CN106341364B - 循环平稳的传输信道的估计方法及相应接收器 - Google Patents

Abstract

一种接收器，包括：输入级(ET1)，其连接到传输信道并配置为传送来自传输信道的模拟信道信号；模数转换级(ADC)，用于模数转换模拟信道信号以传送数字信道信号。模拟信道信号传送符号帧(TRM)，传输信道被视为在至少一帧的整个期间是线性且循环平稳的。估计装置(MEST)基于数字信道信号执行对于所述至少一帧的多个信道估计(80)，以使分别与N个连续时间段相关联的传输信道的N个传递函数序列(HF_k)公式化，其中N个时间段的总时间(D)几乎等于信道的整个循环平稳周期(PC)或几乎等于整个所述周期(PC)。解码装置(MDCD)通过对这些符号中的每个符号使用与包含所述符号的时间段相关联的传递函数，解码所述至少一帧的至少一些符号。

Description

循环平稳的传输信道的估计方法及相应接收器

相关申请的交叉引用

本申请基于先前提交的正在审理中的、提交于2015年7月9日的法国专利申请No.1556488，其主题通过全文引用而合并于此。

技术领域

本公开涉及在传输信道上传输信息，特别地，涉及通过电力线通信(PLC)传输信息。

背景技术

电力线通信(PLC)技术旨在通过利用现有输电网络基础设施传输数字数据。特别地，该技术允许远程读取电子仪表、在电动车辆与充电终端之间交换能量以及管理和控制能源网络(智能电网)。特别地，PLC技术包含窄频电力线通信(N-PLC)，后者通常被定义为通过电力线以高达500kHz的传输频率进行通信。因此，N-PLC通信通常使用特别是欧洲电工委员会(CENELEC)或美国联邦通信委员会(FCC)定义的频段。因此，如果考虑使用CENELEC频段(3-95kHz)，则传输频率位于PLC-G3标准的35.9375kHz和90.625kHz之间。

接收器的整体性能取决于其信道估计的质量即该信道的传递函数的估计。也就是说，传输信道会随着时间、频率、相位和幅度而变化。此外，通过电力线通信传送并由接收器接收的信号来源于传输信道(也即电力线)内多个传播路径或通路中多个连续信号的组合，其中每个路径或通路都有特有的时间延迟和衰减量(也即传输信道是多通路传输通道)。由此，这会导致某些频率的大量衰减。

此外，已知电力网的性能和特点并没有优势，并且会随时间而变化。因此，使用者***阻抗随电压变化的某些对象。例如，卤素灯或含有电压整流器的对象。当使用者***此类对象时，将使传输信道的传递函数周期性变化。然后，可将信道视为线性且循环平稳的或“线性周期性时变”，后者对应于首字母缩略词LPTV(“线性周期性时变”)。

兼容PLC-G3的当代接收器不适用于在信道随时间变化时执行信道估计。事实上，PLC-G3标准规定仅使用两个正交频分多路(OFDM)符号作为导频符号以充分估计信道的传递函数。因此，当信道变化时，特别是当存在循环平稳信道时，信道估计可以是错误的或也许是不可能的，可能导致解码符号时出错。

发明内容

一般来说，该方法用于处理来自传输信道的模拟信道信号，模拟信道信号传送多个帧，传输信道对于至少一帧的整个期间是线性且循环平稳的。该方法包括：将模拟信道信号转换为数字信道信号并且基于数字信道信号为至少一帧执行多个信道估计以生成传输信道的N个传递函数的序列。N个传递函数的序列的每一个分别与N个连续的时间段相关联。N个时间段的总时间(D)可以几乎等于或略小于信道的循环平稳周期。该方法可以包括通过对这些符号中的每个符号使用与包含符号的时间段相关联的传递函数来解码至少一帧的至少一些符号。

附图说明

图1是依据本公开的发送器的示意图。

图2是依据本公开的所调制的载体从可用的载体的集合中形成载体的子集的示意图。

图3是依据本公开的接收器的示意图。

图4是依据本公开的帧结构的示意图。

图5是依据本公开的帧结构的示意图。

图6是依据本公开的参考符号的示意图。

图7至11是依据本公开示出的方法的流程图。

图12是依据本公开的传递符号的示意图。

图13-14是依据本公开示出的方法的流程图。

具体实施方式

根据一个实施例，信道估计方法适用于被视为循环平稳状态的信道并兼容PLC-G3标准。根据一个方面，一种用于处理来自传输信道(例如电力线，然后由PLC传送信号)的模拟信道信号的方法，模拟信道信号传送符号帧(TRM)以及传输信道被视为在至少一帧的整个期间是线性且循环平稳的。该方法包括：模拟信道信号的模数转换，以获得数字信道信号；以及基于数字信道信号对至少一帧执行多个信道估计，以使分别与N个连续的时间段相关联的传输信道的N个传递函数序列公式化。N个时间段的总时间几乎等于信道的整个循环平稳周期或几乎等于整个所述周期。该方法包括通过对这些符号中的每个符号使用与包含所述符号的时间段相关联的传递函数，解码至少一帧的至少一些符号。

