[go: up one dir, main page]

CN104519005B - 由接收器检测符号的方法、接收器及仪表 - Google Patents

由接收器检测符号的方法、接收器及仪表 Download PDF

Info

Publication number
CN104519005B
CN104519005B CN201410487508.9A CN201410487508A CN104519005B CN 104519005 B CN104519005 B CN 104519005B CN 201410487508 A CN201410487508 A CN 201410487508A CN 104519005 B CN104519005 B CN 104519005B
Authority
CN
China
Prior art keywords
subcarrier
dft
group
symbols
symbol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410487508.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104519005A (zh
Inventor
R·V·塔玛
K·B·特雷勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NXP USA Inc
Original Assignee
NXP USA Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NXP USA Inc filed Critical NXP USA Inc
Publication of CN104519005A publication Critical patent/CN104519005A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104519005B publication Critical patent/CN104519005B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2649—Demodulators
    • H04L27/265—Fourier transform demodulators, e.g. fast Fourier transform [FFT] or discrete Fourier transform [DFT] demodulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0036—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff arrangements specific to the receiver
    • H04L1/0039—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff arrangements specific to the receiver other detection of signalling, e.g. detection of TFCI explicit signalling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/08—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by repeating transmission, e.g. Verdan system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602—Signal structure
    • H04L27/261—Details of reference signals
    • H04L27/2613—Structure of the reference signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602—Signal structure
    • H04L27/261—Details of reference signals
    • H04L27/2613—Structure of the reference signals
    • H04L27/26132—Structure of the reference signals using repetition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

一种检测符号的技术，包括：对包括至少两个重复符号的接收信号执行过尺寸离散傅里叶变换(DFT)操作(704)。基于所述DFT操作确定一个或多个可能符号的子载波的信号特性的和(706)。基于所述DFT操作确定所述一个或多个可能符号的非子载波的信号特性的和。最后，基于所述子载波的信号特性的和与所述非子载波的信号特性的和确定是否检测到所述一个或多个可能符号的一个或多个(710)。

