MIMO-OFDM电力线通信系统中的次优信号检测算法研究
本文选题：多输入多输出电力线通信系统 + 实格基约简 ； 参考：《安徽工业大学》2017年硕士论文
【摘要】：近年来,随着智能电网规模的扩大,为保证电力传输的安全性和可靠性,电网调度需要严格监控发电、输电和配电环节,电力线载波通信应运而生。其中,多输入多输出电力线通信(MIMO-PLC,Multi-Input Multi-Output Power Line Communication)系统在不增加带宽的情况下能够提高系统频谱效率和传输速率。然而,由于该系统在信号传输时存在严重的干扰,探究行之有效的信号检测算法来恢复发送信号就成为需要克服的难题。虽然最大似然检测的检测性能最优,但其计算复杂度较高,不利于实现快速解码。为此,本文围绕MIMO-PLC中复杂度较低的次优信号检测算法展开研究,并结合仿真分析这些算法的检测性能。首先,本文针对MIMO-PLC系统详细阐述信道1的衰落特性和噪声特性,并简要概述了次优信号检测算法中的迫零检测(ZF,Zero Forcing)和最小均方误差(MMSE,Minimum Mean Square Error)检测,并提出了拓展的MMSE检测算法,为后续章节中探索融合MMSE准则的基于格基约简的信号检测算法奠定基础。其次,根据格基约简可以使信道矩阵中的基向量尽可能短且几乎正交,从而改善信道传输特性这一优点,本文提出了 MIMO-PLC系统中基于Householder变换的LLL-LR QR-ZF检测算法。该算法通过基于Householder变换对信道传递矩阵中基向量进行正交化;其次根据LLL约束条件对信道矩阵进行约简实现基向量的尽可能短且几乎正交。随后根据QR分解诱导的充分统计量,借助连续干扰抵消(SIC, Successive Interference Cancellation)法形成发送信号的估计值。基于Householder变换的LLL算法根据上三角矩阵R构造整数变换矩阵,对矩阵中的每个列向量逐一做变换处理,不会受到其它向量的影响,因此相比于LLL约简具有更高的稳定性。仿真结果表明,基于Householder变换的LLL-LR QR-ZF检测算法的误码率确实低于ZF检测算法。随后,针对环境的多径使得MIMO信道成为频率选择性衰落信道的问题,本文提出了多输入多输出正交频分复用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)PLC 系统中基于分组 LLL 格基约简(S-LLL-LR,Segment-LLL-Lattice Reduction)的最小均方误差的串行干扰消除(MMSE-SIC,Minimum Mean Square Error-Successive Interference Cancellation)信号检测算法。该算法首先将信道传递矩阵均匀分割成一定数目的子矩阵块;其次,根据LLL约束和籍此诱导的相邻块间交换条件,快速完成长度约简和交换约简,从而使格基向量大致正交长度最短。最后,基于MMSE准则构建的QR分解和连续干扰抵消法得到发送信号的近似全局估计值。仿真结果表明,基于S-LLL格基约简的MMSE-SIC信号检测算法的误码率低于基于Householder变换的LLL-LR QR-ZF检测算法。最后,本文为了进一步优化约简性能,实现最优排序,并进一步降低系统的误码率,本文提出了MIMO-OFDMPLC系统中基于复KZ格基约简(CKZ-LR,Complex Korkine Zolotareff-Lattice Reduction)的最小均方误差的后排序QR分解(MMSE-PSQRD,Minimum Mean Square Error-Post Sorted QR Decomposition)信号检测算法。该算法首先利用约简因子为3/4的复LLL算法和枚举算法迭代地使信道传递矩阵的基向量逐步正交、长度变短。随后,通过不断地交换按照MMSE准则诱导的酉矩阵Q的分块矩阵的行和列的顺序,迭代地基于最小范数准则实现最优排序,进而得到发送信号的近似最优全局估计值。对信道传递矩阵进行CKZ约简能够产生比LLL约简更加正交化的格基,同时在搜索最短矢量过程中,通过调用枚举算法能够减少迭代的次数,提高计算效率。仿真结果表明,基于CKZ-LR的MMSE-PSQRD信号检测算法的误码率低于基于分组LLL-LR的MMSE-SIC信号检测算法。
[Abstract]:In recent years , with the expansion of the scale of the smart grid , to ensure the safety and reliability of the power transmission , the power grid dispatching needs to strictly monitor the power generation , the transmission and distribution links , the power line carrier communication needs to be overcome . In this paper , the MIMO - PLC ( Multi - Input Multi - Output Power Line Communication ) system can improve the spectrum efficiency and transmission rate of the system . In this paper , the minimum mean square error ( MMSE - SIC , Minimum Mean Square Error - Post Sorted QR Decomposition ) signal detection algorithm based on packet LLL - LR , Segment - LLL - Lattice Reduction in Orthogonal Frequency Division Multiplexing ( PLC ) system is proposed .
