CN112152671B - 一种mimo电力线载波通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种MIMO电力线载波通信方法及系统，方法包括：响应于获取的至少两路比特流，对至少两路比特流进行OFDM调制；将经由OFDM调制获得的至少两路输出信号进行不同频点的调节，使形成至少两路不同中心频点的载波数字信号；基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理，使形成至少两路传输信号，其中，仅有一路传输信号中包含真实信号，其他路传输信号中包含干扰信号；将一路传输信号以及其他路传输信号分别送入MIMO电力线中传输。通过发送多路不同频点的载波信号，将真实信号隐藏，并利用发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间矩阵对发送信号做预编码处理，增强系统通信安全性。

Description

一种MIMO电力线载波通信方法及系统

技术领域

本发明属于电力线载波通信技术领域，尤其涉及一种MIMO电力线载波通信方法及系统。

背景技术

传统的电力线载波通信利用相线和中线作为信道进行信号传输，这是一种单入单出通信方式。由于电力线最初是设计用来传输电能而不是通信信号，导致这种单入单出电力线载波通信具有发射功率低、带宽有限的问题，给实现远距离、高速率的电力线载波通信带来了困难。而MIMO传输技术恰好可以有效对抗电力线信道的随机衰弱、提高通信速率、改善通信质量。

在MIMO电力载波通信系统中，由于窃听者与合法用户一样可以通过物理途径连接至系统，因此可能导致信息数据遭到窃取，也就是产生信息泄露的问题，给通信安全性带来了挑战。

发明内容

本发明实施例提供一种MIMO电力线载波通信方法及系统，用于至少解决上述技术问题之一。

第一方面，本发明实施例提供一种MIMO电力线载波通信方法，用于发送端，包括：响应于获取的至少两路比特流，对所述至少两路比特流进行OFDM调制；将经由OFDM调制获得的至少两路输出信号进行不同频点的调节，使形成至少两路不同中心频点的载波数字信号；基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理，使形成至少两路传输信号，其中，仅有一路传输信号中包含真实信号，其他路传输信号中包含干扰信号；将所述一路传输信号以及所述其他路传输信号分别送入MIMO电力线中传输。

第二方面，本发明实施例提供一种MIMO电力线载波通信方法，用于合法接收端，包括：基于预设的中心频点信息配置对获取的传输信号进行提取，使得到具有真实信号的载波数字信号；对具有真实信号的载波数字信号进行解制，使获得真实信号。

第三方面，本发明实施例提供一种MIMO电力线载波通信系统，用于发送端，包括：调制模块，配置为响应于获取的至少两路比特流，对所述至少两路比特流进行OFDM调制；调节模块，配置为将经由OFDM调制获得的至少两路输出信号进行不同频点的调节，使形成至少两路不同中心频点的载波数字信号；第一预编码模块，配置为基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理，使形成至少两路传输信号，其中，仅有一路传输信号中包含真实信号，其他路传输信号中包含干扰信号；传输模块，配置为将所述一路传输信号以及所述其他路传输信号分别送入MIMO电力线中传输。

第四方面，本发明实施例提供一种MIMO电力线载波通信系统，用于合法接收端，包括：提取模块，配置为基于预设的中心频点信息配置对获取的传输信号进行提取，使得到具有真实信号的载波数字信号；解制模块，配置为对具有真实信号的载波数字信号进行解制，使获得真实信号。

第五方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的MIMO电力线载波通信方法的步骤。

第六方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行本发明任一实施例的MIMO电力线载波通信方法的步骤。

本申请的方法及系统具有以下有益效果：

1、在MIMO电力线载波通信中，通过发送多路不同频点的载波信号，将真实信号隐藏起来，进一步地，利用发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间矩阵对发送信号做预编码处理，增强系统通信安全性。

2、针对非法接收端多路接收，性能增强的情况，除了在频域隐藏真实信号外，引入多路与真实信号同频点的干扰噪声，同时利用发送端与合法接收端之间的信道矩阵的零空间矩阵对此干扰噪声做预编码处理，消除对合法用户的影响，从而仅保留噪声对非法接收端的干扰，从进一步增强系统通信的安全性。