Description

由接收器检测符号的方法、接收器及仪表
技术领域
本发明总的来说涉及通信系统，更具体地，涉及通过使用过尺寸离散傅里叶变换来检测通过将独特的正交频分复用或离散多音调(discrete multi-tone)符号(symbol)的多个副本端对端地而不使用循环前缀(cyclic prefix)进行连接而重复多次的正交频分复用符号或离散多音调符号。
背景技术
正交频分复用(OFDM)是指一种对多载波频率上的数字数据进行编码的方法。OFDM(其可以部署在无线或有线应用中)已成为用于数字通信系统的流行技术。OFDM被广泛用于各种各样的应用，例如，数字电视和数字音频广播、数字用户线路(DSL)宽带英特网接入和第四代(4G)移动通信。OFDM调制类似于离散多音调(DMT)调制，并采用频分复用(FDM)作为数字多载波调制处理。
在OFDM中，使用了多个紧密间隔的正交子载波以并行地在若干信道上携载数据。以相对低的符号率通过常规的调制方案(例如，正交幅度调制(QAM)和相移键控(PSK))对每个子载波进行调制，同时保持总数据率与利用类似带宽的常规的单载波调制方案类似。比起单载波方法，OFDM实现方式的一个主要优点是：OFDM在无需实现复均衡滤波器的情况下应付恶劣的信道条件(例如，在铜导体中的高频的衰减、窄带干扰和由于多路径干扰造成的频率选择性衰落)的能力。
电力线通信(PLC)是指在电导体上传输数据，其中该电导体同时还用于给用户传输交流(AC)电力。广泛的PLC技术可以部署用于不同应用，从家庭自动化到英特网接入。大多数的PLC技术限于在单个建筑中的建筑布线，或配电网布线，但有些PLC技术可以在配电网布线和建筑布线中实现。通常，需要多个PLC技术来形成相对大的网络。PLC技术可以给不同应用提供不同数据率并利用不同频率。
可以将若干个PLC信道耦接到一个高电压(HV)线路。通常在变电站处应用滤波装置以防止载波频率电流被旁通通过站装置，以及确保远处故障不会影响PLC系统的隔离的区段。窄带PLC工作在3-500kHz的频率，数据率直至数百kbps，并具有直至数公里的范围(其可以使用中继器进行扩展)。宽带PLC工作在较高的频率(1.8-250MHz)、较高的数据率(直至数百Mbps)，并用于较短距离应用。近来，由于其在智能电网中的应用，窄带PLC已得到广泛的关注。窄带PLC也已被用于智能能量产生中，特别是在用于太阳能板的微逆变器中。窄带PLC标准包括G3-PLC(36-90.6kHz)，PRIME(42-89kHz)，IEEE1901.2(9-500kHz)，ANSI/EIA709.1、.2(86kHz、131kHz)，KNX(125-140kHz)以及IEC61334(CENELEC-A)。相反，宽带PLC已发现主要接受为英特网分布和家庭布网的最后一英里解决方案。利用高数据率并且没有额外的布线，宽带PLC被视为用于家庭内多媒体分发的有效技术。
通常，智能仪表被配置来使用双向通信收集数据以向中心站进行远程报告。在典型安装中，智能仪表可以通过使用具有前向纠错(FEC)的差分解调技术通过电力线与中心站进行通信。术语“智能仪表”可以指测量公用事业(如电、天然气和水的消耗)的各种装置。智能仪表通常实现实时或接近实时的传感器，并可以便于停电通知。智能仪表也可以有助于测量地点特定信息，允许价格制定机构基于日期和季节为消费推出不同价格。智能仪表还可以测量浪涌电压和谐波失真，允许电力质量问题的诊断。
智能仪表通常帮助消费者根据天然气、水和电消耗的最新信息更好地管理其能量使用，这样做有助于人们减少能源费用和碳排放。电价高峰通常在某些可预见的日期和季节时期。特别是，如果发电受限，则如果来自其它管辖区或更昂贵的发电的电力置于线上，则价格可能上涨。实施智能仪表允许消费者调整其消费习惯以更加适应市场价格，这可以延迟另外的发电设施的构建，或至少延迟从较高价格源购买能源。
发明内容
根据本公开一个实施例，提供了一种由接收器检测符号的方法，包括：由接收器对包括至少两个重复符号的接收信号执行过尺寸离散傅里叶变换DFT操作；由所述接收器基于所述DFT操作确定一个或多个可能符号的子载波的信号特性的和；由所述接收器基于所述DFT操作确定所述一个或多个可能符号的非子载波的信号特性的和；以及，由所述接收器基于所述子载波的信号特性的和以及所述非子载波的信号特性的和确定是否检测到所述一个或多个可能符号中的一个或多个。
根据本公开另一实施例，提供了一种接收器，包括：前置码检测器，被配置来：对包括至少两个重复符号的接收信号执行过尺寸离散傅里叶变换DFT操作，基于所述DFT操作确定一个或多个可能符号的子载波的能量之和，基于所述DFT操作确定一个或多个可能符号的非子载波的能量之和，以及基于所述子载波的能量之和以及所述非子载波的能量之和确定是否检测到所述一个或多个可能符号中的一个或多个。
根据本公开再一实施例，提供了一种仪表，包括：接收器，包括解码器，所述解码器被配置来：对包括至少两个重复符号的接收信号执行过尺寸离散傅里叶变换DFT操作，基于所述DFT操作确定一个或多个可能符号的子载波的能量的和，基于所述DFT操作确定所述一个或多个可能符号的非子载波的能量之和，以及基于所述子载波的能量之和以及所述非子载波的能量之和确定是否检测到所述一个或多个可能符号中的一个或多个；以及差分解调器，其耦接到所述检测器，其中所述解调器被配置为：当所述子载波的信号特性的和与所述非子载波的信号特性的和的比率大于所述一个或多个可能符号中的检测到的一个符号的阈值时，解调所述一个或多个可能符号的所述检测到的符号。
