一種幀前導信號的生成方法及設備技術

一種幀前導信號的生成方法及設備，用以實現PLC系統中各設備之間的通信。方法包括：在第一設備向第二設備發送物理幀之前，第一設備根據預設序列生成正交頻分復用OFDM符號；第一設備重復OFDM符號得到第一幀頭；第一設備采用同步序列調制OFDM符號得到第二幀頭；第一設備將第一幀頭和第二幀頭作為物理幀的幀前導信號依次發送至第二設備，幀前導信號用于指示物理幀的起始時刻。

A method and device for generating a frame preamble signal

A method and device for generating frame leading signals are used to realize communication between devices in the PLC system. Methods include: before the first device sends a physical frame to the second device, the first device generates an orthogonal frequency division multiplexing OFDM symbol based on the predetermined sequence; the first device repeats the OFDM symbol to get the first frame head; the first device uses the synchronous sequence modulation OFDM symbol to get the second frame head; the first device makes the first frame head and the second frame head as the first frame. The frame preamble signal is sent to the second device in turn, and the frame leading signal is used to indicate the start time of the physical frame.

【技術實現步驟摘要】
一種幀前導信號的生成方法及設備
本專利技術涉及通信領域，尤其涉及一種幀前導信號的生成方法及設備。
技術介紹
電力載波通信(PowerLineCommunication，PLC)技術是利用電力線進行信息傳輸的一種通信技術，由于無需重新架設新的通信網絡，PLC技術具有通信成本低、覆蓋面廣等優勢。但電力線網絡是為了傳輸工頻電能而鋪設的，因此電力線網絡中掛載有大量的不同類型設備，這些設備的開斷、變頻以及電力線之間的纏繞和打彎，會造成PLC系統中噪聲大、干擾強、負載阻抗變化劇烈以及頻率選擇性衰落嚴重，從而導致PLC系統的適應性和可靠性較差。為了改善上述問題，現有的PLC系統通常采用寬帶載波通信技術?，F有的寬帶載波通信技術通常使用2MHz～12MHz范圍內的頻段，通信速率高，在以架空電力線進行傳輸的應用場景中實現效果尚可。但在其他應用場景中，例如以地埋電力線進行傳輸的應用場景，基于現有的寬帶載波通信技術的PLC系統仍存在以下問題：(1)PLC系統的通信性能有限(例如高斯白噪聲背景下臨界信噪比約-5dB)；(2)受限于PLC系統的通信性能，發送端需要以較高的發射功率(工作頻段內高達-45dBm/Hz)進行信號傳輸，傳輸過程產生的輻射對短波通信和短波監測會造成嚴重干擾；(3)PLC系統中，通信設備之間持續傳輸信標幀來實現時鐘偏差估計，造成通信資源的浪費；(4)通信距離短，無法滿足實際應用需求，例如無法實現掛載在地埋電力線網絡中的各設備之間的通信。綜上，現有的寬帶載波通信技術仍不能較好地實現應用寬帶載波通信技術的通信系統中各設備之間的通信。
技術實現思路
本申請實施例提供一種幀前導信號的生成方法及設備，用以解決應用現有的寬帶載波通信技術的通信系統中存在的系統通信性能有限、發送端傳輸過程產生的輻射對短波通信和短波監測造成的干擾嚴重、通信資源的浪費以及通信距離短等技術問題，從而較好地實現應用寬帶載波通信技術的通信系統中各設備之間的通信。第一方面，本申請實施例提供一種幀前導信號的生成方法，包括：在第一設備向第二設備發送物理幀之前，第一設備根據預設序列生成正交頻分復用OFDM符號，重復OFDM符號得到第一幀頭，并采用同步序列調制OFDM符號得到第二幀頭，從而第一設備可以將第一幀頭和第二幀頭作為物理幀的幀前導信號依次發送至第二設備，該幀前導信號用于指示物理幀的起始時刻。其中，第一幀頭包括檢測幀頭和/或粗略同步幀頭，檢測幀頭用于第二設備識別物理幀，粗略同步幀頭用于第二設備粗略估計物理幀的起始時刻；第二幀頭包括精細同步幀頭，精細同步幀頭用于第二設備精確估計物理幀的起始時刻。