综上描述，通过空间频率域的联合设计，增强了MIMO电力线载波通信安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种MIMO电力线载波通信方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的又一种MIMO电力线载波通信方法的流程图；

图3为本发明一实施例提供的再一种MIMO电力线载波通信方法的流程图；

图4为本发明一实施例提供的一种MIMO电力线载波通信方法的一个具体实施例的示意图；

图5为本发明一实施例提供的一种MIMO电力线载波通信方法的又一个具体实施例的示意图；；

图6为本发明一实施例提供的一种MIMO电力线载波通信系统的框图；

图7是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其示出了本申请的MIMO电力线载波通信方法一实施例的流程图，该MIMO电力线载波通信方法用于发送端。

如图1所示，在步骤101中，响应于获取的至少两路比特流，对所述至少两路比特流进行OFDM调制；

在步骤102中，将经由OFDM调制获得的至少两路输出信号进行不同频点的调节，使形成至少两路不同中心频点的载波数字信号；

在步骤103中，基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理，使形成至少两路传输信号，其中，仅有一路传输信号中包含真实信号，其他路传输信号中包含干扰信号；

在步骤104中，将所述一路传输信号以及所述其他路传输信号分别送入MIMO电力线中传输。

在本实施例中，对于步骤101，MIMO电力线载波通信系统响应于获取的至少两路比特流，对所述至少两路比特流进行OFDM调制。之后，对于步骤102，MIMO电力线载波通信系统将经由OFDM调制获得的至少两路输出信号进行不同频点的调节，使形成至少两路不同中心频点的载波数字信号。然后，对于步骤103，MIMO电力线载波通信系统基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理，使形成至少两路传输信号，其中，仅有一路传输信号中包含真实信号，其他路传输信号中包含干扰信号。再之后，MIMO电力线载波通信系统将所述一路传输信号以及所述其他路传输信号分别送入MIMO电力线中传输。

本实施例提供的方案在MIMO电力线载波通信中，通过发送多路不同频点的载波信号，将真实信号隐藏起来，进一步地，利用发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间矩阵对发送信号做预编码处理，增强系统通信安全性。

在一些可选的实施例中，上述方法中的预编码处理的处理过程可以是：

假设三路载波数字信号为X₁，X₂，X₃，发送设备与非法接收端之间的信道矩阵为H_e，H_e的零空间矩阵为H_zero，其中H_e×H_zero＝0，则预编码后的载波数字信号可表示为H_zero×[X₁X₂ X₃]^T，其中[·]^T表示对矩阵做转置处理。

请参阅图2，其示出了本申请的MIMO电力线载波通信方法又一实施例的流程图。

如图2所示，在步骤201中，将所述至少两路不同中心频点的载波数字信号进行叠加，使形成整合传输信号，其中，所述第一输入信号中包含一个真实信号以及至少一个干扰信号；

在步骤202中，响应于获取的至少一路比特流，对所述至少一路比特流进行OFDM调制；

在步骤203中，将经由OFDM调制获得的至少一路输出信号进行频点调节，使形成至少一路载波数字信号，其中，所述至少一路载波数字信号的中心频点与真实信号的中心频点相同；

在步骤204中，基于发送端与合法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少一路载波数字信号进行预编码处理，使形成至少一路传输信号，其中，所述至少一路传输信号中包含干扰信号；

在步骤205中，将所述整合传输信号以及所述至少一路传输信号分别送入MIMO电力线中传输。

在本实施例中，对于步骤201，MIMO电力线载波通信系统将所述至少两路不同中心频点的载波数字信号进行叠加，使形成整合传输信号，其中，所述第一输入信号中包含一个真实信号以及至少一个干扰信号。之后，对于步骤202，MIMO电力线载波通信系统响应于获取的至少一路比特流，对所述至少一路比特流进行OFDM调制。再之后，对于步骤203，MIMO电力线载波通信系统将经由OFDM调制获得的至少一路输出信号进行频点调节，使形成至少一路载波数字信号，其中，所述至少一路载波数字信号的中心频点与真实信号的中心频点相同。然后，对于步骤204，MIMO电力线载波通信系统基于发送端与合法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少一路载波数字信号进行预编码处理，使形成至少一路传输信号，其中，所述至少一路传输信号中包含干扰信号。然后，对于步骤205，将所述整合传输信号以及所述至少一路传输信号分别送入MIMO电力线中传输。