附图说明
本发明的实施例通过举例的方式说明，并不受附图限制，在附图中类似的参考符号表示类似的元素。附图中的元素处于简明的目的而示出，不一定按比例绘制。
图1是根据本发明一个实施例的通信系统的相关部分的框图，该通信系统被配置以通过使用过尺寸离散傅里叶变换(DFT)，检测通过将独特的符号的多个副本端对端地而不使用循环前缀地进行连接而多次重复的正交频分复用(OFDM)或离散多音调(DMT)符号。
图2是可以用于图1的通信系统中的示例性智能仪表的相关部分的框图。
图3是根据本发明一个实施例的示出了过尺寸离散傅里叶变换的使用的示例频带的相关部分的图。
图4是根据本发明一个实施例的采用过尺寸DFT(例如，快速傅立叶变换(FFT))来检测重复的前置码(preamble)符号的示例性检测过程的图。
图5是描绘了在随机间隔上到达接收器的多个突发(burst)的示例性图。
图6是说明了用于搜索一个前置码符号和同时搜索‘M’个前置码符号的常规的时域相关性、常规的频域相关性、以及根据本发明的过尺寸DFT符号检测的乘法累加(MAC)复杂度的表。
图7是根据本发明一个实施例的过尺寸DFT符号检测过程的流程图。
具体实施方式
在以下的本发明示例性实施例的详细描述中，足够详细地描述了其中可以实施本发明的具体示例性实施例，足以使本领域技术人员能够实施本发明，并且应理解，可以采用其它实施例以及可以做出逻辑的、架构的、程序的、机械的、电的或其它的改变，而不脱离本发明的精神或范围。例如，根据本公开配置的接收器可以实施在有线或无线的通信系统中。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义，并且本发明的范围仅由所附权利要求及其等同物限定。如可以在此所使用的，术语“耦接”包括元件或组件之间的直接电连接和利用一个或多个中间元件或组件实现的元件或组件之间的间接电连接。
如在此所使用的，术语‘过尺寸离散傅里叶变换(DFT)’意指：在接收器处对重复符号执行的DFT操作的大小(尺寸)总是大于在发射器形成所述符号使用的逆DFT(IDFT)的大小。例如，当在发射器处使用大小为‘N’的IDFT来形成重复‘K’次(其中，‘K’大于或等于2)的前置码符号时，接收器将执行PN-DFT操作，其中‘P’大于或等于2且小于或等于‘K’。作为一个例子，对于‘K’等于3，‘P’可以等于2或3。
根据本公开的一个或多个实施例，对于初始前置码符号检测，不使用时域相关性或频域相关性。通常，两个向量的相关性涉及计算其点积。例如，为了检测有噪声的向量‘B’中向量‘A’的存在，可以将向量相关，即，可以计算A.B＊(其中‘B＊’是‘B’的复共轭)并将其与已知阈值进行比较。根据本公开的一个或多个实施例，为了检测有噪声的向量‘B’中的若干向量A0、A1、...，对任何Ai向量的存在的检测是通过检查信号的频谱，而不是通过计算Ai.B＊发现的。如果检测任何Ai的存在时，可采用相关性来确定存在哪个特定Ai。所公开的技术提供了不增加复杂性的有效实现方式，并适用于前置码的检测，所述前置码包括端对端地而没有利用循环前缀地附接的已知的一个或多个符号(例如，正交频分复用(OFDM)符号或离散多音调(DMT)符号)的重复，所述循环前缀常常用于在通信系统(例如，电力线通信(PLC)系统)中促进突发检测和同步。
在需要同时检测多个OFDM或DMT信号前置码(每个前置码使用不同组子载波)的应用中，采用传统时域或频域相关性方法可能显著增加前置码检测的复杂度。此外，在需要同时检测多个OFDM或DMT信号前置码(每一个都使用相同组子载波但不同前置码符号被映射到每个所述子载波)的应用中，采用传统时域相关性或频域相关性方法也可能显著增加前置码检测的复杂度。此外，在需要同时检测多个具有OFDM或DMT信号前置码并且不同的OFDM或DMT信号前置码的子载波组之间的重叠的应用中，采用传统时域或频域相关性方法也可能显著增加前置码检测的复杂度。
根据本公开的一个或多个实施例，公开了用于检测前置码符号的有效技术，在执行多个OFDM或DMT信号前置码的同时检测时，其没有显著增加前置码检测复杂度。在一个或多个实施例中，所公开的技术包括：对包括至少两个重复前置码符号的接收信号执行过尺寸离散傅里叶变换(DFT)操作，例如，过尺寸快速傅里叶变换(FFT)操作；计算由前置码符号占用的子载波(或箱)的能量的和；计算不是所述重复前置码符号的子载波的剩余子载波中的全部剩余子载波(或箱)或一些剩余子载波的能量的和；以及，针对阈值测试这两个和的比率，以确定是否检测到前置码。例如，假设‘N’是用于生成重复符号的快速傅里叶逆变换(IFFT)的大小并且该符号被重复‘P’次，则可以采用直至PN大小的FFT(例如，2N，...，PN的FFT)。例如，如果大小为‘N’的符号在突发(burst)中被重复四次，则可以使用2N-FFT、3N-FFT或4N-FFT来检测该突发。
