一種寬帶電力線通信系統(tǒng)的定時(shí)同步電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種寬帶電力線通信系統(tǒng)中的定時(shí)同步電路。該電路系統(tǒng)由自相關(guān)/能量模塊、閾值計(jì)算模塊和控制模塊三部分組成。自相關(guān)/能量模塊分別計(jì)算輸入數(shù)據(jù)的自相關(guān)值和能量值；閾值計(jì)算模塊處理自相關(guān)值和能量值，得到輸入數(shù)據(jù)的度量值，并判斷是否觸發(fā)正負(fù)閾值；控制模塊則根據(jù)輸入數(shù)據(jù)，自相關(guān)/能量模塊和閾值計(jì)算模塊的輸出結(jié)果，切換電路的工作狀態(tài)。本發(fā)明中將度量值計(jì)算中原本的多次除法運(yùn)算轉(zhuǎn)化為了加減法和移位運(yùn)算，有效降低了電路的復(fù)雜度，本發(fā)明設(shè)計(jì)的電路可在100MHz下工作，滿足基帶傳輸寬帶電力線通訊的數(shù)據(jù)速率要求。
【專利說明】—種寬帶電力線通信系統(tǒng)的定時(shí)同步電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具涉及寬帶電力線通信系統(tǒng)中的定時(shí)同步電路。
【背景技術(shù)】
[0002]利用現(xiàn)有的電力線作為傳輸媒介，寬帶電力線可以提供一種高速、低成本的接入方式。其應(yīng)用范圍覆蓋了通信的方方面面，從英特網(wǎng)到遠(yuǎn)程控制，從智能電網(wǎng)到其他時(shí)政類應(yīng)用。我們可以想見，隨著各種電力線協(xié)議的推陳出新，電力線通信的應(yīng)用范圍將更加廣闊。采用多載波調(diào)制的寬帶電力線系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)視頻高清傳輸?shù)榷喾N需要高傳輸速率的應(yīng)用需求。
[0003]傳統(tǒng)的OFDM接收機(jī)主要包含:同步，F(xiàn)FT，信道估計(jì)，均衡等模塊。其中，同步又可細(xì)分為定時(shí)同步和相位同步兩部分。本發(fā)明涉及的定時(shí)同步用來檢測(cè)正確的FFT開窗位置。由于信道多徑/時(shí)變性的存在，第一根徑的位置會(huì)發(fā)生變化。如果不及時(shí)調(diào)節(jié)，會(huì)在之后的頻域操作中引入載波間干擾和符號(hào)間干擾。
[0004]為了確定正確的FFT開窗位置，我們需要進(jìn)行符號(hào)定時(shí)同步。通常而言，在傳輸OFDM數(shù)據(jù)塊之前，都會(huì)附加一段接收機(jī)已知的序列，稱為訓(xùn)練序列或前導(dǎo)符。最簡(jiǎn)單的是形式是形如[A A]的，在時(shí)域上重復(fù)的兩段序列:這種類型的序列可以通過在偶數(shù)子載波上調(diào)制信息，而在奇數(shù)子載波上不調(diào)制信息獲得，利用了前后重復(fù)的這個(gè)特點(diǎn)，使用延遲相關(guān)算法和能量歸一化，尋找輸入度量函數(shù)的極值，但由于度量函數(shù)計(jì)算公式涉及多次的除法，在電路的實(shí)現(xiàn)上比較復(fù)雜。本發(fā)明的定時(shí)同步設(shè)計(jì)便是基于訓(xùn)練序列的雙閾值判定法設(shè)計(jì)，將原有的多次除法運(yùn)算變?yōu)橐莆缓图臃ㄟ\(yùn)算，減小了電路的復(fù)雜度和關(guān)鍵路徑，使之能滿足基帶傳輸寬帶電力線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)速率要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種適用于寬帶電力線通信系統(tǒng)中的定時(shí)同步電路，通過降低電路的復(fù)雜度，滿足寬帶電力線系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)數(shù)率要求。
[0006]本發(fā)明設(shè)計(jì)的定時(shí)同步電路系統(tǒng)，包括自相關(guān)/能量模塊、閾值計(jì)算模塊和狀態(tài)控制模塊組成，見附圖1所示。自相關(guān)/能量模塊用于分別計(jì)算輸入數(shù)據(jù)的自相關(guān)累加值和能量累加值；閾值計(jì)算模塊用于對(duì)自相關(guān)累加值和能量累加值做移位和加減運(yùn)算，判斷是否觸發(fā)設(shè)定的正負(fù)閾值，并輸出觸發(fā)正閾值信號(hào)和觸發(fā)負(fù)閾值信號(hào)；控制模塊則根據(jù)輸入數(shù)據(jù)、自相關(guān)/能量計(jì)算模塊和閾值計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果，切換電路的狀態(tài)。
[0007]本發(fā)明中，自相關(guān)/能量計(jì)算模塊，根據(jù)系統(tǒng)前級(jí)接收端采樣后的離散信號(hào)rM，分別同時(shí)計(jì)算與輸入相差N點(diǎn)的自相關(guān)累加值
【權(quán)利要求】
1.一種寬帶電信線通信系統(tǒng)的定時(shí)同步電路，其特征在于，由自相關(guān)/能量模塊、閾值計(jì)算模塊和狀態(tài)控制模塊組成，其中: 自相關(guān)/能量模塊用于分別計(jì)算輸入數(shù)據(jù)的自相關(guān)累加值和能量累加值； 閾值計(jì)算模塊用于對(duì)自相關(guān)累加值和能量累加值做移位和加減運(yùn)算，判斷是否觸發(fā)設(shè)定的正負(fù)閾值，并輸出觸發(fā)正閾值信號(hào)和觸發(fā)負(fù)閾值信號(hào)； 狀態(tài)控制模塊則根據(jù)輸入數(shù)據(jù)、自相關(guān)/能量計(jì)算模塊和閾值計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果，切換電路的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電信線通信系統(tǒng)的定時(shí)同步電路，其特征在于: 自相關(guān)/能量計(jì)算模塊，根據(jù)系統(tǒng)前級(jí)接收端采樣后的離散信號(hào)rfl，分別同時(shí)計(jì)算與輸入相隔N點(diǎn)的自相關(guān)累加值