本实施例的方案针对非法接收端多路接收，性能增强的情况，除了在频域隐藏真实信号外，引入多路与真实信号同频点的干扰噪声，同时利用发送端与合法接收端之间的信道矩阵的零空间矩阵对此干扰噪声做预编码处理，消除对合法用户的影响，从而仅保留噪声对非法接收端的干扰，从进一步增强系统通信的安全性。

在一些可选的实施例中，上述方法中的预编码处理的处理过程可以是：

假设三路载波数字信号为X₁，X₂，X₃，发送端与合法接收端之间的信道矩阵为H_g，H_g的零空间矩阵为H_zgro，其中H_g×H_zgro＝0，则预编码后的载波数字信号可表示为H_zgro×[X₁ X₂X₃]^T，其中[·]_T表示对矩阵做转置处理。

请参阅图3，其示出了本申请的MIMO电力线载波通信方法再一实施例的流程图，该MIMO电力线载波通信方法用于合法接收端。

如图3所示，在步骤301中，基于预设的中心频点信息配置对获取的传输信号进行提取，使得到具有真实信号的载波数字信号；

在步骤302中，对具有真实信号的载波数字信号进行解制，使获得真实信号。

在本实施例中，对于步骤301，MIMO电力线载波通信系统基于预设的中心频点信息配置对获取的传输信号进行提取，使得到具有真实信号的载波数字信号。之后，对于步骤302，MIMO电力线载波通信系统对具有真实信号的载波数字信号进行解制，使获得真实信号。

本实施例的方案，采用在合法接收端中预设的中心频点信息配置对获取的传输信号进行提取，能够实现合法接收端直接获取真实信号，从而在保证通信速度的前提下，有效地提高通信的安全性。

需要说明的是，上述方法步骤并不用于限制各步骤的执行顺序，实际上，某些步骤可能会同时执行或者以与步骤限定的相反的顺序执行，本申请在此没有限制。

下面对通过描述发明人在实现本发明的过程中遇到的一些问题和对最终确定的方案的一个具体实施例进行说明，以使本领域技术人员更好地理解本申请的方案。

发明人在实现本申请的过程中发现现有技术中存在的缺陷主要是由以下原因导致的：窃听者与合法用户一样可以通过物理途径连接至系统。

本申请的方案主要从以下几个方面入手进行设计和优化来提高MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put，多输入多输出系统)电力线通信安全性：

基于MIMO的空间频率域电力线载波安全通信联合设计，该设计包括发送装置和接收装置，发送接收装置之间通过电力线连接。

所述发送装置，包括：

OFDM调制器：获取输入信号，对信号进行正交频分复用调制。

数字前端：获取所述OFDM调制单元产生的信号，形成载波数字信号。通过配置内部混频器的中心频率，可以调节信号的中心频点。

预编码器：获取所述数字前端调节过的信号，利用信道矩阵的零空间矩阵对信号做预编码处理。

耦合器：获取经所述预编码器调节过的信号，将载波信号注入到电力线中传输。

所述接收装置，包括：

耦合器：用于从电力线中耦合出载波信号。

数字前端：获取所述耦合器输出的信号，并检测、过滤出特定中心频点的数字信号；

OFDM解调单元：获取所述数字前端获取的信号，对信号进行正交频分复用解调。

所述发送装置和所述接收装置之间通过多导体电力线组成的MIMO信道相连接。

数据传送过程如下：在发送端，将信号送入OFDM调制单元，形成数据帧，数据在此过程中经过IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅里叶逆变换)由频域变换到了时域；之后再送入发送机数字前端，数据在数字前端中调节信号中心频点，得到载波数字信号；之后再将此载波数字信号送入预编码器，数据在预编码器中利用信道矩阵的零空间矩阵做预编码处理；最后将预编码后的载波数字信号通过耦合器送入PLC(Power LineCommunication，电力线通信)MIMO信道中传输；在接收端，由电力线传输过来的信号经过耦合器后由数字前端解调，再通过OFDM解调单元后得到发送机初始输入信号。