根据本公开的一个或多个实施例，一种使用过尺寸离散傅里叶变换来检测通信系统中的符号的技术包括：对包括至少两个重复符号的接收信号执行过尺寸离散傅里叶变换(DFT)操作。该技术还包括：基于所述DFT操作，确定一个或多个可能符号的子载波的信号特性(例如，能量或幅度)的和；以及，基于DFT操作，确定所述一个或多个可能符号的非子载波的信号特性(例如，能量或幅度)的和。该技术还包括：基于所述子载波的信号特性(例如，能量或幅度)的和以及所述非子载波的信号特性(例如，能量或幅度)的和，确定是否检测到所述一个或多个可能符号的一个或多个。
如已知的，OFDM符号可以通过计算被映射到一组子载波的调制(例如，相移键控(PSK)、正交幅度调制(QAM)，等等)符号的序列的IFFT而形成。IFFT的大小由相继的子载波之间的间隔和采样频率来确定。例如，如果间隔减半并且信号的频率分辨率加倍，则IFFT大小加倍。通常，标准定义了发射器规范中的最小可行FFT/IFFT大小。假设Fs是保持子载波正交性所需的最小采样频率，而‘N’是前置码符号中的相关联的采样数，则需要大小为‘N’的FFT以提供接收信号的频域表示。根据本公开的一些方面，采用过尺寸FFT，同时保持相同的采样频率。例如，为了实现PN-FFT，需要包括‘P’个完整前置码符号的时域采样序列。当FFT大小加倍时，频率分辨率也加倍，并且可以通过原始子载波间隔的一半计算信号频谱。
参考图1，图1示出了示例性通信系统100，其包括多个根据本公开的一个或多个实施例配置以检测接收的前置码符号的智能仪表102。通信系统100还包括通过电力线103耦接到仪表102的集线器(hub)104。集线器104和仪表102可以耦接到电力线103，例如通过直接电连接。如图1所示，集线器104耦接(例如，通过直接电连接)到中心站106，中心站106可以包括用于执行所公开的功能中某些或全部的硬件加速器，或耦接到存储子系统的一个或多个处理器(其每一个可以包括一个或多个处理器核心)，其中所述存储子系统可以包括例如应用适当数量的存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态RAM(SRAM)和/或只读存储器(ROM))，和/或一个或多个大容量存储装置，例如磁介质(磁带或磁盘)驱动器和/或光盘驱动器。根据本发明的一个或多个实施例，集线器104和中心站106也可以被配置以检测接收的前置码符号。
如在此所使用的，“集线器”是将多个通信装置耦接在一起以形成单个网段的装置。通常，集线器具有多个输入/输出(I/O)端口，其中在任何端口的输入处引入的信号出现在除了原始输入端口以外的每个端口的输出处。集线器可以参与冲突检测，如果检测到冲突，将堵塞信号转发到所有端口。中心站106可以执行多种功能。例如，中心站106可以对由仪表102提供的周期性读数(例如，煤气、水和/或电力读数)进行日志以助于消费者计费和/或控制按需功率容量。
参考图2，示出了可以通过直接电连接耦接到电力线103的示例性智能仪表102。仪表102被示出为包括接收器208，其包括各种接收器组件202、前置码检测器203、差分解调器204和解码器206。例如，接收器组件202可以包括带通滤波器(BPF)、射频(RF)放大器、频率转换器和低通(LP)滤波器。BPF降低了强带外信号和图像频率响应。RF放大器被实现来通过放大微弱的接收信号而没有噪声污染接收的信号，来增加接收器208的灵敏度。通常，对于低于30MHz的频率，可以省略(或关闭)RF放大器，其中信噪比(SNR)由大气噪声和人为噪声限定。频率转换器被配置来将接收的信号下变频到中频(IF)，并利用LP滤波器来拒绝IF之上的频率。
前置码检测器203执行前置码检测和同步。差分解调器204被配置来差分解调接收的信号。解码器206被配置来对解调后的信号进行解码，并可以例如被实施为维特比解码器。应理解，为简便起见，省略了对于理解所公开的主题所不期望的接收器208的组件。应理解，仪表102也包括发射器和其它组件，为了简明起见也将其省略。
参考图3，示例图300描述了在感兴趣的频带301内的多种子载波。子载波302表示通过频带301的2N-FFT提供的子载波。子载波304表示一个或多个可能符号的子载波。子载波306表示不是一个或多个可能符号的子载波的子载波。例如，子载波304可以是专用于由G3-PLC、PRIME、IEEE 1901.2、ANSI/EIA 709.1、ANSI/EIA 709.2、KNX和IEC61334中的一个或多个定义的前置码符号的子载波。通常，非子载波是并非由例如G3-PLC、PRIME、IEEE1901.2、ANSI/EIA 709.1、ANSI/EIA 709.2、KNX和IEC61334定义的子载波。如上所述，可以选择非前置码符号子载波为完全位于前置码符号的频带内、该频带外、或两者的组合。
参考图4，以框图形式示出了采用过尺寸快速傅立叶变换(FFT)检测重复的前置码符号的示例性检测处理过程400。处理过程400可以实施在例如前置码检测器203中，其中前置码检测器203可以以硬件(例如，以专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA))实现，或者，使用硬件和软件的组合(例如，使用可编程通用处理器或可编程数字信号处理器(DSP))实现。在图4中，FFT块402接收长度(大小)为2N的信号。FFT块402将用于多个子载波(其中一些是接收信号的子载波)的幅度提供给能量块404。能量块404对每个子载波的幅度进行平方以提供每个子载波的能量值。每个子载波的能量值随后被提供给前置码能量箱(bin)块406或非前置码能量箱(其他能量箱)块408中的适当的一个以用于求和。也就是说，被分配给尝试对其进行检测的前置码符号的子载波被分配给块406，而没有被分配给尝试对其进行检测的前置码符号的子载波被分配给块408。