在一種可能的設計中，預設序列包括長度為第一長度的序列，OFDM符號包括長度為第一長度的OFDM符號。相應的，第一設備根據預設序列生成OFDM符號，包括：第一設備對長度為第一長度的序列進行快速傅立葉逆變換，得到長度為第一長度的OFDM符號。在一種可能的設計中，第一設備重復OFDM符號得到第一幀頭，包括：第一設備將長度為第一長度的OFDM符號重復多次得到檢測幀頭。在一種可能的設計中，第一設備采用同步序列調制OFDM符號得到第二幀頭，包括：第一設備采用同步序列調制長度為第一長度的OFDM符號得到精細同步幀頭。在一種可能的設計中，預設序列還包括長度為第二長度的序列，OFDM符號還包括長度為第二長度的OFDM符號，第一長度小于第二長度。相應的，第一設備根據預設序列生成OFDM符號，包括：第一設備對長度為第二長度的序列進行快速傅立葉逆變換，得到長度為第二長度的OFDM符號。相應的，第一設備重復OFDM符號得到第一幀頭，包括：第一設備將長度為第二長度的OFDM符號重復多次得到粗略同步幀頭。在一種可能的設計中，長度為第二長度的OFDM符號所使用的子載波頻率與長度為第一長度的OFDM符號所使用的子載波頻率是正交的。在一種可能的設計中，第一設備將第一幀頭和第二幀頭作為物理幀的幀前導信號依次發送至第二設備之前，還包括：第一設備將長度為第一長度的OFDM符號重復多次得到粗略同步緩沖幀頭，粗略同步緩沖幀頭用于填補粗略同步幀頭和精細同步幀頭之間的時間段。在一種可能的設計中，物理幀的幀前導信號的發送順序從先至后為：檢測幀頭、粗略同步幀頭、粗略同步緩沖幀頭、精細同步幀頭；或者檢測幀頭、粗略同步幀頭、精細同步幀頭。在一種可能的設計中，同步序列為具有強自相關性的序列，該強自相關性的序列是與自身匹配值大于第一閾值，且與自身延時的匹配值小于第二閾值的序列。第二方面，本申請實施例提供一種設備，包括：處理單元，用于在向接收端設備發送物理幀之前，根據預設序列生成正交頻分復用OFDM符號，重復OFDM符號得到第一幀頭，采用同步序列調制OFDM符號得到第二幀頭；收發單元，用于將第一幀頭和第二幀頭作為物理幀的幀前導信號依次發送至接收端設備，幀前導信號用于指示物理幀的起始時刻。其中，第一幀頭包括檢測幀頭和/或粗略同步幀頭，檢測幀頭用于接收端設備識別物理幀，粗略同步幀頭用于接收端設備粗略估計物理幀的起始時刻；第二幀頭包括精細同步幀頭，精細同步幀頭用于接收端設備精確估計物理幀的起始時刻。在一種可能的設計中，預設序列包括長度為第一長度的序列，OFDM符號包括長度為第一長度的OFDM符號。相應的，處理單元在根據預設序列生成OFDM符號時，具體用于：對長度為第一長度的序列進行快速傅立葉逆變換，得到長度為第一長度的OFDM符號。在一種可能的設計中，處理單元在重復OFDM符號得到第一幀頭時，具體用于：將長度為第一長度的OFDM符號重復多次得到檢測幀頭。在一種可能的設計中，處理單元在采用同步序列調制OFDM符號得到第二幀頭時，具體用于：采用同步序列調制長度為第一長度的OFDM符號得到精細同步幀頭。在一種可能的設計中，預設序列還包括長度為第二長度的序列，OFDM符號還包括長度為第二長度的OFDM符號，第一長度小于第二長度。相應的，處理單元在根據預設序列生成OFDM符號時，具體用于：對長度為第二長度的序列進行快速傅立葉逆變換，得到長度為第二長度的OFDM符號。相應的，處理單元在重復OFDM符號得到第一幀頭時，具體用于：將長度為第二長度的OFDM符號重復多次得到粗略同步幀頭。在一種可能的設計中，長度為第二長度的OFDM符號所使用的子載波頻率與長度為第一長度的OFDM符號所使用的子載波頻率是正交的。在一種可能的設計中，處理單元還用于：在收發單元將第一幀頭和第二幀頭作為物理幀的幀前導信號依次發送至接收端設備之前，將長度為第一長度的OFDM符號重復多次得到粗略同步緩沖幀頭，粗略同步緩沖幀頭用于填補粗略同步幀頭和精細同步幀頭之間的時間段。在一種可能的設計中，物理幀的幀前導信號的發送順序從前至后為：檢測幀頭、粗略同步幀頭、粗略同步緩沖幀頭、精細同步幀頭；或者檢測幀頭、粗略同步幀頭、精細同步幀頭。在一種可能的設計中，同步序列為具有強自相關性的序列，強自相關性的序列是與自身的匹配值大于第一閾值，且與自身延時的匹配值小于第二閾值的序列。第三方面，本申請實施例還提供了一種通信設備，該通信設備具有實現上述第一方面方法示例中第一設備行為的功能。功能可以通過硬件實現。通信設備的結構中包括存儲器、處理器以及收發機；存儲器，用于存儲計算機可讀程序；處理器，調用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種幀前導信號的生成方法，其特征在于，包括：在第一設備向第二設備發送物理幀之前，所述第一設備根據預設序列生成正交頻分復用OFDM符號；所述第一設備重復所述OFDM符號得到第一幀頭；所述第一設備采用同步序列調制所述OFDM符號得到第二幀頭；所述第一設備將所述第一幀頭和所述第二幀頭作為所述物理幀的幀前導信號依次發送至所述第二設備，所述幀前導信號用于指示所述物理幀的起始時刻。

