對(duì)來(lái)自發(fā)送信道的模擬信號(hào)，特別是通過(guò)電力線通信來(lái)運(yùn)載的信號(hào)，進(jìn)行處理的方法
【專利摘要】本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及對(duì)來(lái)自發(fā)送信道的模擬信號(hào)，特別是通過(guò)電力線通信來(lái)運(yùn)載的信號(hào)，進(jìn)行處理的方法。本發(fā)明提供了一種對(duì)來(lái)自發(fā)送信道的信道模擬信號(hào)進(jìn)行處理的方法，該方法包括：信道模擬信號(hào)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(CAN)；以及同步處理，該同步處理包括濾波處理(MFL)，該濾波處理包括，從來(lái)自所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換的信道數(shù)字信號(hào)(SNC)的自回歸模型在時(shí)域中實(shí)時(shí)地確定預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)的受限數(shù)量，以及通過(guò)其系數(shù)是預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)的數(shù)字有限脈沖響應(yīng)濾波器實(shí)時(shí)地對(duì)時(shí)域中的信道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波；以及使用經(jīng)濾波的信道數(shù)字信號(hào)(SNF)和參考信號(hào)(SREF)檢測(cè)至少一個(gè)指示(IND)，該至少一個(gè)指示允許識(shí)別所述幀結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)位置。
【專利說(shuō)明】
對(duì)來(lái)自發(fā)送信道的模擬信號(hào)，特別是通過(guò)電力線通信來(lái)運(yùn)載 的信號(hào)，進(jìn)行處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例及其實(shí)施方案涉及通信信道上的信息發(fā)送(transmit);并且 特別地，當(dāng)此信道是電力線時(shí)，涉及通過(guò)電力線通信(或PLC)的信息發(fā)送;并且更具體地，涉 及當(dāng)該信號(hào)受到窄帶噪聲信號(hào)(窄帶干擾源)的影響時(shí)，改進(jìn)在接收時(shí)對(duì)該等信號(hào)的處理。
【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例及其實(shí)施方案與對(duì)借助于電力線的通信進(jìn)行規(guī)定的各種標(biāo) 準(zhǔn)相兼容，特別地但不局限于標(biāo)準(zhǔn)PLC-G3、PRIME(電力線智能計(jì)量演進(jìn)）或者標(biāo)準(zhǔn)IEEE 190卜2〇
[0003] 電力線通信技術(shù)旨在通過(guò)充分利用電力網(wǎng)的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。值得 注意的是，該技術(shù)允許實(shí)現(xiàn)電表的遠(yuǎn)程讀數(shù)、電動(dòng)車輛與充電終端之間的交換、或者管理和 控制電力網(wǎng)（智能電網(wǎng)）。
[0004] 電力線通信(PLC)技術(shù)特別地并入了借助于窄帶電力線通信的通信(或者N-PLC)， 窄帶電力線通信通常被定義為在不超過(guò)500KHZ的發(fā)送頻率下操作的電力線上的通信。
[0005] 因此，N-PLC通信通常使用由歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(CENELEC)或者聯(lián)邦通信委員會(huì) (FCC)特別限定的頻帶。
[0006] 因此，就CENELEC A頻帶（3-95kHz)而言，在PR頂E標(biāo)準(zhǔn)中其發(fā)送頻率介于42KHZ與 89KHz之間，而對(duì)于PLC-G3標(biāo)準(zhǔn)該發(fā)送頻率介于35KHz與91KHz之間。
[0007] 在這些頻帶中，通過(guò)電力線通信來(lái)運(yùn)載信號(hào)的電纜處于非常惡劣的環(huán)境中。它們 特別地經(jīng)受白噪聲、有色噪聲或者噪聲脈沖類型的干擾。此外，它們沒(méi)有受到針對(duì)任何干擾 的保護(hù)。出于此原因，任何FM/AM無(wú)線電信號(hào)或任何無(wú)線通信都可能導(dǎo)致，在窄帶PLC通信所 使用的有用頻帶內(nèi)存在這些信號(hào)的諧波。
[0008] 此外，電力網(wǎng)的性質(zhì)和特性是事先未知的，并且隨時(shí)間的推移可能發(fā)生變化。因 此，當(dāng)用戶連接任何給定設(shè)備(例如，吹風(fēng)機(jī)或洗衣機(jī))時(shí)，電力線上可能產(chǎn)生干擾。從而，這 樣會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)頻率諧波的傳播，該諧波可能也位于PLC通信的可用頻帶內(nèi)。
[0009]因此，這種噪聲信號(hào)（其通常是窄帶噪聲信號(hào)（窄帶干擾源），換言之，具有比有用 信號(hào)的頻帶更小的頻帶)會(huì)干擾連接到電力線的接收器的同步階段，在此期間，接收器必須 能夠同步，以便特別地定位由該有用信號(hào)所運(yùn)載的符號(hào)幀的有用數(shù)據(jù)的開(kāi)端。
[0010] Brian Michael Donlan于2005年1月31日在美國(guó)弗吉尼亞州布萊克斯堡發(fā)表的題 為"Ultra-wideband Narrowband Interference Cancellation and Channel Modeling for Communications"的論文中描述了用于消除超寬帶(UWB)信號(hào)中的窄帶噪聲信號(hào)(特別 是在頻譜擴(kuò)展(擴(kuò)展頻率)的情況下）的各種技術(shù)。
[0011] 本文中提及的一些技術(shù)使用了預(yù)測(cè)濾波器，從而，在從所接收的信號(hào)中減去噪聲 信號(hào)之前，估計(jì)此噪聲信號(hào)。
[0012] 本文中的提及的信號(hào)所呈現(xiàn)的特性，與采用電力線來(lái)通信的通信中所使用的信號(hào) 非常不同。實(shí)際上，UWB信號(hào)（以及，特別是采用直接序列擴(kuò)展頻譜的信號(hào))呈現(xiàn)如下特性:將 所發(fā)送信號(hào)的功率擴(kuò)展到寬的頻帶上，以便將該功率隱匿(bury)在環(huán)境噪聲中或者在其他 通信內(nèi)。因此，UWB信號(hào)的功率譜密度(或PSD)通常限定為小于-41 dBm/MHz。
[0013] PLC通信中所使用的信號(hào)是根據(jù)多載波調(diào)制被調(diào)制的信號(hào)，例如，正交載波上的正 交調(diào)制(0FDM調(diào)制：正交頻分多路復(fù)用，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員通用的術(shù)語(yǔ)），但是僅使用了可 用載波的較大集合中的載波子集。
[0014] 因此，例如，就CENELEC A頻帶而言，在PRIME標(biāo)準(zhǔn)中，反向傅里葉變換的和直接 (direct)傅里葉變換的大小等于512,而僅僅97個(gè)副載波(副載波86到182)用于發(fā)送。
[0015] 就CENELEC A頻帶而言，在PLC-G3標(biāo)準(zhǔn)中，反向傅里葉變換和直接傅里葉變換的大 小等于256，而僅僅使用了36個(gè)負(fù)載波(負(fù)載波23到58)。
[0016] 此外，在同步階段期間，重要的是：不得丟失來(lái)自信道的任何符號(hào)，即便是在信道 受噪聲影響的情況下。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0017] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例及其實(shí)施方案，提供了對(duì)來(lái)自發(fā)送信道的模擬信號(hào)的處理方法， 該處理方法使得能夠改進(jìn)同步階段的性能特性，無(wú)論該模擬有用信號(hào)是否受來(lái)自至少一個(gè) 窄帶噪聲信號(hào)的噪聲的影響。
[0018] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例及其實(shí)施方案，本發(fā)明的目的也在于改進(jìn)在同步之后對(duì)幀的剩 余部分的解碼的性能特性。
