基于多导体传输线的中压电力线通信信道建模

信道特性是制约中压电力线通信技术应用的重要因素。为了实现高速和可靠的电力线通信,必须对电力线信道模型有充分的理解。根据自底向上建模方法的需要,首先求解了钢芯铝绞线的交流内阻抗和三相架空电力线路的单位长度参数矩阵。基于多导体传输线理论推导了均匀架空线路的传输矩阵,针对电力线通信中常用的耦合方式,计算了端口的电压、电流和阻抗。测量了配电变压器高压端口的阻抗,得到其阻抗矩阵和传输矩阵。基于网络级联建立了信道的总体模型,现场测试数据验证了信道模型的正确性。结合测试结果,分析了中压架空线路信道的阻抗和衰减规律,提出了电力线通信系统设计的建议。     

基于多导体传输线的电力线通信信道特性分析

宽带电力线通信系统采用现有电力电缆传送高频通信信号,其目的是为住户及商业用户提供像因特网一样的高速通信服务.论文首先介绍户外电力线通信网络结构和建立相应的通信信道模型;基于麦克斯韦方程组和多导体传输线理论来分析和阐述多导体传输线特性,推导计算相关主要参数的表达式;然后针对多导体传输线参数计算复杂问题,提出一种新型变换矩...     

电力线载波通信信道建模技术综述

电力线信道模型的建立和电力线载波频率的优化是电力线上实现高速数据传输的理论基础。首先简要介绍了电力线信号传输基本理论,然后按照建模所需参数的获取方法进行分类,并对各类建模技术进行了综述：将电力线信道建模技术分为自顶向下法和自底向上法两类,介绍了这两类建模技术的发展历程,并分析了各类建模技术的优缺点。结果显示自顶向下法的精确度不高,而其他学者提出的自底向上法的拓展性太差。因此提出了一种基于图论法的自底向上电力线载波信道建模方法,该方法拓展性良好。最后分析了该方法应用于智能电网中压电力线载波通信的可行性。     

多输入多输出宽带电力线载波通信信道模型研究

该文提出一种多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)宽带电力线载波通信(power line communications,PLC)信道混合模型。该模型结合电力线载波通信信道自上而下和自下而上两种建模方法,考虑了多输入多输出载波信道的空间相关性,提供一种不需要完整载波网络拓扑信息和测量数据的先验电力线信道建模方法。给出了低压室内电力线载波通信信道模型算例,分析了算例在2~30MHz和2~100MHz两种带宽下的信道特征和参数,并与已有模型进行了对比。结果表明,在同等条件下该文模型与已有模型仿真结果一致,但克服了需要获得大量负载阻抗信息或大量测量数据建模的困难,为多输入多输出电力线载波通信提供了一种具有实用价值的仿真分析方法,对于简化多输入多输出电力线载波信道的研究、设计和工程应用具有重要意义。     

宽带MIMO-PLC随机参数信道建模与特性

为研究宽带多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)电力线通信(power line communications,PLC)信道的随机特性,提出了一种基于多导体的MIMO-PLC随机参数信道模型。在建模过程中利用统计分布来表征信道的物理参数,比较分析了参数随机且分支不同的MIMO-PLC宽带信道特征。结果表明,平均信道增益(average channel gain,ACG)服从正态分布,均方根时延扩展(root mean square delay spread,RMS-DS)服从对数正态分布,相干带宽(coherent bandwidth,CB)和均方根时延扩展成反比;分支数越多信道频率选择性衰落和RMS-DS越大,ACG、CB和信道容量越小;与单输入单输出(single-input single-output,SISO)PLC信道相比,MIMO信道的信道容量有较大提升。提出的随机参数模型为MIMO-PLC提供了一种具有实用价值的建模方法,该模型对在复杂环境下MIMO-PLC系统的研究、设计以及工程应用具有重要的指导意义。     

网络参数对低压宽带电力线信道的影响

在电力线载波信道的研究中,目前有关电网结构对电力线载波性能的影响研究较少,多径效应和频率选择性衰落现象难以从现有模型得到合理解释,也对电力线节点间的通信性能和路径拓扑中继理论支持不足,制约了宽带电力线载波通信性能的提升。针对此,通过使用基于传输线理论的方法对低压电力线通信信道仿真建模,分析了不同网络拓扑结构对频率为2~30MHz的低压宽带电力线信道特性的影响。仿真得到不同电力线长度、分支长度、单节点分支数、分布式分支数和负载阻抗的低压宽带电力线信道频率响应,并通过反傅里叶变换得到对应的信道时域冲激响应。结果表明,电力线信道频率响应中的峰值点和陷波频点的位置和衰减会受到上述网络参数的影响,时域冲激响应也会因此而衰减和失真。本文的研究对于宽带电力线通信技术在能源互联网中的有效应用具有重要意义。     

