接收器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型的各个实施例及其实施方案涉及通信信道上的信息发送(transmit); 并且特别地，当此信道是电力线时，涉及通过电力线通信（或PLC)的信息发送;并且更具体 地，涉及当该信号受到窄带噪声信号（窄带干扰源）的影响时，改进在接收时对该等信号的 处理。
【背景技术】
[0002] 本实用新型的各个实施例及其实施方案与对借助于电力线的通信进行规定的各 种标准相兼容，特别地但不局限于标准PLC-G3、PRHffi(电力线智能计量演进)或者标准IEEE 190卜2〇
[0003] 电力线通信技术旨在通过充分利用电力网的现有基础设施来传输数字数据。值得 注意的是，该技术允许实现电表的远程读数、电动车辆与充电终端之间的交换、或者管理和 控制电力网（智能电网）。
[0004] 电力线通信(PLC)技术特别地并入了借助于窄带电力线通信的通信(或者N-PLC)， 窄带电力线通信通常被定义为在不超过500KHZ的发送频率下操作的电力线上的通信。
[0005] 因此，N-PLC通信通常使用由欧洲电工标准委员会(CENELEC)或者联邦通信委员会 (FCC)特别限定的频带。
[0006] 因此，就CENELEC A频带（3-95kHz)而言，在PR頂E标准中其发送频率介于42KHZ与 89KHz之间，而对于PLC-G3标准该发送频率介于35KHz与91KHz之间。
[0007] 在这些频带中，通过电力线通信来运载信号的电缆处于非常恶劣的环境中。它们 特别地经受白噪声、有色噪声或者噪声脉冲类型的干扰。此外，它们没有受到针对任何干扰 的保护。出于此原因，任何FM/AM无线电信号或任何无线通信都可能导致，在窄带PLC通信所 使用的有用频带内存在这些信号的谐波。
[0008] 此外，电力网的性质和特性是事先未知的，并且随时间的推移可能发生变化。因 此，当用户连接任何给定设备(例如，吹风机或洗衣机)时，电力线上可能产生干扰。从而，这 样会导致强频率谐波的传播，该谐波可能也位于PLC通信的可用频带内。
[0009]因此，这种噪声信号（其通常是窄带噪声信号（窄带干扰源），换言之，具有比有用 信号的频带更小的频带)会干扰连接到电力线的接收器的同步阶段，在此期间，接收器必须 能够同步，以便特别地定位由该有用信号所运载的符号帧的有用数据的开端。
[0010] Brian Michael Donlan于2005年1月31日在美国弗吉尼亚州布莱克斯堡发表的题 为"Ultra-wideband Narrowband Interference Cancellation and Channel Modeling for Communications"的论文中描述了用于消除超宽带(UWB)信号中的窄带噪声信号(特别 是在频谱扩展(扩展频率)的情况下）的各种技术。
[0011] 本文中提及的一些技术使用了预测滤波器，从而，在从所接收的信号中减去噪声 信号之前，估计此噪声信号。
[0012] 本文中的提及的信号所呈现的特性，与采用电力线来通信的通信中所使用的信号 非常不同。实际上，UWB信号（以及，特别是采用直接序列扩展频谱的信号)呈现如下特性:将 所发送信号的功率扩展到宽的频带上，以便将该功率隐匿(bury)在环境噪声中或者在其他 通信内。因此，UWB信号的功率谱密度(或PSD)通常限定为小于-41dBm/MHz。
[0013] PLC通信中所使用的信号是根据多载波调制被调制的信号，例如，正交载波上的正 交调制(0FDM调制：正交频分多路复用，根据本领域技术人员通用的术语），但是仅使用了可 用载波的较大集合中的载波子集。
[0014] 因此，例如，就CENELEC A频带而言，在PRIME标准中，反向傅里叶变换的和直接 (direct)傅里叶变换的大小等于512,而仅仅97个副载波(副载波86到182)用于发送。
[0015] 就CENELEC A频带而言，在PLC-G3标准中，反向傅里叶变换和直接傅里叶变换的大 小等于256，而仅仅使用了36个负载波(负载波23到58)。
[0016] 此外，在同步阶段期间，重要的是：不得丢失来自信道的任何符号，即便是在信道 受噪声影响的情况下。 【实用新型内容】
