OFDM电力线通信系统中的信道估计

发布时间：2020-07-03 13:26

【摘要】：电力线通信(Power Line Communication,PLC)是指利用电力线作为传输媒介来进行数据传输的一种通信方式,具有成本低、组网方便等优点,但存在信号衰减大、多径效应和脉冲干扰等多种固有问题。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术能有效抵抗电力线信道上的各种不良因素,而信道估计是保证OFDM系统实现可靠传输的关键技术之一,因此本文对OFDM电力线通信系统中的信道估计算法进行了研究。具体内容如下:1.在PLC系统不出现脉冲干扰时的常规场景下对信道估计算法进行了研究。首先,针对PLC系统载波屏蔽导致传统DFT信道估计算法性能下降的问题,提出了一种改进DFT信道估计算法。该算法对屏蔽子载波的频率响应进行估计,减少了信道冲击响应(Channel Impulse Response,CIR)的能量泄露,解决了传统DFT信道估计算法在PLC系统中出现“平底效应”的问题,增强了其对符号定时同步误差的鲁棒性。然后,针对传统LMMSE信道估计算法复杂度高和需要电力线信道二阶统计特性、信噪比等先验信息的问题,设计了一种快速的实时LMMSE信道估计算法。该算法首先利用上述改进DFT信道估计算法对CIR和信噪比进行实时估计,然后利用Kumar快速算法以及频域信道相关矩阵和CIR之间的变换关系对LMMSE滤波矩阵的求解进行简化,在性能损失较小的前提下大幅度降低了复杂度。2.在PLC系统出现脉冲干扰时的恶劣场景下对信道估计算法进行了研究。首先,针对非线性脉冲干扰消除技术给信道估计带来的影响,利用PLC系统的前导设计了一种迭代消除非线性失真干扰的信道估计算法,并仿真验证了该算法具有较强的非线性失真干扰消除能力。然后,针对上述算法存在脉冲干扰消除不彻底的问题,设计了一种时频结合迭代消除脉冲干扰的信道估计算法,该算法对脉冲干扰和非线性失真干扰进行重构,大幅度提升了恶劣场景下信道估计的性能。3.PLC系统信道估计方案设计。首先在不同场景下对所研究的各种信道估计算法进行了性能比较和复杂度分析,然后选择合适的算法设计鲁棒的信道估计方案,最后仿真验证了该方案能够适用于各种场景,且在不同脉冲干扰强度的恶劣场景下性能保持稳定。
【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】：TN929.53;TN913.6
【图文】：

电力线通信技术,电压等级,相干解调

最大似然检测能够使接收机的误比特率(Bit Error Rate, BE术能够实现与接收信号最佳匹配的接收机。相对于不需要信道估计M 系统，利用信道估计结果进行相干解调的 OFDM 系统可以采用相 Shift Keying, PSK) 、正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulatio阶的调制方式，以满足用户高速通信的需求，并且与非相干 OFDM解调相比，相干解调在信噪比上有 3 dB 以上的增益[7]。电力线信道严重影响了 PLC 系统的性能，已有的许多脉冲干扰消除技术中需要来对脉冲干扰进行重构[8]。因此，研究 OFDM 电力线通信系统中的立可靠有效的 PLC 系统具有十分重要的实际意义。LC 国内外发展状况

信道估计,论文,内容,非线性脉冲

PLC 系统存在脉冲干扰时，上述信道估计算法的性能将急剧恶LC 系统中通常联合非线性脉冲干扰消除技术来进行信道估计，但主个问题：1) 脉冲干扰消除的阈值门限难以确定。2) 非线性脉冲干扰消除引入的非线性失真干扰对信道估计的性能造成3) 脉冲干扰对信道估计的影响消除不够彻底。主要研究内容及论文结构安排文的研究目标是解决 1.3 节所述 PLC 系统信道估计中存在的问题，和复杂度折中、能够适用于不同场景的 PLC 系统信道估计方案。论思路如图 1.1 所示。

【参考文献】