低压电力线宽带载波通信信道建模及误差补偿

低压电力线宽带载波通信信道特性研究是实现用电信息高速采集和泛在电力物联接入的首要任务。为准确反映宽带载波信号在配电网低压电力线环境中的传输特性,该文提出基于误差反馈算法的低压电力线宽带载波信道模型,采用导行波理论改进传统传输线模型,提出平均误差反馈算法来修正实测模型参数。测量和仿真结果验证修正后的信道模型能准确描述低压配电网下宽带载波信道的传输特性,具有广泛适应性。     

传输线电气参数测试方法研究与应用

为了研究电力线载波信道的衰减特性,需要建立高频传输线模型,而理论模型需要实测验证。基于传输线理论,通过理论计算,得出一具体长度的传输线在不同频率的电气参数值,并与实际模型测试值进行比较,验证了理论计算的准确性。此外,为进一步模拟实际电力线网络,提出了基于网络级联思想的信道建模方法,即将一段均匀电力线视为一个二端口网络,整条线路可以用多个二端口网络的级联表示。通过对实际线路模拟模型的测量,验证了该思想的正确性,为配电网电力线电气参数研究提供了理论基础。     

基于局部反射理论的中压配电网电力线通信信道建模法

链路衰减是衡量载波通路传输质量的一项重要指标,为实现对信道衰减特性的预测,提出一种基于局部反射理论的中压配电网电力线通信(PLC)信道建模方法。利用电力线传输理论及局部反射理论,推导端接负载的传输线、不同特性参数的传输线级联情况下的电压传输规律。在此基础上,分别搭建中压配电网无分支线路、带分支线路及带负荷配电变压器线路的PLC信道数学模型。然后根据中压配电网拓扑结构,从配电网末端将所搭模型依次级联至载波信源处,得到末端节点与信源节点间的PLC信道模型,进而分析各节点处载波信号的传输特性。该方法原理简单,计算速度快,可移植性强。仿真及RLC电路实测结果表明了所提建模方法的正确性。     

基于迭代合并的多端口网络低压电力线信道建模研究

电力线信道建模是实现复杂电力线网络下可靠通信最重要的步骤之一。传统的电力线信道建模方法是基于端到端的电力线信道,而低压配电网实际是一个具有多端口的网络,各个端口之间的信道响应由于信道路径的相关因而具有关联性。目前的信道模型缺乏对整个网络不同端口信道响应的研究,忽略了电力线信道与无线信道在物理特性上不同之处。文章提出多端口网络环境下电力线建模的新方法,理论分析电力线信道多端口之间相关性问题,研究基于多端口网络信道冲击响应建模方法的理论基础,建立多端口子电路网络分解方法的理论模型,所提出基于迭代的信道响应合并方法能够有效解决复杂低压电力线拓扑环境下的信道建模问题,为分析电力线载波信道空间相关性并在电力线上实现多输入多输出(MIMO)技术提供理论依据。     

电力线通信中传输线参数测试与应用

为了研究电力线载波通信信道的特性,有必要对电力线通信中传输线的电气参数进行实际测试和分析。本文基于耦合传输线理论,模拟实际线路分布情况,对某一具体长度的电力线进行测试,理论推导出该长度的传输线在不同频率的电气参数值。通过对实际测量数据与仿真结果的比较,验证了理论计算的正确性。此外,基于传输线模型建立了电力线通信中各分支线路的模型,Pspice仿真结果基本和测试结果一致,为电力线信道模型的建立及其特性的分析与研究奠定了基础。     

中压电力线信道的仿真与建模

电力线通信具有其自身的特点,利用中压电力线进行通信具有广泛的应用前景;中压电力线信道的特性对于通信的实现有着重要的影响;根据测量结果,结合传输线的基本模型,利用Matlab软件对中压电力线信道进行了仿真模拟,为研究克服电力线信道恶劣传输特性的信号处理方法提供了参考。     

中压配电物联网架空线-电缆混合线路电力线载波信道建模

针对中压配电网架空线与电缆线路混合连接的实际情况,提出了一种基于输入阻抗矩阵的混合型配电物联网电力线载波信道建模方法。首先,分析中压配电网架空线路和电缆线路的结构参数,在多导体传输线理论基础上,推导2类线路的相模变换矩阵,列写传输线的链参数方程;其次,重点分析了各类型配电线路节点连接处的阻抗矩阵关系;然后,根据配电网实际拓扑结构,将配电网划分为不同类型网络分支,给出各类分支输入阻抗矩阵的计算方法,依次求得网络中各节点及信源节点的输入阻抗;最后,由信源节点的输入阻抗与边界条件,结合各传输线的链参数矩阵及各节点的输入阻抗矩阵,求得网络中任意节点的电压向量,实现混合型配电物联网电力线载波信道的建模。理论分析与仿真验证表明了所提建模方法的正确性与有效性。     