[0017] 根据一个实施例及其实施方案，提供了对来自发送信道的模拟信号的处理方法， 该处理方法使得能够改进同步阶段的性能特性，无论该模拟有用信号是否受来自至少一个 窄带噪声信号的噪声的影响。
[0018] 根据另一个实施例及其实施方案，本实用新型的目的也在于改进在同步之后对帧 的剩余部分的解码的性能特性。
[0019] 根据一个实施例及其实施方案，为了促进接收器的同步，特别是在有用信号受来 自至少一个窄带噪声信号的噪声的影响时，预测滤波器的系数将从信号的自回归模型在时 域中实时地确定，并且在时域中的由数字有限脉冲响应(或者FIR)滤波器对信号实时地滤 波，该数字有限脉冲响应滤波器的系数是预测滤波器的系数。
[0020] 因此，这与现有技术中的滤波方法不同，在现有技术中，在从来自信道的信号中减 去噪声信号之前，估计该噪声信号，这就需要在时间和相位两者上的完美同步，而这在实践 中难以实现，特别是在如下的相位同步的情况下，对于该相位同步而言重要的是:一方面不 得丢失任何符号，而另一方面不得引入相位误差。
[0021] 根据此实施例及其实施方案，替代了首先估计噪声信号然后减去所估计的噪声信 号，对来自信道的整个信号进行滤波，而无论该信号是否包含噪声信号，这就使得能够执行 非相干处理，换言之，在估计噪声信号的时刻与将此噪声信号从全局信号中减去的时刻之 间不需要时间和相位上的完美同步。
[0022] 因此，接收器将能够通过使用经滤波的信号和参考信号（例如，已知的信号）来同 步。
[0023] 根据一个方面，因此，提供了一种对来自发送信道(例如，电力线）的信道模拟信号 进行处理的方法。
[0024]信道模拟信号能够包括在可用载波的集合中的子集上调制的有用信号，例如，符 合PR頂E或G3-PLC标准的有用信号。
[0025]该有用信号根据帧结构运载至少一个符号帧，并且该有用信号可能受来自至少一 个窄带噪声信号的噪声的影响。
[0026]通常，噪声信号是包含在有用信号的频带内的单个频率下的噪声尖峰，但是，更一 般地，窄带噪声信号是其频带小于有用信号的频带的噪声信号。
[0027]因此，在给定时刻，信道模拟信号可能非常完美，不包括任何有用信号或者仅仅包 括至少一个噪声信号、或者无噪声的有用信号或者受噪声影响的有用信号。
[0028] 因此，根据此方面的方法包括:对信道模拟信号的模拟数字转换、以及包括滤波处 理的同步处理。
[0029] 例如，待经历该模拟/数字转换的信道模拟信号，可以是直接来自信道的模拟信 号，或者，在通常的情况下，是由连接到发送信道的模拟输入级(特别地，包括带通滤波器、 低通滤波器和放大器)提供的模拟信号。
[0030] 滤波处理包括:从来自所述模拟/数字转换的信道数字信号的自回归模型，在时域 上实时地确定预测滤波器的系数的受限数量；以及通过其系数是预测滤波器的系数的数字 有限脉冲响应滤波器，在时域上对信道数字信号实时地进行滤波。
[0031] 对其执行滤波处理的信道数字信号不一定是直接来自模拟/数字转换的数字信 号，而是可能例如是来自模拟/数字转换并且可能已经进行了欠采样的数字信号。
[0032] 在可用载波集合中的载波子集上调制的信号，与UWB信号或者具有扩展频谱的信 号的特性完全不同。实际上，它们确实特别地呈现比UWB信号或者具有扩展频谱的信号高得 多的功率水平，并且因此优选地在滤波期间采取预防措施，以便避免在不存在窄带噪声的 情况下完全滤掉有用信号。
[0033] 确实，特别鉴于可用载波集合(反向或直接傅里叶变换的大小）中的仅仅一些载波 用于调制，滤波器的系数数量优选地受限，以便避免在不存在噪声信号的情况下有用信号 衰减过高。
[0034] 换言之，滤波器的系数的数量有利地小于或等于所选择的受限数量，从而形成有 限脉冲响应滤波器;在存在噪声信号的情况下，该有限脉冲响应滤波器的频率响应包括在 噪声信号的频带下的点阻(notch);并且在不存在噪声信号的情况下，该有限脉冲响应滤波 器的频率响应在有用信号的频带中以如下方式具有相对平坦的轮廓，从而使得有用信号的 衰减能够小于所选值，例如6dB，该所选值无疑是取决于具体的应用的。
[0035] 系数的数量将进一步优选地等于该受限数量，以便更简便地将具有不同音调的可 能的若干窄带噪