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN919.3;TN913.6
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 张青春;晏裕春;王坤;;数字式平均法在信号检测中的应用及其仿真[J];微计算机信息;2006年01期
2 张滨;张峰干;蔡国新;任嘉伟;;卫星信号检测[J];中国有线电视;2009年01期
3 徐科军;;信号检测、处理及实现系列课程建设探讨[J];电气电子教学学报;2009年02期
4 户永清;;基于取样积分技术的混沌检测法与微弱正弦信号检测[J];绵阳师范学院学报;2009年08期
5 刘洋;张明;;“信号检测与处理”课群构建初探[J];沈阳教育学院学报;2010年01期
6 董智红;王剑;王X;孙昕;;伽利略搜救信号检测算法设计[J];北京理工大学学报;2010年08期
7 邵亚勇;竺小松;;基于递推最小二乘算法的小信号检测[J];信息与电子工程;2012年02期
8 朱才荣;;高职“工业信号检测与控制”课程项目化教学改革[J];中国电力教育;2012年19期
9 朱才荣;;高职《工业信号检测与控制》课程改革探索[J];职业教育研究;2013年04期
10 丛玉良;赵晓晖;周求湛;;信号检测与处理系列课程的建设与改革实践研究[J];长春工业大学学报(高教研究版);2013年03期
相关会议论文 前10条
1 杜雄;苏向丰;谢品芳;;用硬件实现的四重信号检测法及其在通信中的应用[A];四川省电工技术学会第七届学术年会论文集[C];2003年
2 张铎;;信号检测论在船舶了望中的应用[A];中国航海学会2007年度学术交流会优秀论文集[C];2007年
3 宋爱国;段江海;;混沌、随机共振在信号检测中的应用研究[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
4 郑娜;;基于假设检验的信号检测[A];电波科学学报[C];2011年
5 马光彬;曹海燕;;基于OSIC的低复杂度MIMO检测算法[A];浙江省信号处理学会2012学术年会论文集[C];2012年
6 张维全;胡科强;;凸优化在水声脉冲信号检测中的应用[A];中国声学学会水声学分会2013年全国水声学学术会议论文集[C];2013年
7 高源;李炜;;基于LabVIEW的异常信号检测研究[A];2011年全国通信安全学术会议论文集[C];2011年
8 陈帅;杨铁军;李媚;;一种改进型CHASE检测算法在MIMO-OFDM系统中的应用[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年
9 刘竹青;陈奕宏;;抗混响信号检测的研究[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
10 王春光;周正;;OFDM系统中的一种信号检测算法[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
相关重要报纸文章 前10条
1 沈衍琪;闪联抢占电力线通信标准[N];北京日报;2007年
2 王华棚 康振;电力线通信与网络“四网合一”[N];消费日报;2006年
3 佳师;电力线通信正在走来[N];中国电子报;2002年
4 本报记者 霞文;电力线通信指日可待[N];通信产业报;2002年
5 湖北省无线电管理委员会办公室荆门市管理处 彭绍华;我国完全有条件大力发展电力线通信[N];通信产业报;2002年
6 张九陆;电力线通信逐渐走向普遍服务[N];通信产业报;2005年
7 力普通信国际有限公司 刘仁茂 博士;电力线通信之路[N];中国计算机报;2001年
8 卞志勇;电力线上网 呼之欲出[N];电脑报;2003年
9 ;如何实现电力线通信[N];通信产业报;2002年
10 文可;电力线上网：极具竞争力的新兴接入方式[N];通信产业报;2003年
相关博士学位论文 前10条
1 黄敏;高速移动环境下信道估计及OFDM信号检测研究[D];西安电子科技大学;2015年
2 朱才业;不同尾型绵羊全基因组关联分析、拷贝数变异及选择信号检测[D];中国农业大学;2017年
3 张新贺;空间调制系统中的信号检测算法研究[D];大连理工大学;2017年
4 郭心悦;基于信息交互理论的无线信号的迭代估计与检测[D];复旦大学;2008年
5 汤宏颖;提高微光信号检测灵敏度的新方法[D];天津大学;2012年
6 高敬鹏;MIMO-OFDM系统信道估计与信号检测联合方法研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
7 吴利平;复杂电磁环境下的信号检测与估计关键技术[D];西安电子科技大学;2011年
8 刘谦雷;MIMO通信系统信号检测算法研究[D];东南大学;2006年
9 申京;MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究[D];北京邮电大学;2012年
10 蒋忠进;弹性波Chirp信号检测与时延估计研究[D];吉林大学;2004年
相关硕士学位论文 前10条
1 张杰;MIMO-OFDM电力线通信系统中的次优信号检测算法研究[D];安徽工业大学;2017年
2 李燕;基于压缩感知的低截获概率雷达信号检测分析[D];南京理工大学;2015年
3 吴迪;Massive MIMO的信号检测算法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 王龙;压缩感知信号检测和参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2014年
5 李富强;信号检测和分离算法研究及其FPGA实现[D];西安电子科技大学;2014年
6 刘文广;MIMO-OFDM系统中信道估计与信号检测算法的研究[D];兰州交通大学;2015年
7 王晓天;面向5G的大规模MIMO信号检测算法研究[D];南京邮电大学;2015年
8 魏利霞;MIMO系统的信号检测算法研究[D];南京邮电大学;2015年
9 徐红梅;基于SVM多分类判决的MPPSK信号检测研究[D];东南大学;2015年
10 温鹏;宽带MIMO-SCFDE通信系统的信号检测算法与实现[D];西南交通大学;2016年
，本文编号：1770901
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1770901.html