当循环平稳周期不是时间段期间的整数倍时，N个时间段的总时间略大于循环平稳周期。因此，在这种情况下，该循环平稳周期介于N倍与N+1倍时间段期间之间。当循环平稳周期为时间段期间的整数倍时，N个时间段的总时间等于循环平稳周期。

例如，将进行模数转换的模拟信道信号可以是直接来自信道的模拟信号，或者通过连接到传输信道的模拟输入级(特别地，包括带通滤波器、低通滤波器和放大器)传送的模拟信号。例如，模拟信道信号符合PLC-G3标准。

信道被视为在所述至少一帧的整个期间是循环平稳的。当然，在连续或不连续的多帧过程中，信道可以是循环平稳的，在这种情况下所述方法的上述步骤可有效应用于这些帧中的每一帧，在接收这些帧中的每一帧期间，信道状态被视为在所考虑帧的整个期间是循环平稳的。

根据一个实施方式，N个传递函数序列的公式化包括使分别与所述至少一帧的M个连续参考符号相关联的M个传递函数初始序列公式化，其中M个参考符号暂时地覆盖等于或略大于整个循环平稳周期的期间，N个传递函数来自这些M个传递函数。当循环平稳周期不是参考符号期间的整数倍时，M个参考符号的总时间略大于循环平稳周期。因此，在这种情况下，该循环平稳周期介于M-1倍与M倍参考符号期间之间。当循环平稳周期为参考符号期间的整数倍时，M个参考符号的总时间等于循环平稳周期。

举例说明，当信号符合PLC-G3标准时，参考信号的数量M可以等于15，然后在等于10.42ms(由于每个参考符号具有等于0.695ms的期间)的期间一起延伸。该总时间10.42ms略大于信道的可能循环平稳周期(10ms)，后者等于在电力线上流动的交流电流(即频率50Hz、周期20ms)的半周期。同样地，在主频率为60Hz的国家，信道的循环平稳周期等于8.33ms，参考符号的数量M可以等于12。

然而，可以将这15个传递函数中的14个用于解码所述帧的有效字段的符号(“有效负载”)，为了获得更优的信噪比，结果证明仅使用7个传递函数(N＝7)效果更好。因此，N小于M，例如N个传递函数可以是初始序列的M个连续传递函数中至少一些传递函数的连续组的平均值。当M等于15并且N等于7时，N个传递函数可以是初始序列的14个连续传递函数的成对(或2x2)的平均值。

在发射端，模拟信道信号来自初始数字信号的数模转换，而当数字信道信号的采样频率(接收时)不同于初始数字信号的采样频率(发射时)时，优选考虑该采样频率移位(或者“采样频率偏移”)以校正传递函数。

因此，根据一个实施方式，所述多个信道估计包括基于所述所接收的帧的M个参考符号分别执行的M个基本传递函数的估计，以及用于校正具有对应于该采样频率移位的相移的这些M个基本传递函数以获得所述M个传递函数的处理。例如，根据各传递函数将确定的符号，所接收的帧的参考符号是对应于传输帧的已知符号的所接收的帧的符号和/或是能够在不知道传输信道的传递函数情况下解码的可解码符号。

因此，在PLC-G3标准条件下，每个所接收的帧依次包括前导码、报头、有效字段，而参考符号可以包括帧的报头的符号，其可以在不知道传输信道的传递函数情况下解码，因为它们以差分方式编码，以及帧的有效字段的两个符号(“有效负载”)，其对应于传输帧的有效字段的两个已知符号S1、S2。

因此将会注意到的是，虽然PLC-G3标准规定仅两个已知符号(即S1和S2)作为用于信道的传递函数估计的导频符号，但是，该规定有利于通过方便地使用无需知道信道的传递函数即可解码的帧的报头的符号，增加导频符号的数量。随后，可以很容易地检测循环平稳信道的时间变化(如果存在)。

由此看来，如果报头及符号S1和S2的期间短于信道传送的交流信号半周期(电源的半周期)的期间，也可以使用帧的前导码的符号中的一些或全部作为参考符号，以改进信道估计或增加估计数量。

