一種用于電梯的Wavelet OFDM調制解調方法
【專利摘要】本發明提供一種用于電梯的Wavelet OFDM調制解調方法，包括獲得HD?PLC幀；HD?PLC幀進入PAM調制器，根據預定的、或者從信道估計算法中獲得的結果，進行PAM預調制；經過預調制的HD?PLC幀進入IWDT編碼器，進行小波壓縮編碼；對編碼后的數據進行功率控制。在本發明中，充分利用電纜低頻衰減低的特點，大大擴展了傳輸距離；發射機在高于10MHz的頻帶上不再有信號，從而降低了共模噪聲產生和傳輸的可能性；接收機不再兼顧10MHz～28MHz的頻帶，可以將接收機差分濾波器設計得更加銳利，對帶外噪聲抑制更加有效。
【專利說明】
一種用于電梯的Wave let OFDM調制解調方法
技術領域
[0001]本發明涉及通信領域，具體涉及一種用于電梯的WaveletOFDM調制解調方法。
【背景技術】
[0002]目前，在電梯行業，提出利用電梯已鋪設的電纜進行PLC通信，從而實現電梯內IP數字信號傳輸，可以獲知，電梯內IP數字信號傳輸對帶寬要求不太高，但必須具有強的抗電磁干擾能力，且電磁輻射泄露必須足夠低，以避免竊聽，更為重要的是，電纜為特殊雙絞線，傳輸特性優于電力線，而遠遜于CAT5，高頻衰減較高。傳輸跨度很大，最大可達3km，從而導致6MHz以上頻譜完全不可用。
[0003]在現有技術中，電梯內IP數字信號傳輸可以沿用IEEE P1901-2000規定的WaveletOFDM調制解調方法，將信號能量平均分配至l」2MHz?28MHz頻帶范圍，但明顯具有如下缺點:
[0004]1、高于1MHz的信號能量基本上都是被浪費了，這些信號在電纜傳輸過程中衰減很大，能量被轉化為熱量(歐姆損耗)或者作為電磁泄露輻射到周圍空間里，而對系統性能沒有任何幫助；
[0005 ] 2、高于I OMHz的信號很容易轉化為電磁輻射。
[0006]3、抗干擾能力不足。總所周知，對于線性系統是互易的。即一個系統對另一個系統的干擾，在反方向上也存在，并且干擾傳導系數一樣。所以對于高頻信號而言，本系統也更容易受到周圍環境其他設備的干擾(同頻干擾)，從而影響系統性能。
[0007]為了抵抗差模干擾，我們可以在接收機前端加裝帶通濾波器，將帶外噪聲濾除;對于共模干擾，只能加裝共模電感等共模濾波器。但是，由于雜散參數的影響，共模濾波器會對高頻信號產生非常的衰減，甚至導致高頻信號無法正常工作，有鑒于此，一般高頻載波通信系統會取消掉前端的共模濾波系統，以避免高頻信號受雜散參數的影響而無法正常工作。如此一來，系統抵抗共模噪聲的能力就大大下降；由互易性原理知，系統抑制自身共模發射的能力也大大下降。
[0008]所以需要針對電梯應用領域對沿用IEEE P1901-2000規定的Wavelet OFDM調制解調方法進行優化。
【發明內容】
[0009]本發明提供一種用于電梯的Wavelet OFDM調制解調方法，包括獲得HD-PLC幀;HD-PLC幀進入PAM調制器，根據預定的、或者從信道估計算法中獲得的結果，進行PAM預調制，PAM預調制包括2PAM、4PAM、8PAM、16PAM，子載波間隔約19.2KHz，信道估計算法針對700KHz?9MHz頻帶范圍，信道估計算法中采樣速率為20MHz;經過預調制的HD-PLC幀進入IWDT編碼器，進行小波壓縮編碼，該編碼器是由多個級聯編碼器組成，包括余弦調制濾波器組和正弦調制濾波器組，通過小波壓縮編碼實現基帶變化及頻率搬移，從DC搬移到2MHz;對編碼后的數據進行功率控制，在功率控制中沒有加入靜態Notch，只保留了700KHz?9MHz子載波的有效發射功率。
[0010]在本發明中，充分利用電纜低頻衰減低的特點，大大擴展了傳輸距離;發射機在高于1MHz的頻帶上不再有信號，從而降低了共模噪聲產生和傳輸的可能性;接收機不再兼顧1MHz?28MHz的頻帶，可以將接收機差分濾波器設計得更加銳利，對帶外噪聲抑制更加有效。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明實施例中的一種用于電梯的WaveI e t OFDM調制解調方法的流程示意圖；
[0012]圖2為本發明實施例中的IWDT的結構示意圖；
[0013]圖3為本發明實施例中的SynthesisCMFB的結構示意圖；
[OOM]圖4為本發明實施例中的Synthesis SMFB的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]參見圖1，本發明實施例提供一種用于電梯的WaveletOFDM調制解調方法，
[0016]101、獲得 HD-PLC 幀；
[0017]來自以太網或者UART的數據首先進入payloadSAR中，分解為固定大小的負載(payload) ,Payload依次經歷擾碼、CRC校驗產生器、級聯編碼、LDPC-CC糾錯編碼、交織等一系列過程，獲得HD-PLC幀。
[0018]需要說明的是，在本實施例中，只是對沿用IEEE P1901-2000規定的Wavelet OFDM調制解調方法進行優化，因此本領域技術人員可以參照現有技術來實施本實施例，例如，在本步驟中，HD-PLC幀的幀結構以及pay load的分解、Pay load依次經歷擾碼、CRC校驗產生器、級聯編碼、LDPC-CC糾錯編碼、交織等一系列過程，獲得HD-PLC幀都可以沿用IEEE P1901 -2000來實施。
