[发明专利]一种OFDM的协作分集传输方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种应用于窄带低压电力线的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分多路复用)的协作分集传输方法及装置。

背景技术

PLC(Power Line Communication，电力线通信技术)是利用电力线传输数据和信号的一种通信方式。由于电力线网络作为传输媒质，具有成本低、施工难度小等特点，因此，电力线载波通信广泛地应用于自动化控制、宽度接入等领域。低压电力线载波通信是电力线载波通信的一种，相对于高压、中压电力线载波通信，它的覆盖范围最广，应用最为丰富。其中，在智能抄表、用电节点控制、发电节点控制等方面都有广阔的应用前景。

但是，电力线网络并不是一种可靠的通信媒质，首先，电力线对通信信号会造成强烈的衰减，其衰减量取决于信号频率、网络拓扑、负载电器等。由于影响的因素很多，电力线上的衰减特性非常复杂，呈现频率选择性衰落的特性，如在某些频点处形成很深的凹槽。其次，电力线网络中的电器会带来各种各样的噪声和干扰，如白噪声、脉冲噪声、窄带干扰、同步周期噪声等。低压电力线网上通常有大量的来自居民或办公用户的电器，各种干扰和噪声尤其丰富，给低压电力线上的通信造成很大的困难。

针对上述电力线网络通信的缺陷，传统技术中采用了很多种解决与改进的方案。

对于上述PLC信道上存在的频率选择性衰落及有色背景噪声，会使得不同频点上的通信质量相差很大。现有技术中，通常采用反复实验的方法确定通信质量较好的工作频点，选择固定频点进行通信的方案。但是，这个结果只有统计学上的意义，由于PLC信道上的衰减特性和噪声特性都是随机的，随时间、地点、负载等因素变化，因此，选定的频点并不是对每个网络都适合。当信号在选定频点上衰减较大，或该频点上有强烈的有色噪声或窄带干扰，那么即使使用纠错码等技术，通信质量仍会受到严重影响。

另外，传统技术中使用的扩频、跳频等技术有一定的频率分集，一定程度上可以抵抗频率选择性衰落及有色噪声的不利影响，但是，其扩频增益较小，不能充分利用电力线通信频带。

同时，传统技术中个给出的许多物理层调制与信道编码方案，例如：基本的调制技术如PSK(Phase Shift Keying，相移键控)、FSK(Frequency Shift Keying，频移键控)、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分多路复用)等；信道编码技术如各种卷积码、分组码与交织的组合等，但这些技术注重的是点对点单跳的通信性能即单输入单输出的通信系统，因此，没能利用PLC网络自身具有的多输入多输出的性质。而传统方法使用中继、路由等方法来保证PLC网络上点到点的多跳传输时，是预先制定通信路径，及路径上的中继节点和目的节点，使得在整个传输过程中，只有被指定的节点参与工作，而其他节点均被闲置，因此，没能充分利用其通信能力。虽然传统技术中的并发式路由、单频网以及和声技术能够利用网络中所有可用节点中继，但这些节点发送的信号是叠加在同一个频点上，不仅没有频率分集，工作时容易相互削弱、延迟叠加，造成严重的频率衰落、频谱凹槽等，而且节点数量越多，表现越为严重。

因此，针对低压电力线载波通信网络，传统技术采用的各种方案都无法在充分利用通信频带及节点数量的基础上，来提供可靠的通信质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于窄带低压电力线的OFDM的协作分集传输方法及装置，以解决现有技术中无法在充分利用通信频带及节点数量的基础上，提供可靠通信质量的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种正交频分多路复用OFDM的协作分集传输方法，应用于电力线通信网络，包括：

将传输数据所需的时间划分为若干时隙，将包括源节点、中继节点和目的节点的电力线通信网络中的可用频带设定为N个通道，N为正整数，其中，每个通道带宽固定，子载波数量固定，并利用工作频点进行标识，所述工作频点指一个通道的中心频率；

在开始时隙内，源节点获取来自上位机的原始数据后，经信道编码调制处理，在所述源节点的N个工作频点中选择n个工作频点向下一级中继节点发送所述经信道编码调制处理后的信息。

各个中继节点接收所述源节点或上一级中继节点发送/转发的经信道编码调制处理后的信息，对其进行解调解码处理，获得所述原始数据；