用於電力線通信的擾亂消除器的製作方法
2023-05-18 03:01:01 1
專利名稱：用於電力線通信的擾亂消除器的製作方法
技術領域：
本公開的實施例針對通信領域，並且更具體地針對電力線通信。
背景技術：
電力線通信(PLC)是在用於電功率傳輸的電介質(例如導線)上承載數據的通信技 術。典型地，電功率通過高壓傳輸線傳輸、通過中壓配電、並且在商業或住宅建築物內以低 壓被使用。由於電力線網絡通過與用於承載電功率到商業或住宅建築物相同的電力網傳輸 數據信號，所以電導線和插口同時用於電傳輸和數據傳輸，而不會對任一個造成破壞。寬帶技術提供高速數據傳輸。然而，當前在PLC中應用寬帶技術是有問題的。一 些問題包括如下能力高效解碼有噪信道中的信號、實現時間和頻率分集、移除信號幹擾、 將接收的信號維持在預定電平、測量高傳輸速率的信道質量、向寬帶和窄帶符號同步提供 魯棒性。
發明內容
實施例的一個公開特徵是一種用於消除信號幹擾的方法和設備。擾亂(jammer)移 除器使用自適應濾波規程從輸入信號移除幹擾信號以產生擾亂消除的信號。擾亂檢測器檢 測由幹擾信號造成的幹擾。
通過參考以下描述和用於示出各個實施例的附圖，可以最好地理解實施例。在附 圖中
圖1是示出根據一個實施例的用於數據傳輸以及用於FCC、ARIB和CENELEC A頻帶的 數據幀結構的圖。圖2是示出根據一個實施例的數據符號的符號持續時間的圖。圖3是示出根據一個實施例的用於CENELEC B、C和BC的數據傳輸的數據幀結構 的圖。圖4是示出根據一個實施例的用於CENELC B和C的數據符號的符號持續時間的 圖。圖5是示出根據一個實施例的用於FCC、ARIB和CENELEC A的ACK信號的圖。圖6是示出根據一個實施例的用於CENELEC B、C和BC的ACK信號的圖。圖7是示出根據一個實施例的基帶發射器的圖。圖8是示出根據一個實施例的FEC編碼單元的圖。
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圖9A是示出根據一個實施例的數據加擾器的圖。圖9B是示出根據一個實施例的卷積編碼器的圖。圖10是示出根據一個實施例的調製器的圖。圖IlA是示出根據一個實施例的DBPSK調製器的圖。圖IlB是示出根據一個實施例的載波索引號的圖。圖IlC是示出根據一個實施例的輸入/輸出配置的圖。圖12是根據一個實施例的PSD整形模塊的圖。圖13A是示出根據一個實施例的升餘弦函數的圖。圖13B是示出根據一個實施例的重疊和相加操作的圖。圖14是示出根據一個實施例的前導信號的圖。圖15是示出根據一個實施例的預加重濾波器的圖。圖16是示出根據一個實施例的預加重濾波器的圖。圖17A是示出根據一個實施例的在發射器數據路徑上的數據縮放器的圖。圖17B是示出根據一個實施例的在發射器數據路徑上的P和M縮放器的圖。圖17C是示出根據一個實施例的用於頻域P和M信號的縮放器的圖。圖18是示出根據一個實施例的接收器的圖。圖19是示出根據一個實施例的解調器的圖。圖20是示出根據一個實施例的FEC解調單元的圖。圖21是示出根據一個實施例的與接收器中的事件相關聯的時序的圖。圖22是示出根據一個實施例的DC阻斷器的圖。圖23是示出根據一個實施例的FFT的圖。圖M是示出根據一個實施例的DBPI解調器的圖。圖25是示出根據一個實施例的ROBO組合器/解碼器的圖。圖沈是示出根據一個實施例的RS解碼器的圖。圖27是示出根據一個實施例的擾亂消除器的圖。圖觀是示出根據一個實施例的擾亂移除器的圖。圖四是示出根據一個實施例的能量檢測器的圖。
