据和载荷数据进行分集拷贝。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：对所述载荷数据进行加扰。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
对所述帧控制数据分别使用第一分量编码器和第二分量编码器进行编码，其中，所述第二分量编码器的输入信号先经过Turbo交织。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：所述Turbo交织按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
对经过Turbo编码的帧控制数据进行信道交织时，将所述帧控制数据的信息位和校验位分开交织；
其中，对经过Turbo编码的帧控制数据进行信息位交织时，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱；进行校验位交织时，从偏移量地址开始读取，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
在分别对所述帧控制数据的信息位和校验位交织后，再在所述信息位和校验位之间进行交织。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
对经过信道交织的帧控制数据进行分集拷贝时，将输入的比特数据拷贝到频域子载波上，并根据需求决定拷贝次数，以此设定I路和Q路的偏置差。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
对载荷数据进行Turbo编码时，Turbo编码分量编码器中的寄存器状态和咬尾矩阵相关，咬尾矩阵由物理块大小和分量编码器的生成多项式决定。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
所述链路层的数据包含有载波映射表，所述载波映射表中规定有物理层的编码码率、调制方式、拷贝方式、采用的物理块类型信息；所述物理层按照载波映射表索引规定的模式进行编码。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
对经过信道交织的载荷数据进行分集拷贝时，拷贝次数与拷贝时的交织器个数的关系为：
分集次数为2时，交织器个数为8，每部分的交织器个数为4；
分集次数为4时，交织器个数为8，每部分的交织器个数为2；
分集次数为5时，交织器个数为10，每部分的交织器个数为2；
分集次数为7时，交织器个数为14，每部分的交织器个数为2；
分集次数为11时，交织器个数为11，每部分的交织器个数为1。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
将所述载荷数据分成多个部分分别进行拷贝，每个部分有一个或者多个交织器，将交织器输出的结果作为每个部分拷贝时子载波的映射地址，且每次拷贝选取不同的交织器。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
所述将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上包括：
将信道编码后的帧控制数据和载荷数据分别进行星座图映射；
对映射后的帧控制数据和载荷数据进行加扰，并调制到对应的子载波上。
所述处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换后，分别取反傅里叶变换后的帧控制数据和载荷数据的实部进行功率控制。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
对经过星座图映射的帧控制数据和载荷数据加入相位旋转因子，相位旋转参考值由伪随机产生，真实的相位为参考相位乘π/4，其中，加扰方式为：
Figure PCTCN2017107880-appb-000033
其中，
Figure PCTCN2017107880-appb-000034
表示加扰后的载荷数据的星座点，k表示载波编号，X(k)表示加扰前的载荷数据的星座点，
Figure PCTCN2017107880-appb-000035
表示随机产生的旋转因子。
所述处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
所述参考相位包含1号载波到511号载波。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
若采用0号频段，则其频段范围为1.953～11.96MHz，载波的起始编号为80，截止编号为490；
若采用1号频段，则其频段范围为2.441～5.615MHz，载波的起始编号为100，截止编号为230。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
对帧控制数据及载荷数据添加循环前缀，生成OFDM符号；
其中帧控制数据及载荷数据的OFDM符号时域点数为1024，时间为40.96μs；滚降间隔为124点，时间为4.96μs；帧控制数据的保护间隔为458点，时间为18.32μs；
载荷数据第一个符号和第二个符号的保护间隔为458点，时间为18.32μs；载荷数据第三个符号之后的保护间隔为264点，时间为10.8μs。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
所述时域前导符号由以下方法生成：
在频域根据前导相位表产生频域前导符号；
对所述频域前导符号进行反傅里叶变换并取实部进行功率控制，生成所述时域前导符号。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
在频域根据前导相位表产生前导序列，其产生方法为：
Figure PCTCN2017107880-appb-000036
其中，X(k)表示在频域产生的前导序列，k为子载波符号，
Figure PCTCN2017107880-appb-000037
表示随机产生的参考相位。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：所述前导的数据格式为10.5个A和2.5个-A，其中，开始的0.5个A是A的后半部分，最后的0.5个-A是-A的前半部分。
所述处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：所述前导的时域点数为1024，时间为40.96μs。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：帧控制信号的个数和采用的频段相关；
