電力線通信ofdm系統的子載波分配方法、裝置及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力線通信技術領域，特別涉及一種電力線通信OFDM(Orthogonal FrequencyDivisionMultiplexing,正交頻分復用）系統的子載波分配方法、裝置及系統。
【背景技術】
[0002] 電力線通信（PowerlineCommunications,PLC)技術作為電力行業特有的通信 技術，擁有覆蓋范圍廣、成本低的巨大優勢，在電力用戶用電信息采集系統領域得到廣泛應 用。經過多年的發展，0FDM技術逐漸成為電力線通信的主流技術之一，在智能配用電領域 有著廣闊的應用前景。
[0003] 作為電力線通信0FDM技術發展主流技術，自適應0FDM技術能夠根據每個子載波 的信噪比，動態地分配子載波和每個子載波上的比特數及發射功率，有效降低惡劣信道特 性對數據傳輸的影響.
[0004] 在用電信息采集系統通信應用中，電力線信道本身存在著固有的噪聲環境惡劣而 且復雜多變的難題，在實際應用中未能充分考慮惡劣復雜的噪聲環境的影響，不僅通信可 靠性問題難以得到保證，更難以發揮0FDM通信速率高的優勢，這已成為亟待解決的緊迫問 題。
【發明內容】
[0005] 為了解決現有技術中電力線通信0FDM技術噪聲干擾嚴重導致通信可靠性不高的 技術問題，本發明提出一種電力線通信0FDM系統的子載波分配方法、裝置及系統。
[0006] -種電力線通信0FDM系統的子載波分配方法，包括：
[0007] 針對每個子載波，發送端根據該子載波接收到的應答信息的狀況和該子載波在時 隙t時處于低誤碼率的概率計算該子載波在時隙t+Ι時的信道預測值；
[0008] 發送端根據計算出的所有子載波的信道預測值確定選用的至少一個子載波。
[0009] 一種電力線通信0FDM系統的子載波分配裝置，包括：
[0010] 計算模塊，用于針對每個子載波，發送端根據該子載波接收到的應答信息的狀況 和該子載波在時隙t時處于低誤碼率的概率計算該子載波在時隙t+i時的信道預測值； [0011] 確定模塊，用于根據計算出的所有子載波的信道預測值確定選用的至少一個子載 波。
[0012] 本發明提供的上述方案是一種基于接收端反饋和貝葉斯定理的子載波分配方法 可以實時根據信道特性變化動態地選取通信質量較好的子載波，從而有效克服電力線信道 惡劣的噪聲問題，降低誤碼率，提高電力線通信0FDM系統的通信可靠性。同時由于本實施 例采用的計算方法復雜度低，不僅具有易于實現、實用性強的優點，而且能夠縮短信道預測 時間，提高通信效率。
【附圖說明】
[0013] 附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實 施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0014] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可 以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1為本發明實施例1提供的一種電力線通信0FDM系統的子載波分配方法的流 程圖；
[0016] 圖2為本發明實施例2提供的一種電力線通信0FDM系統的子載波分配裝置的結 構示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。并且，以下各實施例均為本發明的可選方案，實施例的 排列順序及實施例的編號與其優選執行的順序無關。
[0018] 實施例1
[0019] 本實施例提供一種電力線通信0FDM系統的子載波分配方法，該方法針對電力線 載波信道特點，基于接收端反饋和貝葉斯定理實現。
