专利名称：盲信道质量估计器的制作方法
技术领域：
本公开的实施例针对通信领域，并且更具体地针对电力线通信。
背景技术：
电力线通信(PLC)是在用于电功率传输的电介质(例如导线)上承载数据的通信技 术。典型地，电功率通过高压传输线传输、通过中压配电、并且在商业或住宅建筑物内以低 压被使用。由于电力线网络通过与用于承载电功率到商业或住宅建筑物相同的电力网传输 数据信号，所以电导线和插口同时用于电传输和数据传输，而不会对任一个造成破坏。宽带技术提供高速数据传输。然而，当前在PLC中应用宽带技术是有问题的。一 些问题包括如下能力高效解码有噪信道中的信号、实现时间和频率分集、移除信号干扰、 将接收的信号维持在预定电平、测量高传输速率的信道质量、向宽带和窄带符号同步提供 鲁棒性。
发明内容
实施例的一个公开特征是一种用于估计信道质量的方法和设备。绝对值处理器分 别计算解调器的输出的实部和虚部的实部绝对值和虚部绝对值。相位计数单元使用实部绝 对值和虚部绝对值来产生表示与零相位噪声的偏差的第一和第二相位计数。幅度计数单元 使用实部绝对值和虚部绝对值来产生表示所接收信号的衰减的第一和第二幅度计数。综合 器将第一和第二相位计数和第一和第二幅度计数综合为表示关于噪声和衰落的信道质量 测量的信号质量指示符。
通过参考以下描述和用于示出各个实施例的附图，可以最好地理解实施例。在附 图中
图1是示出根据一个实施例的用于数据传输以及用于FCC、ARIB和CENELEC A频带的 数据帧结构的图。图2是示出根据一个实施例的数据符号的符号持续时间的图。图3是示出根据一个实施例的用于CENELEC B、C和BC的数据传输的数据帧结构 的图。图4是示出根据一个实施例的用于CENELC B和C的数据符号的符号持续时间的 图。图5是示出根据一个实施例的用于FCC、ARIB和CENELEC A的ACK信号的图。
图6是示出根据一个实施例的用于CENELEC B、C和BC的ACK信号的图。图7是示出根据一个实施例的基带发射器的图。图8是示出根据一个实施例的FEC编码单元的图。图9A是示出根据一个实施例的数据加扰器的图。图9B是示出根据一个实施例的卷积编码器的图。图10是示出根据一个实施例的调制器的图。图IlA是示出根据一个实施例的DBPSK调制器的图。图IlB是示出根据一个实施例的载波索引号的图。图IlC是示出根据一个实施例的输入/输出配置的图。图12是根据一个实施例的PSD整形模块的图。图13A是示出根据一个实施例的升余弦函数的图。图13B是示出根据一个实施例的重叠和相加操作的图。图14是示出根据一个实施例的前导信号的图。图15是示出根据一个实施例的预加重滤波器的图。图16是示出根据一个实施例的预加重滤波器的图。图17A是示出根据一个实施例的在发射器数据路径上的数据缩放器的图。图17B是示出根据一个实施例的在发射器数据路径上的P和M缩放器的图。图17C是示出根据一个实施例的用于频域P和M信号的缩放器的图。图18是示出根据一个实施例的接收器的图。图19是示出根据一个实施例的解调器的图。图20是示出根据一个实施例的FEC解调单元的图。图21是示出根据一个实施例的与接收器中的事件相关联的时序的图。图22是示出根据一个实施例的DC阻断器的图。图23是示出根据一个实施例的FFT的图。图M是示出根据一个实施例的DBPI解调器的图。图25是示出根据一个实施例的ROBO组合器/解码器的图。图沈是示出根据一个实施例的RS解码器的图。图27是示出根据一个实施例的信道质量估计器的图。图28A是示出根据一个实施例的分割相位计数单元的星座(constellation)平面 的图。图28B是示出根据一个实施例的使用实部绝对值来分割幅度计数单元的星座平 面的图。图四是示出根据一个实施例的自适应阈值计算器的图。图30是示出根据一个实施例的RMS模块的图。图31是示出根据一个实施例的信道中的SNR和信号质量指示符之间的对应关系 的图。
具体实施例方式实施例的一个公开特征是一种用于估计信道质量的方法和设备。绝对值处理器分别计算解调器的输出的实部和虚部的实部绝对值和虚部绝对值。相位计数单元使用实部绝 对值和虚部绝对值来产生表示与零相位噪声的偏差的第一和第二相位计数。幅度计数单元 使用实部绝对值和虚部绝对值来产生表示所接收信号的衰减的第一和第二幅度计数。综合 器将第一和第二相位计数和第一和第二幅度计数综合为表示关于噪声和衰落的信道质量 测量的信号质量指示符。实施例的一个公开特征可以被描述为一种通常被描绘为流程表、流程图、结构图 或框图的过程。虽然流程表可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执 行。