若采用0号频段，则帧控制信号的个数为4个；
若采用1号频段，则帧控制信号的个数为12个。
本发明实施例还提供一种信号处理装置，包括：
第二存储器，配置为存储可执行程序；
第二处理器，配置为通过运行所述第二存储器中存储的可执行程序时，执行：
从模拟前端接收数据信号后，对所述数据信号进行增益处理；
对经增益处理后的数据信号进行时钟/帧同步；
对时钟/帧同步后的数据进行傅里叶变换；
将傅里叶变换后的数据进行解调，生成帧控制输出和载荷输出。
所述第二处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
将所述傅里叶变换后的数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行分集合并；
分别对分集合并后的帧控制数据和载荷数据进行信道解交织；
分别对信道解交织后的帧控制数据和载荷数据进行Turbo解码；
分别输出Turbo解码后的帧控制数据和载荷数据。
所述第二处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
对所述Turbo解码后的载荷数据去扰。
本发明实施例还提供一种存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器运行时，执行：
接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；
对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；
对所述时域帧控制符号和所述时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
分别对帧控制数据和载荷数据进行Turbo编码；
分别对经过Turbo编码的帧控制数据和载荷数据进行信道交织；
分别对经过信道交织的帧控制数据和载荷数据进行分集拷贝。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：对所述载荷数据进行加扰。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：对所述帧控制数据分别使用第一分量编码器和第二分量编码器进行编码，其中，所述第二分量编码器的输入信号先经过Turbo交织。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：所述Turbo交织按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：对经过Turbo编码的帧控制数据进行信道交织时，将所述帧控制数据的信息位和校验位分开交织；
其中，对经过Turbo编码的帧控制数据进行信息位交织时，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱；进行校验位交织时，从偏移量地址开始读取，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
在分别对所述帧控制数据的信息位和校验位交织后，再在所述信息位和校验位之间进行交织。
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
对经过信道交织的帧控制数据进行分集拷贝时，将输入的比特数据拷贝到频域子载波上，并根据需求决定拷贝次数，以此设定I路和Q路的偏置差。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
对载荷数据进行Turbo编码时，Turbo编码分量编码器中的寄存器状态和咬尾矩阵相关，咬尾矩阵由物理块大小和分量编码器的生成多项式决定。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
所述链路层的数据包含有载波映射表，所述载波映射表中规定有物 理层的编码码率、调制方式、拷贝方式、采用的物理块类型信息；所述物理层按照载波映射表索引规定的模式进行编码。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
对经过信道交织的载荷数据进行分集拷贝时，拷贝次数与拷贝时的交织器个数的关系为：
分集次数为2时，交织器个数为8，每部分的交织器个数为4；
分集次数为4时，交织器个数为8，每部分的交织器个数为2；
分集次数为5时，交织器个数为10，每部分的交织器个数为2；
分集次数为7时，交织器个数为14，每部分的交织器个数为2；
分集次数为11时，交织器个数为11，每部分的交织器个数为1。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
将所述载荷数据分成多个部分分别进行拷贝，每个部分有一个或者多个交织器，将交织器输出的结果作为每个部分拷贝时子载波的映射地址，且每次拷贝选取不同的交织器。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
所述将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上包括：
将信道编码后的帧控制数据和载荷数据分别进行星座图映射；
对映射后的帧控制数据和载荷数据进行加扰，并调制到对应的子载波上。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换后，分别取反傅里叶变换后的帧控制数据和载荷数据的实部进行功率控制。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
对经过星座图映射的帧控制数据和载荷数据加入相位旋转因子，相位旋转参考值由伪随机产生，真实的相位为参考相位乘π/4，其中，加扰 方式为：
Figure PCTCN2017107880-appb-000038
其中，
Figure PCTCN2017107880-appb-000039
表示加扰后的载荷数据的星座点，k表示载波编号，X(k)表示加扰前的载荷数据的星座点，
Figure PCTCN2017107880-appb-000040
表示随机产生的旋转因子。
所述处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
