一种接收机的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种接收机，其包括被设计为连接到传输信道并且被配置用于递送来自传输信道的信道模拟信号的输入级(ET1)、用于信道模拟信号的模拟/数字转换以便递送数字信号的级(CAN)、以及用于处理所述数字信号的装置(ET2)。处理装置包括被配置用于执行至少一个阶段的检测装置(MDET)，至少一个阶段用于使用所述数字信号、以检测传输信道在一个时间间隔期间被认为是线性且时不变还是被认为是线性且循环稳定这样的方式来检测传输信道的状态。
【专利说明】
一种接收机
技术领域
[0001]本实用新型的各个实施例以及它们的实现方式涉及在传输信道上的信息的传输， 并且尤其是当这个信道是电力线时，涉及由电力线通信(power-line communicat1n，PLC) 对信息的传输，并且更具体地，涉及传输信道的传递函数(transfer funct1n)的估计。
[0002]本实用新型的各个实施例和它们的实现方式尤其不是唯一地与PLC-G3标准兼容， PLC-G3标准诸如被定义在例如标题为“Narrowband OFDM PLC specificat1ns for G3-PLC networks”的来自G3-PLC联盟在2015年4月的文档版本中，本领域的技术人员将能够方便地参考该文档。【背景技术】
[0003]电力线通信技术旨在于通过利用供电网络的已有基础设施来传输数字数据。它尤其允许对电计量器的远程读取、电动车辆与收费终端之间的交换、或者还允许对电力网的管理和控制(智能网技术)。
[0004]电力线通信技术(PLC)尤其包含窄带电力线通信(N-PLC)，窄带电力线通信通常被定义为在高至500KHZ的传输频率处进行操作的电力线上的传输。
[0005]因此N-PLC通信通常使用尤其由Comit6 Europgen de Normalisat1n Electrotechnique(CENELEC)或者由Federal Communicat1ns Commiss1n(FCC)定义的步页带。
[0006]因此，考虑频带0￡呢1^0 4(3-951^^)，针对?1(:-63标准，传输频率位于35.9375与 90.625KHz之间。
[0007]接收机的整体性能极大程度上取决于它的信道估计的质量，换而言之，取决于这个信道的传递函数的估计。
[0008]已知的是，传输信道能够随着时间、在频率上、在相位上和在幅度上变化。
[0009]此外，经由电力线通信传达并且由接收机接收的信号由已经采用了传输信道(电力线)内的若干传播路径的若干信号的组合而得到，每个传播路径具有它自己的时间延迟和它自己的衰减(传输信道是多路径传输信道)。然后这可以引起某些频率的明显衰减。
[0010]此外，电力网的性质和特性不是预先已知的并且随着时间可变。因此，由用户连接的某些对象的阻抗随着电压而变化。例如针对卤素灯或者针对包括电压整流器的对象的话就是这样的情况。
[0011]当用户连接这样的对象时，这然后导致传输信道的传递函数的变化。该信道然后被认为是线性且循环平稳(cyclo-stat1nary)、或者线性且以周期性的方式随着时间变化，这对应于缩写词LPTV(线性周期性时变，Linear Per1dically Time Varying)。
[0012]在其他情况中，该信道可以被认为是线性且时不变(LTI，线性时不变)。[〇〇13]与PLC-G3标准兼容的当前接收机不被适配用于当信道估计随着时间变化时执行信道估计。事实上，PLC-G3标准仅包括两个0FDM符号，作为用于完全估计该信道的传递函数的前导符号。
[0014]而且，当该信道变化时，并且尤其当存在循环平稳信道时，信道的估计是错误的、 并且甚至是不可能的，并且因此导致在解码这些符号时的误差。【实用新型内容】
[0015]根据一个方面，提供了一种接收机，包括被设计为连接到传输信道并且被配置用于递送来自传输信道的信道模拟信号的输入级、用于信道模拟信号的模拟/数字转换以便递送数字信号的级、以及用于处理数字信号的装置。
[0016]根据这另一个方面的一个一般特征，处理装置包括被配置用于执行至少一个阶段的检测装置，该至少一个阶段用于基于所述数字信号以检测传输信道在一个时间间隔期间被认为是线性且时不变还是被认为是线性且周期性时变这样的方式来检测传输信道的状态。
[0017]根据一个实施例，信道模拟信号传达符号帧，并且检测装置被配置用于在至少一个帧的接收期间执行所述检测阶段，检测到的信道的状态被认为针对所述至少一个帧的整个持续时间是有效的。
[0018]然而，检测装置可以被配置用于在每个帧的接收期间执行所述检测阶段，在当前帧的接收期间检测到的信道的状态被认为针对这个当前帧的整个持续时间是有效的。