此外，操作的次序可以重新排列。当其操作完成时过程终止。过程可以对应于方法、程 序、规程、制造或制作的方法等。一个实施例可以由描绘物理结构的示意图来描述。要理解 的是，示意图示出基本概念并且可能不按确切的比例缩放或描绘结构。实施例的一个公开特征是通过电力线介质来实施用于联邦通信委员会(FCC)、无 线电工商协会(ARIB)和欧洲电子技术标准委员会(CENELEC)频带的数据通信调制解调器。 系统可以包括高度集成的PHY (物理层)和MAC (介质访问控制)数字收发器和模拟前端处 理电路。系统基于正交频分复用(OFDM)。因为OFDM在频率选择性信道面前的固有适应性、 OFDM对扰乱信号的弹性(resilience)以及OFDM对脉冲噪声的鲁棒性，OFDM已被选择为调 制技术。OFDM系统可以将Nss个均勻间隔的载波放置到指定频带(例如从DC到1. 2MHz) 中。在一个实施例中，NSS=U8。在以下描述中，值Nss=US将被用于说明性目的。设想 到Nsas可以是任何适当的数目。取决于频带选择，参与传输数据的载波数目改变。每个载 波可以用差分二进制相移键控(DBPSK)进行调制。系统可以支持两个操作模式，即Normal (正常)和ROBO (鲁棒OFDM)。ROBO调制就其可以借助于重复码来提供四倍的额外冗余奇偶 校验(parity)比特并且因此系统可以在严峻的信道条件下可靠地递送数据而言是鲁棒的。系统参数包括信号频带、调制方案、采样频率和物理层帧结构等。系统支持各种 CELENEC、FCC和ARIB频带。与每个标准相关联的频带在表1中给出。表 1 :FCC、ARIB 和 CENELEC 频带
权利要求
1.一种设备，包括耦合到解调器的绝对值处理器，用于分别计算解调器的输出的实部和虚部的实部绝对 值和虚部绝对值；耦合到绝对值处理器的相位计数单元，用于使用实部绝对值和虚部绝对值来产生表示 与零相位噪声的偏差的第一和第二相位计数；耦合到绝对值处理器的幅度计数单元，用于使用实部绝对值和虚部绝对值来产生表示 所接收信号的衰减的第一和第二幅度计数；以及耦合到相位和幅度计数单元的综合器，用于将第一和第二相位计数以及第一和第二幅 度计数综合为表示关于噪声和衰落的信道质量测量的信号质量指示符。
2.权利要求1的设备，其中绝对值处理器包括实部绝对值元件，用于计算解调器的输出的实部的实部绝对值；以及 虚部绝对值元件，用于计算解调器的输出的虚部的虚部绝对值。
3.权利要求1的设备，其中相位计数单元包括第一相位计数器，用于在实部绝对值大于或等于虚部绝对值的情况下递增第一相位计 数；以及第二相位计数器，用于在实部绝对值小于虚部绝对值的情况下递增第二相位计数。
4.权利要求3的设备，其中幅度计数单元包括第一幅度计数器，用于在幅度值大于或等于预定阈值或自适应阈值的情况下递增第一 幅度计数；和第二幅度计数器，用于在幅度小于预定阈值或自适应阈值的情况下递增第二幅度计数。
5.权利要求4的设备，其中综合器包括耦合到第一和第二相位计数器的相位减法器，用于从第一相位计数减去第二相位计数 以产生相位质量指示符；耦合到第一和第二幅度计数器的幅度减法器，用于从第一幅度计数减去第二幅度计数 以产生信道衰落指示符；以及耦合到相位减法器和幅度减法器的加法器，用于将相位质量指示符和信道衰落指示符 相加以提供信号质量指示符。
6.权利要求4的设备，还包括耦合到均方根(RMS)模块的自适应阈值计算器，用于产生自适应阈值，该自适应阈值用 于补偿所接收信号的电平波动。
7.权利要求6的设备，其中自适应阈值计算器包括乘法器，用于通过将RMS模块的输出乘以缩放因子来产生乘积； 耦合到乘法器的缩放器，用于按预定数目的比特缩放所述乘积；以及 耦合到缩放器的限幅器，用于按最大值对缩放的乘积进行限幅，限幅的缩放乘积表示 自适应阈值。
8.一种方法，包括分别计算解调器的输出的实部和虚部的实部绝对值和虚部绝对值； 使用实部绝对值和虚部绝对值来产生表示与零相位噪声的偏差的第一和第二相位计数；使用实部绝对值和虚部绝对值来产生表示所接收信号的衰减的第一和第二幅度计数;以及将第一和第二相位计数以及第一和第二幅度计数综合为表示关于噪声和衰落的信道 质量测量的信号质量指示符。
9.权利要求8的方法，其中计算实部绝对值和虚部绝对值包括 计算解调器的输出的实部的实部绝对值；以及计算解调器的输出的虚部的虚部绝对值。
10.权利要求8的方法，其中产生第一和第二相位计数包括在实部绝对值大于或等于虚部绝对值的情况下递增第一相位计数；以及 在实部绝对值小于虚部绝对值的情况下递增第二相位计数。