所述参考相位包含1号载波到511号载波。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
若采用0号频段，则其频段范围为1.953～11.96MHz，载波的起始编号为80，截止编号为490；
若采用1号频段，则其频段范围为2.441～5.615MHz，载波的起始编号为100，截止编号为230。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
对帧控制数据及载荷数据添加循环前缀，生成OFDM符号；
其中帧控制数据及载荷数据的OFDM符号时域点数为1024，时间为40.96μs；滚降间隔为124点，时间为4.96μs；帧控制数据的保护间隔为458点，时间为18.32μs；
载荷数据第一个符号和第二个符号的保护间隔为458点，时间为18.32μs；载荷数据第三个符号之后的保护间隔为264点，时间为10.8μs。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
所述时域前导符号由以下方法生成：
在频域根据前导相位表产生频域前导符号；
对所述频域前导符号进行反傅里叶变换并取实部进行功率控制，生成所述时域前导符号。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
在频域根据前导相位表产生前导序列，其产生方法为：
Figure PCTCN2017107880-appb-000041
其中，X(k)表示在频域产生的前导序列，k为子载波符号，
Figure PCTCN2017107880-appb-000042
表示随机产生的参考相位。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
所述第一处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：所述前导的数据格式为10.5个A和2.5个-A，其中，开始的0.5个A是A的后半部分，最后的0.5个-A是-A的前半部分。
所述处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：所述前导的时域点数为1024，时间为40.96μs。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
帧控制信号的个数和采用的频段相关；
若采用0号频段，则帧控制信号的个数为4个；
若采用1号频段，则帧控制信号的个数为12个。
本发明实施例还一种存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器运行时，执行：
从模拟前端接收数据信号后，对所述数据信号进行增益处理；
对经增益处理后的数据信号进行时钟/帧同步；
对时钟/帧同步后的数据进行傅里叶变换；
将傅里叶变换后的数据进行解调，生成帧控制输出和载荷输出。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
将所述傅里叶变换后的数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行分集合并；
分别对分集合并后的帧控制数据和载荷数据进行信道解交织；
分别对信道解交织后的帧控制数据和载荷数据进行Turbo解码；
分别输出Turbo解码后的帧控制数据和载荷数据。
所述可执行程序被处理器运行时，执行：
对所述Turbo解码后的载荷数据去扰。
本发明上述信息处理装置如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、RAM、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
工业实用性
本发明实施例中，接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；对所述时域帧控制符号和所述时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。该方法具有较高的频带利用率，较高的传输速率，较强的抗码间干扰能力和较强的抗信道衰落能力。

Claims (30)

  1. 一种信号处理方法，包括：
    接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；
    分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；
    对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；
    对所述时域帧控制符号和所述时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。
  2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述对所述帧控制数据和载荷数据进行的信道编码包括：
    分别对帧控制数据和载荷数据进行Turbo编码；
    分别对经过Turbo编码的帧控制数据和载荷数据进行信道交织；
    分别对经过信道交织的帧控制数据和载荷数据进行分集拷贝。
  3. 如权利要求2所述的方法，其中，在对所述载荷数据进行Turbo编码前，还包括：对所述载荷数据进行加扰。
  4. 如权利要求2所述的方法，其中，对所述帧控制数据进行Turbo编码包括：
    对所述帧控制数据分别使用第一分量编码器和第二分量编码器进行编码，其中，所述第二分量编码器的输入信号先经过Turbo交织。
  5. 如权利要求4所述的方法，其中，所述Turbo交织按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量。
  6. 如权利要求2所述的方法，其中，对经过Turbo编码的帧控制数据进行信道交织时，将所述帧控制数据的信息位和校验位分开交织；
    其中，对经过Turbo编码的帧控制数据进行信息位交织时，将信息比 特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱；进行校验位交织时，从偏移量地址开始读取，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱。
  7. 如权利要求6所述的方法，其中，在分别对所述帧控制数据的信息位和校验位交织后，再在所述信息位和校验位之间进行交织。