[0019] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例及其實(shí)施方案，為了促進(jìn)接收器的同步，特別是在有用信號(hào)受來(lái) 自至少一個(gè)窄帶噪聲信號(hào)的噪聲的影響時(shí)，預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)將從信號(hào)的自回歸模型在時(shí) 域中實(shí)時(shí)地確定，并且在時(shí)域中的由數(shù)字有限脈沖響應(yīng)(或者FIR)濾波器對(duì)信號(hào)實(shí)時(shí)地濾 波，該數(shù)字有限脈沖響應(yīng)濾波器的系數(shù)是預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)。
[0020] 因此，這與現(xiàn)有技術(shù)中的濾波方法不同，在現(xiàn)有技術(shù)中，在從來(lái)自信道的信號(hào)中減 去噪聲信號(hào)之前，估計(jì)該噪聲信號(hào)，這就需要在時(shí)間和相位兩者上的完美同步，而這在實(shí)踐 中難以實(shí)現(xiàn)，特別是在如下的相位同步的情況下，對(duì)于該相位同步而言重要的是:一方面不 得丟失任何符號(hào)，而另一方面不得引入相位誤差。
[0021] 根據(jù)此實(shí)施例及其實(shí)施方案，替代了首先估計(jì)噪聲信號(hào)然后減去所估計(jì)的噪聲信 號(hào)，對(duì)來(lái)自信道的整個(gè)信號(hào)進(jìn)行濾波，而無(wú)論該信號(hào)是否包含噪聲信號(hào)，這就使得能夠執(zhí)行 非相干處理，換言之，在估計(jì)噪聲信號(hào)的時(shí)刻與將此噪聲信號(hào)從全局信號(hào)中減去的時(shí)刻之 間不需要時(shí)間和相位上的完美同步。
[0022] 因此，接收器將能夠通過(guò)使用經(jīng)濾波的信號(hào)和參考信號(hào)（例如，已知的信號(hào)）來(lái)同 步。
[0023] 根據(jù)一個(gè)方面，因此，提供了一種對(duì)來(lái)自發(fā)送信道(例如，電力線）的信道模擬信號(hào) 進(jìn)行處理的方法。
[0024]信道模擬信號(hào)能夠包括在可用載波的集合中的子集上調(diào)制的有用信號(hào)，例如，符 合PR頂E或G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)的有用信號(hào)。
[0025]該有用信號(hào)根據(jù)幀結(jié)構(gòu)運(yùn)載至少一個(gè)符號(hào)幀，并且該有用信號(hào)可能受來(lái)自至少一 個(gè)窄帶噪聲信號(hào)的噪聲的影響。
[0026]通常，噪聲信號(hào)是包含在有用信號(hào)的頻帶內(nèi)的單個(gè)頻率下的噪聲尖峰，但是，更一 般地，窄帶噪聲信號(hào)是其頻帶小于有用信號(hào)的頻帶的噪聲信號(hào)。
[0027]因此，在給定時(shí)刻，信道模擬信號(hào)可能非常完美，不包括任何有用信號(hào)或者僅僅包 括至少一個(gè)噪聲信號(hào)、或者無(wú)噪聲的有用信號(hào)或者受噪聲影響的有用信號(hào)。
[0028] 因此，根據(jù)此方面的方法包括:對(duì)信道模擬信號(hào)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換、以及包括濾波處 理的同步處理。
[0029] 例如，待經(jīng)歷該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換的信道模擬信號(hào)，可以是直接來(lái)自信道的模擬信 號(hào)，或者，在通常的情況下，是由連接到發(fā)送信道的模擬輸入級(jí)(特別地，包括帶通濾波器、 低通濾波器和放大器)提供的模擬信號(hào)。
[0030] 濾波處理包括:從來(lái)自所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換的信道數(shù)字信號(hào)的自回歸模型，在時(shí)域 上實(shí)時(shí)地確定預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)的受限數(shù)量；以及通過(guò)其系數(shù)是預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)的數(shù)字 有限脈沖響應(yīng)濾波器，在時(shí)域上對(duì)信道數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)地進(jìn)行濾波。
[0031] 對(duì)其執(zhí)行濾波處理的信道數(shù)字信號(hào)不一定是直接來(lái)自模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)字信 號(hào)，而是可能例如是來(lái)自模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換并且可能已經(jīng)進(jìn)行了欠采樣的數(shù)字信號(hào)。
[0032] 在可用載波集合中的載波子集上調(diào)制的信號(hào)，與UWB信號(hào)或者具有擴(kuò)展頻譜的信 號(hào)的特性完全不同。實(shí)際上，它們確實(shí)特別地呈現(xiàn)比UWB信號(hào)或者具有擴(kuò)展頻譜的信號(hào)高得 多的功率水平，并且因此優(yōu)選地在濾波期間采取預(yù)防措施，以便避免在不存在窄帶噪聲的 情況下完全濾掉有用信號(hào)。
[0033] 確實(shí)，特別鑒于可用載波集合(反向或直接傅里葉變換的大?。┲械膬H僅一些載波 用于調(diào)制，濾波器的系數(shù)數(shù)量?jī)?yōu)選地受限，以便避免在不存在噪聲信號(hào)的情況下有用信號(hào) 衰減過(guò)高。
[0034] 換言之，濾波器的系數(shù)的數(shù)量有利地小于或等于所選擇的受限數(shù)量，從而形成有 限脈沖響應(yīng)濾波器;在存在噪聲信號(hào)的情況下，該有限脈沖響應(yīng)濾波器的頻率響應(yīng)包括在 噪聲信號(hào)的頻帶下的點(diǎn)阻(notch);并且在不存在噪聲信號(hào)的情況下，該有限脈沖響應(yīng)濾波 器的頻率響應(yīng)在有用信號(hào)的頻帶中以如下方式具有相對(duì)平坦的輪廓，從而使得有用信號(hào)的 衰減能夠小于所選值，例如6dB，該所選值無(wú)疑是取決于具體的應(yīng)用的。
[0035] 系數(shù)的數(shù)量將進(jìn)一步優(yōu)選地等于該受限數(shù)量，以便更簡(jiǎn)便地將具有不同音調(diào)的可 能的若干窄帶噪聲信號(hào)納入考量。
[0036]本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠根據(jù)具體應(yīng)用和所需特性來(lái)改變系數(shù)的受限數(shù)量，以便在 不存在噪聲信號(hào)的情況下，提供有用信號(hào)的最大可接受衰減。
[0037] 但是，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)每個(gè)符號(hào)都包括周期性前綴時(shí)，濾波器的系數(shù)的可接受 受限數(shù)量的數(shù)量級(jí)是以樣本數(shù)量的形式表示的周期性前綴的長(zhǎng)度的四分之三的數(shù)量級(jí)，并 且優(yōu)選地一半的數(shù)量級(jí)。
[0038] 這里要回顧的是，周期性前綴主要使得能夠消除符號(hào)間干擾，并且是一種包括復(fù) 制符號(hào)的一部分并且將其置于該符號(hào)的上游的技術(shù)。
[0039] 在實(shí)踐中，得自信號(hào)的自回歸模型的預(yù)測(cè)濾波器的極點(diǎn)成為有限脈沖響應(yīng)濾波器 的零點(diǎn)。因此，F(xiàn)IR濾波器可以僅衰減與這些零點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的頻率。
[0040]因此，以進(jìn)一步限制有用信號(hào)在濾波期間的衰減的方式，有利的是:在信道數(shù)字信 號(hào)的最大頻率的2到5倍(優(yōu)選地，2到3倍)的范圍內(nèi)的處理頻率下，計(jì)算預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)。
[0041] 這就使得從而有用信號(hào)能夠被濾波器視作相對(duì)于噪聲信號(hào)的一種白噪聲，而如果 處理頻率遠(yuǎn)高于信道數(shù)字信號(hào)的最大頻率，則不可能出現(xiàn)這種情況。
[0042] 濾波器的系數(shù)以及濾波本身的確定，在時(shí)域中且實(shí)時(shí)地確定，換言之，隨著信道模 擬信號(hào)的到達(dá)而漸進(jìn)地(progress ively)確定。這就可能避免了丟失任何符號(hào)，無(wú)論該信號(hào) 是否受噪聲影響。
[0043] 根據(jù)此方面的方法還包括:通過(guò)使用經(jīng)濾波的信道數(shù)字信號(hào)和參考信號(hào)，來(lái)檢測(cè) 至少一個(gè)指示，該指示使得能夠識(shí)別所述幀結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)位置。