在块406，对被分配给尝试对其进行检测的前置码符号的子载波的能量进行求和。在块408，对没有被分配给尝试对其进行检测的前置码符号的子载波的能量进行求和。在块410，确定是否检测到尝试对其进行检测的前置码符号，例如，通过将所述前置码符号的求和的子载波能量对不和所述前置码符号相关联的子载波的求和的子载波能量的比率与阈值进行比较。当超过阈值时，指示检测到并可以执行解调。应理解，当未超过阈值时，不指示检测到并且不执行解调。
例如，阈值通常依赖于被同时搜索的所有前置码符号的频谱以及所使用的FFT的大小。通常，可以对在与前置码符号相关联的所有子载波能量箱中的能量求和。然而，如果在多个前置码符号中使用的子载波之间有重叠，则可以使用子载波的不同的非重叠的组以用于计算前置码符号箱中的能量。应理解，对于非前置码符号子载波，选择甚至更加多样化。例如，可以选择非前置码符号子载波为完全位于频带内、频带外或两者的组合。通常，需要通过仿真由性能分析来确定用于计算Epreamble和Eother的子载波组。作为一个例子，如果Epreamble使用所有前置码箱而Eother使用所有非前置码箱(但只是那些位于信号频带内的)，则比率可以是大约2.0。
参考图5，图500描绘了在随机时间间隔并以相对低的速率到达接收器的多个突发502、504、506和508(至少其中一个具有不同于其它突发的大小)。通常，突发时间tburst远小于突发之间的间隔tibs。当突发时间tburst比突发之间的间隔tibs小得多时，接收器花费大部分时间来搜索前置码，并因此，所公开的技术可以提供显著的功耗节省。所公开的技术可以同时检测多个OFDM/DMT前置码信号，保持计算复杂度通常与检测单个OFDM/DMT前置码信号相同。应理解，当检测前置码符号存在时，可能需要所有可能前置码符号的在频域中的相关性以确定实际前置码符号的存在。然而，通常仅仅在所有OFDM/DMT信号采用相同组子载波时，所有可能前置码符号的频域中相关性才适用。
如上所述，所公开的技术采用过尺寸FFT(它的大小是用于最初生成接收的OFDM符号的FFT的大小的倍数并且受到前置码符号的重复次数的控制)用于检测，并适度使用相关性。通常，所公开的技术可以在同时检测多个OFDM前置码的同时，显著地降低实现的复杂度。所公开的技术可以例如部署在智能仪表、集线器和中心站中，以助于对不同应用使用不同的前置码。
参考图6，表600提供了基于时域和频域相关性的传统检测方法和所公开的技术之间计算复杂度(就乘法累加(MAC)操作而言)的比较。在图6中，‘N’是被重复多次的每个前置码符号的大小，‘M’是被同时搜索的前置码的数量，以及‘L’是被同时搜索的采样偏移(sample offset)的数量。如图所示，使用时域相关性搜索一个前置码具有MAC复杂度‘N’，而使用时域相关性同时搜索‘M’个前置码具有MAC复杂度MN。使用频域相关性搜索一个前置码具有MAC复杂度(2N/L)log2N，而使用频域相关性同时搜索‘M’个前置码具有MAC复杂度(2MN/L)log2N。相反，使用所公开的技术搜索一个前置码或同时搜索‘M’个前置码具有MAC复杂度(2N/L)(1+log2N)。
应理解，所示出的复杂度比较只考虑初始检测过程。传统的时域和频域相关性方法很少需要附加的用于进行检测确定的处理。所公开的技术非常适用于检测前置码符号的存在。然而，也可能需要进一步的处理以识别实际的前置码符号，尤其是当两个或更多个前置码符号使用相同组子载波时。
参考图7，图7说明了使用过尺寸离散傅里叶变换检测通信系统中的符号的过程700。响应于例如接收器208接收信号，过程700开始于块702。接着，在块704中，检测器203对包括多个重复符号的接收信号执行离散傅里叶变换(DFT)操作(例如，FFT操作)。例如，如果‘N’是重复符号的大小，该符号被重复‘K’次，‘K’大于或等于2，‘P’小于或等于‘K’且大于或等于2，则DFT操作可以是PN-DFT操作。作为一个例子，如果‘P’等于4，可以执行2N-DFT操作，以及3N-DFT操作，或4N-DFT操作。接着，在块706中，检测器203基于所述DFT操作确定一个或多个可能符号的子载波的信号特性(例如，能量)的和。然后，在块708中，检测器203基于DFT操作确定所述一个或多个可能符号的非子载波的信号特性的和。最后，在块710中，检测器203基于所述子载波的信号特性的和以及所述非子载波的信号特性的和确定是否检测到所述一个或多个可能符号中的一个或多个。
因此，在此所公开的技术使用过尺寸离散傅里叶变换有利地检测通信系统中的符号。
虽然在此参照具体实施例描述了本发明，但是可以进行各种修改以及变化而不脱离如以下权利要求所述的本发明的范围。因此，说明书以及附图应被认为是说明性而不是限制性的意义，并且所有这些修改被包括在本发明的范围内。在此就具体实施例所描述的任何益处、优点或解决方案不应被解释为任何或所有权利要求的关键的、必需的、或实质性的特征或元素。
除非另有说明，使用术语如“第一”以及“第二”来任意区分这些术语描述的元素。因此，这些术语并不必然表示这些元素的时间上的或其它的优先次序。