【技術特征摘要】
1.一種幀前導信號的生成方法，其特征在于，包括：在第一設備向第二設備發送物理幀之前，所述第一設備根據預設序列生成正交頻分復用OFDM符號；所述第一設備重復所述OFDM符號得到第一幀頭；所述第一設備采用同步序列調制所述OFDM符號得到第二幀頭；所述第一設備將所述第一幀頭和所述第二幀頭作為所述物理幀的幀前導信號依次發送至所述第二設備，所述幀前導信號用于指示所述物理幀的起始時刻。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一幀頭包括檢測幀頭和/或粗略同步幀頭，所述檢測幀頭用于所述第二設備識別所述物理幀，所述粗略同步幀頭用于所述第二設備粗略估計所述物理幀的起始時刻；所述第二幀頭包括精細同步幀頭，所述精細同步幀頭用于所述第二設備精確估計所述物理幀的起始時刻。3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預設序列包括長度為第一長度的序列，所述OFDM符號包括長度為第一長度的OFDM符號；所述第一設備根據預設序列生成OFDM符號，包括：所述第一設備對所述長度為第一長度的序列進行快速傅立葉逆變換，得到所述長度為第一長度的OFDM符號。4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一設備重復所述OFDM符號得到第一幀頭，包括：所述第一設備將所述長度為第一長度的OFDM符號重復多次得到所述檢測幀頭。5.如權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述第一設備采用同步序列調制所述OFDM符號得到第二幀頭，包括：所述第一設備采用所述同步序列調制所述長度為第一長度的OFDM符號得到所述精細同步幀頭。6.如權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述預設序列還包括長度為第二長度的序列，所述OFDM符號還包括長度為第二長度的OFDM符號，所述第一長度小于所述第二長度；所述第一設備根據預設序列生成OFDM符號，包括：所述第一設備對所述長度為第二長度的序列進行快速傅立葉逆變換，得到所述長度為第二長度的OFDM符號；所述第一設備重復所述OFDM符號得到第一幀頭，包括：所述第一設備將所述長度為第二長度的OFDM符號重復多次得到所述粗略同步幀頭。7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述長度為第二長度的OFDM符號所使用的子載波頻率與所述長度為第一長度的OFDM符號所使用的子載波頻率是正交的。8.如權利要求3至7任一所述的方法，其特征在于，所述第一設備將所述第一幀頭和所述第二幀頭作為所述物理幀的幀前導信號依次發送至所述第二設備之前，還包括：所述第一設備將所述長度為第一長度的OFDM符號重復多次得到粗略同步緩沖幀頭，所述粗略同步緩沖幀頭用于填補粗略同步幀頭和精細同步幀頭之間的時間段。9.如權利要求2至7任一所述的方法，其特征在于，所述物理幀的幀前導信號的發送順序從先至后為：檢測幀頭、粗略同步幀頭、粗略同步緩沖幀頭、精細同步幀頭；或者檢測幀頭、粗略同步幀頭、精細同步幀頭。10.如權利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述同步序列為具有強自相關性的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：水永輝，
申請(專利權)人：北京曉程科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11