[0044] 所述指示可以例如是從幀的前置(preamble)序列中對(duì)已知符號(hào)的識(shí)別，并且參考 信號(hào)可以是該已知符號(hào)，因此，該檢測(cè)例如通過(guò)移動(dòng)相關(guān)性操作來(lái)執(zhí)行。
[0045] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，對(duì)所述系數(shù)的所述實(shí)時(shí)的確定以及所述實(shí)時(shí)的濾波包括:將所 述數(shù)字信號(hào)的樣本整理成連續(xù)的樣本組，通過(guò)使用當(dāng)前的樣本組來(lái)確定當(dāng)前的系數(shù)塊，以 及將有限脈沖響應(yīng)濾波器應(yīng)用于所述當(dāng)前組，該有限脈沖響應(yīng)濾波器具有所述當(dāng)前的系數(shù) 塊，從而使得獲得了經(jīng)濾波的當(dāng)前樣本組。
[0046] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)幀包括前置序列，該前置序列包括已知符號(hào)、并且在幀的剩 余部分之前，并且濾波處理被至少應(yīng)用于，在至少一個(gè)幀的前置序列內(nèi)檢測(cè)所述至少一個(gè) 指示。
[0047] 當(dāng)發(fā)送完全地異步時(shí)，換言之，當(dāng)接收器不知道連續(xù)幀之間的時(shí)間間隔時(shí)，尤其有 利是:將濾波處理操作至少應(yīng)用于檢測(cè)每個(gè)幀的前置序列上的所述指示。
[0048] 對(duì)于經(jīng)濾波的數(shù)字信號(hào)，無(wú)法得知，該經(jīng)濾波的數(shù)字信號(hào)是受噪聲影響的有用信 號(hào)、還是得自無(wú)噪聲的有用信號(hào)。因此，尤其有利的是:在檢測(cè)到所述指示之后，執(zhí)行對(duì)噪聲 信號(hào)是否存在的驗(yàn)證，例如，基于未經(jīng)濾波的有用信號(hào)的至少一個(gè)已知符號(hào)。確實(shí)，這樣將 使得能夠改進(jìn)對(duì)幀的其他符號(hào)的處理。
[0049] 該驗(yàn)證可以包括:對(duì)所述未經(jīng)濾波的已知符號(hào)進(jìn)行直接傅里葉變換處理，以及對(duì) 每個(gè)載波的功率的分析。
[0050] 該驗(yàn)證例如對(duì)前置序列的符號(hào)執(zhí)行。
[0051] 之后，在不存在噪聲信號(hào)的情況下，有利的是:幀的剩余部分的處理在未經(jīng)濾波的 信道數(shù)字信號(hào)上執(zhí)行，該處理使得能夠?qū)ξ唇?jīng)濾波(換言之，未衰減）的信號(hào)執(zhí)行對(duì)幀的剩 余部分的符號(hào)的解碼。
[0052]另一方面，在存在噪聲信號(hào)的情況下，對(duì)幀的剩余部分的處理在對(duì)經(jīng)濾波的信道 數(shù)字信號(hào)執(zhí)行。
[0053]該剩余部分的處理包括直接傅里葉變換處理、對(duì)每個(gè)載波提供調(diào)制系數(shù)值(每個(gè) 符號(hào)分別包括與載波關(guān)聯(lián)的調(diào)制系數(shù)或"倉(cāng)"）的解映射處理、以及對(duì)每個(gè)調(diào)制系數(shù)的所述 值的置信度指示符的確定(軟判決）。因此特別有利的是，將與其頻率與噪聲信號(hào)的頻率相 對(duì)應(yīng)的載波相關(guān)聯(lián)的調(diào)制系數(shù)的置信度指示符逼近零點(diǎn)。
[0054] 這樣使得當(dāng)使用了 Viterbi型的解交織器-解碼器對(duì)(或者基于軟判決的其他任何 解碼器)時(shí)，解碼的性能特性能夠得到顯著的改進(jìn)。
[0055] 為了不過(guò)多地干擾解碼，另外優(yōu)選的是:在幀的剩余部分的處理期間，將濾波器的 系數(shù)的值凍結(jié)。
[0056] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種接收器，該接收器包括：
[0057] 輸入級(jí)，該輸入級(jí)被設(shè)計(jì)成連接到發(fā)送信道，并且被配置成遞送來(lái)自發(fā)送信道的 信道模擬信號(hào)，該信道模擬信號(hào)能夠包括可用信號(hào)，該可用信號(hào)在可用載波集合的子集上 進(jìn)行調(diào)制、根據(jù)幀結(jié)構(gòu)運(yùn)載至少一個(gè)符號(hào)幀、并且可能受來(lái)自至少一個(gè)窄帶噪聲信號(hào)的噪 聲的影響，
[0058] 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換級(jí)，該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換級(jí)用于執(zhí)行信道模擬信號(hào)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換， 以及
[0059]處理級(jí)，該處理級(jí)包括:濾波裝置，該濾波裝置包括計(jì)算模塊，該計(jì)算模塊被配置 成，從來(lái)自模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換級(jí)的信道數(shù)字信號(hào)的自回歸模型，實(shí)時(shí)地確定預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù) 的受限數(shù)量;數(shù)字有限脈沖響應(yīng)濾波器，該數(shù)字有限脈沖響應(yīng)濾波器的系數(shù)是預(yù)測(cè)濾波器 的系數(shù)，用于在時(shí)域中實(shí)時(shí)地執(zhí)行信道數(shù)字信號(hào)的濾波；以及檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置被配置 成使用經(jīng)濾波的數(shù)字信號(hào)和參考信號(hào)檢測(cè)至少一個(gè)指示，該至少一個(gè)指示使得能夠識(shí)別所 述幀結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)位置。
[0060] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)符號(hào)包括周期性前綴，并且濾波器的系數(shù)的數(shù)量小于或等 于受限數(shù)量，該受限數(shù)量的數(shù)量級(jí)是以樣本數(shù)量的形式表示的周期性前綴的長(zhǎng)度的四分之 三的數(shù)量級(jí)，并且優(yōu)選地一半的數(shù)量級(jí)。
[0061] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算模塊被配置成，在所述信道數(shù)字信號(hào)的最大頻率的2到5倍 (優(yōu)選地，2到3倍)的范圍內(nèi)的處理頻率下，計(jì)算預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)。
[0062]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該處理級(jí)包括:整理裝置，該整理裝置被配置成將所述信道數(shù)字 信號(hào)的樣本重組成連續(xù)的樣本組;該計(jì)算模塊被配置成使用當(dāng)前的樣本組來(lái)確定當(dāng)前的系 數(shù)塊；以及數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器被配置成在輸入處接收所述當(dāng)前的樣本組，從而遞送 經(jīng)濾波的當(dāng)前的樣本組。
[0063]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)幀包括前置序列，該前置序列包括已知符號(hào)、并且在幀的剩 余部分之前，并且該處理級(jí)包括控制裝置，該控制裝置被配置成將所述信道數(shù)字信號(hào)至少 遞送給濾波裝置，以便在至少一個(gè)幀的前置序列內(nèi)檢測(cè)所述至少一個(gè)指示。
[0064]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該控制裝置被配置成將所述信道數(shù)字信息至少遞送給濾波裝 置，以便檢測(cè)裝置在每個(gè)幀的前置序列內(nèi)檢測(cè)所述至少一個(gè)指示。
[0065]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該接收器還包括驗(yàn)證裝置，該驗(yàn)證裝置被配置成，在檢測(cè)到所述 至少一個(gè)指示之后，基于未經(jīng)濾波的有用信號(hào)的至少一個(gè)符號(hào)，驗(yàn)證所述噪聲信號(hào)是否存 在。