具體實施例方式實施例的一個公開特徵是一種用於消除信號幹擾的方法和設備。擾亂移除器使用 自適應濾波規程從輸入信號移除幹擾信號以產生擾亂消除的信號。擾亂檢測器檢測由幹擾 造成的幹擾。實施例的一個公開特徵可以被描述為一種通常被描繪為流程表、流程圖、結構圖 或框圖的過程。雖然流程表可以將操作描述為順序過程，但是許多操作可以並行或同時執 行。此外，操作的次序可以重新排列。當其操作完成時過程終止。過程可以對應於方法、程 序、規程、製造或製作的方法等。一個實施例可以由描繪物理結構的示意圖來描述。要理解 的是，示意圖示出基本概念並且可能不按確切的比例縮放或描繪結構。實施例的一個公開特徵是通過電力線介質來實施用於聯邦通信委員會(FCC)、無 線電工商協會(ARIB)和歐洲電子技術標準委員會(CENELEC)頻帶的數據通信數據機。的PHY (物理層)和MAC (介質訪問控制)數字收發器和模擬前端處 理電路。系統基於正交頻分復用(OFDM)。因為OFDM在頻率選擇性信道面前的固有適應性、 OFDM對擾亂信號的彈性(resilience)以及OFDM對脈衝噪聲的魯棒性，OFDM已被選擇為調 制技術。OFDM系統可以將Nss個均勻間隔的載波放置到指定頻帶(例如從DC到1. 2MHz) 中。在一個實施例中，NSS=U8。在以下描述中，值Nss=US將被用於說明性目的。設想 到Nsas可以是任何適當的數目。取決於頻帶選擇，參與傳輸數據的載波數目改變。每個載 波可以用差分二進位相移鍵控(DBPSK)進行調製。系統可以支持兩個操作模式，即Normal (正常)和ROBO (魯棒OFDM)。ROBO調製就其可以藉助於重複碼來提供四倍的額外冗餘奇偶 校驗(parity)比特並且因此系統可以在嚴峻的信道條件下可靠地遞送數據而言是魯棒的。系統參數包括信號頻帶、調製方案、採樣頻率和物理層幀結構等。系統支持各種 CELENEC、FCC和ARIB頻帶。與每個標準相關聯的頻帶在表1中給出。
權利要求
1.一種設備，包括擾亂移除器，用於使用自適應濾波規程從輸入信號移除幹擾信號以產生擾亂消除的信 號；以及耦合到擾亂移除器的擾亂檢測器，用於檢測幹擾信號造成的幹擾。
2.權利要求1的設備，其中擾亂移除器包括帶通濾波器，具有可適應參數，所述可適應參數用於控制諧振頻率以對輸入信號進行 帶通而產生帶通信號；耦合到帶通濾波器的自適應電路，用於使用基於隨機梯度的規程來自適應地改變諧振 頻率；以及耦合帶通濾波器的減法器，用於使用輸入信號和帶通信號來產生誤差信號，所述誤差 信號表示擾亂消除的信號。
3.權利要求2的設備，其中帶通濾波器是無限脈衝響應(IIR)濾波器。
4.權利要求3的設備，其中UR濾波器中的可適應參數限於可允許範圍以防止UR濾 波器不穩定。
5.權利要求2的設備，其中自適應電路使用最小均方(LMS)規程來改變諧振頻率。
6.權利要求2的設備，其中擾亂檢測器包括能量檢測器，用於產生帶通信號中的信號能量；耦合到能量檢測器的比較器，用於比較信號能量與預定閾值；以及耦合到比較器的擾亂標誌生成器，用於產生指示幹擾信號是否存在於輸入信號中的指 示符。
7.權利要求6的設備，還包括耦合到擾亂移除器和擾亂標誌生成器的選擇器，用於根據指示符來選擇輸入信號或擾 亂消除的信號。
