电力线通信系统的定时同步研究

发布时间：2020-05-28 21:36

【摘要】：随着物联网、智能家居在日常生活中的逐渐普及,人们对高速率、高质量的数据传输需求日益加大,电力线通信作为构建万物互联网络的首选之一。为了提升电力线通信系统的传输能力,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术被建议用在电力线通信上,以提升电力线通信系统的频带资源利用率,有利于物联网技术的融合,无需重新架设新的网络,在现有家庭电力线的基础上实现高速数据传递,因此优势明显。然而准确的定时同步是OFDM系统正常运行的前提,解决电力线通信系统中的定时同步问题尤为重要。本文对电力线通信系统的定时同步进行了深入研究。第一,首先分析了电力线通信的信道特征,根据信道的衰减特性建立电力线信道模型,并对电力线环境中的噪声进行归类分析。最后对电力线环境的噪声和信道模型进行仿真。第二,研究了现有的电力线通信系统中的定时同步算法方案,分析现有算法存在的问题,并针对脉冲噪声环境提出了定时同步改进算法,包括定时粗同步和定时精同步算法,提高了算法的抗噪性能,并进一步简化了算法的计算量。第三,在电力线通信系统的多径信道传输环境下,针对第一主径为能量最强和非能量最强路径的两种情况,提出了适应任意情况的自适应第一主径的定时改进算法。最后针对实际的电力线信道环境给出了定时同步的解决方案,通过对算法进行仿真以及分析算法的复杂度,最后证明了算法优越性及鲁棒性。第四,将单输入单输出(Single Input Single Output,SISO)电力线通信系统扩展到多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)电力线通信系统,并对MIMO的电力线通信系统的信道特性及系统原理进行了概述,给出了面向MIMO的电力线通信系统定时同步的解决方案,搭建仿真平台,测试了定时同步解决方案的可行性。
【图文】：

131415960113012500.042-0.0590.0496.407.530.83根据表 2.2 和表 2.3 中的数据仿真可以得到 4 径与 15 径的电力线信道的频率响和冲激响应如下图所示

(a)4 路径信道频域响应 (b)15 路径信道频域响应图 2.7 两种多径电力线信道频域响应2. MIMO 电力线信道模型在分析了 Zimmermann 的 SISO 多径信道模型的基础之上，将 SISO 电力线通信信道模型应用到 MIMO 电力线信道进行建模。因此，采用文献[46]提出的2 2MIMO 信道建模方法进行建模。 的 MIMO 电力线通信共有 4 条传输信道，用矩阵可以表示为：1, 1 1, 22, 1 2, 2( ) ( )( )( ) ( )P R P RP R P RH f H ffH f H f H (2.9)根据 Zimmermann 提出的信道模型确定 P1-R1信道传输函数为1, 1( )P RH f ，，即：0 1( ) 21, 11( )ki iNa a f d j fP R iiH f a e e + (2.10)
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN913.6

【参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 潘雨晴;冯隆基;金萍;;窄带OFDM低压电力线载波技术及标准化发展趋势分析[J];电测与仪表;2015年13期

2 陈小军;俎云霄;;电力线通信物理层综述[J];电力信息与通信技术;2014年10期

3 李群;高海莺;;LTE、WIMAX与WIFI网络架构之比较[J];通信技术;2013年02期

4 张艳;陈忠辉;;PLC信道特性分析及建模仿真[J];电力系统通信;2012年08期

5 任伟;赵俊阁;;智能电网安全架构与分析[J];信息网络安全;2012年08期

6 郭昊坤;吴军基;衡思坤;应展烽;孟绍良;;低压电力线通信信道噪声建模及仿真[J];电力系统保护与控制;2012年13期

7 林虹;林东;;PLC信道噪声建模及噪声发生器的设计[J];电力系统通信;2011年07期

8 程静远;陈磊;;基于OFDM电力线通信系统的同步方案设计[J];华东电力;2006年08期

9 李达全;“最后一公里”解决方案[J];无线电工程;2001年04期

相关硕士学位论文 前2条

1 肖雪冬;基于Homeplug Green PHY协议的接收机设计及关键技术研究[D];电子科技大学;2016年

2 赵静;电力线OFDM通信系统的载波同步技术研究[D];燕山大学;2014年

本文编号：2685874