  8. 如权利要求2所述的方法，其中，对经过信道交织的帧控制数据进行分集拷贝时，将输入的比特数据拷贝到频域子载波上，并根据需求决定拷贝次数，以此设定I路和Q路的偏置差。
  9. 如权利要求2所述的方法，其中，对载荷数据进行Turbo编码时，Turbo编码分量编码器中的寄存器状态和咬尾矩阵相关，咬尾矩阵由物理块大小和分量编码器的生成多项式决定。
  10. 如权利要求2所述的方法，其中，所述链路层的数据包含有载波映射表，所述载波映射表中规定有物理层的编码码率、调制方式、拷贝方式、采用的物理块类型信息；所述物理层按照载波映射表索引规定的模式进行编码。
  11. 如权利要求2所述的方法，其中，对经过信道交织的载荷数据进行分集拷贝时，拷贝次数与拷贝时的交织器个数的关系为：
    分集次数为2时，交织器个数为8，每部分的交织器个数为4；
    分集次数为4时，交织器个数为8，每部分的交织器个数为2；
    分集次数为5时，交织器个数为10，每部分的交织器个数为2；
    分集次数为7时，交织器个数为14，每部分的交织器个数为2；
    分集次数为11时，交织器个数为11，每部分的交织器个数为1。
  12. 如权利要求11所述的方法，其中，将所述载荷数据分成多个部分分别进行拷贝，每个部分有一个或者多个交织器，将交织器输出的结果作为每个部分拷贝时子载波的映射地址，且每次拷贝选取不同的交织 器。
  13. 如权利要求1所述的方法，其中，所述将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上包括：
    将信道编码后的帧控制数据和载荷数据分别进行星座图映射；
    对映射后的帧控制数据和载荷数据进行加扰，并调制到对应的子载波上。
  14. 如权利要求13所述的方法，其中，对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换后，分别取反傅里叶变换后的帧控制数据和载荷数据的实部进行功率控制。
  15. 如权利要求13所述的方法，其中，对经过星座图映射的帧控制数据和载荷数据加入相位旋转因子，相位旋转参考值由伪随机产生，真实的相位为参考相位乘π/4，其中，加扰方式为：
    Figure PCTCN2017107880-appb-100001
    其中，
    Figure PCTCN2017107880-appb-100002
    表示加扰后的载荷数据的星座点，k表示载波编号，X(k)表示加扰前的载荷数据的星座点，
    Figure PCTCN2017107880-appb-100003
    表示随机产生的旋转因子。
  16. 如权利要求15所述的方法，其中，所述参考相位包含1号载波到511号载波。
  17. 如权利要求16所述的方法，其中，若采用0号频段，则其频段范围为1.953～11.96MHz，载波的起始编号为80，截止编号为490；
    若采用1号频段，则其频段范围为2.441～5.615MHz，载波的起始编号为100，截止编号为230。
  18. 如权利要求1所述的方法，其中，对帧控制数据及载荷数据添加循环前缀，生成OFDM符号；
    其中帧控制数据及载荷数据的OFDM符号时域点数为1024，时间为40.96μs；滚降间隔为124点，时间为4.96μs；帧控制数据的保护间隔为 458点，时间为18.32μs；
    载荷数据第一个符号和第二个符号的保护间隔为458点，时间为18.32μs；载荷数据第三个符号之后的保护间隔为264点，时间为10.8μs。
  19. 如权利要求1所述的方法，其中，所述时域前导符号由以下方法生成：
    在频域根据前导相位表产生频域前导符号；
    对所述频域前导符号进行反傅里叶变换并取实部进行功率控制，生成所述时域前导符号。
  20. 如权利要求18所述的方法，其中，在频域根据前导相位表产生前导序列，其产生方法为：
    Figure PCTCN2017107880-appb-100004
    其中，X(k)表示在频域产生的前导序列，k为子载波符号，
    Figure PCTCN2017107880-appb-100005
    表示随机产生的参考相位。
  21. 如权利要求18所述的方法，其中，所述前导的数据格式为10.5个A和2.5个-A，其中，开始的0.5个A是A的后半部分，最后的0.5个-A是-A的前半部分。
  22. 如权利要求18所述的方法，其中，所述前导的时域点数为1024，时间为40.96μs。
  23. 如权利要求1所述的方法，其中，帧控制信号的个数和采用的频段相关；
    若采用0号频段，则帧控制信号的个数为4个；
    若采用1号频段，则帧控制信号的个数为12个。
  24. 一种信号处理方法，包括：
    从模拟前端接收数据信号后，对所述数据信号进行增益处理；
    对经增益处理后的数据信号进行时钟/帧同步；
    对时钟/帧同步后的数据进行傅里叶变换；
    将傅里叶变换后的数据进行解调，生成帧控制输出和载荷输出。
  25. 如权利要求24所述的方法，其中，所述将傅里叶变换后的数据进行解调包括：
    将所述傅里叶变换后的数据分为帧控制数据和载荷数据；
    分别对所述帧控制数据和载荷数据进行分集合并；
    分别对分集合并后的帧控制数据和载荷数据进行信道解交织；
    分别对信道解交织后的帧控制数据和载荷数据进行Turbo解码；
    分别输出Turbo解码后的帧控制数据和载荷数据。
  26. 如权利要求25所述的方法，其中，对所述载荷数据进行Turbo解码后，还包括：
    对所述Turbo解码后的载荷数据去扰。
  27. 一种信号处理装置，包括：
    第一存储器，配置为存储可执行程序；
    第一处理器，配置为通过执行所述第一存储器中存储的可执行程序时，实现权利要求1-23所述的信号处理方法。
  28. 一种信号处理装置，包括：
    第二存储器，配置为存储可执行程序；
    第二处理器，配置为通过执行所述第二存储器中存储的可执行程序时，实现权利要求24-26所述的信号处理方法。
  29. 一种存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时，实现权利要求1-23任一项所述的信号处理方法。
  30. 一种存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时，实现权利要求24-26任一项所述的信号处理方法。
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