低压电力线OFDM通信系统信道估计技术的研究

发布时间：2017-06-16 16:09

  本文关键词：低压电力线OFDM通信系统信道估计技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：低压电力线通信利用电力传输线作为传输介质进行数据传输和信息交换,有着无需重新布线、连接方便、成本低等优点,在智能电网、物联网、宽带接入等领域受到了极大的关注。但是低压电力线信道存在噪声干扰、多径衰减、时变等特性,严重影响着系统的通信质量。正交频分复用(OFDM)技术凭借其能够有效地抵抗多径衰落、抗噪声能力强以及频谱利用率高等优势成为了低压电力线通信优选的调制技术,而信道估计作为OFDM系统中的一项关键技术,其准确程度直接影响着整个电力线通信系统的性能。本文针对低压电力线OFDM通信系统的信道估计技术做了深入的研究,具体内容如下:首先,在最小平方(LS)准则的信道估计算法的基础上给出了改进的信道估计算法,该算法通过频域取均值和时域进行多次随机排序后再取均值的操作,降低了电力线信道中的噪声干扰,有效地提高了信道估计的性能,克服了LS信道估计算法没有抑制噪声的缺陷。其次,针对基于阈值判决的信道估计算法做出了改进,给出了基于判别的信道估计算法,该算法利用非整数采样信道的特点和判别分析的方法建立了动态判决门限,准确判别出信道响应估计值中的有效信道信息和噪声信息,进一步抑制了噪声对信道估计的影响,提高了信道估计的准确度。最后,针对线性最小均方误差(LMMSE)信道估计算法需要预先知道信道统计特性、信噪比以及对高维度矩阵求逆存在运算复杂度高的问题,给出了一种简化的算法,该算法通过利用时域信道响应的能量和平均信噪比来进行信道估计,有效的降低了LMMSE信道估计算法的运算复杂度。以上三种信道估计算法的性能都通过了仿真验证。
【关键词】：低压电力线通信 正交频分复用 信道估计 最小平方 判别分析 线性最小均方误差
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN913.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 电力线通信技术简介10
• 1.2 课题的背景及研究意义10-11
• 1.3 PLC技术国内外发展现状11-13
• 1.4 信道估计技术的研究现状13-14
• 1.5 论文的主要研究内容及章节安排14-16
• 第2章 低压电力线信道特性及OFDM通信原理16-30
• 2.1 低压电力线信道特性分析16-21
• 2.1.1 衰减特性分析16-17
• 2.1.2 阻抗特性分析17
• 2.1.3 噪声特性分析17-20
• 2.1.4 时变特性分析20-21
• 2.2 低压电力线信道建模21-24
• 2.2.1 低压电力线信道传输函数建模21-23
• 2.2.2 低压电力线信道噪声特性建模23-24
• 2.3 OFDM系统简介24-28
• 2.3.1 OFDM系统的基本原理25-26
• 2.3.2 OFDM的调制/解调的实现26-27
• 2.3.3 OFDM的保护间隔和循环前缀27-28
• 2.4 基于OFDM的低压电力线通信系统模型28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 基于LS改进的信道估计算法30-46
• 3.1 基于导频的信道估计技术30-38
• 3.1.1 导频图样的选择32-34
• 3.1.2 基于LS准则的信道估计算法34-35
• 3.1.3 基于MMSE准则的信道估计算法35-37
• 3.1.4 基于SVD的信道估计算法37-38
• 3.2 基于LS改进的信道估计算法38-40
• 3.3 仿真结果与分析40-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第4章 基于判别的信道估计算法46-56
• 4.1 基于DFT的信道估计算法46-49
• 4.1.1 传统的DFT信道估计算法46-48
• 4.1.2 基于阈值判决的DFT信道估计算法48-49
• 4.2 基于判别的信道估计算法49-53
• 4.2.1 判别分析原理49-50
• 4.2.2 基于判别的信道估计算法50-53
• 4.3 仿真结果与分析53-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第5章 一种简化的LMMSE信道估计算法56-64
• 5.1 简化的LMMSE信道估计算法56-59
• 5.2 仿真结果与分析59-62
• 5.2.1 均方误差与误比特率仿真分析59-61
• 5.2.2 算法复杂度分析61-62
• 5.3 本章小结62-64
• 结论64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70

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