[0019]根据一个实施例，检测装置包括:
[0020]被配置用于使用接收到的所述帧的多个参考符号以获得所述信道的多个传递函数这样的方式来分别执行多个信道估计的估计装置，
[0021]被配置用于确定至少一对传递函数之间的至少一个相位差异的计算装置，
[0022]被配置用于执行所述至少一个相位差异的绝对值与阈值的比较的比较装置，
[0023]如果所述至少一个相位差异的绝对值小于或者等于所述阈值则所述信道被认为是线性且时不变、并且在相反的情况下则被认为是线性且循环平稳。
[0024]根据一个实施例，信道模拟信号来自初始数字信号的数字/模拟转换，并且当数字信号的采样频率不同于初始数字信号的采样频率时，估计装置还被配置用于基于接收到的所述帧的所述多个参考符号而分别执行基础传递函数的估计、以及执行用于利用与采样频率中的这种偏移对应的相移对这些基础传递函数进行校正以便递送所述传递函数的处理操作。
[0025]根据一个实施例，如果相关的话，接收到的帧的参考符号的集合在时间上在等于或稍微长于循环平稳周期的全部持续时间期间延伸，并且每个对的两个传递函数分别与在时间上由比与最小数目的参考符号对应的有限时间周期更长的周期分离的两个参考符号相关联。
[0026]根据一个实施例，计算装置被配置用于确定分别在数对传递函数之间的数个相位差异并且用于以获得均值相位差异这样的方式来确定这些相位差异的绝对值的平均，并且比较装置被配置用于执行均值相位差异与所述阈值的比较，如果所述均值相位差异小于或者等于所述阈值则信道被认为是线性且时不变、并且在相反的情况下则被认为是线性且循环平稳。
[0027]接收到的帧的参考符号是例如与经传输的帧的已知符号对应的经接收的帧的符号和/或是在不知道传输信道的传递函数的情况下能够被解码的符号。
[0028]估计装置然后有利地被配置用于执行对接收到的可解码符号的解码、以获得经重新编码的符号这样的方式对这个经解码的符号的重新编码、以及使用所述经重新编码的符号和接收到的所述可解码符号对与这个接收到的可编码符号相关联的传递函数的确定。 [〇〇29]根据一个实施例，该信号根据0FDM调制而被调制。[〇〇3〇]根据一个实施例，传输信道是电力线，该信号被设计为经由电力线通信传达，并且如果相关的话，该信道的循环平稳周期是被设计为在所述电力线上流动的交流电的周期的一半。
[0031]根据一个实施例，该信号符合PLC-G3标准。
[0032]根据一个实施例，每个接收到的帧包括前导序列、随后是报头、随后是有效载荷， 并且所述参考符号包括报头的符号和有效载荷的与经传输的帧的两个已知符号对应的两个符号。[〇〇33]根据一个实施例，参考符号的所述有限数目等于6。[〇〇34]根据一个实施例，所述阈值等于0.75弧度。
[0035]根据一个实施例，当传输信道被认为针对所述至少一个帧的整个持续时间是线性且循环平稳时，处理装置包括:
[0036]生成装置，被配置用于生成分别与N个连续时间片段相关联的传输信道的N个传递函数的序列，N个时间片段的全部持续时间等于信道的几乎整个循环平稳周期或者等于整个所述周期，以及
[0037]解码装置，被配置用于针对帧的符号中的至少一些符号中的每个符号而使用与包含所述符号的时间片段相关联的传递函数来解码这些符号。
[0038]根据一个实施例，生成装置被配置用于生成分别与每个帧的M个连续参考符号相关联的M个传递函数的初始序列并且被配置用于确定来自这些M个传递函数的N个传递函数，M个参考符号覆盖等于或者稍微长于整个所述周期的时间周期。
[0039]根据一个实施例，M个传递函数是由被包含在检测装置内的估计装置递送的那些传递函数。
[0040]根据一个实施例，M等于15，N等于7,并且生成装置被配置用于以获得N个传递函数这样的方式来计算所述初始序列中的十四个连续传递函数中两两取的平均值。
[0041]根据一个实施例，解码装置被配置用于连续地且循环地使用N个传递函数的序列中的传递函数，以便解码最后一个参考符号之后的符号。
[0042]根据一个实施例，当N个时间片段的全部持续时间不同于循环平稳的周期时，解码装置被配置用于在传递函数的连续且循环的使用中周期性地应用传递函数的偏移，以便解码最后一个参考符号之后的符号。
[0043]根据一个实施例，该信号被设计为经由电力线通信传达，信道的循环平稳周期是被设计为在所述电力线上流动的交流电的周期的一半，输入级被配置用于在所述交流电的每个过零段处还递送参考信号，并且处理装置被配置用于基于所述参考信号的出现重新设置信道的循环平稳周期的值。