[0019]102、HD-PLC幀進入PAM調制器，根據預定的、或者從信道估計算法中獲得的結果，進行PAM預調制；
[0020 ] 按照IEEE P1901 -2000的規定，HD-PLC幀進入PAM調制器，根據預定的、或者從信道估計算法中獲得的結果，進行PAM預調制。PAM預調制就是將payload的各個bit分配到不同的子載波上，進行正交相位幅度編碼。一般而言，某個子載波的信噪比(SNR)高，就可以分配更多的pay load，從而充分利用該子載波的承載能力。
[0021]由于增進抗干擾能力和提高傳輸距離為本發明的優先目標，所以在本實施例中，P AM預調制去掉了對SNR要求很高的3 2 PAM，最大只允許16 PAM，即，P AM預調制包括2 PAM、4PAM、8PAM、16PAM。
[0022]子載波數目為432個，子載波間隔也從IEEE P1901-2000的規定60KHz改動至約19.2ΚΗζ0
[0023]在本實施例中，改進了原有的信道估計(channel estimat1n)算法，具體如下:
[0024]1、原有信道估計算法針對2MHz?28MHz頻帶范圍，計算量大，延遲大;本實施例將信道估計集中在700KHZ?9MHz，降低了一部分計算量，降低了延遲；
[0025]2、原有信道估計按照采樣速率為62.5MHz計算，而本實施例采用20MHz采樣頻率，取樣點512個，由于采樣頻率的調整，當然相應的硬件設計也需要把模擬濾波器(L-C濾波器)通帶范圍改為500KHz?1MHz，以保證奈奎斯特定律的有效性。
[0026]103、經過預調制的HD-PLC幀進入IWDT編碼器，進行小波壓縮編碼；
[0027]經過預調制的數據隨后進入IWDT編碼器，進行小波壓縮編碼。IWDT編碼器是離散小波編碼器，小波變化等效于濾波器，參見圖2，針對電梯應用領域，在本發明實施例中，該編碼器的組成參見圖2，該編碼器是由多個級聯編碼器組成，包括余弦調制濾波器組(Synthesis CMFB)和正弦調制濾波器組(Synthesis SMFB) 0
[0028]其中，在本實施例中，圖2中的Synthesis CMFB的結構示意圖如圖3所示，圖2中的Synthesis SMFB的結構示意圖如圖4所示，通過圖3和圖4中的FIRST PROTOTYPE FILTER和SECOND PROTOTYPE FILTER兩個濾波器實現基帶變化及頻率搬移，從DC搬移到2MHz。
[0029]在IWDT變換時，由于時基發生了變化，相應的小波波形也發生了變化，IWDT等效濾波器的參數需要逐個進行調整。在本實施例中，根據新的小波波形和等效濾波器參數，對IEEE P1901-2000標準中標14-9中4096個參量進行了重新計算，算法保持不變。
[0030]104、對編碼后的數據進行功率控制。
[0031 ]對編碼后的數據進行功率控制，功率控制的目標是保持每個子載波的平均功率與預設值保持一致，等效于在編碼后的數據上乘以一個功率因子。
[0032]考慮到在電梯應用領域，無需避開業余無線電所用頻率，在功率控制中沒有考慮加入靜態Notch，根據實際應用要求，只保留了 700KHz?9MHz子載波的有效發射功率。
[0033]本發明實施例的有益效果如下:
[0034]1、充分利用電纜低頻衰減低的特點，大大擴展了傳輸距離；
[0035]2、發射機在高于1MHz的頻帶上不再有信號，從而降低了共模噪聲產生和傳輸的可能性；
[0036]3、接收機不再兼顧1MHz?28MHz的頻帶，可以將接收機差分濾波器設計得更加銳利，對帶外噪聲抑制更加有效；
[0037]以上對本發明實施例所提供的一種用于電梯的WaveletOFDM調制解調方法進行了詳細介紹，對于本領域的一般技術人員，依據本發明實施例的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1.一種用于電梯的Wavelet OFDM調制解調方法，其特征在于，包括: 獲得HD-PLC幀； HD-PLC幀進入PAM調制器，根據預定的、或者從信道估計算法中獲得的結果，進行PAM預調制，PAM預調制包括2PAM、4PAM、8PAM、16PAM，子載波間隔約19.2KHz，信道估計算法針對700KHz?9MHz頻帶范圍，且信道估計算法中采樣速率為20MHz ； 經過預調制的HD-PLC幀進入IWDT編碼器，進行小波壓縮編碼，IWDT編碼器是由多個級聯編碼器組成，包括余弦調制濾波器組和正弦調制濾波器組，IWDT編碼器通過小波壓縮編碼實現基帶變化及頻率搬移，從DC搬移到2MHz; 對編碼后的數據進行功率控制，在功率控制中沒有加入靜態Notch，只保留了700KHz?9MHz子載波的有效發射功率。
【文檔編號】H04B3/54GK105827561SQ201610272354
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】駱連合
【申請人】廣東廣聯電子科技有限公司