Claims (16)

1.一种由接收器检测符号的方法，包括：
由接收器对包括至少两个重复符号的接收信号执行过尺寸离散傅里叶变换DFT操作；其中‘N’是形成所述重复符号的逆DFT的大小，所述符号被重复‘K’次，‘K’大于或等于2，‘P’小于或等于‘K’且大于或等于2，并且所述过尺寸DFT操作是大小为PN的DFT操作；
由所述接收器基于所述DFT操作确定一个或多个可能符号的第一组子载波的信号特性的第一和；
由所述接收器基于所述DFT操作确定所述一个或多个可能符号的第二组子载波的信号特性的第二和；其中所述第二组子载波是由所述过尺寸DFT操作提供的，并且对应于不与所述一个或多个可能符号相关联的由所述过尺寸DFT操作导致的带内子载波；
由所述接收器确定所述第一组子载波的信号特性的第一和以及所述第二组子载波的信号特性的第二和的比率；
由所述接收器将所述比率与阈值相比较；以及
由所述接收器响应于所述比率超过所述阈值而检测到所述接收信号的重复符号。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
响应于检测到所述重复符号，由所述接收器解调所述重复符号。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述重复符号根据通信标准定义。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个可能符号中的每一个利用不同组子载波。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个可能符号中的至少两个利用相同组子载波，对于所述一个或多个可能符号中的所述至少两个可能符号中的每一个，将不同的符号映射到所述相同组子载波。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述重复符号是正交频分复用OFDM符号或离散多音调DMT符号。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述信号特性对应于信号能量或信号幅度。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述DFT是快速傅里叶变换FFT。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个可能符号包括由下列中的一个或多个定义的前置码符号：G3-PLC，PRIME，IEEE 1901.2，ANSI/EIA 709.1，709.2，KNX和IEC61334。
10.一种接收器，包括：
前置码检测器，被配置来：
对包括至少两个重复符号的接收信号执行过尺寸离散傅里叶变换DFT操作，基于所述DFT操作确定一个或多个可能符号的第一组子载波的能量之第一和，基于所述DFT操作确定一个或多个可能符号的第二组子载波的能量之第二和，确定所述第一组子载波的能量之第一和以及所述第二组子载波的能量之第二和之间的比率，将所述比率与阈值比较，以及响应于所述比率大于所述阈值而确定检测到所述一个或多个可能符号中的一个或多个；
其中‘N’是形成所述重复符号的逆DFT的大小，所述符号被重复‘K’次，‘K’大于或等于2，‘P’小于或等于‘K’且大于或等于2，并且所述过尺寸DFT操作是大小为PN的DFT操作；以及
其中所述第二组子载波是由所述过尺寸DFT操作提供的，并且对应于不与所述一个或多个可能符号相关联的由所述过尺寸DFT操作导致的带内子载波。
11.如权利要求10所述的接收器，其中重复符号是正交频分复用OFDM符号或离散多音调DMT符号。
12.如权利要求10所述的接收器，进一步包括：
解调器，其耦接到所述前置码检测器，其中所述解调器被配置为：响应于检测到所述一个或多个可能符号中的一个或多个，解调所述一个或多个可能符号中的所述检测到的符号。
13.一种仪表，包括：
接收器，包括解码器，所述解码器被配置来：对包括至少两个重复符号的接收信号执行过尺寸离散傅里叶变换DFT操作，基于所述DFT操作确定一个或多个可能符号的第一组子载波的能量的第一和，基于所述DFT操作确定所述一个或多个可能符号的第二组子载波的能量之第二和，以及基于所述第一组子载波的能量之第一和以及所述第二组子载波的能量之第二和确定是否检测到所述一个或多个可能符号中的一个或多个；其中‘N’是形成所述重复符号的逆DFT的大小，所述符号被重复‘K’次，‘K’大于或等于2，‘P’小于或等于‘K’且大于或等于2，并且所述过尺寸DFT操作是大小为PN的DFT操作；以及其中所述第二组子载波由所述过尺寸DFT操作提供，并且对应于不与所述一个或多个可能符号相关联的由所述过尺寸DFT操作导致的带内子载波；以及
差分解调器，其耦接到所述检测器，其中所述解调器被配置为：当所述第一组子载波的信号特性的第一和与所述第二组子载波的信号特性的第二和的比率大于所述一个或多个可能符号中的检测到的一个符号的阈值时，解调所述一个或多个可能符号的所述检测到的符号。
14.如权利要求13所述的仪表，进一步包括：
解码器，耦接到所述差分解调器，其中所述解码器被配置为对所述一个或多个可能符号中的被解调的所检测到的符号进行解码。
15.如权利要求14所述的仪表，其中对于所述一个或多个可能符号中的至少两个可能符号中的每一个，不同符号被映射到相同组子载波。
16.如权利要求13所述的仪表，其中所述仪表被配置来测量电力。
CN201410487508.9A 2013-10-08 2014-09-22 由接收器检测符号的方法、接收器及仪表 Active CN104519005B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/048,172 US9385909B2 (en) 2013-10-08 2013-10-08 Detecting repeated preamble symbols using over-sized discrete fourier transforms
US14/048,172 2013-10-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104519005A CN104519005A (zh) 2015-04-15
CN104519005B true CN104519005B (zh) 2019-06-18

