技術領域

本發明主要涉及電力線載波通信領域，尤其涉及一種電力線載波通信系統中的非連續幀的發送方法、信道補償方法。

背景技術

低壓電力線載波通信(Power Line Communication，PLC)技術由于其先天性的低成本、無需專門布線、網絡易覆蓋至“最后一公里”等特點，近年來備受全球關注，并已在遠程自動抄表和能源計量領域得到了較深入的應用。作為未來物聯網和智能家居應用的關鍵技術之一，如何在低壓電力線的復雜噪聲環境下實現高可靠性的高速通信一直是該領域的技術難題。由于電力線載波通信在家電自動化控制、電動汽車充電樁控制等領域的應用對通信速率和實時性提出了更高的要求，因此目前以OFDM多載波調制方式替代原有的單載波調制方式，已成為低壓窄帶電力線載波通信系統物理層技術的主要演進方向。目前國際上已制定的窄帶PLC相關標準如G3(ITU-T G.9903)、PRIME(ITU-T G.9904)、G.hnem(ITU-T G.995x)、IEEE P1901.2等，都采用了OFDM技術。

我國低壓電網分布廣、線路不規則、拓撲結構復雜，接入的用電器(負載)數量多且有部分產品不符合電磁輻射規范，使得信道環境非常惡劣。特別是在居民用電高峰時，在工頻電壓波峰/波谷處(重載區)呈現周期性的高噪聲。將國際PLC標準應用于我國的低壓電力網時，數據包在重載區極易造成突發成片誤碼，往往超出系統FEC編碼的糾錯極限，最終導致整個接收包錯包。因此，國外PLC標準并不符合我國國情。

為了提高抗噪聲性能，并適用于我國的低壓電力網，中國發明專利申請CN201410011148.5公開了一種適應于電力線通信過零點傳輸的OFDM幀設計，該設計利用電力線信道在交流過零點區域的干擾最小的特點，采用OFDM的方式在電力線上交流過零點區域進行數據的猝發通信。中國發明專利申請CN201510227494.1公開了一種基于OFDM調制的窄帶電力線通信工頻零點傳輸方法，該方法在工頻零點傳輸模式時，以工頻半周期10ms為單位，將電力線信道劃分為多個與工頻同步的時段，每個時段以工頻過零點為中心，在不超過工頻半周期三分之一的時間段內傳輸信號。但是，這些發明專利申請均未考慮到工頻電壓并非是完美的正弦信號，其過零點存在抖動，過零點的抖動會產生幀同步偏差，最終影響收端對接收數據的解調性能。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種能夠有效去除過零點抖動影響的通信方法。

本發明的一方面提出一種非連續幀的發送方法，應用于基于OFDM的電力線載波通信系統，該非連續幀包括至少一個子幀，包括如下步驟：

根據工頻電壓過零點產生子幀幀頭指示；

對各個原始OFDM符號添加循環前綴，生成待發送的OFDM符號；其中，該原始OFDM符號的類型包括前導OFDM符號和數據OFDM符號；

根據該子幀幀頭指示和子幀圖樣，每個子幀發送M個該前導OFDM符號和(N-M)個該數據OFDM符號；

其中，M為正整數，N為大于等于2M的正整數。

根據權利要求1所述的方法，其特征在于：根據工頻電壓過零點產生子幀幀頭指示的步驟包括：

將該工頻電壓整形為方波，進行跟蹤鎖相；

根據跟蹤鎖相輸出的方波信號的過零點，產生該子幀幀頭指示。

在本發明的一實施例中，在該過零點之前N/2個OFDM符號時間的位置產生該子幀幀頭指示。

在本發明的一實施例中，利用離散快速傅里葉反變換，將前導序列和調制信息從頻域轉換到時域，生成該原始OFDM符號。

在本發明的一實施例中，該前導序列為Chirp序列或Zadoff-Chu序列。

在本發明的一實施例中，該前導序列為線性Chirp序列，頻率范圍為所有OFDM有效子載波頻點范圍。

在本發明的一實施例中，該線性Chirp序列的有效子載波頻點是從該頻率范圍中選取，并由預定義的頻域相位表確定。

在本發明的一實施例中，該調制信息為用戶信息比特經FEC編碼，再按調制方式進行星座點映射后的數據。

在本發明的一實施例中，該調制方式為BPSK、QPSK、8PSK或16QAM。

在本發明的一實施例中，該循環前綴的長度根據信道時延擴展和/或工頻電壓過零點抖動情況進行配置。

在本發明的一實施例中，該循環前綴的長度為信道時延均方根的2～4倍。

在本發明的一實施例中，該前導OFDM符號和該數據OFDM符號添加相同長度的循環前綴。