[0066]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該驗(yàn)證裝置包括:直接傅里葉變換級(jí)，該直接傅里葉變換級(jí)被配 置成對(duì)所述至少一個(gè)符號(hào)執(zhí)行直接傅里葉變換處理；以及分析裝置，該分析裝置被配置成 執(zhí)行每個(gè)載波的功率的分析。
[0067]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該驗(yàn)證裝置被配置成對(duì)來(lái)自前置序列的至少一個(gè)符號(hào)執(zhí)行所述 驗(yàn)證。
[0068]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該處理級(jí)還包括附加處理裝置，該附加處理裝置被配置成執(zhí)行 所述每個(gè)幀的剩余部分的處理，并且在不存在噪聲信號(hào)的情況下，該控制裝置被配置成將 所述幀的剩余部分直接遞送給該附加處理裝置，而不經(jīng)過(guò)濾波裝置。
[0069]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)符號(hào)包括分別與載波相關(guān)聯(lián)的調(diào)制系數(shù)，該附加處理裝置 包括:直接傅里葉變換級(jí);解映射裝置，該解映射裝置對(duì)每個(gè)載波提供所述調(diào)制系數(shù)的值； 以及確定模塊，該模塊能夠?qū)γ總€(gè)調(diào)制系數(shù)確定所述值的置信度指示符；以及強(qiáng)制裝置，該 強(qiáng)制裝置被配置成，在存在所述噪聲信號(hào)的情況下，將與其頻率與噪聲信號(hào)的頻率相對(duì)應(yīng) 的載波相關(guān)聯(lián)的調(diào)制系數(shù)的置信度指示符強(qiáng)制設(shè)置為零。
[0070] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該控制裝置被配置成在所述幀的剩余部分的處理期間，禁用濾 波器的系數(shù)的計(jì)算模塊(凍結(jié)濾波器的系數(shù)）。
[0071] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，有用信號(hào)是根據(jù)0FDM調(diào)制進(jìn)行調(diào)制的信號(hào)。
[0072]此外，發(fā)送信道可以是電力線，有用信號(hào)則可以是借助于電力線通信而運(yùn)載的信 號(hào)。
[0073]根據(jù)另一個(gè)方面，獨(dú)立于同步的應(yīng)用，提供了一種來(lái)自發(fā)送信道的信道模擬信號(hào) 的濾波方法，該信道模擬信號(hào)能夠包括有用信號(hào)，例如，在可用載波集合的子集上被調(diào)制的 有用信號(hào)，并且該有用信號(hào)可能受來(lái)自至少一個(gè)窄帶噪聲信號(hào)的噪聲的影響，該方法包括： 信道模擬信號(hào)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換；以及濾波處理，該濾波處理包括從來(lái)自所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn) 換的信道數(shù)字信號(hào)的自回歸模型，在時(shí)域上實(shí)時(shí)地確定預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)，以及通過(guò)其系 數(shù)是預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)的數(shù)字有限脈沖響應(yīng)濾波器，在時(shí)域上對(duì)信道數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)地進(jìn)行 濾波。
[0074]有利的是:根據(jù)上文所述對(duì)系數(shù)的數(shù)量進(jìn)行限定，并且/或者在信道數(shù)字信號(hào)的最 大頻率的2到5倍(優(yōu)選地，2到3倍)的范圍內(nèi)的處理頻率下，計(jì)算預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)。
[0075]根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種接收器，該接收器被設(shè)計(jì)成連接到發(fā)送信道，并且包 括裝置，例如上文限定的裝置，該裝置被配置成執(zhí)行這樣的濾波方法。
【附圖說(shuō)明】
[0076] 通過(guò)仔細(xì)閱讀對(duì)本發(fā)明的非限定實(shí)施例及其實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明以及附圖之后， 將清楚地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征，在附圖中：
[0077] 圖1到圖10是本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例及其實(shí)施方案的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0078] 現(xiàn)在，將在通過(guò)電力線通信(PLC)來(lái)進(jìn)行信息發(fā)送的框架下，描述各個(gè)實(shí)施例及其 實(shí)施方案，但是，本發(fā)明并不限于這種類型的應(yīng)用。
[0079]在以下說(shuō)明部分中，每次以非限定示例的方式提及PLC-G3或PRME標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將假設(shè) 這是針對(duì)CENELEC A頻帶(3-95kHz)而言的。
[0080] 現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，以便示意性地示出發(fā)送器的一個(gè)示例，該發(fā)送器能夠通過(guò)電力線通 信來(lái)在電力線LE上發(fā)送有用信號(hào)SU。
[0081] 例如，發(fā)送信道包括編碼器ENC，例如，卷積型編碼器，該編碼器用于從源編碼裝置 接收待發(fā)送的數(shù)據(jù)。交織裝置INTL連接到編碼器的輸出，該交織裝置的后面是"映射"裝置， 該映射裝置依據(jù)變換方案來(lái)將位變換成符號(hào)，該變換方案取決于所使用的調(diào)制類型，例如， BPSK型的調(diào)制，或者更普遍地，QAM調(diào)制。
[0082] 每個(gè)符號(hào)包含與載波相關(guān)聯(lián)的調(diào)制系數(shù)，這些載波將被相應(yīng)地調(diào)制。符號(hào)提供在 處理裝置MTFI的輸入處，該處理裝置被設(shè)計(jì)成執(zhí)行反向快速傅里葉變換（IFFT)操作。
[0083] 更具體地，參見(jiàn)圖2,應(yīng)注意的是:經(jīng)調(diào)制的載波形成可用載波集合ENS(該集合與 反向傅里葉變換的大小相對(duì)應(yīng))的載波子集SNS。
[0084]因此，在PLC-G3標(biāo)準(zhǔn)中，反向傅里葉變換的大小等于256，而子集SNS中的經(jīng)調(diào)制的 載波被23至58的秩(rank)所包括，該秩與在35到91KHz的范圍內(nèi)的頻帶F1-F2相對(duì)應(yīng)。此處 的采樣頻率等于400KHz，致使載波之間的間隔等于1.5625KHZ，因而使得頻率正交((FDM調(diào) 制)。
[0085]在PRHffi標(biāo)準(zhǔn)中，反向傅里葉變換的大小等于512,而子集SNS中的載波的數(shù)量等于 97,這樣就為有用信號(hào)提供了在42到89KHz之間延伸的頻帶。
[0086 ]與未使用的載波相關(guān)聯(lián)的調(diào)制系數(shù)等于0。
[0087] 時(shí)域上的0FDM信號(hào)在處理裝置MTFI的輸出處生成，并且裝置MCP向時(shí)域上的每個(gè) 0FDM符號(hào)在0FDM符號(hào)的報(bào)頭中添加周期性前綴，該周期性前綴是位于該符號(hào)末尾的特定數(shù) 量的樣本的副本。
[0088] 例如，在PLC-G3標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于400KHz的樣本頻率，周期性前綴的長(zhǎng)度是30個(gè)樣本， 而在PRHffi標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于250KHz的樣本頻率，該周期性前綴的長(zhǎng)度是48個(gè)樣本。
[0089]該信號(hào)隨后在數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器CAN中轉(zhuǎn)換，然后在級(jí)ETA中處理，該級(jí)通常被本領(lǐng) 域技術(shù)人員使用術(shù)語(yǔ)"模擬前端"表示，在該級(jí)中，對(duì)該信號(hào)特別地進(jìn)行功率放大，然后在電 力線LE上發(fā)送。