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬帶電信線通信系統(tǒng)的定時(shí)同步電路，其特征在于: 閾值計(jì)算模塊，通過對(duì)相關(guān)累加值和能量累加值做移位和加減運(yùn)算，輸出正閾值觸發(fā)信號(hào)和負(fù)閾值觸發(fā)信號(hào)，具體處理為:閾值計(jì)算模塊將能量累加值分別右移一位和兩位，得到0.5 E.和0.25 Baci，兩者相加得到0.75 Eaee，然后基于0.5 Eace和0.75 Eace的閾值分別判定定時(shí)同步度量值的正負(fù)極值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬帶電信線通信系統(tǒng)的定時(shí)同步電路，其特征在于:定時(shí)同步度量值極值的判定方法的步驟為: 步驟一:每個(gè)時(shí)鐘系統(tǒng)輸入前級(jí)接收端采樣后的電壓離散信號(hào)!*?，并寫入數(shù)據(jù)、能量、自相關(guān)寄存器； 步驟二:分別計(jì)算輸入相差N個(gè)點(diǎn)的自相關(guān)值能量值； 步驟三:用步驟二中計(jì)算的新自相關(guān)值和和能量值，代替舊的自相關(guān)值和和能量值，并進(jìn)行累加，得到能量累加值
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬帶電信線通信系統(tǒng)的定時(shí)同步電路，其特征在于: 狀態(tài)控制模塊，控制各個(gè)狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換流程如下: 狀態(tài)SI，初始狀態(tài)； 狀態(tài)S2，往數(shù)據(jù)寄存器寫數(shù)據(jù)； 狀態(tài)S22，臨時(shí)狀態(tài)，用來調(diào)整時(shí)序； 狀態(tài)S3，將新輸入的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)寄存器讀出的數(shù)據(jù)相乘，得到相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)新輸入的數(shù)據(jù)開始與自己相乘得到能量數(shù)據(jù)，兩部分的結(jié)果分別放入兩塊寄存器中，并且開始累加，共計(jì)512拍； 狀態(tài)S32，臨時(shí)狀態(tài)，用來調(diào)整時(shí)序； 狀態(tài)S4，512拍之后，獲得自相關(guān)值和能量值，累加器繼續(xù)工作，并將自相關(guān)值和能量值存入相關(guān)值累加寄存器和能量值累加寄存器；每次從兩塊寄存器中讀出一個(gè)數(shù)據(jù)，從當(dāng)前的累加結(jié)果中扣掉，然后補(bǔ)上新進(jìn)來的自相關(guān)值和能量值，共計(jì)512拍； 狀態(tài)S5，512拍之后，獲得了 自相關(guān)累加值Paii和能量累加值，此時(shí)開始計(jì)算正閾值先驗(yàn)觸發(fā)信號(hào)V_posl,正閾值后驗(yàn)觸發(fā)信號(hào)V_pos2,負(fù)閾值先驗(yàn)觸發(fā)信號(hào)V_negl,負(fù)閾值后驗(yàn)觸發(fā)信號(hào)V_neg2 ;其中:
V_posl = Paee -0.75 Bace，V_pos2 = Paee -0.5 Baee ，
V_negl = P.- (- 0.75 Eacc ) = Paec +0.75 Eacc ，
V_neg2 = Pac1- (- 0.5 Eacs ) = Pacc +0.5 Eacs , 若V_posl大于0，則進(jìn)入狀態(tài)S6，若V_negl小于0，則進(jìn)入狀態(tài)S7 ； 狀態(tài)S6，開始等待V_pos2小于0，同時(shí)不停記錄最大值和最大值對(duì)應(yīng)的位置；如果50拍之內(nèi)，V_pos2小于0，則進(jìn)入S61狀態(tài)；如果50拍之后，V_pos2依然大于0，則進(jìn)入狀態(tài)S62 ； 狀態(tài)S7，開始等待V_neg2大于0，同時(shí)不停記錄最小值和最小值對(duì)應(yīng)的位置，如果50拍之內(nèi)，V_neg2大于0，則進(jìn)入S71狀態(tài)；如果50拍之后，V_neg2依然小于0，則進(jìn)入狀態(tài) S72 ； 狀態(tài)S61，判定失敗，下一步進(jìn)入狀態(tài)S999 ; 狀態(tài)S62，判定成功，輸出50個(gè)周期內(nèi)最大值對(duì)應(yīng)的位置，下一步進(jìn)入狀態(tài)S999 ； 狀態(tài)S71，判定失敗，下一步進(jìn)入狀態(tài)S999 ; 狀態(tài)S72，判定成功，輸出50個(gè)周期內(nèi)最小值對(duì)應(yīng)的位置，下一步進(jìn)入狀態(tài)S999 ；狀態(tài)S999，若判定成功，輸出度量值極值位置，等待復(fù)位信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑匦逻M(jìn)入SI ;若判定失敗則無輸出，下一狀態(tài)進(jìn)入SI。
【文檔編號(hào)】H04L27/26GK103475617SQ201310405861
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】陳赟, 鮑文旭, 陳晨, 曾曉洋 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)