[0044]根据一个实施例，当传输信道被认为针对所述至少一个帧的整个持续时间是线性且时不变时，处理装置包括平均模块和解码装置，平均模块被配置用于以获得均值传递函数这样的方式对由检测装置递送的所述信道的多个传递函数进行平均，解码装置被配置用于使用这个均值传递函数来解码帧中所述参考符号之后的符号。
[0045]通过本实用新型的各个实施例，限制了由于错误信道估计而引起的解码误差的风险，并且提供了相对简单的信道估计，甚至是在该信道被认为是循环平稳且与PLC-G3标准兼容时。【附图说明】
[0046]在审查非限制实施例的详细描述和它们的实现方式以及所附附图后，本实用新型的其他优点和特征将变得清楚，其中:
[0047]图1示意性图示了本实用新型的实施例的发射机的示例；[〇〇48]图2示意性图示了本实用新型的实施例的发射机的处理装置的示例；[0049 ]图3示意性图示了本实用新型的实施例的接收机的示例；[0〇5〇]图4不意性图不了本实用新型的一个实施例的帧结构的不例；
[0051]图5示意性图示了本实用新型的另一个实施例的帧结构的示例；
[0052]图6示意性图示了本实用新型的实施例的信道的周期性变化的示例；
[0053]图7示意性图示了本实用新型的实施例的用于检测信道的状态的阶段的示例；
[0054]图8示意性图示了本实用新型的另一个实施例的用于检测信道的状态的阶段的示例；
[0055]图9示意性图示了本实用新型的又一个实施例的用于检测信道的状态的阶段的示例；
[0056]图10示意性图示了本实用新型的又一个实施例的用于检测信道的状态的阶段的示例；[〇〇57]图11示意性图示了本实用新型的实施例的处理操作的示例；
[0058]图12示意性图示了本实用新型的实施例的传递函数与时间片段的关联的示例； [〇〇59]图13示意性图示了本实用新型的另一个实施例的处理操作的示例；[〇〇6〇]图14示意性图示了本实用新型的又一个实施例的处理操作的示例；以及
[0061]图15示意性图示了本实用新型的在传输信道已经被检测为时不变时使用的一个实施例。【具体实施方式】[〇〇62]现在将在由根据PLC-G3标准的电力线通信(PLC)对信息的传输的架构中描述实施例和它们的实现方式，尽管本实用新型不限于这种类型的应用。[〇〇63]通过下文，每次引用PLC-G3标准时，将假设考虑的是CENELEC A频带(3-95kHz)。[〇〇64]现在参照图1，以便示意性说明能够使用电力线通信在电力线LE上传输有用信号 SU的发射机的一个不例。
[0065]传输链例如包括编码器ENC、例如常规编码器，接收要从源编码装置传输的数据。 交织装置INTL被连接至编码器的输出并且随后是映射装置，该映射装置根据变换方案来将比特变换成符号，该变换方案取决于所使用的调制类型、例如BPSK类型的调制或者更一般的QAM调制。
[0066]每个符号包含与将会被相应地调制的载波相关联的调制系数。这些符号被递送到处理装置MTFI的输入处，处理装置MTFI被设计为执行快速傅里叶逆变换(IFFT)操作。
[0067]在此将注意的是，更具体地参考图2,经调制的载波形成来自载波的可用集合ENS (与傅里叶逆变换的尺寸对应的集合)之中的载波子集合SNS。[〇〇68]因此，在PLC-G3标准中，傅里叶逆变换的尺寸等于256,而子集合SNS中经调制的载波被包括在级别23与58之间，这对应于在35.9375与90.625KHz之间的范围中的频带F1-F2。 在此，采样频率等于400KHz，引起在等于1.5625KHZ的载波之间的分离，这因此致使频率正交(0FDM调制)。
[0069]与未使用的载波相关联的调制系数等于0。
[0070]时域中的0FDM信号在处理装置MTFI的输出处被生成，并且装置MCP向时域中的每个0FDM符号添加循环前缀，该循环前缀是位于0FDM符号末尾处的某个数目的样本的这个 0FDM符号的报头副本。[〇〇71]例如，在PLC-G3标准中，针对400KHz的采样频率，循环前缀的长度是30个样本。 [〇〇72]该信号随后在数字/模拟转换器CAN中被转换，然后在级ETA中被处理，级ETA—般由本领域的技术人员用术语“模拟前端”表示，其中它尤其在电力线LE上被传输之前经受功率放大。[〇〇73]在接收时，更具体地参考图3可以看出接收机RCP在此包括输入模拟级ET1，输入模拟级ET1的输入端BE被连接至电力线LE。[〇〇74]这个模拟输入级ET1常规地包括带通滤波器BPF、低通滤波器LPF连同放大装置 AMP。级ET1的输出被连接至模拟/数字转换级CAN，模拟/数字转换级CAN的输出被连接至处理装置或者级ET2的输入。[〇〇75]处理级ET2在此包括自动增益控制装置AGC，其允许对级ET1的放大装置AMP的增益的值进行控制。