改进方案一：在电力线通信场景下，发送设备通过多导体电力线同时发送三路载波数字信号，接收设备单路接收，发送设备与接收设备之间形成3*1MIMO通信链路；假设窃听者经由电力线连接至发送设备，单路接收，与发送设备也形成3*1MIMO通信链路。此时为了增强安全性，一是，在发送机一路上发送真实信号，另外两路发送虚假信号。利用数字前端调节信号中心频点的特性，将此三路信号形成三路不同中心频点的载波数字信号。合法的接收设备利用提前已知的中心频点信息配置接收机数字前端，将真实信号由虚假信号中提取出来。而窃听者由于不知道具体的频点信息，难以提取获得真实的信号；二是，由于电力线信道情况基本不变，发送设备可以利用与窃听者之间的信道矩阵的零空间矩阵对三路载波数字信号做预编码处理，从而提高抗窃听能力，增强通信安全性。预编码处理过程如下：假设三路载波数字信号为X₁，X₂，X₃，发送设备与窃听者之间的信道矩阵为H_g,H_g的零空间矩阵为H_zgro,其中H_g×H_zgro＝0，则预编码后的载波数字信号可表示为H_zgro×[X₁ X₂ X₃]^T,其中[·]^T表示对矩阵做转置处理。

改进方案二：在电力线通信场景下，假设发送设备与接收设备之间还是形成3*1MIMO通信链路，但窃听者变为3路接收，即此时发送设备与窃听者之间形成3*3MIMO通信链路，窃听者性能增强。针对这种情况，在方案一的基础上，做如下改进：一是，增加同频点干扰噪声信号，具体来说，将方案一中三路不同频点的载波数字信号叠加为一路载波数字信号，然后添加两路虚假信号，该虚假信号经过数字前端调节到真实信号的中心频点上。此时发送机在MIMO电力线中传送三路相同中心频点的载波信号；二是，为了消除两路干扰信号对合法接收设备的影响，在将两路同频点干扰载波信号发送到电力线中之前，对其做预编码处理。与方案一中不同的是，此时是利用发送设备与合法接收设备之间的信道矩阵的零空间做预编码处理；且不需要对第一路真实信号做预编码处理。

请参阅图4，其示出了本申请一实施例的一种MIMO电力线载波通信方法的一个具体实施例的示意图。

如图4所示，本实施例的方案主要包括以下步骤：

1)、在发送端，三路比特流同时送入OFDM调制器，进行OFDM调制，数据由频域变换到时域。其中三路比特流中第一路为真实信号，另两路作为干扰噪声。

2)、将OFDM调制器的三路输出送入数字前端，从而将真实信号和干扰噪声调节到不同的频点上。其中真实信号通过的第一路数字前端中心频点设置为80MHz，另两路噪声通过的数字前端频点分别设置为70MHz、90MHz。

3)、将数字前端的输出数据送入预编码器。预编码器利用发送机与窃听设备之间的信道矩阵的零空间矩阵对数据做预编码处理，增强系统抗窃听能力。

4)、预编码器的三路输出信号经由耦合器送入到MIMO电力线中传输。

5)、合法接收机与窃听设备都为单路接收，与发送机均构成3*1MIMO通信链路。

6)、合法接收机利用耦合器从MIMO电力线中获取信号，并将此信号依次通过数字前端和OFDM调制器，从而最后提取出发送机发送的真实信号。其中，数字前端频点设置为80MHz，从而可以过滤处在70MHz、90MHz干扰噪声，将真实信号提取出来。

7)、窃听设备由于未知真实信号频点，其数字前端频点设置在70～90MHz，因而受噪声干扰影响不能解调出真实信号。进一步地，倘若窃听设备恰巧将数字前端频点设置为80MHz，由于在发送端利用与窃听设备之间的信道信息对发送数据做了预编码处理，窃听设备仍难以获取真实信号。

请参阅图5，其示出了本申请一实施例的一种MIMO电力线载波通信方法的又一个具体实施例的示意图。

如图5所示，本实施例的方案主要包括以下步骤：

1)、在发送端，三路比特流同时送入OFDM调制器，进行OFDM调制，数据由频域变换到时域。其中三路比特流中第一路为真实信号，另两路作为干扰噪声。

2)、将OFDM调制器的三路输出送入数字前端，从而将真实信号和干扰噪声调节到不同的频点上。其中真实信号通过的第一路数字前端中心频点设置为80MHz，另两路噪声通过的数字前端频点分别设置为70MHz、90MHz。