根据一个实施例，基于接收的可解码符号(例如报头的符号)执行的每个信道估计包括解码接收的符号、重新编码该解码符号以获得重新编码的符号、基于重新编码符号和接收的可解码符号确定信道的传递函数。然后，按照最后一个参考符号解码符号可以方便地连续循环使用N个传递函数(例如N＝7)序列的传递函数。

当N个时间段的期间不同于循环平稳周期时，也就是说，当该循环平稳周期不是符号期间的整数倍时，按照最后一个参考符号解码符号还包括连续地且循环地使用传递函数时传递函数周期性地移位。因此，例如在恢复传递函数的正常循环之前，可以在给定时刻和周期性地运行两次同一个传递函数。

当通过PLC传送信号时，信道的循环平稳周期等于在电力线上流动的交流信号(电流或电压)的半周期。在这种应用中，在交流信号(这是本领域内的技术人员已知的信号，名为“零交点”信号)的每个“0”交点传送参考信号。在这种情况下，可以基于参考信号的出现方便地调整信道的循环平稳周期值。

根据另一方面，接收器包括：输入级，其连接到传输信道并配置为传送来自传输信道的模拟信道信号；以及模数转换级，用于转换模拟信道信号以传送数字信道信号；以及用于处理所述数字信道信号的装置或处理器。模拟信道信号传送符号帧以及传输信道被视为在至少一帧的整个期间是线性且循环平稳的，接收器还包括：估计装置或估计器，被配置为基于数字信道信号执行对于至少一帧的多个信道估计，以使分别与N个连续时间段相关联的传输信道的N个传递函数序列公式化，其中N个时间段的总时间几乎等于信道的整个循环平稳周期或几乎等于整个周期；以及解码装置或解码器，被配置为通过对这些符号中的每个符号使用与包含符号的时间段相关联的传递函数，解码至少一帧的至少一些符号。

该估计装置可以包括公式化装置或计算器，被配置为使分别与至少一帧的M个连续参考符号相关联的M个传递函数初始序列公式化，其中M个参考符号暂时地覆盖等于或略大于整个周期的期间，并基于这些M个传递函数确定N个传递函数。

此外，模拟信道信号可以来自初始数字信号的数模转换，并且当数字信道信号的采样频率不同于初始数字信号的采样频率时，所述公式化装置进一步配置为基于所述所接收的帧的M个参考符号分别执行M个基本传递函数的估计，并执行用于校正具有对应于该采样频率移位的这些M个基本传递函数以传送M个传递函数的处理。该公式化装置可以方便地配置为计算所述初始序列的连续传递函数中至少一些传递函数的连续组的平均值，以获得N个传递函数。

根据一个实施例，所接收的帧的参考符号对应于传输帧的已知符号和/或是能够在不知道传输信道的传递函数情况下解码的可解码符号。估计装置可以方便地配置为解码接收的可解码符号、重新编码该解码符号以获得重新编码的符号、基于所述重新编码符号和所述接收的可解码符号确定与该接收的可解码符号相关联的传递函数。例如，按照OFDM调制原理调制信号。

额外地，传输信道是电力线，信号通过PLC传送，信道的可能循环平稳周期为在所述电力线上流动的交流电流的半周期。例如，模拟信道信号符合PLC-G3标准。在这种情况下，每个所接收的帧依次包括前导码、报头、有效字段，而所述参考符号包括例如报头的符号以及对应于传输帧的两个已知符号的有效字段的两个符号。例如，当M等于15并且N等于7时，公式化装置配置为计算所述初始序列的14个连续传递函数的成对平均值。

此外，解码装置配置为连续地且循环地使用N个传递函数序列的传递函数，以按照最后一个参考符号解码符号。当N个时间段的期间不同于循环平稳周期时，解码装置可以方便地配置为在连续地且循环地使用传递函数时周期性地执行传递函数移位，以按照最后一个参考符号解码符号。

该信号通过PLC传送，信道的循环平稳周期为在电力线上流动的交流电流的半周期，所述输入级配置为在所述交流电流的每个零交点进一步传送参考信号，而所述估计装置配置为基于所述参考信号的出现调整信道的循环平稳周期值。下面将在通过符合PLC-G3标准的PLC传输信息的环境中描述实施方式和实施例的模式，但是本发明并不限于这种应用类型。

在下文中，每次提及PLC-G3标准时，均假设使用CENELEC频段(3-95kHz)。下面参照图1进行描述，其中示出了能够通过PLC在电力线LE上传输有效信号SU的示例性发射机。例如传输链包括编码器ENC、卷积编码器，用于接收从源编码装置或软件源传输的数据。交错装置INTL连接到编码器的输出端，并后接“映射”装置，其按照取决于所用调制类型(例如BPSK类型调制或更常见的QAM调制)的变换方案将数据位变换为符号。