[〇〇76]在模拟级ET1的输出处和在模拟/数字转换级CAN的输入处被递送的信号SAC表示来自传输信道(电力线)LE的信道模拟信号。[〇〇77]处理级ET2还包括低通滤波器LPE2、随后是下采样(under-sampling)装置MSCH，尽管这并不是绝对必要的。装置MSCH的信号上流的采样频率被表示为Fs，而在装置MSCH的输出处的信号的采样频率被表示为Fss。[〇〇78]在装置MSCH的输出处的信号SNC然后在此表示来自信道模拟信号SAC的模拟/数字转换的信道数字信号，并且尤其对该信道数字信号将应用同步处理、信道估计和符号的解码，这些在后文中看到更详细的描述。[〇〇79]一旦已经获得同步时，执行信道估计。[〇〇8〇]频率Fc表示处理频率，在该处理频率处将执行各个处理操作。[〇〇81 ]在例如PLC-G3标准中，针对256的FFT尺寸，规定的采样频率Fs是400KHz。[〇〇82]尽管已经可能的是在等于400KHZ的采样频率Fs的处理频率Fc处执行所有这些各个处理操作，在等于Fs的频率Fss处下采样该信号并且在等于Fss的处理频率Fc处执行所有操作将会允许降低处理级的实现方式的复杂度、并且还允许用于直接快速傅里叶变换 (FFT)的处理操作被执行，该直接快速傅里叶变换关于所规定的256的尺寸而言具有减少的尺寸。[〇〇83]在更详细地返回处理级ET2内包含的各个装置之前，现在更具体地参照图4,以便说明在例如PLC-G3标准的架构中传达符号的帧的结构。[〇〇84]接收到的帧TRM包括前导序列PRM，前导序列PRM在此包括八个已知的符号SYNCP、 随后它本身具有相对相位的一个符号SYNCM、随后是半个符号的SYNCM。[〇〇85]帧TRM随后包括报头HD、随后是有效载荷PLD，有效载荷PLD包含要被解码的有用数据的符号。[〇〇86]报头HD的符号尤其包含用于字段PLD的数据的解码的控制信息，连同在字段PLD内要被解码的字节的数目。[〇〇87]帧TRM的前导序列PRM允许接收机同步它自身，换而言之，允许接收机获得指示 IND1，该指示IND1允许帧的结构被恢复以便能够标识报头HD的开始。[〇〇88]如果现在再次参考图3,能够看出处理级ET2包括子级ET20,子级ET20包含现在将以功能的方式描述的各个装置。这些各个装置可以由微处理器内的软件来实现，微处理器内的软件然后至少部分地形成子级ET20。[〇〇89]在这些装置之中通常发现同步装置MSYNC允许接收机同步它自身，换而言之，允许获得所述指示IND1，该指示IND1允许帧的结构被恢复以便能够标识报头HD的开始。
[0090]这些同步装置可以具有本身已知的常规结构，或者作为变体，可以具有包含在法国专利申请n° 1552588中所描述的滤波装置的这些装置。[〇〇91]在被包含到子段20中的其他装置之中发现检测装置MDET被配置用于使用数字信号SNC以检测传输信道被认为是线性且时不变、或者被认为是线性且循环稳定这样的方式来执行对传输信道的状态的检测。
[0092]当传输信道被认为例如针对帧的整个持续时间是线性且循环稳定时，处理装置还包括生成装置MLB，其被配置用于生成分别与N个连续时间片段相关联的用于传输信道的若干传递函数的序列，如在下文中将更详细看出的。[〇〇93]具有本身已知的常规结构的解码装置MDCD然后被配置用于通过针对帧的符号中的至少一些符号、尤其是该帧的有效载荷PLD的符号中的每个符号而使用与包含所述符号的时间片段相关联的传递函数来解码这些符号。
[0094]在此再次，这个解码将在下文中被更详细地考虑。
[0095]另一方面，当传输信道被认为针对帧的整个持续时间是线性且时不变时，处理装置有利地包括平均模块MMY，其被配置用于执行如下的处理操作，该处理操作用于以获得均值传递函数这样的方式对由检测装置MDET递送的用于该信道的多个传递函数进行平均。
[0096]解码装置然后有利地使用这个均值传递函数来解码该帧的有效载荷PLD的符号。
[0097]在此再次，这个功能将在下文中被更详细地考虑。[〇〇98]如果现在更具体地参考图5,能够看出接收到的帧TRM的报头HD包括十三个符号 FCm-FCHu，这些符号在传输时以差分方式被编码并且每个关于先前的符号进行参考。 [〇〇99]帧TRM在有效载荷PLD的开始处还包括与两个已知的经传输的符号S1、S2对应的两个符号。然而，为了简洁，这两个接收到的符号还将由S1和S2表示。
[0100]十三个符号FCHi和两个符号S1和S2在此形成M个参考符号SYMRi(在这个示例中，M 等于15)。
[0101]这些参考符号将用于检测传输信道的状态。
[0102]传输信道是线性信道，换而言之，它表现为线性滤波器。