3)、将以上三路不同频点载波信号时域叠加后送入耦合器，作为MIMO电力线的第一路输入。

4)、另两路干扰噪声依次送入OFDM调制器、数字前端。数字前端频点设置为80MHz，从而将干扰噪声调节到信号所在频点上。将数字前端的输出送入预编码器，对两路干扰噪声做预编码处理。将预编码器的输出送入耦合器，作为MIMO电力线的第二路、第三路输入。

5)、利用发送机与合法接收机之间的信道信息做预编码处理，从而消除此两路干扰噪声对合法接收机的影响。

6)、合法接收机利用耦合器从MIMO电力线中获取信号，并将此信号依次通过数字前端和OFDM调制器，从而最后提取出发送机发送的真实信号。其中，数字前端频点设置为80MHz，从而可以过滤处在70MHz、90MHz干扰噪声，将真实信号提取出来。

7)、窃听设备为三路接收，与发送机构成3*3MIMO通信链路。其数字前端频点设置为70～90MHz。虽然窃听设备性能增强，但由于此时增加了两路同频点干扰噪声，窃听设备仍难以获取真实信号。

请参考图6，其示出了本发明一实施例提供的MIMO电力线载波通信系统的框图。

如图6所示，MIMO电力线载波通信系统400，包括调制模块410、调节模块420、第一预编码模块430、传输模块440、提取模块450以及解制模块460。

其中，调制模块410，配置为响应于获取的至少两路比特流，对所述至少两路比特流进行OFDM调制；调节模块420，配置为将经由OFDM调制获得的至少两路输出信号进行不同频点的调节，使形成至少两路不同中心频点的载波数字信号；第一预编码模块430，配置为基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理，使形成至少两路传输信号，其中，仅有一路传输信号中包含真实信号，其他路传输信号中包含干扰信号；传输模块440，配置为将所述一路传输信号以及所述其他路传输信号分别送入MIMO电力线中传输；提取模块450，配置为基于预设的中心频点信息配置对获取的传输信号进行提取，使得到具有真实信号的载波数字信号；解制模块460，配置为对具有真实信号的载波数字信号进行解制，使获得真实信号。

应当理解，图6中记载的诸模块与参考图1、图2和图3中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图6中的诸模块，在此不再赘述。

在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的MIMO电力线载波通信方法；

作为一种实施方式，本发明的非易失性计算机存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：

响应于获取的至少两路比特流，对所述至少两路比特流进行OFDM调制；

将经由OFDM调制获得的至少两路输出信号进行不同频点的调节，使形成至少两路不同中心频点的载波数字信号；

基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理，使形成至少两路传输信号，其中，仅有一路传输信号中包含真实信号，其他路传输信号中包含干扰信号；

将所述一路传输信号以及所述其他路传输信号分别送入MIMO电力线中传输。

作为又一种实施方式，本发明的非易失性计算机存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：

基于预设的中心频点信息配置对获取的传输信号进行提取，使得到具有真实信号的载波数字信号；

对具有真实信号的载波数字信号进行解制，使获得真实信号。

非易失性计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据MIMO电力线载波通信系统的使用所创建的数据等。此外，非易失性计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，非易失性计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至MIMO电力线载波通信系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述任一项MIMO电力线载波通信方法。

图7是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图7所示，该设备包括：一个或多个处理器510以及存储器520，图7中以一个处理器510为例。MIMO电力线载波通信方法的设备还可以包括：输入装置530和输出装置540。处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。存储器520为上述的非易失性计算机可读存储介质。处理器510通过运行存储在存储器520中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例MIMO电力线载波通信方法。输入装置530可接收输入的数字或字符信息，以及产生与MIMO电力线载波通信系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置540可包括显示屏等显示设备。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

作为一种实施方式，上述电子设备应用于MIMO电力线载波通信系统中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：