Family

ID=51702981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410487508.9A Active CN104519005B (zh) 2013-10-08 2014-09-22 由接收器检测符号的方法、接收器及仪表

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9385909B2 (zh)
EP (1) EP2860930B1 (zh)
CN (1) CN104519005B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9564945B1 (en) 2015-11-13 2017-02-07 International Business Machines Corporation Method and apparatus to determine electric power network anomalies using a coordinated information exchange among smart meters
DE102018119278B4 (de) * 2018-08-08 2020-04-02 Infineon Technologies Ag Verfahren und vorrichtungen für die verarbeitung eines ofdm-radarsignals
US11595150B2 (en) * 2020-04-27 2023-02-28 Qualcomm Incorporated Boosted index modulation for noncoherent modulation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1901528A (zh) * 2005-07-19 2007-01-24 索尼株式会社 正交频分复用解调装置和方法
CN101064702A (zh) * 2006-04-24 2007-10-31 中国科学院微电子研究所 一种正交频分复用通信系统的频偏估计方法
US7865144B2 (en) * 2004-08-26 2011-01-04 Stmicroelectronics S.A. Determination of carrier and symbol frequencies in a signal
US8144815B2 (en) * 2006-11-28 2012-03-27 Harris Corporation Demand-assigned multiple access (DAMA) communication device and associated acquisition methods

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7257165B2 (en) 2002-04-18 2007-08-14 Gardner Steven H Method and apparatus for preamble detection and time synchronization estimation in OFDM communication systems
US7280621B1 (en) 2003-03-31 2007-10-09 3Com Corporation Preamble detector method and device for OFDM systems
US7203245B1 (en) 2003-03-31 2007-04-10 3Com Corporation Symbol boundary detector method and device for OFDM systems
JP4970954B2 (ja) * 2003-12-23 2012-07-11 エスティーマイクロエレクトロニクス，インコーポレイテッド 通信プロトコル物理層の動作がダイナミックに選択可能である電力線通信装置
US7616557B2 (en) * 2004-05-17 2009-11-10 California Institute Of Technology Method and apparatus for canceling intercarrier interference through conjugate transmission for multicarrier communication systems
CA2657171A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Qualcomm Incorporated Data encoding method and apparatus for flash-type signaling
US7606139B2 (en) 2006-12-08 2009-10-20 Intel Corporation Preamble detection using frequency based correlation
US8005155B1 (en) * 2006-12-28 2011-08-23 Marvell International Ltd. Frame synchronization in orthogonal frequency-division multiplexing systems
CN101636920A (zh) 2007-03-19 2010-01-27 皇家飞利浦电子股份有限公司 针对既有信号的基于fft的导频感测
TWI474690B (zh) 2008-02-15 2015-02-21 Koninkl Philips Electronics Nv 偵測無線麥克風訊號的無線電感測器及其方法
US8077591B2 (en) * 2008-06-26 2011-12-13 Redpine Signals, Inc. Combined OFDMA preamble index identification, integer frequency offset estimation, and preamble CINR measurement
US8139699B2 (en) 2008-08-04 2012-03-20 Redpine Signals, Inc. Process for preamble detection in a multi-stream 802.16E receiver
US7843970B2 (en) * 2008-12-18 2010-11-30 Motorola Mobility, Inc. Techniques for generating and detecting a physical random access channel signal in a wireless communication system
US8442141B1 (en) * 2009-04-07 2013-05-14 Marvell International Ltd. Opportunistic beamforming in a wireless communication system
GB2470758B (en) 2009-06-03 2014-08-20 Sony Corp Data processing apparatus and method
JP5347792B2 (ja) * 2009-07-16 2013-11-20 ソニー株式会社 信号処理装置、信号処理方法、及び、受信システム
JP5267874B2 (ja) * 2009-07-24 2013-08-21 ソニー株式会社 信号処理装置、及び、信号処理方法
WO2011108828A2 (ko) * 2010-03-01 2011-09-09 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 세그먼트 식별자를 검출하는 방법 및 이를 위한 장치
PL2760241T3 (pl) * 2010-04-01 2018-12-31 Sun Patent Trust Sterowanie mocą nadawczą dla fizycznych kanałów dostępu swobodnego
IL206008A0 (en) * 2010-05-27 2011-02-28 Amir Meir Zilbershtain Transmit receive interference cancellation
US8718115B2 (en) * 2010-10-08 2014-05-06 Texas Instruments Incorporated Building, transmitting, and receiving frame structures in power line communications
US9137624B2 (en) * 2011-03-04 2015-09-15 Lg Electronics Inc. Method and device for performing ranging in a wireless communication system
US9326238B2 (en) * 2011-09-26 2016-04-26 Broadcom Corporation Smart meter media access control (MAC) for single user, multiple user, multiple access, and/or MIMO wireless communications