[0103]然而，该信道可以被认为时不变(LTI)或者循环平稳(LPTV)。[〇1〇4]该信道的时不变(LTI)或者循环平稳(LPTV)状态可以从一个帧到另一个帧变换， 但是这个状态被认为在一个帧期间是不变的。
[0105]当传输信道在一个或多个帧的接收期间变成循环平稳时，由于例如卤素灯或者包括电压整流器的对象被连接到电力线上，该信道以与出现在电力线上交流电或交流电压同步的方式在幅度和相位上是周期性的。
[0106]换而言之，对于循环平稳信道，它的传递函数的特性在该信道的循环平稳周期的过程中变化、但是随后周期性地重复。
[0107]图6由曲线CV示意性示出该信道的周期性变化，并且在这个附图中，参考符号PC表示该信道的循环平稳周期，其等于出现在电力线上的交流电或交流电压的周期的一半。
[0108]因此，对于在50Hz处的交流电和电压，该信道的循环平稳周期PC等于10ms。[〇1〇9] 此外，在PLC-G3标准中，每个参考符号SYMRi具有等于0.695ms的持续时间。[〇11〇] 出于这个理由，15个参考符号3￥1?1-3￥1?15的集合在时间上在等于10.421118的全部持续时间期间延伸，这个全部持续时间在此因此稍微长于循环平稳周期PC。
[0111]换而言之，在这个情况中，循环平稳周期PC不是一个参考符号的持续时间的整数倍。
[0112]现在将更具体地参考图7至10来更详细描述用于检测信道的状态的阶段。一旦已经获得接收机的同步，则执行这个检测阶段。
[0113]在此在接收每个帧时执行这个检测阶段，并且现在将描述在这些帧中的一个帧期间执行处理操作。
[0114]如图7所图示的，由检测装置MDET执行的检测阶段包括多个信道估计，多个信道估计分别由估计装置MEST使用参考符号SYMRi以获得针对信道出的多个传递函数这样的方式来执行。
[0115]处理装置MCL然后将从这些传递函数出开始计算均值相位差异DPHM，该均值相位差异DPHM将在比较装置CMP中与阈值TH比较。
[0116]这个比较的结果提供表示该信道的状态LTI或LPTV的指示IND2。
[0117]更具体地，如果均值相位差异DPHM小于阈值TH，然后该信道被认为在所讨论的帧期间具有LTI类型，而如果均值相位差异DPHM大于阈值TH，该信道在这个帧期间被认为循环平稳(LPTV)。
[0118]在根据PLC-G3的接收机的情况下，阈值TH可以例如具有0.75弧度的级别。
[0119]现在更具体地参考图8,以便说明允许要获得的均值相位差异DPHM的一个优选实施例，该均值相位差异DPHM将要与阈值TH比较。[〇12〇]在步骤80中，针对该信道，根据参考符号SYMRi来估计传递函数Hi。
[0121]更具体地，这个传递函数出等于接收到的参考符号SYMRi与由发射机通过传输信道传输的对应符号的复共辄的乘积。在这种情况中，符合PLC-G3标准，这个传递函数出事实上是具有36个复分量的复向量，这些复分量分别对应于该符号的36个信号音(tone)。
[0122] 在步骤80的末尾，因此获得分别与15个参考符号SYMRrSYMRu对应的15个传递函数Hl-Hl5 〇
[0123]然后将可能的是，在这个级处仅确定这些传递函数中的两个传递函数之间的单个相位差异。
[0124]然而，优选的是，确定在时间上由最小数目的参考符号、例如6个参考符号间隔的两个传递函数之间这样的相位差异，以便更好确定这个相位差异。
[0125]然而，甚至更有利的是基于若干不同对传递函数来确定若干相位差异并且计算平均值，以便获得均值相位差异DPHM。
[0126]现在将更详细描述这一点。
[0127]步骤81通过简单地取Hi与Hk的复共辄的乘积来确定两个传递函数Hi与Hk之间的相位差异。
[0128]由于已经选择符号的最小数目等于6，可以形成9个成对:山，H?; H2，H8; H3，H9; H4，
[0129]当然，优选的将是可以不使用这九个成对来获得九个相位差异。
[0130]尽管如此，假设在这个实施例中，这九个成对以这样的方式被用来获得九个相位差异 DPm-DPife。
[0131]在步骤82中，以获得均值相位差异DPHM这样的方式计算这些相位差异的绝对值的平均值。
[0132]在刚刚已经描述的实施例中，已经假设用于传输的采样频率与信道数字信号SNC 的采样频率相同。
[0133]然而，如先前所指示的，数字信号SNC的采样频率可能不同于在发射机中生成的初始数字信号。
[0134]在这种情况下，采样频率中的偏移导致本领域技术人员已知的“采样频率偏差”， 在估计传输函数Hi时需要考虑这种采样频率偏移。
[0135]这在图9中被示意性图示。
[0136]更具体地，在步骤800中，以类似于已经在图8的步骤80中所描述的方式，确定分别与参考符号SYMRi相关联的基础传递函数HBi。