基于信息节点的智能配电网中压电力线载波通信信道建模方法

电力线载波(power-line carrier,PLC)技术是智能配电网重要的通信手段。为适应智能配电网可能出现的新的网络拓扑结构,提出一种基于信息节点的中压电力线信道建模方法。首先在网络关键位置设置信息节点,然后根据电路基本理论和均匀传输线理论推导出各信息节点间的电流电压关系式,最后利用传输矩阵方法得到信息接收点与发射点之间的电压传输特性。通过实验验证了该方法的正确性和普遍适用性。该方法可适用于树形、环网以及网格化等各种网络拓扑结构,为在智能配电网中压电力线采用载波通信技术提供了较好的分析方法。     

基于多节点的低压宽带电力线信道建模方法研究

随着宽带载波通信在用电信息采集系统中的规模运用,如何搭建实验室数字化综合测试环境,是亟需解决的问题。目前的点对点测试理论依据来源于传统的点对点电力线信道建模方法。电力线载波通信是工作在多级中继路由下,电力线载波通信技术链路级与系统级性能测试需要构造多个节点之间的信道衰落模型。在二端口模型基础上,提出了多节点的宽带电力线信道建模方法。以分支节点为中心对网络进行划分,简化公式描述,并结合典型T型网络分析不同信道相关性产生机制。通过实测信道响应与理论仿真结果进行对比,证明该方法能够准确描述多节点电力线信道以及信道间相关特性,为未来新型高速宽带电力线载波通信技术和系统级测试方法提供理论支撑。     

低压电力线载波通信信道衰减特性的建模研究

低压电力线载波通信已成为智能电网建设中重要的本地通信手段.但低压电力线通信环境恶劣,影响通信性能,因此必须掌握其信道特征.文章针对文献中提出的各种关于低压电力线载波信道衰减特性的模型理论归纳比较,并基于二端口网络理论、传输线理论及应用矢量匹配法,提出较完整且方便应用的衰减特性模型方案.在实验室搭建用于模拟低压配电网的小型树状网络,验证衰减特性模型方案的可行性.研究成果有利于低压电力线载波信道的模拟仿真.     

基于多导体传输线模型的单相双绕组变压器宽频网络参数计算

为克服大型变压器类设备宽频网络参数难以测量的问题,应用多导体传输线(multiple translation lines,MTL)理论,根据实际变压器绕组的结构,建立了电气参数有限元计算模型和等效MTL分析数学模型,并以此模型计算变压器的宽频网络参数。对比分析用网络分析仪测量得到的网络参数与计算结果,验证了该方法是可行、有效的,也为建立变压器宽频宏模型奠定了基础。     

室内低压电力线的信道特性研究

本文利用传输线理论,分析了信号在电力线上的传输过程,引出了多枝节多反射的电力线信道模型,并对其进行仿真。在1~100MHz频段内,对实验室内的低压电力线信道的特性进行了实测,与仿真结果进行了对比。本文讨论了接入220V交流电力网络对所测电力线信道的影响,发现了电力线主干长度、枝节数目、枝节长度和交流电力网络等均会对电力线信道的传输特性和阻抗特性产生影响,电力线的衰减具有频率选择性。     

宽带PLC信号单分形和多重分形特性研究

宽带电力线通信(PLC)作为智能电网数据传输的有效途径,传统的线性模型和统计学参数难以描述电力线通信信号的非平稳、非线性特性缺点。为了更好地研究电力线通信信号特性,引入单分形和多重分形理论来分析宽带电力线通信信号的自相似特性。通过重标极差分析、变量时间图及周期图分析和小波改进理论等四种方法进行非线性特性分析,同时对不同频率和次数的分形分析方法进一步验证,结果表明宽带电力线通信信号存在自相似特性。此外,通过多重分形消除趋势波动分析法对宽带电力线通信信号进行单分形和多重分析特性测试,从实测的宽带电力线通信信号中估计了功率低指数的多重分形谱,同时提出了一种基于改进小波理论的多重分形消除趋势波动分析算法。     

OFDM低压电力线通信信道估计研究

正交频分复用(OFDM)技术以其多种优势成为低压电力线宽带通信的最佳选择,而信道估计是正交频分复用系统的关键问题之一。文章首先讨论了低压电力线的几种通信信道模型,对现有的OFDM通信信道估计算法进行了分析,最终选择了能够反映低压电力线统计变化规律的低压电力线统计自回归模型和LMS自适应信道估计算法,并进行了初步仿真研究。仿真结果表明,LMS信道估计方法能够很好地跟踪低压电力线信道的变化,具有良好的估计性能。