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7865144B2 (en) * 2004-08-26 2011-01-04 Stmicroelectronics S.A. Determination of carrier and symbol frequencies in a signal
CN1901528A (zh) * 2005-07-19 2007-01-24 索尼株式会社 正交频分复用解调装置和方法
CN101064702A (zh) * 2006-04-24 2007-10-31 中国科学院微电子研究所 一种正交频分复用通信系统的频偏估计方法
US8144815B2 (en) * 2006-11-28 2012-03-27 Harris Corporation Demand-assigned multiple access (DAMA) communication device and associated acquisition methods

Also Published As

Publication number Publication date
EP2860930A1 (en) 2015-04-15
US20150098530A1 (en) 2015-04-09
EP2860930B1 (en) 2017-05-10
CN104519005A (zh) 2015-04-15
US9385909B2 (en) 2016-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8368351B2 (en) Transmission line directional awareness for a charging station
CN102197604B (zh) 用于中继通信网络中的通信的方法和装置
Kumbasar et al. Performance comparison of wavelet based and conventional OFDM systems in multipath Rayleigh fading channels
CN102197622B (zh) 中继通信网络中具有干扰消除的数据接收
US20070189406A1 (en) Method and apparatus for transmitting and receiving pilot symbols in orthogonal frequency-division multiplexing based communication systems
CN101573875A (zh) 确定信道质量的方法和调制解调器
CN102014475A (zh) 资源映射、码分复用方法及装置
CN103181114B (zh) 一种参考信号的传输方法和装置
US20090225887A1 (en) Multi-carrier data communication with repetition of some data at a frequency separation to provide an artificial cyclostationary signature
CN106027439A (zh) 对来自发送信道的模拟信号，特别是通过电力线通信来运载的信号，进行处理的方法
CN104519005B (zh) 由接收器检测符号的方法、接收器及仪表
CN108306841A (zh) 用于ofdm通信的信号设计方法及系统、发射机、接收机
US9479379B2 (en) Narrowband OFDM (NOFDM) transceiver for powerline communications (PLC)
CN106416160A (zh) 数据发送、接收方法、装置及设备
CN102158332A (zh) 一种微电网中的正交频分复用通信方法及装置
CN101986634A (zh) 基于重叠变换算法的时频扩展抗干扰方法、装置与系统
CN101751766A (zh) 基于电力线实现远程抄表的方法及装置
Zhang et al. FFT-based OFDM in broadband-PLC and narrowband-PLC
CN101815043A (zh) 正交频分多址系统中的信道估计方法
Liu et al. On (power-) line defined PLC system
CN115250220A (zh) 无线局域网中的通信方法及相关装置
CN109151911B (zh) 一种电力无线专网混合通信业务中的干扰协同方法
Bumiller Transmitt signal design for NB-PLC
Feng et al. Sparse inverse fast Fourier transform‐based channel estimation for millimetre‐wave vector orthogonal frequency division multiplexing systems
Karimian Design and analysis of OFDM system for powerline based communication

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Texas in the United States

Applicant after: NXP America Co Ltd

Address before: Texas in the United States

Applicant before: Fisical Semiconductor Inc.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant