PLC电力载波通信（电力线载波通信技术）
PLC电力载波通信（电力线载波通信技术）接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；本发明实施例提供一种信号处理方法，包括：问题解决实施例提供一种信号处理方法、装置及存储介质，可使信号在电力线传播时，具有高频带利用率和高传输速率，以及较强的抗码间干扰能力和较强的抗信道衰落能力。本发明实施例的技术方案是这样实现的：
电力线载波通信是利用电力布线来传送和接收通信信号的有线通信技术。由于电力线网络分布广泛，并且使用电力线作为通信媒质时，无需通过室内打孔布线来重新构建通信网络，具有成本低廉、连接方便等优点，因此，电力线在智能电网和宽带接入方面的应用，受到越来越多的关注。
电力线通信的性能主要受到电力线通信信道的制约，由于10kV以上的高压电力线信道环境较好，因此以中高压电力线作为信号传输通道的电力线载波电话已经得到了广泛的应用。低压电力网不是为传输高速数据而设计的，低压电力网中的的组件是基于输送电能的损失最小、并可靠地传输低频电流的策略而设计的。因此在低压电力线上进行信号传输时，会面临很多的问题，比如：干扰噪声复杂、线路阻抗小、信号衰减强等。
问题拆分
接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；对所述时域帧控制符号和时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。本发明还公开了一种信号处理方法、两种信号处理装置及两种存储介质。
问题解决
实施例提供一种信号处理方法、装置及存储介质，可使信号在电力线传播时，具有高频带利用率和高传输速率，以及较强的抗码间干扰能力和较强的抗信道衰落能力。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种信号处理方法，包括：
接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；
对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；
对所述时域帧控制符号和时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。
上述方案中，所述对所述帧控制数据和载荷数据进行的信道编码包括：
分别对帧控制数据和载荷数据进行Turbo编码；
分别对经过Turbo编码的帧控制数据和载荷数据进行信道交织；
分别对经过信道交织的帧控制数据和载荷数据进行分集拷贝。
上述方案中，在对所述载荷数据进行Turbo编码前，还包括：对所述载荷数据进行加扰。
上述方案中，对所述帧控制数据进行Turbo编码包括：
对所述帧控制数据分别使用第一分量编码器和第二分量编码器进行编码，其中，所述第二分量编码器的输入信号先经过Turbo交织。
上述方案中，所述Turbo交织按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量。
上述方案中，对经过Turbo编码的帧控制数据进行信道交织时，将所 述帧控制数据的信息位和校验位分开交织；其中，对经过Turbo编码的帧控制数据进行信息位交织时，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱；进行校验位交织时，从偏移量地址开始读取，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱。
上述方案中，在分别对所述帧控制数据的信息位和校验位交织后，再在所述信息位和校验位之间进行交织。
上述方案中，对经过信道交织的帧控制数据进行分集拷贝时，将输入的比特数据拷贝到频域子载波上，并根据需求决定拷贝次数，以此设定I路和Q路的偏置差。上述方案中，对载荷数据进行Turbo编码时，Turbo编码分量编码器中的寄存器状态和咬尾矩阵相关，咬尾矩阵由物理块大小和分量编码器的生成多项式决定。
上述方案中，所述链路层的数据包含有载波映射表，所述载波映射表中规定有物理层的编码码率、调制方式、拷贝方式、采用的物理块类型信息；所述物理层按照载波映射表索引规定的模式进行编码。
上述方案中，对经过信道交织的载荷数据进行分集拷贝时，拷贝次数与拷贝时的交织器个数的关系为：
分集次数为2时，交织器个数为8，每部分的交织器个数为4；
分集次数为4时，交织器个数为8，每部分的交织器个数为2；
分集次数为5时，交织器个数为10，每部分的交织器个数为2；
分集次数为7时，交织器个数为14，每部分的交织器个数为2；
分集次数为11时，交织器个数为11，每部分的交织器个数为1。
上述方案中，将所述载荷数据分成多个部分分别进行拷贝，每个部分有一个或者多个交织器，将交织器输出的结果作为每个部分拷贝时子载波的映射地址，且每次拷贝选取不同的交织器。
上述方案中，所述将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载 波上包括：
将信道编码后的帧控制数据和载荷数据分别进行星座图映射；
对映射后的帧控制数据和载荷数据进行加扰，并调制到对应的子载波上。