[0090] 在接收中，更具體地，參見(jiàn)圖3,可從圖中看出，其中的接收器RCP包括模擬輸入級(jí) ET1，該模擬輸入級(jí)ET1的輸入端子BE連接到電力線LE。
[0091] 模擬輸入級(jí)ET1通常包括帶通濾波器BPF、低通濾波器LPF、以及放大裝置AMP。級(jí) ET1的輸出連接到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換級(jí)CAN，該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換級(jí)的輸出連接到處理級(jí)ET2的輸 入。
[0092]此處的處理級(jí)ET2包括自動(dòng)增益控制裝置AGC，該自動(dòng)增益控制裝置使得級(jí)ET1的 放大裝置AMP的增益值能夠被控制。
[0093] 在模擬級(jí)ET1的輸出處以及在模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換級(jí)CAN的輸入處提供的信號(hào)SAC，是指 來(lái)自發(fā)送信道(電力線)LE的信道模擬信號(hào)。
[0094] 作為非限定性示例，這樣的信道模擬信號(hào)SAC的頻譜如圖4中示意性地圖示。
[0095]可從圖中看出，該信號(hào)SAC包括有用信號(hào)SU，該有用信號(hào)運(yùn)載從發(fā)射器發(fā)射的數(shù) 據(jù)，并且該有用信號(hào)的頻帶位于與經(jīng)調(diào)制的載波的數(shù)量相對(duì)應(yīng)的頻率F1與F2之間。
[0096]信號(hào)SAC還可能包括窄帶噪聲信號(hào)SB，該窄帶噪聲信號(hào)將可能干擾有用信號(hào)SU。
[0097] 通常，噪聲信號(hào)SB包括位于頻率F3下的單個(gè)音調(diào)。但在實(shí)踐中，該噪聲信號(hào)可能分 布在具有頻率F3的載波上，并且也可能分布在若干相鄰載波上。
[0098] 可以看出的是:信號(hào)SU是穹頂形的形狀，在不存在信號(hào)的情況下，該穹頂?shù)碾娖竭h(yuǎn) 高于信道的AWGN噪聲的電平。另一方面，噪聲信號(hào)SB的電平高于有用信號(hào)SU的電平。
[0099] 現(xiàn)在重新參見(jiàn)圖3,可以看出的是：處理級(jí)ET2還包括低通濾波器LPF2,后跟(盡管 不是獨(dú)立的)欠采樣裝置MSCH。裝置MSCH的上游的信號(hào)的采樣頻率用Fs表示，而裝置MSCH的 輸出處的信號(hào)的采樣頻率用Fss表示。
[0100]裝置MSCH的輸出處的信號(hào)SNC因此在此是指從信道模擬信號(hào)SAC的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 得到的信道數(shù)字信號(hào)，并且如下文更詳細(xì)地描述，該信道數(shù)字信號(hào)將特別地在濾波裝置MSL 中進(jìn)行濾波處理。
[0101] 在下一個(gè)部分中，頻率Fc是指處理頻率，在該處理頻率下，將特別地計(jì)算濾波裝置 MFL的濾波器的系數(shù)。
[0102] 例如，在G3-PLC標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于256的FFT大小，指定的采樣頻率Fs是400KHZ。
[0103]盡管可以在等于400KHZ的采樣頻率Fs的處理頻率Fc下執(zhí)行所有濾波操作，但是在 小于Fs的頻率Fss下對(duì)信號(hào)進(jìn)行欠采樣，并且在等于Fss的處理頻率Fc下執(zhí)行所有濾波操 作，使得能夠減小處理級(jí)(特別是濾波裝置)的執(zhí)行復(fù)雜程度，并且也使得能夠在相對(duì)于256 的指定大小的較小大小下執(zhí)行直接快速傅里葉變換(FFT)處理。
[0104]更詳細(xì)地回到濾波裝置MFL的結(jié)構(gòu)以及并入到處理級(jí)ET2中的其他裝置之前，現(xiàn)在 更詳細(xì)地參見(jiàn)圖5,以便例如在PLC-G3標(biāo)準(zhǔn)的框架中，說(shuō)明幀運(yùn)載符號(hào)的結(jié)構(gòu)。
[0105] 幀TRM包括前置序列PRM，該前置序列在此包括八個(gè)已知符號(hào)SYNCP，后跟反向 SYNCM符號(hào)，反向SYNCM符號(hào)自身后跟半符號(hào)SYNCM。
[0106] 幀TRM隨后包括報(bào)頭(前置序列)HD，后跟字段PLD，該字段包含待解碼的有用數(shù)據(jù)， 該有用數(shù)據(jù)被本領(lǐng)域技術(shù)人員更熟知的術(shù)語(yǔ)是"有效載荷"。
[0107] 報(bào)頭HD的符號(hào)特別地包含用于對(duì)字段PLD中的數(shù)據(jù)的解碼的控制信息、以及待在 字段PLD中解碼器的字節(jié)的數(shù)量。
[0108] 幀TRM的前置序列PRM使得接收器能夠同步，換言之，待獲取的指示，使得能夠恢復(fù) 幀的結(jié)構(gòu)以便能夠識(shí)別報(bào)頭HD的開(kāi)端。
[0109]濾波裝置MFL將至少在接收器的同步階段期間使用，并且潛在地，如下文更詳細(xì)地 描述，在證明存在噪聲信號(hào)的情況下，可能在對(duì)幀TRM的剩余部分(報(bào)頭和字段PLD)的解碼 的階段期間使用。
[0110]濾波裝置MFL將從信道數(shù)字信號(hào)SNC的自回歸模型，實(shí)時(shí)地確定預(yù)測(cè)濾波器的系 數(shù)，然后將通過(guò)數(shù)字有限脈沖響應(yīng)濾波器，在時(shí)域中實(shí)時(shí)地對(duì)信道數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波，該數(shù) 字有限脈沖響應(yīng)濾波器的系數(shù)是預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)。
[0111]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，信號(hào)可以通過(guò)使用自回歸濾波器卷積的白噪聲來(lái)進(jìn)行 建模。該模型的參數(shù)(預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)以及預(yù)測(cè)誤差的方差)可以基于信號(hào)的自協(xié)方差， 通過(guò)求解Yule Walker方程式來(lái)進(jìn)行估計(jì)：
[0113]
是η階自回歸模型的預(yù)測(cè)濾波器的η個(gè)系數(shù)，并且是預(yù)測(cè)誤差 的方差。符號(hào)*表示復(fù)共輒。
[0114]自協(xié)方差序列Rn+i = [r0 ri…rn]可以通過(guò)下式來(lái)進(jìn)行估計(jì)：
[0116]其中y是輸入信號(hào)的N個(gè)樣本的序列。
[0117] 一般來(lái)說(shuō)，N必須是足夠大，以便包括信號(hào)的所有周期性內(nèi)容，并且以便提供隨機(jī) 的任何非周期性內(nèi)容。
[0118]但是，在實(shí)踐中，N可以等于符號(hào)的大小，可能是欠采樣的，該符號(hào)的大小也與傅里 葉變換的大小相對(duì)應(yīng)。
[0119] 存在用于求解Yule Walker方程的多種算法?？赡鼙惶貏e地提及的是:Levinson算 法，或者Durbin-Watson算法或者Burg算法，或者最小二乘法型的算法。
[0120] 出于此目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員將特別地能夠參考John G.Proakis發(fā)表的題為 "Digital Communications"（第3版)的書中的附件A的第879頁(yè)，或者同一本書中的第11-4-2和 11_1_2 章。
[0121] 使用Levinson算法時(shí)，后者是例如根據(jù)以下順序逐個(gè)計(jì)算系數(shù)的遞歸算法：
[0123] 對(duì)m = 〇至n重復(fù)：
[0124] Am+i = [rm+i ··· ri]Am
[0128] -旦確定預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)An，那么構(gòu)建有限脈沖響應(yīng)濾波器(FIR濾波器），該有 限脈沖響應(yīng)濾波器在z中的傳遞函數(shù)由下式限定：
[01 29] 1+AlZ i+A2Z 2+A3Z 3H----
[0130] 在此公式中，F(xiàn)IR濾波器的系數(shù)An是上述的自回歸模型的預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)An。
[0131] 有利的是:濾波器的系數(shù)集合是受限的，換言之，小于或等于受限數(shù)量，并且優(yōu)選 地等于該受限數(shù)量。
[0132] 確實(shí)，特別是鑒于有用信號(hào)僅僅是在可用載波集合的載波子集上調(diào)制的這一事 實(shí)，濾波器的系數(shù)的數(shù)量過(guò)大可能導(dǎo)致在濾波期間，特別是在不存在噪聲信號(hào)的情況下，存 在?目號(hào)裝減過(guò)大的風(fēng)險(xiǎn)。
