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低压电力线高速载波通信关键技术

2022/07/13187 作者:佚名
导读:1.正交频分复用(OFDM)技术 OFDM调制是一种正交多载波调制方式,基本思想是把输入信息转换成多路并行信号,利用快速傅里叶变换,将信号调制到相互完全正交的载波上,行程OFDM信号。虽然这些信号的频谱相互重叠,但是子载波之间是相互正交的,即在一个符号周期内,任何两个子载波相关性等于零。这样,即使各载波上的信号频谱存在重叠,也能保证在接收端不失真地恢复各子载波信息。 2.编码技术 Turbo编码技

1.正交频分复用(OFDM)技术

OFDM调制是一种正交多载波调制方式,基本思想是把输入信息转换成多路并行信号,利用快速傅里叶变换,将信号调制到相互完全正交的载波上,行程OFDM信号。虽然这些信号的频谱相互重叠,但是子载波之间是相互正交的,即在一个符号周期内,任何两个子载波相关性等于零。这样,即使各载波上的信号频谱存在重叠,也能保证在接收端不失真地恢复各子载波信息。

2.编码技术

Turbo编码技术采用卷积码和随机交织器的结合,实现了随机编码,同时又采用软输入软输出迭代译码来逼近最大似然译码。Turbo码的一个重要特点是译码采用了迭代译码方法,而且在编码器中均采用了交织器,交织器的引用有效的实现了随机译码的思想,通过级联方式有效的实现了长码,所以Turbo码达到了靠近香农理论极限的性能。

3.自适应技术

链路级自适应技术可根据电力线信道的变化自适应的改变调制方式、编码方式、发送功率和信号带宽等参数,以便最大限度的发送信息,从而有效提高频谱效率。自适应调制就是根据电力线信道状况调整各个子载波的调制方式,当信道条件好时,采用高阶的调制方式,当信道条件差时,采用低阶的调制方式。与传统的单载波相比,多载波OFDM系统使用链路级自适应技术会具有更高的灵活性,并能够获得更好的系统性能。同时,低压电力线高速载波通信还支持传输频段的自适应,可支持多个通信频段。

4.物理层架构 HPLC物理层架构

在发射端,物理层接收来自数据链路层的输入,采用两个分开的链路分别处理帧控制数据和载荷数据。帧控制数据通过Turbo编码后,进行信道交织和帧控制分集拷贝;载荷数据经过加扰、Turbo编码以及信道交织和载荷分集拷贝后,和帧控制数据一起进行星座点映射,映射后的数据经过IFFT处理后添加循环前缀形成OFDM符号,加入前导符号进行加窗处理后,形成PPDU信号送入模拟前端最终发送到电力线信道中。在接收端,从模拟前端接收到数据协同采用AGC和时间同步分别对帧控制和载荷数据进行调整,并对帧控制和载荷数据进行FFT变换后,进入解调、译码模块,最终恢复出帧控制信息的原始数据与载荷的原始数据。

5.分集拷贝技术 分集拷贝过程

通过将相同的数据拷贝到不同的载波和不同的OFDM符号上,可以提高系统对抗电力线信道以及干扰的能力。考虑到帧控制头和载荷的不同特点,帧控制头采用相对固定的分集拷贝方式,而载荷采用较为灵活的分集拷贝方式。分集拷贝模式表示这一帧的载荷中的编码码率、调制方式、分集拷贝次数、物理块数、物理块类型。分集拷贝模式编号在帧控制帧中携带,接收机解出帧控制后就可以得到解载荷所需信息。

基本分集拷贝模式表

模式编号

分集拷贝模式名称

物理块类型(字节)

分集次数

调制方式

码率

物理块数

推荐使用

0

模式0

520

4

QPSK

1/2

1~4

1

模式1

520

2

QPSK

1/2

1~4

2

模式2

136

5

QPSK

1/2

1~4

3

模式3

136

11

BPSK

1/2

1~4

4

模式4

136

7

BPSK

1/2

1~4

5

模式5

136

11

QPSK

1/2

1~4

6

模式6

136

7

QPSK

1/2

1~4

7

模式7

520

7

BPSK

1/2

1~4

8

模式8

520

4

BPSK

1/2

1~4

9

模式9

520

7

QPSK

1/2

1~4

10

模式10

520

2

BPSK

1/2

1~4

11

模式11

264

7

QPSK

1/2

1~4

12

模式12

264

7

BPSK

1/2

1~4

13

模式13

72

7

QPSK

1/2

1~4

14

模式14

72

7

BPSK

1/2

1~4

6.陷波技术

设计TONEMASK机制,并采用时域加窗方式降低OFDM系统的带外辐射功率,使信号达到带外频谱要求。

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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