响应于获取的至少两路比特流，对所述至少两路比特流进行OFDM调制；

将经由OFDM调制获得的至少两路输出信号进行不同频点的调节，使形成至少两路不同中心频点的载波数字信号；

基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理，使形成至少两路传输信号，其中，仅有一路传输信号中包含真实信号，其他路传输信号中包含干扰信号；

将所述一路传输信号以及所述其他路传输信号分别送入MIMO电力线中传输。

作为又一种实施方式，上述电子设备应用于MIMO电力线载波通信系统中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：

基于预设的中心频点信息配置对获取的传输信号进行提取，使得到具有真实信号的载波数字信号；

对具有真实信号的载波数字信号进行解制，使获得真实信号。

本申请实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于：

(1)移动通信设备：这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iPhone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。

(2)超移动个人计算机设备：这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括：PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。

(3)便携式娱乐设备：这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如iPod)，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。

(4)服务器:提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

(5)其他具有数据交互功能的电子装置。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种MIMO电力线载波通信方法，用于发送端，其特征在于，包括：

响应于获取的至少两路比特流，对所述至少两路比特流进行OFDM调制；

将经由OFDM调制获得的至少两路输出信号进行不同频点的调节，使形成至少两路不同中心频点的载波数字信号；

将所述至少两路不同中心频点的载波数字信号进行叠加，使形成整合传输信号，其中，所述整合传输信号中包含一个真实信号以及至少一个干扰信号；

响应于获取的至少一路比特流，对所述至少一路比特流进行OFDM调制；

将经由OFDM调制获得的至少一路输出信号进行频点调节，使形成至少一路载波数字信号，其中，所述至少一路载波数字信号的中心频点与真实信号的中心频点相同；

基于发送端与合法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少一路载波数字信号进行预编码处理，使形成至少一路传输信号，其中，所述至少一路传输信号中包含干扰信号；

将所述整合传输信号以及所述至少一路传输信号分别送入MIMO电力线中传输；

基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理，使形成至少两路传输信号，其中，仅有一路传输信号中包含真实信号，其他路传输信号中包含干扰信号；

将所述一路传输信号以及所述其他路传输信号分别送入MIMO电力线中传输。

2.根据权利要求1所述的一种MIMO电力线载波通信方法，其特征在于，所述基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理的过程如下：

三路载波数字信号为

，

，

，发送设备与非法接收端之间的信道矩阵为

，

的零空间矩阵为

，其中

，则预编码后的载波数字信号可表示为

，其中

表示对矩阵做转置处理。

3.根据权利要求1所述的一种MIMO电力线载波通信方法，其特征在于，所述基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理的过程如下：

三路载波数字信号为

，

，

，发送端与合法接收端之间的信道矩阵为

，

的零空间矩阵为

，其中

，则预编码后的载波数字信号可表示为

，其中

表示对矩阵做转置处理。

4.一种MIMO电力线载波通信系统，用于发送端，其特征在于，包括：

调制模块，配置为响应于获取的至少两路比特流，对所述至少两路比特流进行OFDM调制；

调节模块，配置为将经由OFDM调制获得的至少两路输出信号进行不同频点的调节，使形成至少两路不同中心频点的载波数字信号；

将所述至少两路不同中心频点的载波数字信号进行叠加，使形成整合传输信号，其中，所述整合传输信号中包含一个真实信号以及至少一个干扰信号；

响应于获取的至少一路比特流，对所述至少一路比特流进行OFDM调制；

将经由OFDM调制获得的至少一路输出信号进行频点调节，使形成至少一路载波数字信号，其中，所述至少一路载波数字信号的中心频点与真实信号的中心频点相同；

基于发送端与合法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少一路载波数字信号进行预编码处理，使形成至少一路传输信号，其中，所述至少一路传输信号中包含干扰信号；

将所述整合传输信号以及所述至少一路传输信号分别送入MIMO电力线中传输；

第一预编码模块，配置为基于发送端与非法接收端之间的信道矩阵的零空间对所述至少两路不同中心频点的载波数字信号分别进行预编码处理，使形成至少两路传输信号，其中，仅有一路传输信号中包含真实信号，其他路传输信号中包含干扰信号；

传输模块，配置为将所述一路传输信号以及所述其他路传输信号分别送入MIMO电力线中传输。

5.一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至3任一项所述方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至3任一项所述方法的步骤。

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