[0133] -般來(lái)說(shuō)，該系數(shù)的受限數(shù)量由本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇，并且將具體的應(yīng)用和規(guī)范 納入考量，因此，如圖6中示意性的圖示，在存在窄帶噪聲信號(hào)的情況下，濾波器的頻率響應(yīng) Η1具有在噪聲信號(hào)的頻率F3的鄰域中的點(diǎn)阻，并且從而在不存在噪聲信號(hào)的情況下，該濾 波器的頻率響應(yīng)Η2以這樣的方式在有用信號(hào)的頻帶F1、F2中具有相對(duì)平坦的輪廓，從而獲 得小于可接受的受限衰減的信號(hào)的衰減。
[0134] 該可接受的受限衰減取決于實(shí)施方案、以及各個(gè)處理裝置支持的動(dòng)態(tài)特性。本領(lǐng) 域技術(shù)人員將能夠根據(jù)這些條件選擇該可接受的受限衰減。
[0135] 但是，作為非限制性的示例，該可接受的受限衰減可以是約6dB級(jí)的。
[0136] 在實(shí)踐中，為了滿足該條件，例如，考慮到所使用的處理頻率Fc，濾波器的系數(shù)的 數(shù)量的數(shù)量級(jí)可以選擇為小于或等于以樣本數(shù)量的形式表示的周期性前綴的長(zhǎng)度的四分 之三的數(shù)量級(jí)，并且優(yōu)選地一半的數(shù)量級(jí)。
[0137] 在PLC-G3標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于400KHZ的采樣頻率Fs，周期性前綴的長(zhǎng)度是30個(gè)樣本。
[0138] 因此，對(duì)于PLC-G3標(biāo)準(zhǔn)，例如，可以選擇等于15Fc/Fs的系數(shù)的數(shù)量。
[0139] 在實(shí)踐中，如圖7中所示，在時(shí)域上實(shí)時(shí)地執(zhí)行的濾波處理包括對(duì)樣本進(jìn)行分組 (步驟70)，從而形成N個(gè)樣本的當(dāng)前組GR。
[0140]之后，在步驟71中，通過(guò)針對(duì)在從0到系數(shù)數(shù)量的有限值之間變化的m，依據(jù)上述序 列，執(zhí)行Levinson算法，來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)。
[0141] 之后，在步驟72中，在時(shí)域上的N個(gè)樣本的當(dāng)前組GR使用有限脈沖響應(yīng)濾波器進(jìn)行 濾波，該有限脈沖響應(yīng)濾波器的系數(shù)是剛剛計(jì)算得出的預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)。
[0142] 從而得出N個(gè)經(jīng)濾波的樣本的組GRF。
[0143] 此外，特別有利的是:濾波器的系數(shù)的處理頻率Fc相對(duì)于信道數(shù)字信號(hào)(可能是欠 采樣的信號(hào)）的最大頻率而言不至于過(guò)高(等于頻率Fs，或者在欠采樣的情況下，等于頻率 Fss) 〇
[0144] 確實(shí)，如果處理頻率Fc相對(duì)于該最大頻率而言過(guò)高，則信道數(shù)字信號(hào)將不被視作 相對(duì)于噪聲信號(hào)的"白"噪聲，并且可能存在有用信號(hào)的衰減過(guò)大的風(fēng)險(xiǎn)。
[0145] 因此，處理頻率Fc可以在這樣的范圍內(nèi)選擇，信道數(shù)字信號(hào)的最大頻率的2到5倍 (優(yōu)選地，2到3倍），在該頻率下計(jì)算濾波器的系數(shù)。
[0146] 在實(shí)踐中，如圖8中所示，濾波裝置MFL功能性地包括:裝置MGR，該裝置MGR被配置 成將樣本整理成樣本組;模塊MCL，該模塊MCL用于計(jì)算預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)；以及模塊FIR，該 模塊執(zhí)行有限脈沖響應(yīng)濾波器。
[0147] 在實(shí)踐中，這些各個(gè)裝置和模塊可以例如由微處理器內(nèi)的軟件來(lái)實(shí)施。
[0148] 再次更具體地參見(jiàn)圖3,可從圖中看出：濾波裝置MFL提供的經(jīng)濾波的數(shù)字信號(hào)SNF 特別地被同步裝置MSYNC使用，該同步裝置具有本身已知的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以便使得接收器RCP 能夠同步，換言之，例如，以如下的方式識(shí)別幀的結(jié)構(gòu)及其定時(shí)，從而能夠正確地解碼報(bào)頭 HD和字段PLD。
[0149] 更確切地說(shuō)，同步裝置MSYNC執(zhí)行經(jīng)濾波的數(shù)字信號(hào)SNF與參考信號(hào)SREF之間的移 動(dòng)相關(guān)性處理操作，在當(dāng)前情況下，參考信號(hào)SREF是幀的已知符號(hào)，例如前置序列的已知符 號(hào)，諸如符號(hào)SYNCP。
[0150]在此處所描述的示例中，代表幀結(jié)構(gòu)以及已應(yīng)用的同步的指示IND，將例如是前置 序列的最后一個(gè)符號(hào)SYNCP與符號(hào)SYNCM之間的轉(zhuǎn)變的發(fā)生。
[0151] 該指示IND將發(fā)送到處理級(jí)ET2的附加處理裝置MTRS，從而使得能夠解碼幀的字段 PLD和報(bào)頭HD的符號(hào)。
[0152] 但是，通過(guò)簡(jiǎn)單地觀測(cè)經(jīng)濾波的數(shù)字信號(hào)，難以或者甚至不可能知道，該經(jīng)濾波的 數(shù)字信號(hào)是來(lái)自受噪聲影響的有用信號(hào)，還是來(lái)自無(wú)噪聲的有用信號(hào)。
[0153] 盡管如此，如下文更詳細(xì)的描述，特別有利的是：知道該信息，從而進(jìn)一步改進(jìn)幀 的剩余部分的解碼的性能特性。
[0154] 出于此目的，處理級(jí)ET2包括驗(yàn)證裝置MVRF，該驗(yàn)證裝置被配置成，一旦已經(jīng)執(zhí)行 同步，驗(yàn)證有用信號(hào)內(nèi)是否存在噪聲信號(hào)。
[0155] 更確切地說(shuō)，該驗(yàn)證將對(duì)未經(jīng)濾波的信道數(shù)字信號(hào)SNC的前置序列執(zhí)行，更具體地 說(shuō)，對(duì)前置序列的一個(gè)符號(hào)(例如，未經(jīng)濾波的符號(hào)SYNCP)執(zhí)行。
[0156]如圖9中所示，在步驟86中，以這樣的方式執(zhí)行直接快速傅里葉變換FFT，從而執(zhí)行 從時(shí)域到頻域的變換，之后，在步驟91中，對(duì)在傅里葉變換的輸出處獲取的頻譜線執(zhí)行功率 分析。
[0157]出于此目的，在步驟92中，檢驗(yàn)特定頻率線是否有大于固定閾值TH的功率或電平。 [0158]如果頻譜中的頻率線均沒(méi)有大于閾值TH的電平，則應(yīng)得出結(jié)論:信道數(shù)字信號(hào)SNC 內(nèi)不存在噪聲信號(hào)SB。
[0159] 在相反的情況下，如果至少一條線具有大于閾值ΤΗ的功率，則得出結(jié)論:存在窄帶 噪聲信號(hào)SB。
[0160] 此外，該分析還使得能夠得知噪聲信號(hào)的頻譜中的位置，換言之，哪些是相關(guān)的 倉(cāng)。
[0161]因此，如圖3中示意性的圖示，驗(yàn)證裝置MVRF包括裝置MTFD，該裝置被配置成與分 析裝置MAL-起，執(zhí)行直接傅里葉變換處理。在實(shí)踐中，此處的這些裝置可以也由例如微處 理器內(nèi)的軟件實(shí)施。
[0162] 此外，從下文中可以看出，有利的是:裝置MTFD是在附加處理裝置MTRS內(nèi)已存在的 裝置。
[0163] 對(duì)于接下來(lái)的處理部分，換言之，幀的剩余部分的符號(hào)的解碼，如果上述驗(yàn)證的結(jié) 果是該信號(hào)SNC實(shí)際上不受來(lái)自窄帶噪聲信號(hào)SB的噪聲的影響，則幀的剩余部分的符號(hào)的 解碼將對(duì)未經(jīng)濾波的信道數(shù)字信號(hào)SNC執(zhí)行。另一方面，如果驗(yàn)證顯示存在噪聲信號(hào)，則幀 的剩余部分的處理將繼續(xù)對(duì)由濾波裝置MFL提供的經(jīng)濾波的數(shù)字信號(hào)SNF執(zhí)行。
[0164] 出于此目的，此處說(shuō)明性地對(duì)應(yīng)于多路復(fù)用器MUX的控制裝置，將啟用或禁用濾波 裝置MFL，以執(zhí)行幀的剩余部分的后續(xù)處理;該多路復(fù)用器受信號(hào)SC控制，該信號(hào)由連接到 驗(yàn)證裝置MVRF的輸出的控制模塊MC提供、并且代表是否存在噪聲信號(hào)。
[0165] 控制模塊可以例如由邏輯電路構(gòu)成，或者可以由軟件實(shí)施。
[0166] 更確切地說(shuō)，如圖3中示意性地圖示，在不存在噪聲信號(hào)的情況下，信道數(shù)字信號(hào) SNC直接遞送給附加處理裝置MTRS，而在存在噪聲信號(hào)SB的情況下，經(jīng)濾波的數(shù)字信號(hào)SNF 遞送給附加處理裝置MTRS。
