基于自适应遗传算法的PLC信道动态子载波分配

为提高宽带电力线通信(PLC)的传输速率,在2～100MHz的低压宽带电力线信道条件下,提出基于速率最大化(RA)准则的动态子载波分配算法。该算法利用遗传算法比较好的全局搜索能力,将遗传算法与注水算法结合,对正交频分复用系统(OFDM)动态子载波进行自适应分配。新算法先将种群中的个体进行交叉操作,得到两个新的子代群体,对得到的子代种群进行复制和变异操作。仿真结果表明:改进之后的遗传算法与自适应遗传算法相比较,在性能上有较大改善,系统传输速率变快,信道容量变大。     

宽带电力线认知通信系统OFDMA子载波分配研究

随着配电设备数量不断增加,宽带电力线载波频谱资源渐显匮乏。文章认为,引入认知频谱的概念组成宽带电力线认知通信系统,可在电力线衰落的信道上侦测其他配电设备不用或没有充分利用的频率,采用正交频分多址技术进行通信,并提出一种基于分布式宽带电力线认知通信系统的子载波分配方案,仿真结果表明了所提算法的有效性和优势。     

基于电力线信道作用的能量时频分布及其能量分配

对于已有的时变性和频选性电力线信道作用模型的描述,都没有考虑其能量时频谱联合分布。文中把电力线信道作用的能量时频分布分为乘性和加性作用;采用3种时频谱方法分析和比较了其能量时频谱分布情况,仿真了在平滑伪Wigner-Ville分布（SPWVD）下每个子载波内开关时隙数及每个时隙内开关子载波数。按约束条件的不同分别介绍了平均、贪婪和地窖能量分配算法,仿真分析了这些算法在信道作用和待分配信息能量已知条件下的时频能量分配,结果表明,平均算法的复杂度最低,地窖算法能量损失最小。     

面向宽带载波的全自动低压配电网信道模拟系统

宽带电力线载波通信系统是当前智能电网通信研究热点,其产品标准和检验技术规范正在制定中。目前缺乏针对复杂电力线信道进行模拟的测试装置和相应标准。文章以智能配电网全自动载波信道模拟试验系统为背景,分析了宽带电力线载波测试装置的系统架构、设计原理及功能,并实测该系统在不同配电参数下的信道特性,验证了该系统模拟场外通信环境的可行性和灵活性。在信道模拟基础上,提出宽带电力线载波产品通信性能测试项目、测试方法及评价方式,为实验室载波通信模拟技术提供整套集成方案,为系统化解决产品检测和验收提供一种便捷、有效的途径。     

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。     

平稳信道的非迭代比特分配算法及其在电力线正交频分通信中的应用

正交频分（OFDM）传输以它很高的频谱利用率和抗多径的能力成为电力线通信的优选方案。针对电力线信道时域平稳的特点，该文提出一种新的比特分配算法，利用上次比特分配结果和当前信道特性进行OFDM子信道非迭代比特分配。连续实测的电力线信道的比特分配计算机仿真表明所提出的算法快速有效。该算法的计算复杂度优于典型的比特分配算法。     

宽带电力线载波OFDM信道估计

正交频分复用（OFDM）是电力线高速数据传输的有效调制技术.而电力线信道的时频双选择性造成OFDM系统的频率偏移,导致载波间干扰（inter-carrier interference,ICI）.为准确掌握信道特性,提出了基于离散长球序列-基扩展模型（DPSS-BEM）的宽带电力线载波OFDM信道估计方法.采用二维DPSS-BEM对电力线信道进行建模,将电力线信道视为二维正交分量的线性加权,并利用导频位置的训练信息和最小二乘法估计权值.仿真表明,该方法能有效地跟踪电力线信道变化,改善信道的归一化均方误差和误码率性能,以便有针对性地采取措施,减少载波间的相互干扰.     

低压窄带电力线载波通信的半盲式信道估计

针对低压电力线信道的频率选择性传输特性,提出一种半盲式信道估计方法,该方法使用一组在频域和时域上都等振幅的正交序列对正交频分复用发送信号进行预编码,仅利用一个导频子载波就能估计出所有子载波的频率响应。在低压电力线载波信道特性的实验研究基础上进行仿真,结果表明采用该方法能有效跟踪低压电力线信道的频率选择性衰落变化,从而明显改善信道的误码率性能。     

多用户电力线通信自适应OFDM系统中的资源分配与交换优化

自适应正交频分复用(OFDM)是一种实现电力线多用户高速数据通信的技术,资源动态分配是这一技术的重要组成部分。文章针对电力线通信的限制条件,探讨了在最大总功率、各用户要求最小速率、各子载波分配最大功率和比特数的约束下,多用户在多子载波上自适应比特和功率分配的数学模型,提出一种新的速率自适应动态资源分配算法,其实现分为4个相互联系的阶段,依次是确定工作子载波、单用户资源分配、子载波和功率交换、比特交换和功率调整。在典型电力线信道环境下的仿真结果表明,该算法比已有的多用户频谱分配优化算法性能更优,能更好地满足多用户资源分配模型的目标要求。     