8.權利要求1的設備，其中擾亂移除器在從5KHz到2 MHz的頻率範圍中操作。
9.一種方法，包括使用自適應濾波規程從輸入信號移除幹擾信號以產生擾亂消除的信號；以及檢測幹擾信號造成的幹擾。
10.權利要求9的方法，其中移除幹擾信號包括使用帶通濾波器對輸入信號進行帶通而產生帶通信號，所述帶通濾波器具有用於控制 諧振頻率的可適應參數；使用基於隨機梯度的規程來自適應地改變諧振頻率；以及使用輸入信號和帶通信號來產生誤差信號，所述誤差信號表示擾亂消除的信號。
11.權利要求10的方法，其中帶通濾波器是無限脈衝響應(IIR)濾波器。
12.權利要求11的方法，其中進行帶通包括將HR濾波器中的可適應參數限於可允許 範圍以防止IIR濾波器不穩定。
13.權利要求10的方法，其中改變諧振頻率包括使用最小均方(LMS)規程來改變諧振 頻率。
14.權利要求10的方法，其中檢測幹擾包括產生帶通信號中的信號能量；比較信號能量與預定閾值；以及產生指示幹擾信號是否存在於輸入信號中的指示符。
15.權利要求14的方法，還包括根據指示符來選擇輸入信號或擾亂消除的信號。
16.權利要求9的方法，其中移除幹擾信號在從5KHz到2 MHz的頻率範圍中操作。
17.一種系統，包括-擾亂消除器，用於從輸入信號中消除幹擾信號，所述擾亂消除器包括 一一擾亂移除器，用於使用自適應濾波規程從輸入信號移除幹擾信號以產生擾亂消除 的信號；和一一耦合到擾亂移除器的擾亂檢測器，用於檢測幹擾信號造成的幹擾； 一耦合到擾亂消除器的解調器，用於解調從擾亂消除的信號或輸入信號獲得的分組；以及-耦合到解調器的解碼器，用於解碼解調的分組。
18.權利要求17的系統，其中擾亂移除器包括帶通濾波器，具有可適應參數，所述可適應參數用於控制諧振頻率以對輸入信號進行 帶通而產生帶通信號；耦合到帶通濾波器的自適應電路，用於使用基於隨機梯度的規程來自適應地改變諧振 頻率；以及耦合帶通濾波器的減法器，用於使用輸入信號和帶通信號來產生誤差信號，所述誤差 信號表示擾亂消除的信號。
19.權利要求18的系統，其中帶通濾波器是無限脈衝響應(IIR)濾波器。
20.權利要求19的系統，其中UR濾波器中的可適應參數限於可允許範圍以防止UR 濾波器的不穩定。
21.權利要求18的系統，其中自適應電路使用最小均方(LMS)規程來改變諧振頻率。
22.權利要求18的系統，其中擾亂檢測器包括 能量檢測器，用於產生帶通信號中的信號能量；耦合到能量檢測器的比較器，用於比較信號能量與預定閾值；以及 耦合到比較器的擾亂標誌生成器，用於產生指示幹擾信號是否存在於輸入信號中的指 示符。
23.權利要求22的系統，還包括耦合到擾亂移除器和擾亂標誌生成器的選擇器，用於根據指示符來選擇輸入信號或擾 亂消除的信號。
24.權利要求17的系統，其中擾亂移除器在從5KHz到2 MHz的頻率範圍中操作。
25.權利要求17的系統，其中解調器是正交頻分復用(OFDM)解調器。
全文摘要
一個實施例是一種用於消除信號幹擾的方法和設備。擾亂移除器使用自適應濾波規程從輸入信號移除幹擾信號以產生擾亂消除的信號。擾亂檢測器檢測由幹擾信號造成的幹擾。
文檔編號H04L27/26GK102113280SQ200980129704
公開日2011年6月29日 申請日期2009年6月5日 優先權日2008年6月6日
發明者K·拉扎茲安, M·烏馬裡, V·V·洛吉諾夫 申請人:馬克西姆綜合產品公司