[0167] 現(xiàn)在更具體地參見(jiàn)圖10,可從圖中看出：這些補(bǔ)充的處理裝置MTRS包括裝置MCPR， 該裝置MCPR被配置成從每個(gè)符號(hào)提取周期性前綴，后跟裝置Μ??)，該裝置Μ??)被配置成執(zhí) 行直接快速傅里葉變換FFT。
[0168] 裝置MIFD后跟解映射裝置DMP，該解映射裝置DMP為每個(gè)載波提供調(diào)制系數(shù)(倉(cāng))的 對(duì)應(yīng)值。這些解映射裝置DMP后跟模塊MCSM，該模塊MCSM被配置成針對(duì)每個(gè)調(diào)制系數(shù)確定所 述值的置信度指示符（"軟判決"）。該模塊是傳統(tǒng)且本身已知的模塊，使用例如LogMAP型算 法。
[0169] 附加處理裝置MTRS還包括解交織裝置DINTL，該解交織裝置DINTL后跟解碼器DCD， 例如，該解碼器DCD是Viterbi型解碼器，后跟能夠執(zhí)行奇偶檢測(cè)的裝置CRC。裝置CRC的輸出 連接到裝置MTRS的輸出端子BS，該輸出端子BS連接到形成接收器的MAC層的裝置。
[0170]附加處理裝置MTRS在輸入處接收經(jīng)濾波的數(shù)字信號(hào)時(shí)，換言之，在信道數(shù)字信號(hào) SNC上存在噪聲信號(hào)的情況下，特別有利的是:將與其上存在噪聲信號(hào)的倉(cāng)相關(guān)聯(lián)的置信度 指示符(軟判決）、以及可能與鄰域倉(cāng)相關(guān)聯(lián)的置信度指示符，設(shè)置成零。確實(shí)，該等零軟判 決被視作在V i t erb i解碼器中實(shí)施的糾錯(cuò)算法的中性判決。
[0171 ]這樣使得能夠進(jìn)一步改進(jìn)解交織器-解碼器對(duì)的解碼的性能。
[0172]出于此目的，處理裝置MTRF包括強(qiáng)制裝置MFC，該強(qiáng)制裝置MFC被配置成執(zhí)行此強(qiáng) 制設(shè)置到零。
[0173]再次重申，在實(shí)踐中，附加處理裝置MTRS的所有這些裝置和模塊可以由微處理器 內(nèi)的軟件來(lái)實(shí)施。
[0174]此外，為了在啟用了濾波裝置MFL的情況下不干擾幀的剩余部分的解碼，優(yōu)選的是 針對(duì)要固定的FIR濾波器的系數(shù)對(duì)幀的剩余部分進(jìn)行解碼，換言之，不與幀的剩余部分的解 碼一起漸進(jìn)地更新FIR濾波器的系數(shù)。
[0175] 出于此目的，控制模塊MC可以向計(jì)算模塊MCL提供信號(hào)SCI，以凍結(jié)濾波器的系數(shù)。
[0176] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，因此，可以顯著地改進(jìn)同步階段的性能以及幀的符號(hào)的 解碼的性能，特別是在存在窄帶噪聲信號(hào)的情況下，這些窄帶噪聲信號(hào)的電平可以高達(dá)高 于有用0FDM信號(hào)的電平50到60dB，而當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)只要求在存在電平僅超出有用信號(hào)20dB的噪 聲信號(hào)的情況下，進(jìn)行穩(wěn)健的解碼。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種對(duì)來(lái)自發(fā)送信道的信道模擬信號(hào)進(jìn)行處理的方法，所述信道模擬信號(hào)（SAC)能 夠包括在可用載波的集合的子集上被調(diào)制的有用信號(hào)(SU)，所述有用信號(hào)根據(jù)幀結(jié)構(gòu)運(yùn)載 至少一個(gè)符號(hào)幀、并且可能受來(lái)自窄帶中的至少一個(gè)噪聲信號(hào)(SB)的噪聲的影響， 所述方法包括： 所述信道模擬信號(hào)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(CAN);以及 同步處理，所述同步處理包括： 濾波處理(MFL)，所述濾波處理包括:從來(lái)自所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換的信道數(shù)字信號(hào)(SNC) 的自回歸模型，在時(shí)域中實(shí)時(shí)地確定預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)的受限數(shù)量；以及通過(guò)其系數(shù)是所 述預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)的數(shù)字有限脈沖響應(yīng)濾波器，在時(shí)域中對(duì)所述信道數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)地進(jìn) 行濾波；以及 通過(guò)使用經(jīng)濾波的信道數(shù)字信號(hào)（SNF)和參考信號(hào)（SREF)，檢測(cè)至少一個(gè)指示（IND)， 所述至少一個(gè)指示允許識(shí)別所述幀結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)位置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)符號(hào)包括周期性前綴，并且所述濾波器的所述 系數(shù)的數(shù)量小于或等于受限數(shù)量，該受限數(shù)量的數(shù)量級(jí)是以樣本數(shù)量的形式表示的所述周 期性前綴的長(zhǎng)度的四分之三的數(shù)量級(jí)，并且優(yōu)選地一半的數(shù)量級(jí)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在所述信道數(shù)字信號(hào)（SNC)的最大頻率的2到5 倍的范圍內(nèi)的處理頻率下，優(yōu)選地2到3倍的范圍內(nèi)的處理頻率下，計(jì)算所述預(yù)測(cè)濾波器的 所述系數(shù)。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)所述系數(shù)的所述實(shí)時(shí)的確定以及 所述實(shí)時(shí)的濾波包括： 將所述數(shù)字信號(hào)的樣本整理(70)成連續(xù)的樣本組(GR)， 通過(guò)使用當(dāng)前的樣本組，來(lái)確定(71)當(dāng)前的系數(shù)塊，以及 將具有所述當(dāng)前的系數(shù)塊的所述有限脈沖響應(yīng)濾波器應(yīng)用(72)于所述當(dāng)前組，從而獲 得經(jīng)濾波的當(dāng)前樣本組(GRE)。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中 每個(gè)幀包括前置序列(PRM)，所述前置序列包括已知符號(hào)、并且位于所述幀的剩余部分 (HD、PLD)之前，并且 所述濾波處理被至少應(yīng)用于，在至少一個(gè)幀的所述前置序列內(nèi)檢測(cè)到所述至少一個(gè)指 不。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述濾波處理至少應(yīng)用于，在每個(gè)幀的所述前置 序列內(nèi)檢測(cè)所述至少一個(gè)指示（IND)。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括，在檢測(cè)到所述至少一 個(gè)指示之后，基于未經(jīng)濾波的有用信號(hào)的至少一個(gè)符號(hào)，來(lái)驗(yàn)證(MVRF)所述噪聲信號(hào)是否 存在。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述驗(yàn)證包括對(duì)所述至少一個(gè)符號(hào)（SYNCP)的直接 傅里葉變換處理(90)、以及每個(gè)載波的功率的分析(91)。9. 根據(jù)與權(quán)利要求5或6相結(jié)合的權(quán)利要求7或8所述的方法，其中所述驗(yàn)證是對(duì)所述前 置序列的至少一個(gè)符號(hào)(SYNCP)執(zhí)行。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括對(duì)每個(gè)幀的所述剩余部分的處理，并 且其中在不存在所述噪聲信號(hào)的情況下，對(duì)未經(jīng)濾波的信道數(shù)字信號(hào)執(zhí)行所述幀的所述剩 余部分的所述處理(MTRS)。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中每個(gè)符號(hào)包括分別與所述載波相關(guān)聯(lián)的調(diào)制系 數(shù)，并且所述方法還包括:在存在所述噪聲信號(hào)的情況下，對(duì)所述經(jīng)濾波的信道數(shù)字信號(hào)執(zhí) 行所述幀的所述剩余部分的處理(MTRS)，并且包括:直接傅里葉變換處理;解映射處理，所 述解映射處理對(duì)每個(gè)載波提供所述調(diào)制系數(shù)的值；以及對(duì)每個(gè)調(diào)制系數(shù)確定所述值的置信 度指示符；以及將與其頻率與所述噪聲信號(hào)的頻率相對(duì)應(yīng)的載波相關(guān)聯(lián)的所述調(diào)制系數(shù)的 所述置信度指示符強(qiáng)制設(shè)置為零。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述濾波器的所述系數(shù)的所述值在所述幀的所 述剩余部分的所述處理期間被凍結(jié)。13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述有用信號(hào)是根據(jù)OFDM調(diào)制進(jìn) 行調(diào)制的信號(hào)。14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述發(fā)送信道是電力線(LE)，并 且所述有用信號(hào)是通過(guò)電力線通信運(yùn)載的信號(hào)。15. -種接收器，所述接收器包括： 輸入級(jí)(ET1)，所述輸入級(jí)被設(shè)計(jì)成連接到發(fā)送信道(LE)，并且被配置成遞送來(lái)自所述 發(fā)送信道的信道模擬信號(hào)（SAC)，所述信道模擬信號(hào)能夠包括在可用載波的集合的子集上 被調(diào)制的有用信號(hào)（SU)，所述有用信號(hào)根據(jù)幀結(jié)構(gòu)運(yùn)載至少一個(gè)符號(hào)幀、并且可能受來(lái)自 窄帶中的至少一個(gè)噪聲信號(hào)(SB)的噪聲的影響； 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換級(jí)(CAN)，所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換級(jí)用于執(zhí)行所述信道模擬信號(hào)的模擬/數(shù) 字轉(zhuǎn)換；以及 處理級(jí)(ET2)，所述處理級(jí)包括 濾波裝置(MFL)，所述濾波裝置包括： 計(jì)算模塊(MCL)，所述計(jì)算模塊被配置成從來(lái)自所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換的信道數(shù)字信號(hào) (SNC)的自回歸模型，實(shí)時(shí)地確定預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)的受限數(shù)量，以及 數(shù)字有限脈沖響應(yīng)濾波器(FIR)，所述數(shù)字有限脈沖響應(yīng)濾波器的系數(shù)是所述預(yù)測(cè)濾 波器的系數(shù)，用于在時(shí)域中對(duì)所述信道數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)地進(jìn)行濾波，以及 檢測(cè)裝置(MSYNC)，所述檢測(cè)裝置被配置成，通過(guò)使用經(jīng)濾波的信道數(shù)字信號(hào)（SNF)和 參考信號(hào)（SREF)，檢測(cè)至少一個(gè)指示（IND)，所述至少一個(gè)指示允許識(shí)別所述幀結(jié)構(gòu)中的至 少一個(gè)位置。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的接收器，其中每個(gè)符號(hào)包括周期性前綴，并且所述濾波器的 系數(shù)的數(shù)量小于或等于受限數(shù)量，所述受限數(shù)量是以樣本數(shù)量的形式表示的所述周期性前 綴的長(zhǎng)度的大約四分之三，優(yōu)選地大約一半。17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的接收器，其中，所述計(jì)算模塊(MCL)被配置成，在所述信 道數(shù)字信號(hào)的最大頻率的2到5倍的范圍內(nèi)的處理頻率下，優(yōu)選地2到3倍的范圍內(nèi)的處理頻 率下，計(jì)算所述預(yù)測(cè)濾波器的系數(shù)。18. 根據(jù)權(quán)利要求15到17中的任一項(xiàng)所述的接收器，其中所述濾波裝置包括:整理裝置 (MGR)，所述整理裝置被配置成將所述信道數(shù)字信號(hào)的樣本組合成連續(xù)的樣本組;所述計(jì)算 模塊(MCL)，被配置成使用當(dāng)前的樣本組來(lái)確定當(dāng)前的系數(shù)塊；以及數(shù)字濾波器(FIR)，所述 數(shù)字濾波器被配置成在輸入處接收所述當(dāng)前的樣本組，從而遞送經(jīng)濾波的當(dāng)前的樣本組。19. 根據(jù)權(quán)利要求15到18中的任一項(xiàng)所述的接收器，其中 每個(gè)幀包括前置序列(PRM)，所述前置序列包括已知符號(hào)、并且位于所述幀的剩余部分 之前，并且 所述處理級(jí)(ET2)包括控制裝置(MC、MUX)，所述控制裝置被配置成將所述信道數(shù)字信 號(hào)至少遞送給所述濾波裝置，以便在至少一個(gè)幀的所述前置序列內(nèi)檢測(cè)所述至少一個(gè)指 不。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的接收器，其中所述控制裝置(MC、MUX)被配置成將所述信道 數(shù)字信息至少遞送給所述濾波裝置，以便所述檢測(cè)裝置在每個(gè)幀的所述前置序列內(nèi)檢測(cè)到 所述至少一個(gè)指示。21. 根據(jù)權(quán)力要求19或20所述的接收器，所述接收器還包括驗(yàn)證裝置(MVRF)，所述驗(yàn)證 裝置被配置成，在檢測(cè)到所述至少一個(gè)指示（IND)之后，基于未經(jīng)濾波的有用信號(hào)的至少一 個(gè)符號(hào)，驗(yàn)證所述噪聲信號(hào)是否存在。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的接收器，其中，所述驗(yàn)證裝置包括：直接傅里葉變換級(jí) (MTFD)，所述直接傅里葉變換級(jí)被配置成對(duì)所述至少一個(gè)符號(hào)執(zhí)行直接傅里葉變換處理； 以及分析裝置(MAL)，所述分析裝置被配置成執(zhí)行每個(gè)載波的功率的分析。23. 根據(jù)與權(quán)利要求19或20相結(jié)合的權(quán)利要求21或22所述的接收器，其中所述驗(yàn)證裝 置(MVRF)被配置成對(duì)所述前置序列的至少一個(gè)符號(hào)執(zhí)行所述驗(yàn)證。24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的接收器，其中所述處理級(jí)（ET2)還包括附加處理裝置 (MTRS)，所述附加處理裝置被配置成執(zhí)行對(duì)每個(gè)幀的所述剩余部分的處理，并且在不存在 所述噪聲信號(hào)的情況下，所述控制裝置(MC、MUX)被配置成將所述幀的所述剩余部分直接遞 送給所述附加處理裝置(MTRS)，而不經(jīng)過(guò)所述濾波裝置(MFL)。25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的接收器，其中，每個(gè)符號(hào)包括分別與所述載波相關(guān)聯(lián)的調(diào)制 系數(shù)，所述處理級(jí)還包括附加處理裝置，所述附加處理裝置被配置成執(zhí)行對(duì)每個(gè)幀的所述 剩余部分的處理，所述附加處理裝置(MTRS)包括:直接傅里葉變換級(jí)(MTFD);解映射裝置 (DMP)，所述解映射裝置對(duì)每個(gè)載波提供所述調(diào)制系數(shù)的值；以及模塊(MCSM)，所述模塊能 夠?qū)γ總€(gè)調(diào)制系數(shù)確定所述值的置信度指示符；以及強(qiáng)制裝置(MFC)，所述強(qiáng)制裝置被配置 成，在存在所述噪聲信號(hào)的情況下，將與其頻率與所述噪聲信號(hào)的頻率相對(duì)應(yīng)的載波相關(guān) 聯(lián)的所述調(diào)制系數(shù)的置信度指示符強(qiáng)制設(shè)置為零。26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的接收器，其中，所述控制裝置(MC)被配置成，在所述幀的所 述剩余部分的所述處理期間，禁用用于計(jì)算所述濾波器的所述系數(shù)的所述模塊(MCL)。27. 根據(jù)權(quán)利要求15到26中的任一項(xiàng)所述的接收器，其中，所述有用信號(hào)是根據(jù)OFDM調(diào) 制被調(diào)制的信號(hào)。28. 根據(jù)權(quán)利要求15到27中的任一項(xiàng)所述的接收器，其中，所述發(fā)送信道是電力線 (LE)，所述有用信號(hào)是通過(guò)電力線通信運(yùn)載的信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04L25/03GK106027439SQ201510860006
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日
【發(fā)明人】M·瓦利斯, Y·布夫特, P·德馬雅
【申請(qǐng)人】意法半導(dǎo)體(魯塞)公司