每个符号都包含与进行相应调制的载波相关联的调制系数。符号作为输入信号被传送到用于执行快速傅立叶逆变换(IFFT)操作的处理装置MTFI。更具体地参照图2，可以看到调制载波从载波的可用集SNS(该集对应于傅立叶逆变换的大小)形成载波的子集SNS。

因此，在PLC-G3标准中，傅立叶逆变换的大小等于256，而子集SNS的调制载波位于秩23和秩58之间，这对应于介于35.9375kHz和90.625kHz之间频段F1-F2。此处采样频率等于400kHz，载波间隔等于1.5625kHz，由此这会呈现频率正交(OFDM调制)。与未使用的载波相关联的调制系数等于0。

生成时域中OFDM信号，其作为处理装置MTFI输出信号，装置MCP将循环前缀添加到时域中每个OFDM符号，循环前缀是位于该符号末尾的一定数量样本的OFDM符号的开头副本。举例说明。在PLC-G3标准中，循环前缀的长度为采样频率400kHz的30个样本。其后，在数模转换器DAC中转换信号，然后在ETA中处理信号，本领域内的技术人员通常将其称为“模拟前端”，其中在电力线LE上传输信号之前，信号会经受特别的功率放大。

更具体地参照图3可以看到在接收端，接收器RCP包括模拟输入级ET1，其输入终端BE连接到电力线LE。该模拟输入级ET1通常包括带通滤波器BPF、低通滤波器LPF以及放大装置AMP。输入级ET1的输出端连接到模数转换级ADC，其输出端连接到处理装置或处理级ET2的输入端。

此处，处理级ET2包括自动增益控制ADC装置，其可以控制输入级ET1的放大装置AMP的增益值。作为模拟级ET1的输出信号和模数转换ADC级的输入信号传送的信号SAC表示来自传输信道(电力线)LE的模拟信道信号。

处理级ET2后面还包括低通滤波器LPF2(这不是不可缺少的)，随后是子采样装置MSCH。装置MSCH的信号上行采样频率表示为Fs，而装置MSCH的输出端信号采样频率表示Fss。

然后，装置MSCH输出的信号SNC表示数字信道信号，其来自模拟信道信号SAC的模数转换，并在数字信道信号上应用同步处理、信道估计和符号解码操作，下文将详细描述。在获得同步后，执行信道估计。频率Fc表示将执行各种处理的计算频率。例如，在PLC-G3标准中，指定的采样频率Fs为400kHz，FFT大小为256。

虽然可以按照等于400kHz采样频率Fs的计算频率Fc执行这些不同处理的所有操作，但是按照小于Fs的频率Fss进行信号欠采样，并按照等于Fss的计算频率Fc执行所有操作，能够减少处理级实施的复杂性并能够以小于指定大小256的大小执行直接快速傅立叶变换(FFT)处理。

在更详细地描述包含在处理级ET2中的各种装置/电路之前，现在更具体地参照图4，其示出了传送符号帧的结构，例如在PLC-G3标准的环境中。所接收的帧TRM包括前导码PRM，其包括此处8个已知符号SYNCP，其后是反相符号SYNCM，其后是半符号SYNCM。

其后，帧TRM包括报头HD，后接有效字段PLD，其包含可解码的有效数据符号，本领域内的技术人员称之为“有效负载”。特别地，报头HD的符号包括用于字段PLD的数据解码的控制信息，以及在字段PLD中解码的字节数。

帧TRM的前导码PRM允许接收器自身同步，也就是说，获得指示IND1可以检索帧结构，以标记报头HD的开始。传输信道为线性信道，也就是说，它相当于线性滤波器。

此外，对于考虑帧，信道在所述帧的整个周期是线性且循环平稳的(LPTV)。在接收一个或多个帧期间，传输信道是循环平稳的，因为例如卤素灯或含有电压整流器的对象被***电力线。然后，信道周期性地与电力线上存在的交流电流或电压进行幅度和相位同步。除非另外说明，对于循环平稳信道，传递函数的特性在信道的循环平稳周期期间不断变化，但此后会周期性重复。

在图6中，曲线CV示意性地表示信道的周期性变化，在此图中，参考PC表示信道的循环平稳周期，其等于线路上存在的交流电流或电压的半周期。因此，对于50Hz的交流电流和电压，信道的循环平稳周期PC等于10ms。

在某些应用中，其中信道的电气环境已知并包括在电力线上连接的例如卤素灯和/或电压整流器类型的对象，实际上传输信道可以被视为在接收帧期间是循环平稳的。在其他应用中，在考虑的帧期间信道是循环平稳的知识可以源于信道状态的事前检测，特别地但并不限于以申请人的名义提交的法国专利申请“Procédéde traitement d’unsignalissu d’un canal de transmission,en particulier un signal véhiculépar courantporteur en ligne,et notamment l’estimation du canal,etrécepteur correspondant(处理来自传输信道的信号特别是通过PLC传输的信号的方法，以及信道的估计和相应接收器)”以及与本申请在同日提交的外国优先权的申请中描述的内容。

再次参照图3，可以看到处理级ET2包括含有各种装置/电路的子级ET20，下面将按照功能进行描述。例如，这些不同装置/电路可已在微处理器内以软件方式实现，然后至少部分形成子级ET20。这些不同装置/电路中的常规方式是同步装置或同步机MSYNC，其允许接收器自身同步，也就是说，获得指示IND1可以检索帧的结构，以标记报头HD的开始。这些同步装置可以是已知的常规结构或者是包含申请号为1552588的法国专利申请中所述的滤波装置或滤波器的结构。

子级ET20包含的其他装置/电路是估计装置MEST(下文将更详细地描述)，被配置为基于数字信道信号SNC对考虑的帧执行多个信道估计以使传输信道N个传递函数序列公式化，其中N个传递函数分别与N个连续时间段相关联，N个时间段的总时间几乎等于信道的整个循环平稳周期(PC)或几乎等于整个周期(PC)。

此处估计装置包括公式化装置MLB(下文将更详细地描述)，被配置为使分别与考虑的帧的M个连续参考符号相关联的M个传递函数初始序列公式化，M个参考符号暂时地覆盖等于或略大于整个所述周期的期间，并基于这些M个传递函数确定N个传递函数。

然后，已知常规结构的解码装置MDCD配置为通过对这些符号中的每个符号使用与包含所述符号的时间段相关联的传递函数，解码帧的至少一些符号，特别是帧的有效字段PLD的符号。此处再次说明，将在下文中更详细地描述该解码装置。

现在更具体地参照图5，可以看到所接收的帧TRM的报头HD包括13个符号FCH₁-FCH₁₃，其已经以差分方式在发射端编码并相对于前面符号引用每个符号。此外，在有效字段PLD的开始，帧TRM包括对应于两个已知传输符号S1、S2的两个符号。由此，为了简化，接收的这两个符号也将由S1和S2表示。此处，13个符号FCH_i和两个符号S1和S2形成M个参考符号SYMR_i(在此示例中，M等于15)。这些参考符号将用于执行信道估计。

再次参照图6，可以看到由于在PLC-G3标准中每个参考符号SYMR_i都具有等于0.695ms的期间，15个参考符号SYMR₁-SYMR₁₅在总时间等于10.42ms的期间暂时地延伸，因此总时间略大于循环平稳周期PC。除非另外说明，在当前实例中，循环平稳周期PC不是参考符号期间的整数倍，它介于14倍0.695ms和15倍0.695ms之间。

现在更具体地参照图7至图11详细描述信道估计阶段。在获得接收器同步后，执行该估计阶段。在信道是循环平稳的的情况下接收每个帧时，执行该估计阶段，现在我们将描述在这些帧中的一帧期间执行的处理。

如图7所示，通过估计装置MEST基于数字信道信号SNC分别执行的多个信道估计，将能够获得分别与上述N个时段相关联的信道HF_k的N个传递函数。在这方面并按照优选方式，如图8所示，公式化装置MLB在步骤80中使每个参考符号SYMR_i的信道的传递函数H_i公式化。更确切地说，该传递函数H_i等于接收参考符号SYMR_i乘以传输信道上发射机传输的对应符号的复共轭的乘积。在当前实例中，按照PLC-G3标准，实际上该传递函数H_i是具有分别对应于符号的36音调的36个复分量的复矢量。

完成步骤80后，因此获得分别对应于M(＝15)个参考符号SYMR₁-SYMR₁₅的M(＝15)个传递函数初始序列H₁-H₁₅。在之前已经描述的实施方式中，假设发射端采样频率与数字信道信号SNC的采样频率相同。由此，如上所述，数字信号SNC的采样频率可以不同于发射机中公式化的初始数字信号。该实例会产生在传递函数H_i的估计中必须考虑的采样频率移位，本领域内的技术人员称之为“采样频率偏移”。

图9示出了该实例的说明示意图。更确切地说，在步骤800中，按照与图8的步骤80中所述方式类似的方式，确定分别与参考符号SYMR_i相关联的基本传递函数HB_i。接下来，使用例如两个时间间隔相对较长的基本传递函数、例如传递函数HB₁和HB₁₃估计频率移位(“采样频率偏移”)。然后，通过执行传递函数HB₁乘以传递函数HB₁₃的复共轭的乘积，再除以符号的数量，从而获得产生的相移。然后获得相移校正值DPHC，在步骤801值应用DPHC以校正M个传递函数HB_i并获得M个传递函数H_i。

由于对应于接收符号S1和S2的传输符号是已知的，因此可以基于符号S1和S2中的每个符号很容易地执行传递函数估计。另一方面，这不是报头的参考符号即符号FCH_i的实例。尽管如此，如上所述，这些符号FCH_i在发射端以差分和特别强大的方式进行编码。因此，它们的解码不需要信道传递函数知识。

图10示出了基于接收报头的符号FCH_i估计信道的传递函数H_i的示例。首先进行接收符号FCH_i的解码(步骤100)。在这方面，解码装置通常包括配置为从每个符号中删除循环前缀的装置/电路，后面是配置为执行直接快速傅立叶变换FFT的装置。

解码装置还包括用于为每个载波提供对应调制系数值(二进制)的解映射装置或映射器。这些解映射装置后面是配置为确定每个调制系数的所述值的置信指标(软决策)的模块。该模块是常规和已知的，使用例如LogMAP类型算法。

解码装置还依次包括分选装置或分选器、解码器(例如Viterbi类型解码器)以及能够执行奇偶校验检查的装置/电路。这些装置的输出端连接到子级ET20输出终端BS，其连接到形成接收器的的MAC层的装置。由于相对于帧中前面符号引用各个符号FCH_i，因此需要使用上述解码装置解码报头的所有符号FCH_i。接下来，确认奇偶校验正确后，可以获得各个解码符号FCHD_i。

然后，在步骤101中，通过使用与图1中示出的用于发射机端的对应装置ENC、INTL、MP类似的卷积编码器、交织器和映射装置，对这些符号FCHDi中的每个符号执行重新编码。在这方面，需要注意的是，我们依然在频率领域。然后，可获得对应于传输符号的重新编码的符号FCHEC_i。

然后，在类似于图8的步骤80的步骤80中，可以基于这些接收符号FCH_i和重新编码的符号FCHEC_i，获得与各个符号FCH_i相关联的传递函数H_i。然而，可以将14个传递函数H_i，直接用于帧的有效字段PLD符号P0、P1、…的后续解码，优选减少传递函数的该数量以提高信噪比。

因此，如图11所示，基于M个传递函数H_i(M＝15)，通过计算一些传递函数H_i的成对平均值(步骤110)，我们将获得分别与N(＝7)个时间段TR₁-TR₇(图12)相关联的N(例如N＝7)个传递函数HF_k，其中k从1到N变化。每个时间段的期间等于有效字段PLD的两个符号P的期间即1.39ms。

因此，所有时间段TR₁-TR₇的总时间D等于9.73ms，这略小于循环平稳周期PC(10ms)。因此，此处周期PC介于N(＝7)倍和N+1(＝8)倍1.39ms之间。在步骤110中，为了获得7个传递函数HF_k，从基于15个参考符号获得的15个传递函数中选择14个传递函数H_i。

例如，将选择传递函数H₂-H₁₅。在这种情况下，传递函数HF₁等于传递函数H₂和H₃的平均值。传递函数HF₂等于传递函数H₄和H₅的平均值，传递函数HF₃等于传递函数H₆和H₇的平均值，传递函数HF₄等于传递函数H₈和H₉的平均值，传递函数HF₅等于传递函数H₁₀和H₁₁的平均值，传递函数HF₆等于传递函数H₁₂和H₁₃的平均值，直到获得等于传递函数H₁₄和H₁₅的平均值的传递函数HF₇。

如图12所示，与包含需解码符号的时间段TR_k相关联的传递函数HF_k将被用于解码符号P0、P1、P2…，其跟在最后一个参考符号S2后面。在解码装置中的解映射装置级别，考虑本领域内的技术人员已知的传递函数。然后，将连续地且循环地使用N个传递函数序列HF₁-HF₇的传递函数。除非另外说明，已经使用7个传递函数HF₁-HF₇的完整循环后，建议使用传递函数HF₁-HF₇进行循环，依此类推。

由此，当N个时间段的期间D不同于循环平稳周期时，在传递函数HF₁-HF₇的循环和信道的循环平稳周期之间将渐进产生时移。除非另外说明，在给定时刻，将存在等于传递函数的循环和信道变化循环之间的时间段的时间间隔。

然后，可以在该连续地且循环地使用传递函数过程中适当地执行传递函数移位。图13示出了该实例的说明示意图。在当前实例中，期间D等于9.73ms，循环平稳周期为10ms，在五个传递函数循环后进行该移位，为了执行第六循环，将第二次重新使用传递函数HF₇，而不是直接使用传递函数HF₁。

当然，已经第二次使用传递函数HF₇后，重新开始传递函数HF₁-HF₇的循环。因为线路上的交流电信号周期时移，也可能导致直接与电力线上流动的交流信号周期相关联的循环平稳周期值发生时移。通过在交流电流或电压的每个“0”交点传送的参考信号ZCS(图14)可以校正此时移。而且，在这种情况下，估计装置配置为基于参考信号ZCS的出现，调整(步骤140)信道的循环平稳周期值。

Claims (28)

1.一种用于处理来自传输信道的模拟信道信号的方法，所述模拟信道信号传送符号帧(TRM)并且所述传输信道被视为在至少一帧的整个期间是线性且循环平稳的，所述方法包括：所述模拟信道信号的模数转换，从而获得数字信道信号；基于所述数字信道信号为所述至少一帧执行多个信道估计(80)，从而使分别与N个连续的时间段(TR_k)相关联的所述传输信道的N个传递函数的序列(HF_k)公式化，所述N个时间段的总时间(D)几乎等于所述传输信道的整个循环平稳周期(PC)；以及通过对这些符号中的每个符号使用与包含所述符号的所述时间段相关联的所述传递函数，解码所述至少一帧的至少一些符号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述N个传递函数的序列的公式化包括使分别与所述至少一帧的M个连续参考符号相关联的M个传递函数的初始序列(H_i)公式化，其中所述M个参考符号暂时地覆盖等于或略大于整个所述循环平稳的周期的期间，所述N个传递函数(HF_k)来自所述M个传递函数(H_i)。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述模拟信道信号来自初始数字信号的数模转换，并且当所述数字信道信号的采样频率不同于所述初始数字信号的采样频率时，所述多个信道估计包括基于所接收的所述帧的M个参考符号分别执行的M个基本传递函数(HB_i)的估计(800)，以及用于校正具有对应于所述采样频率的移位的相移(DPHC)的所述M个基本传递函数，从而获得所述M个传递函数(H_i)的处理(801)。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述N个传递函数(HF_k)是所述初始序列的连续传递函数(H₂-H₁₅)中至少一些传递函数的连续组的平均值。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其中所接收的所述帧的参考符号对应于所传输的帧的已知符号(S1，S2)，和/或是能在不知道所述传输信道的传递函数情况下解码的可解码符号(FCH_i)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中基于所接收的所述可解码符号(FCH_i)执行的每个信道估计包括解码(100)所接收的所述符号、重新编码(101)经解码的符号，从而获得重新编码的符号(FCHEC_i)、以及基于所述重新编码的符号和所接收的所述可解码符号确定所述传输信道的传递函数。

7.根据权利要求1至3和6中任一项所述的方法，其中依据OFDM调制对所述模拟信道信号进行调制。

8.根据权利要求1至3和6中任一项所述的方法，其中所述传输信道是电力线，所述模拟信道信号通过电力线通信传送，并且所述传输信道的所述循环平稳周期(PC)为将要在所述电力线上流动的交流电流的半周期。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述模拟信道信号符合PLC-G3标准。

10.根据权利要求5所述的方法，其中每个所接收的帧依次包括前导码(PRM)、报头(HD)、有效字段(PLD)，并且所述参考符号包括所述报头的符号(FCH_i)以及对应于所传输的帧的两个已知符号的有效字段的两个符号(S1，S2)。

11.根据权利要求4所述的方法，其中M等于15，N等于7，所述N个传递函数(HF_k)为所述初始序列的14个连续传递函数(H₂-H₁₅)的成对的平均值。

12.根据权利要求1至3、6、9、10和11中任一项所述的方法，其中按照最后一个参考符号的所述符号的所述解码连续地且循环地使用N个传递函数(HF_k)所述序列的所述传递函数。

13.根据权利要求12所述的方法，其中当所述N个时间段的所述总时间(D)不同于所述循环平稳周期(PC)时，按照所述最后一个参考符号的所述符号的所述解码还包括传递函数在所述传递函数的连续地且循环地使用中的周期性地移位(130)。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述信号由电力线通信传送，所述传输信道的循环平稳周期为将要在所述电力线上流动的交流电流的半周期，其中在所述交流电流的每个零交点处传送参考信号(ZCS)，并且基于所述参考信号的出现调整所述传输信道的所述循环平稳周期的值。