[0137]然而，使用例如在时间上被较宽地隔离的两个基础传递函数、例如传递函数冊:和耶13来估计采样频率偏差。
[0138]然后通过取传递函数HBi与传递函数冊13的复共辄(由数个符号来将其完全划分) 的乘积来获得由此导致的相移。
[0139]然后获得相移校正DPHC，该相移校正DPHC在步骤801中被应用于校正传递函数HBi 并且获得传递函数Hi。
[0140]基于符号S1和S2中的每个符号对传递函数的估计可以在没有困难的情况下被执行，因为与接收到的符号S1和S2对应的经传输的符号是已知的。
[0141]另一方面，对于报头的参考符号、换而言之符号FCHi，则不是这样的情况。
[0142]尽管如此，如先前所指示的，这些符号FCHiB经在传输处以差分且特别鲁棒的方式被编码。它们的解码因此不需要知道信道的传递函数。
[0143]图10图示了使用接收到的报头的符号FCHi来估计信道的传递函数出的一个示例。
[0144]首先执行对接收到的符号FCHi的解码(步骤100)。
[0145]为了这个目的，解码装置常规地包括被配置用于从每个符号中提取循环前缀的装置，随后是被配置用于执行直接快速傅里叶变换FFT的装置。
[0146]解码装置还包括“解映射”装置，针对每个载波供应对应调制系数的值(二进制)。 这些解映射装置随后是被配置用于针对每个调制系数确定针对所述值的置信度指示符(或者“软决策”)的模块。这个模块本身是常规且已知的，并且例如使用LogMAP类型的算法。
[0147]解码装置还包括去交织装置，随后是解码器、例如Viterbi类型的解码器，随后是被设计为执行奇偶校验的装置。这些装置的输出被连接至子级ET20的输出端BS，该输出端 BS被连接至形成接收机的MAC层的装置。
[0148]由于各个符号FCHi关于该帧中的先前符号而被引用，因此利用前述解码装置来解码报头的所有符号是必要的。然后，在验证奇偶校验是正确的之后，可以获得各个经解码的符号FCHDi。
[0149]然后，在步骤101中，使用与在图1中针对发射机部分图示的对应装置ENC、INTL、MP 类似的常规编码器、交织器和映射装置来执行对这些符号FCHDi中的每个符号的重新编码。
[0150]关于以上将注意的是，操作维持在频域中。[0151 ]然后获得与经传输的符号对应的经重新编码的符号FCHECi。
[0152]在步骤80中，类似于图8中的步骤80，然后可以使用这些接收到的符号FCHi和经重新编码的符号FCHECi来获得与各个符号FCHi相关联的传递函数Hi。
[0153]在这个阶段，已经检测出信道的状态。
[0154]现在更具体地参考图11至14,以便说明在其中信道已经被检测为针对所讨论的帧是循环平稳的情况中处理操作的继续。
[0155]作为第一阶段，将估计传输信道的传递函数，这些传递函数分别与各个连续时间片段相关联，这些时间片段的全部持续时间等于信道的几乎整个循环平稳周期PC(当循环平稳周期不是一个符号的持续时间的整数倍、而是处于该符号的持续时间的两个连续整数倍之间的范围中时)、或者等于这个周期的全部(当循环平稳周期是一个符号的持续时间的整数倍时)。
[0156]出于这个目的，将有利地重新使用在用于检测信道的状态的阶段期间确定出的M 个传递函数出(图11)。
[0157]尽管将可能直接地将这些传递函数出中的十四个传递函数用于对该帧的有效载荷PLD的符号P0、P1、…的后续解码，优选的是降低传递函数的这个数目，以便提高信噪比。 [〇158]因此，如图11所示，从M个传递函数Hi开始(M = 15 )，通过执行对某些传递函数Hi中两两取平均(步骤ll〇)，N(例如，N = 7)个传递函数HFk(k从1到N变化)分别与七个时间片段 TRrTR?相关联(图12)。
[0159]每个时间片段的持续时间等于有效载荷PLD的两个符号P的持续时间，S卩1.39ms。 [〇16〇]由此，所有时间片段Tfo-TR?的全部持续时间D等于9.73ms，其稍微小于循环平稳周期PC(10ms)。
[0161]在步骤110中，为了获得七个传递函数HFk，从在检测阶段期间获得的十五个传递函数之中选择十四个传递函数Hi。
[0162]例如将选择传递函数H2_H15，并且在这种情况下，传递函数HFi等于传递函数出和出的平均值。
[0163]传递函数HF2等于传递函数H3和H4的平均值，并且以此类推，直至获得传递函数 HF7,其等于传递函数出4和H15的平均值。
[0164]如图12所图示的，传递函数HFk(其与包含要被解码的符号的时间片段TRk相关联) 将被用于解码器解码符号P0、P1、P2…，这些符号在最后的参考符号S2之后。所使用的传递函数如本领域的技术人员已知的那样将在被包含在解码装置中的解映射装置考虑在内。
[0165]然后，N个传递函数的序列的传递函数HF1-HF?将被连续且循环地使用。
[0166]换而言之，一旦已经使用七个传递函数HF1-HF?的完整循环，该循环被重复，以传递函数肌直至HF?的使用为开始，并且以此类推。
[0167]然而，当N个时间片段的持续时间D不同于循环平稳周期时，在传递函数HF1-HFy的循环与信道的循环平稳周期之间将存在渐进式的时间偏移。
[0168]换而言之，在时间中的给定时刻，将存在与传递函数的循环和信道的变化循环之间的时间片段相等的时间差异。
[0169]在传递函数的这个连续且循环的使用中，然后应当应用传递函数偏移。
[0170]这在图13中被示意性图示。
[0171]在这个情况中，持续时间D等于9.73ms并且循环平稳周期是10ms，这个偏移在五个传递函数循环之后被应用并且被应用于第六个循环的执行，传递函数HF7将第二次被使用、而不是直接使用传递函数HFi。
[0172]当然，在已经第二次使用传递函数HF7之后，继续传递函数HF1-HF?的循环。
[0173]还可能发生的是，循环平稳周期的值(其直接链接到在电力线中流动的交流信号的周期)由于在该线上的交流电信号的周期的时间偏移而被时间偏移。这可以借助参考信号ZCS来校正(图14)，该参考信号ZCS每次在交流电或者交流电压穿过“0”时被递送。
[0174]由此在这种情况下，信道的循环平稳周期的值可以基于参考信号ZCS的出现而被重新设置。
[0175]现在更具体地参考图15,以便说明可以在传输信道已经被检测为时不变(信道 LTI)时使用的一个有利实施例。
[0176]更具体地，取代于简单地将帧的符号S1和S2用于估计该信道的传递函数，与15个参考符号相关联并且已经在检测阶段被确定的M(M=15)个传递函数出可以有利地被用于以获得均值传递函数这样的方式来计算它们的平均值(步骤150)，该均值传递函数然后将被用于解码该帧的有效载荷PLD的符号(步骤151)。
[0177]这允许传递函数HM的信噪比有效增加，这将最终引起解码性能特性中若干dB的提尚。
【主权项】
1.一种接收机，其特征在于，包括被设计为连接到传输信道并且被配置用于递送来自 所述传输信道的信道模拟信号的输入级(ET1)、用于所述信道模拟信号的模拟/数字转换以 便递送数字信号的级(CAN)、以及用于处理所述数字信号的装置(ET2)，其中处理装置包括 被配置用于执行至少一个阶段的检测装置(MDET)，所述至少一个阶段用于基于所述数字信 号以检测所述传输信道在一个时间间隔期间被认为是线性且时不变还是被认为是线性且 循环平稳这样的方式来检测所述传输信道的状态。2.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于，所述信道模拟信号传达符号帧，并且所 述检测装置(MDET)被配置用于在至少一个帧的接收期间执行所述检测阶段，检测到的所述 信道的状态被认为针对所述至少一个帧的整个持续时间是有效的。3.根据权利要求2所述的接收机，其特征在于，所述检测装置(MDET)被配置用于在每个 帧(TRM)的接收期间执行所述检测阶段，在当前帧的接收期间检测到的所述信道的状态被 认为针对这个当前帧的整个持续时间是有效的。4.根据权利要求2所述的接收机，其特征在于，所述检测装置(MDET)包括:被配置用于 使用接收到的所述帧的多个参考符号以获得所述信道的多个传递函数这样的方式来分别 执行多个信道估计的估计装置(MEST)，被配置用于确定至少一对传递函数之间的至少一个 相位差异的计算装置(MCL)，被配置用于执行所述至少一个相位差异(DPHM)的绝对值与阈 值(TH)的比较的比较装置(CMP)，如果所述至少一个相位差异的绝对值小于或者等于所述 阈值则所述信道被认为是线性且时不变、并且在相反的情况下则被认为是线性且循环平 稳。5.根据权利要求4所述的接收机，其特征在于，所述信道模拟信号来自初始数字信号的 数字/模拟转换，并且当所述数字信号的采样频率不同于所述初始数字信号的采样频率 时，所述估计装置(MEST)还被配置用于基于接收到的所述帧的所述多个参考符号而分别执 行基础传递函数的估计、以及执行用于利用与采样频率中的这种偏移对应的相移对这些基 础传递函数进行校正以便递送所述传递函数的处理操作。6.根据权利要求4所述的接收机，其特征在于，如果相关的话，接收到的帧的参考符号 的集合在时间上在等于或稍微长于所述信道的循环平稳周期(PC)的全部持续时间期间延 伸，并且每个对的两个传递函数分别与在时间上由比与最小数目的参考符号对应的有限时 间周期更长的周期分离的两个参考符号相关联。7.