[0020] 假設電力線通信0FDM系統中一共劃分為m(m為自然數）個子載波，每一個 子載波的信噪比用Sn(n= 1，2，···，!!〇表示，接收的信噪值預設為S。；接收端根據物 理層的導頻信息來計算每個子載波的信噪比，并與S。進行比較。若Sn >S。，則發送一 個ACK(Acknowledgement,確認字符）給發送端，若Sn <S。，則發送一個NACK(Negative Acknowledgement,否定應答）給發送端。特殊情況是當發送端預設時間的定時器結束時， 發送端收不到任何反饋，表明信道質量非常差，反饋鏈路中斷，此時接收端則作為收到NACK 處理。an，t表示在時隙t子載波η有沒有使用。
[0021] 基于上述內容，如圖1所述，該方法包括：
[0022] 101，針對每個子載波，發送端根據該子載波接收到的應答信息的狀況和該子載波 在時隙t時處于低誤碼率的概率計算該子載波在時隙t+Ι時的信道預測值；
[0023] 其中，上述接收到的應答信息的狀況包括：在時隙t結束時接收到的應答信息的 狀況和在高低誤碼率下分別接收到的應答信息的狀況。
[0024] 其中，時隙t+Ι時的信道預測值也就是t+Ι時的處于低誤碼率的概率。
[0025] 以子載波η代表任意子載波來說，101可通過如下方式實現：
[0026] 根據該子載波η在低誤碼率下接收到的NACK應答信息的概率Q。、該子載波η在高 誤碼率下接收到的NACK應答信息的概率仏、該子載波η在時隙t結束時接收到的應答信息 的狀況Zn,t和在時隙t時處于低誤碼率的概率qn,t計算該子載波η在時隙t+Ι時的處于低 誤碼率的概率qn,t+1。
[0027] 例如可通過如下公式1計算
[0029] 其中，η為子載波個數，λ=qnjQc+a- ;公式⑴中qn,t后的乘號已省 略。
[0030]
[0031] 下面介紹一下該公式（1)的由來：
[0032] 本實施例對子載波定義了兩種狀態，:高誤碼率狀態和低誤碼率狀態（其中誤碼率 小于10的負5次方時為低誤碼率；否則為高誤碼率），子載波η處于低誤碼率狀態的概率 是qnite[0, 1]。假設在高誤碼率狀態收到NACK的概率是仏，在低誤碼率狀態收到NACK的 概率是％。如果Qi>Qc，則發送端在選擇子載波時不知道每個子載波處于低誤碼率狀態還 是高誤碼率狀態，但是根據發送端累計計算出仏的值和％的值（即仏和％發送端已知，且 它們的初始值在系統初始化時通過收發端的交互過程中獲得）。發送端根據子載波η在時 隙t時處于低誤碼率的概率qn,t和時隙t結束時收到應答信息ACK/NACK的情況Zn, t更新 下一個狀態的qn,t+1，即根據qn,t+1來決定下一個時隙的子載波η的使用情況an, t+1。所有子 載波的使用情況用π來表示，nt= [ajt), ···，&"(!:)，···，&"(!:)]。
[0033] 當an，t = 1時，發送端收到NACK的概率是λ=qn,t*QQ+(l- ，（初始化 時，即q的初始化值為〇. 5)則根據貝葉斯定理，子載波η在t+1時刻處于低誤碼率狀態的 概率：
[0035] 如此可獲得對于信道狀態的預測。所有子載波在t+Ι時刻的信道狀態可以用向量 Vt+l=[Qi(t+l)，"·，(1η(?+1)，··'OnU+l)]表示。
[0036] 102,發送端根據計算出的所有子載波的信道預測值確定選用的至少一個子載波。
[0037] 具體而言，發送端對計算出的所有子載波的信道預測值進行排序；再按照由大到 小選取至少一個子載波使用。
[0038] 即首先將所有子載波的信道預測值\1+1進行排序，然后由大到小選擇N個可以使 用的子載波。由于使用了信道預測算法，每次選擇的子載波都是較優質的子載波，因此可以 有效的降低誤碼率。
[0039] 本實施例提供的是一種基于接收端反饋和貝葉斯定理的子載波分配方法可以實 時根據信道特性變化動態地選取通信質量較好的子載波，從而有效克服電力線信道惡劣的 噪聲問題，降低誤碼率，提高電力線通信0FDM系統的通信可靠性。同時由于本實施例采用 的計算方法復雜度低，不僅具有易于實現、實用性強的優點，而且能夠縮短信道預測時間， 提高通信效率。
[0040] 實施例2
[0041] 為了便于實施例1中的方法實現，本實施例提供一種電力線通信0FDM系統的子載 波分配裝置，該裝置可以為實施例1中的發送端，也可以安