上述方案中，对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换后，分别取反傅里叶变换后的帧控制数据和载荷数据的实部进行功率控制。
上述方案中，对经过星座图映射的帧控制数据和载荷数据加入相位旋转因子，相位旋转参考值由伪随机产生，真实的相位为参考相位乘π/4，其中，加扰方式为：
其中，
表示加扰后的载荷数据的星座点，k表示载波编号，X(k)表示加扰前的载荷数据的星座点，
表示随机产生的旋转因子，为一组PN序列。
上述方案中，所述参考相位包含1号载波到511号载波。
上述方案中，若采用0号频段，则其频段范围为1.953～11.96MHz，载波的起始编号为80，截止编号为490；若采用1号频段，则其频段范围为2.441～5.615MHz，载波的起始编号为100，截止编号为230。
上述方案中，对帧控制数据及载荷数据添加循环前缀，生成OFDM符号，其中帧控制数据及载荷数据的OFDM符号时域点数为1024，时间为40.96μs；滚降间隔为124点，时间为4.96μs；帧控制数据的保护间隔为458点，时间为18.32μs；载荷数据第一个符号和第二个符号的保护间隔为458点，时间为18.32μs；载荷数据第三个符号之后的保护间隔为264点，时间为10.8μs。
上述方案中，所述时域前导符号由以下方法生成：
在频域根据前导相位表产生频域前导符号；
对所述频域前导符号进行反傅里叶变换并取实部进行功率控制，生成所述时域前导符号。
上述方案中，在频域根据前导相位表产生前导序列，其产生方法为：
其中，X(k)表示在频域产生的前导序列，k为子载波符号，
表示随机产生的参考相位，其对应的相位编号为一组PN序列。
上述方案中，所述前导的数据格式为10.5个A和2.5个-A，其中，开始的0.5个A是A的后半部分，最后的0.5个-A是-A的前半部分。
上述方案中，所述前导的时域点数为1024，时间为40.96μs。
上述方案中，帧控制信号的个数和采用的频段相关，其中若采用0号频段，则帧控制信号的个数为4个；若采用1号频段，则帧控制信号的个数为12个。
本发明还公开了一种信号处理方法，包括：
从模拟前端接收数据信号后，对所述数据信号进行增益处理；
对经增益处理后的数据信号进行时钟/帧同步；
对时钟/帧同步后的数据进行傅里叶变换；
将傅里叶变换后的数据进行解调，生成帧控制输出和载荷输出。
上述方案中，所述将傅里叶变换后的数据进行解调包括：
将所述傅里叶变换后的数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行分集合并；
分别对分集合并后的帧控制数据和载荷数据进行信道解交织；
分别对信道解交织后的帧控制数据和载荷数据进行Turbo解码；
分别输出Turbo解码后的帧控制数据和载荷数据。
上述方案中，对所述载荷数据进行Turbo解码后，还包括：对所述Turbo解码后的载荷数据去扰。
本发明实施例还提供一种信号处理装置，包括：
第一存储器，配置为存储可执行程序；
第一处理器，配置为通过执行所述第一存储器中存储的可执行程序时，实现：
接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；
对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；
对所述时域帧控制符号和所述时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。
本发明实施例还提供一种信号处理装置，包括：
第二存储器，配置为存储可执行程序；
第二处理器，配置为通过执行所述第二存储器中存储的可执行程序时，实现：
从模拟前端接收数据信号后，对所述数据信号进行增益处理；
对经增益处理后的数据信号进行时钟/帧同步；
对时钟/帧同步后的数据进行傅里叶变换；
将傅里叶变换后的数据进行解调，生成帧控制输出和载荷输出。
本发明实施例还提供一种存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器运行时，执行：
接收来自链路层的数据，将所述数据分为帧控制数据和载荷数据；
分别对所述帧控制数据和载荷数据进行信道编码，并将信道编码后的帧控制数据和载荷数据调制到子载波上；
对调制后的帧控制数据和载荷数据进行反傅里叶变换，并分别进行 功率控制，生成时域帧控制符号和时域载荷符号；
对所述时域帧控制符号和所述时域载荷符号加循环前缀，并加时域前导符号后再进行加窗处理，生成物理层发射信号。
本发明实施例还提供一种存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器运行时，执行：
从模拟前端接收数据信号后，对所述数据信号进行增益处理；
对经增益处理后的数据信号进行时钟/帧同步；
对时钟/帧同步后的数据进行傅里叶变换；
将傅里叶变换后的数据进行解调，生成帧控制输出和载荷输出。
本发明的信号处理方法，具有较高的频带利用率，较高的传输速率，较强的抗码间干扰能力和较强的抗信道衰落能力。本发明采用了Turbo编码，信道交织等方法，具有较强的纠错能力和较强的抗信道衰落能力，分集拷贝通过传输相同数据的不同备份，提高了系统的分集增益，提升了系统的鲁棒性。星座图映射时加入伪随机相位旋转因子，使得OFDM符号的相位随机化，因此降低了OFDM符号的峰均比，可提升系统的功放效率。