根据权利要求4所述的接收机，其特征在于，所述计算装置(MCL)被配置用于确定分 别在数对传递函数之间的数个相位差异以及被配置用于以获得均值相位差异这样的方式 来确定这些相位差异的绝对值的平均值，并且所述比较装置(CMP)被配置用于执行所述均 值相位差异(DPHM)与所述阈值的比较，如果所述均值相位差异小于或者等于所述阈值则所 述信道被认为是线性且时不变、并且在相反的情况下则被认为是线性且循环平稳。8.根据权利要求4所述的接收机，其特征在于，接收到的帧的参考符号(SYMRi)对应于经 传输的帧的已知符号(S1、S2)和/或是在不知道所述传输信道的所述传递函数的情况下能 够被解码的符号(FCHi)。9.根据权利要求8所述的接收机，其特征在于，所述估计装置(MEST)被配置用于执行对 接收到的可解码符号的解码、以获得经重新编码的符号这样的方式对这个经解码的符号的 重新编码、以及使用所述经重新编码的符号和接收到的所述可解码符号对与这个接收到的可编码符号相关联的传递函数的确定。10.根据权利要求1至9中任一项所述的接收机，其特征在于，所述信号根据OFDM调制而被调制。11.根据权利要求1至9中任一项所述的接收机，其特征在于，所述传输信道是电力线， 所述信号被设计为经由电力线通信传达，并且如果相关的话，所述信道的循环平稳周期 (PC)是被设计为在所述电力线上流动的交流电的周期的一半。12.根据权利要求11所述的接收机，其特征在于，所述信道模拟信号符合PLC-G3标准。13.根据权利要求6所述的接收机，其特征在于，参考符号的所述有限数目等于6。14.根据权利要求4所述的接收机，其特征在于，所述阈值等于0.75弧度。15.根据权利要求2所述的接收机，其特征在于，当所述传输信道被认为针对所述至少 一个帧的整个持续时间是线性且循环平稳时，所述处理装置包括生成装置(MLB)以及解码 装置(MDCD)，所述生成装置(MLB)被配置用于生成分别与N个连续时间片段相关联的所述传 输信道的N个传递函数的序列，所述N个时间片段的全部持续时间等于所述信道的几乎整个 循环平稳周期(PC)或者等于整个所述周期(PC)，所述解码装置(MDCD)被配置用于针对帧的 符号中的至少一些符号中的每个符号而使用与包含所述符号的时间片段相关联的传递函 数来解码这些符号。16.根据权利要求15所述的接收机，其特征在于，所述生成装置(MLB)被配置用于生成 分别与每个帧的M个连续参考符号相关联的M个传递函数的初始序列并且被配置用于确定 来自这些M个传递函数的所述N个传递函数，所述M个参考符号覆盖等于或者稍微长于整个 所述周期的时间周期。17.根据权利要求16所述的接收机，其特征在于，所述M个传递函数是由被包含在所述 检测装置(MDET)内的估计装置(MEST)递送的那些传递函数。18.根据权利要求17所述的接收机，其特征在于，M等于15，N等于7,并且所述生成装置 (MLB)被配置用于以获得所述N个传递函数这样的方式来计算对所述初始序列中的十四个 连续传递函数中两两取的平均值。19.根据权利要求16所述的接收机，其特征在于，所述解码装置(MDCD)被配置用于连续 地且循环地使用所述N个传递函数的序列中的传递函数，以便解码最后一个参考符号之后 的符号。20.根据权利要求19所述的接收机，其特征在于，当所述N个时间片段的持续时间不同 于循环平稳的周期时，所述解码装置(MDCD)被配置用于在所述传递函数的连续且循环的使 用中周期性地应用传递函数的偏移，以便解码最后一个参考符号之后的符号。21.根据权利要求19或20所述的接收机，其特征在于，所述信号被设计为经由电力线通 信传达，所述信道的循环平稳周期是被设计为在所述电力线上流动的交流电的周期的一 半，所述输入级(ET1)被配置用于在所述交流电的每个过零段处还递送参考信号(ZCS)，并 且所述处理装置(ET2)被配置用于基于所述参考信号的出现而重新设置所述信道的循环平 稳周期的值。22.根据权利要求4或5所述的接收机，其特征在于，当所述传输信道被认为针对所述至 少一个帧的整个持续时间是线性且时不变时，所述处理装置包括平均模块(MMY)和解码装 置(MDCD)，所述平均模块(MMY)被配置用于以获得均值传递函数这样的方式对由所述检测装置递送的所述信道的所述多个传递函数进行平均，所述解码装置(MDCD)被配置用于使用 这个均值传递函数(HM)来解码接收到的所述帧中的所述参考符号之后的符号。
【文档编号】H04B3/54GK205610633SQ201620119693
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年2月14日
【发明人】P·德马雅, Y·布夫特
【申请人】意法半导体(鲁塞)公司