多跳中继宽带电力线通信网络中的OFDM跨层资源分配

为保障宽带电力线通信网络的有效性和可靠性,提出一种综合多跳中继宽带电力线通信网络的业务层、网络层、介质访问控制(Media Access Control,MAC)层和物理层信息的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)跨层资源分配方法。首先建立综合跨层信息的MAC层数据包调度效用值模型和基于公平性阈值控制的物理层子载波分配模型。提出为满足各用户服务质量需求的MAC层高效用值数据包优先调度准则。再将该模型和准则应用于宽带电力线通信网络各交叉节点的资源分配过程中。最后在典型电力线信道环境下对所提算法及对比算法进行仿真。仿真结果表明所提算法能够保证实时用户与非实时用户的通信速率和时延的服务质量需求,且具有较大的系统吞吐量和较好的时延特性,有效解决了多跳中继宽带电力线通信网络的OFDM资源分配问题。     

基于公平因子的宽带电力线OFDM系统跨层资源分配

针对宽带电力线通信OFDM系统的资源优化分配问题,在分析低压宽带电力线通信系统网络结构的基础上,建立资源不足且存在多种实际约束下多业务多用户在多子载波上的资源分配模型,提出一种基于公平因子及用户紧急度的跨层资源分配算法,在保证RT用户最小速率及NRT用户间公平性的同时最大化系统吞吐量。典型电力线信道环境下的仿真结果表明,算法在满足资源分配模型优化目标下性能更优。     

电力线通信系统中的信道训练和信道估计方案

在对电力线信道进行估计的过程中采用信号处理方法,将通信数据与部分已知的训练数据相结合,通过在频域和时域进行信号变换和算法处理实现了电力线通信中的信道训练与数据通信的兼容性和实时性,节省了信道的带宽并提高了信道估计的准确性和稳定性。最后通过实验证明了所提出的信号处理算法的有效性。     

电力线载波信道特性研究及仿真

电力线载波通信以电力传输线为信道,实现数据传递和信息交换。针对低压电力线载波通信信道所处的环境噪声干扰特点和衰落特性,探讨了符合我国实际情况的典型信道传输模型。仿真结果分析表明,该模型可以较好地模拟实际电力线信道环境,为进一步开展电力线载波通信的研究提供了理论依据。     

星间通信中带宽和功率联合分配算法

针对星间通信链路的资源分配与现实中业务需求和信道条件不能匹配,导致有限的星上资源不能得到充分利用的情况,本文通过构建星间通信系统容量模型,提出了一种星间通信中带宽和功率协调分配算法。算法根据不同链路具有不同信道条件和业务需求,采用拉格朗日对偶理论和次梯度法,通过对功率和带宽的二次迭代,最终的到功率和带宽的最优解。仿真结果表明本算法能够有效地为不同链路分配合理的带宽和功率资源,使系统总容量得到明显的增加,并对系统资源利用率进行显著的提高。     

面向中低压电力线互联通信的智能桥接器设计

为了实现10kV中压电力线与220V低压电力线信道的网络互联,设计了一种基于快速信道估计与信道均衡算法的智能桥接器系统。论文首先介绍了智能桥接器的系统组成以及工作原理。然后,详细分析了桥接器的核心部分——信道均衡器的工作原理及算法实现。该算法首先基于SIFT快速傅里叶变换,实时估计出信道的接收频谱;然后根据信道的慢时变特性,利用当前信道的接收频谱结合前一时刻的信道特性,估计出当前的信道均衡值,构成了一个闭环反馈信道均衡系统。测试表明,所设计的桥接器能满足中低压电力线互联通信的要求。     

电力线通信中LDPC译码器的优化设计与实现

电力线信道的噪声干扰很强,严重影响通信系统性能。文章提出了一种适于电力线通信中LDPC码的译码器硬件结构优化方法,并通过FPGA设计实现。算法的修正过程只包含简单的算术和逻辑运算,便于FPGA实现。本文方案提供的结构与常用的部分并行译码结构相比,节省了大量硬件资源。经软硬件仿真验证,硬件BP实现结构性能接近浮点BP算法,能应用于电力线通信等信噪比较低的传输领域。     

低压电力线信道的决策估计算法研究

OFDM技术以其多种优势成为低压电力线载波通信的最佳选择,信道估计是OFDM系统的关键问题之一.分析了低压电力线信道特性,针对信道慢时变特性及噪声复杂的特点,提出一种适用于低压电力线通信信道的直接决策估计算法.该算法基于Kolaonen神经网络,改进了神经元学习率的自适应方法,通过竞争机制实时跟踪信道变化,实现信道估计...     

基于量子遗传算法的宽带电力线多用户通信资源分配

研究了宽带电力线通信在功率谱限制和比例公平约束条件下的资源优化分配问题,提出了基于量子遗传算法的资源分配方案.在功率谱限制条件下通过量子遗传算法进行子载波的分配,再根据总功率分配情况判断是否需要进行功率调整.利用欧洲开放电力线研究联盟(OPERA)提供的信道模型,在等比例分配和依信道分配2种不同的比例系数约束下进行了仿真实验.结果表明:所提出的方法可以提升系统的容量,也能很好地平衡多用户之间的比例公平性.与max-min算法及传统比例分配算法相比,该方法对系统的整体传输容量提升约为5%～10%.增加了频谱利用率,具有良好的比例公平性.