[发明专利]基于OFDM调制的电力线载波通信系统前导信号生成方法

说明书

本发明公开了基于OFDM调制的电力线载波通信系统前导信号生成方法，包括如下步骤：S1，设置OFDM符号的特性参数，特性参数包括IFFT点数；S2，根据IFFT点数N，设计一组长二进制伪随机序列PNL，伪随机序列PNL的长度为NL；S3，对伪随机序列PNL进行第一BPSK符号映射，得到BPSK调制信号，并将BPSK调制信号填充到对应的有效子载波上；S4，对BPSK调制信号做离散快速傅立叶反变换，得到OFDM基本信号；S5，设计一组二进制短序列PNS，短序列PNS的码长为NS；S6，对短序列PNS做BPSK调制，得到短序列符号；S7，利用短序列符号对OFDM基本信号进行联合调制，得到NS段的联合调制信号；S8，根据NS段的联合调制信号确定前导信号。本发明适应复杂的电力线多径信道环境。

【技术领域】

本发明涉及数字信息传输技术领域，尤其涉及基于OFDM调制的电力线载波通信系统前导信号生成方法。

【背景技术】

电力线载波通信技术简称PLC，是指利用电力线传输数据的一种通信方式。电力线载波通信的工作频率远大于电网的工频信号50Hz或60Hz，这样的高频信号可以与电能同时在电力线里传输，因此，可以充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，是一种“No New Wires”技术，节约了资源，同时也节省了人力，节约了线缆投资，加快了网络开通时间。特别是电力线载波通信系统可应用在自动抄表(AMR)、远程投/切开关、能量/负荷管理、设备监视和断电告警等领域，能够极大提高电网的安全性和可靠性，改善服务质量和经济效益。

然而，电力线信道传输环境非常恶劣，存在多种复杂噪声干扰、与其他业务频段信号的耦合、恶劣的频率选择性和快速时变性，这些都造成了对信号可靠传输的极大的阻碍，需要有效的技术来保证信号传输的高效鲁棒性。

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，缩写为OFDM)技术具有高速的数据传输能力、高效的频谱利用率和抗多径干扰、抵抗频率选择性衰落信道能力，因此很适合应用于电力线通信领域。目前，国际上制定的窄带电力线载波通信标准，包括ERDF G3标准、PRIME标准和ITU G.9955，均是支持OFDM调制的窄带电力线载波通信技术标准。但国外的技术标准并不适合我国国情，因此，需要专门针对中国的电力线环境开发相应的OFDM通信系统。

由于窄带电力线载波通信系统属于突发的通信系统，其对同步性能要求非常严格，任何时间或频率上的误差，都会对电力线载波通信系统的性能造成很大的损失。因此，设计良好的前导信号，便于发射端和接收端快速准确的获得同步，对电力线载波通信系统具有重要意义。

现有技术中，通常利用两个或多个重复的OFDM数据来设计前导信号，然而，发射端和接收端难以达到准确同步，且抗噪声性较低。

另外，不同国家和地区对电力线载波通信的通信频段要求是不同的，欧洲的CENELEC规定A信道频带10kHz to 95kHz、B信道频带95kHz to 120kHz、C信道频带120kHzto 140kHz，美国的通信委员会FCC规定采用10kHz to 490kHz，而我国规定电力线载波通信频段为3kHz～500kHz。目前的前导信号难以适应多个国家和地区对频段的要求。

【发明内容】

由于简单重复的OFDM数据的相关性并不强，导致所生成的前导信号同步精确度不高，抗噪声性也不强。电力线载波通信系统中，电力线信道是非常恶劣的信道，各种干扰噪声复杂，阻抗变换大，衰减较大，存在严重的干扰、严重阻抗失配和多径衰落严重等问题。因此，现有技术的上述方法生成的前导信号无法满足应用时使发射端和接收端准确同步以及抗噪声性强的要求。