15.一种接收器，包括：输入级(ET1)，旨在连接到传输信道并被配置为传送来自所述传输信道的模拟信道信号；用于模拟信道信号的模数转换的级(ADC)，从而传送数字信道信号；以及用于处理所述数字信道信号的装置(ET2)，其特征在于，所述模拟信道信号传送符号帧(TRM)并且所述传输信道被视为在至少一帧的整个期间是线性且循环平稳的，所述处理装置包括：估计装置(MEST)，被配置为基于所述数字信道信号为所述至少一帧执行多个信道估计(80)，从而使分别与N个连续时间段相关联的所述传输信道的N个传递函数的序列(HF_k)公式化，N个时间段的总时间(D)几乎等于所述传输信道的整个循环平稳周期(PC)；以及解码装置(MDCD)，被配置为通过对这些符号中的每个符号使用与包含所述符号的所述时间段相关联的所述传递函数，解码所述至少一帧的至少一些符号。

16.根据权利要求15所述的接收器，其中所述估计装置包括公式化装置(MLB)，被配置为使分别与所述至少一帧的M个连续参考符号相关联的M个传递函数的初始序列(H_i)公式化，其中M个参考符号暂时地覆盖等于或略大于整个所述周期的期间，并基于所述M个传递函数确定所述N个传递函数。

17.根据权利要求16所述的接收器，其中所述模拟信道信号来自初始数字信号的数模转换，并且当所述数字信道信号的采样频率不同于初始数字信号的采样频率时，所述公式化装置(MLB)进一步被配置为基于所接收的所述帧的M个参考符号分别执行M个基本传递函数的估计，并且执行用于校正具有对应于所述采样频率移位的所述M个基本传递函数以传送所述M个传递函数的处理。

18.根据权利要求16或17所述的接收器，其中所述公式化装置(MLB)被配置为执行所述初始序列的连续传递函数中至少一些传递函数的连续组的平均，从而获得所述N个传递函数。

19.根据权利要求15至17中任一项所述的接收器，其中所接收的所述帧的参考符号(SYMR_i)对应于传输的帧的已知符号(S1，S2)和/或是能在不知道所述传输信道的传递函数情况下解码的可解码符号(FCH_i)。

20.根据权利要求19所述的接收器，其中所述估计装置(MEST)配置为解码所接收的可解码符号、重新编码经解码的符号，从而获得重新编码的符号、基于所述重新编码的符号和所接收的所述可解码符号确定与所接收的所述可解码符号相关联的传递函数。

21.根据权利要求15至17和20中任一项所述的接收器，其中依据OFDM调制对所述信号进行调制。

22.根据权利要求15至17和20中任一项所述的接收器，其中所述传输信道是电力线，所述信号通过电力线通信传送，并且所述传输信道的循环平稳周期(PC)为将要在所述电力线上流动的交流电流的半周期。

23.根据权利要求22所述的接收器，其中所述模拟信道信号符合PLC-G3标准。

24.根据权利要求19所述的接收器，其中每个所接收的帧(TRM)依次包括前导码(PRM)、报头(HD)、有效字段(PLD)，而所述参考符号包括所述报头的符号(FCH_i)以及对应于所传输的帧的两个已知符号(S1，S2)的所述有效字段的两个符号。

25.根据权利要求18所述的接收器，其中M等于15，N等于7，所述公式化装置(MLB)被配置为计算所述初始序列的14个连续传递函数的成对的平均值，从而获得所述N个传递函数。

26.根据权利要求15至17、20、23、24和25中任一项所述的接收器，其中所述解码装置(MDCD)被配置为连续地且循环地使用N个传递函数序列的传递函数，以按照最后一个参考符号解码符号。

27.根据权利要求26所述的接收器，其中当所述N个时间段的所述总时间不同于所述循环平稳周期时，所述解码装置(MDCD)被配置为周期性地执行在所述传递函数的连地且循环地使用中的传递函数移位，以按照所述最后一个参考符号解码所述符号。

28.根据权利要求26所述的接收器，其中所述信号由电力线通信传送，所述传输信道的循环平稳周期为将要在所述电力线上流动的交流电流的半周期，所述输入级(ET1)被配置为在所述交流电流的每个零交点处进一步传送参考信号(ZCS)，所述估计装置(MEST)被配置为基于所述参考信号的出现调整所述传输信道的所述循环平稳周期的值。

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