11.权利要求10的方法，其中产生第一和第二幅度计数包括在幅度值大于或等于预定阈值或自适应阈值的情况下递增第一幅度计数；以及 在幅度小于预定阈值或自适应阈值的情况下递增第二幅度计数。
12.权利要求11的方法，其中综合包括从第一相位计数减去第二相位计数以产生相位质量指示符； 从第一幅度计数减去第二幅度计数以产生信道衰落指示符；以及 将相位质量指示符和信道衰落指示符相加以提供信号质量指示符。
13.权利要求11的方法，还包括使用均方根(RMS)模块来产生自适应阈值，该自适应阈值用于补偿所接收信号的电平 波动。
14.权利要求13的方法，其中产生自适应阈值包括 通过将RMS模块的输出乘以缩放因子来产生乘积； 按预定数目的比特缩放所述乘积；以及按最大值对缩放的乘积进行限幅，限幅的缩放乘积表示自适应阈值。
15.一种系统，包括一前端处理模块，用于处理输入信号，所述前端处理模块包括 一一模拟自动增益控制(AGC)处理器，用于使用反馈机构来控制输入信号的模拟可调 整增益，模拟AGC处理器产生第一信号，一一耦合到AGC处理器的均方根(RMS)模块，用于将第一信号变换为第二信号，以及 一一耦合到RMS模块的数字AGC处理器，用于使用前馈机构来控制第二信号的数字可 调整增益以产生输出信号；一耦合到前端处理模块的解调器，用于解调从输出信号获得的分组；以及 一耦合到前端处理模块和解调器的信道质量估计器，用于提供信号质量指示符，该信 道估计器包括一一耦合到解调器的绝对值处理器，用于分别计算解调器的输出的实部和虚部的实部 绝对值和虚部绝对值；一一耦合到绝对值处理器的相位计数单元，用于使用实部绝对值和虚部绝对值来产生 表示与零相位噪声的偏差的第一和第二相位计数；一一耦合到绝对值处理器的幅度计数单元，用于使用实部绝对值和虚部绝对值来产生 表示所接收信号的衰减的第一和第二幅度计数；以及一一耦合到相位和幅度计数单元的综合器，用于将第一和第二相位计数以及第一和第 二幅度计数综合为表示关于噪声和衰落的信道质量测量的信号质量指示符。
16.权利要求15的系统，其中绝对值处理器包括实部绝对值元件，用于计算解调器的输出的实部的实部绝对值；以及 虚部绝对值元件，用于计算解调器的输出的虚部的虚部绝对值。
17.权利要求15的系统，其中相位计数单元包括第一相位计数器，用于在实部绝对值大于或等于虚部绝对值的情况下递增第一相位计 数；以及第二相位计数器，用于在实部绝对值小于虚部绝对值的情况下递增第二相位计数。
18.权利要求17的系统，其中幅度计数单元包括第一幅度计数器，用于在幅度值大于或等于预定阈值或自适应阈值的情况下递增第一 幅度计数；和第二幅度计数器，用于在幅度小于预定阈值或自适应阈值的情况下递增第二幅度计数。
19.权利要求18的系统，其中综合器包括耦合到第一和第二相位计数器的相位减法器，用于从第一相位计数减去第二相位计数 以产生相位质量指示符；耦合到第一和第二幅度计数器的幅度减法器，用于从第一幅度计数减去第二幅度计数 以产生信道衰落指示符；以及耦合到相位减法器和幅度减法器的加法器，用于将相位质量指示符和信道衰落指示符 相加以提供信号质量指示符。
20.权利要求18的系统，还包括耦合到均方根(RMS)模块的自适应阈值计算器，用于产生自适应阈值，该自适应阈值用 于补偿所接收信号的电平波动。
21.权利要求20的系统，其中自适应阈值计算器包括乘法器，用于通过将RMS模块的RMS输出乘以缩放因子来产生乘积； 耦合到乘法器的缩放器，用于按预定数目的比特缩放所述乘积；以及 耦合到缩放器的限幅器，用于按最大值对缩放的乘积进行限幅，限幅的缩放乘积表示 自适应阈值。
22.权利要求21的系统，其中RMS模块包括 输入能量处理器，用于计算所接收信号的能量； 耦合到输入能量处理器的缩放器，用于缩放能量；更新计数器，用于对样本数目进行计数以更新输入能量处理器；以及 增益调整的RMS计算器，用于产生RMS输出。
全文摘要
实施例是一种用于估计信道质量的方法和设备。绝对值处理器分别计算解调器的输出的实部和虚部的实部绝对值和虚部绝对值。相位计数单元使用实部绝对值和虚部绝对值来产生表示与零相位噪声的偏差的第一和第二相位计数。幅度计数单元使用实部绝对值和虚部绝对值来产生表示所接收信号的衰减的第一和第二幅度计数。综合器将第一和第二相位计数以及第一和第二幅度计数综合为表示关于噪声和衰落的信道质量测量的信号质量指示符。
文档编号H04L1/20GK102113231SQ200980129548
公开日2011年6月29日 申请日期2009年6月5日 优先权日2008年6月6日
发明者A·H·卡马利扎, K·拉扎兹安, M·乌马里 申请人:马克西姆综合产品公司