变步长自适应滤波在电力线通信去噪中的应用

发布时间：2020-11-16 02:09

　　 电力线通信(Power Line Communication,PLC)技术因其成本低廉、操作方便等优点受到人们青睐,但是在PLC信道中存在大量噪声,而其中干扰最为严重的是背景噪声和脉冲噪声,这严重降低了通信的可靠性。因此,有必要对PLC系统噪声的特性及去噪算法进行研究。论文首先介绍了PLC信道中噪声的特性分类及测量方式,对其进行建模仿真。根据三相电力线噪声相关性特点,本文采用自适应滤波算法。针对固定步长最小均方差(LMS)算法存在收敛速度和稳态误差之间相互矛盾的问题,运用基于Sigmoid函数的三种典型的变步长LMS算法进行PLC去噪。在低信噪比情况下,去噪效果不明显。因此,本文提出利用输入信号与误差的相关性来修正步长的LMS算法。通过Matlab仿真对比,在低信噪比PLC系统中,改进变步长LMS算法滤波效果优于基于Sigmoid函数的变步长LMS算法。但随着脉冲噪声强度增大,改进变步长LMS算法滤波效果不是很理想,算法需进一步改进。针对改进变步长LMS算法在时域高强度脉冲PLC去噪中不足,提出小波变步长自适应滤波算法。输入信号先进行小波变换,然后运用本文提出的改进变步长LMS算法进行matlab去噪仿真。仿真结果表明,基于小波变换改进的LMS算法适用于高强度脉冲PLC去噪,为PLC技术的可靠实现提供了新的途径。图[56]表[8]参[71]。
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN713;TN915.853
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 PLC的应用及技术优势
        1.2.1 PLC的应用
        1.2.2 PLC的技术优势
    1.3 国内外PLC技术的发展
        1.3.1 国外发展
        1.3.2 国内发展
    1.4 PLC存在的主要问题
    1.5 现有的抑制电力线噪声的方法
    1.6 主要的研究内容与章节安排
2 电力线噪声特性及模型的建立
    2.1 噪声的分类及其测量
        2.1.1 噪声的分类及其特性
        2.1.2 噪声测量方法
    2.2 PLC信道噪声模型的研究
        2.2.1 背景噪声建模仿真
        2.2.2 脉冲噪声模型的研究
    2.3 噪声发生器的软件设计
    2.4 本章小结
3 变步长自适应的PLC的去噪方法的研究
    3.1 自适应技术在PLC去噪中应用
        3.1.1 自适应滤波的应用
        3.1.2 LMS算法原理概括
        3.1.3 仿真及性能分析
        3.1.4 LMS算法的优缺点及改进策略
    3.2 变步长LMS算法在PLC去噪中的应用
        3.2.1 典型的变步长LMS算法及性能分析
        3.2.2 改进变步长LMS算法的PLC去噪研究
        3.2.3 改进变步长LMS算法性能及仿真分析
    3.3 仿真对比
        3.3.1 滤波效果仿真比较
        3.3.2 算法复杂度比较
    3.4 改进变步长LMS算法对PLC去噪仿真
        3.4.1 背景噪声环境下去噪性能
        3.4.2 脉冲噪声环境下去噪性能
    3.5 本章小结
4 小波变换结合改进变步长LMS算法在PLC降噪中的应用
    4.1 小波变步长LMS算法在PLC降噪中的研究
        4.1.1 小波变换
        4.1.2 D-LMS算法
        4.1.3 收敛速度分析
    4.2 小波变步长LMS算法在PLC去噪中仿真分析
        4.2.1 基于小波变步长LMS算法仿真
        4.2.2 脉冲干扰的误码率分析
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果

【参考文献】

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本文编号：2885490