单相配电网多用户通信中的频谱优化

提高配电网信道利用率、改善网络服务质量是配电网多用户通信系统的重要目标。讨论了在单相电力线条件下实现下行广播信道多用户频谱优化的方案,以及电力线多用户频谱优化问题的数学模型。给出了解决信号功率谱限制条件下的多用户频谱优化快速算法。在典型电力线信道环境下,比较了单用户和多用户传输性能。仿真结果表明,利用频谱优化的多用户传输能明显提高通信传输速率,对提高配电网通信性能具有重要的实际意义。     

单相配电网多用户OFDM通信系统的频谱优化

电力线通信应用OFDM作为调制解调方式，在典型的低压电力线信道上进行多用户通信时，存在信道频谱的优化问题。本文讨论了单相配电网的多用户OFDM通信系统环境下，子信道和功率的分配问题，对原有的一种快速次优算法进行了改进，在算法中整体考虑未能满足速率要求的所有用户，同时在改变初始分配结果时更为有效的分配发射功率。仿真结果表明，在极少增加算法运行时间的情况下，改进后的算法比原算法在发射功率相同的情况下系统的整体传输速率有了较大的提高。证明改进后得算法可以更高的效率解决该系统中的频谱优化问题。     

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。     

多用户OFDM系统中的自适应子信道和比特、功率分配

提出了一种多用户OFDM系统中的自适应子信道和比特、功率分配算法。算法根据多径频率选择性衰落信道的瞬时特性，动态地为多用户分配子信道和传输比特数，并服从MA优化准则。这里采用分两步走(Two-Step)的思想，将子信道的分配和子信道上的比特、功率分配分离开来，以减小联合分配带来的过高的计算复杂度。仿真结果表明，与静态信道分配方案的自适应比特分配算法相比，该算法可以节约5～6dB的发送功率；与静态信道分配方案的等比特分配算法相比，该算法可以节约的发送功率大于10dB。     

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.     

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。     

认知无线电中信道和功率协同分配算法研究

认知无线电是一种新的智能无线电技术,它通过动态地接入频谱为用户提供高容量的服务.主要研究了在中继协助下认知无线网络中信道和功率分配的问题.区别于传统的中继信道,认知无线网络信道可归结为3类:直接信道、多跳和中继信道.讨论了不同信道模式的系统吞吐量并且提出了一种信道和功率协同分配算法.该算法通过把感知频谱归到适合模式下,然后优化各节点频谱功率的分配以提高系统的整体吞吐量.在最后数据仿真结果中,协同分配算法在提高吞吐量方面要明显好于单一的信道和功率分配.     

高速窄带OFDM电力线通信实时动态频谱分配

动态频谱分配应用于实际电力线通信系统面临分配策略、实时算法等诸多挑战,到目前为止还未见有公开报道。定义并设计了一个实际的基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的高速窄带电力线通信系统构架,并提出一种适用于该系统的动态频谱分配策略和对应的实时实现算法。该算法在任一种调制方式下将子载波进行分组,并对各个子载波组的功率进行排序,选择可用的子载波组,根据速率最大化准则确定最优的调制方式并分配功率。该算法与Hughes-Hartogs算法相比,具有较低的运算复杂度和较少的信令开销,与传统的等功率分配方式相比,误码性能更好。仿真结果和实验结果证明了该算法的有效性和优越性。     

基于非线性系统的自适应神经网络均衡器特性分析*

针对非线性系统中的时变及参数动态变化引起的非线性失真及频谱衰落,提出了一种自适应神经网络均衡器结构与反向传播的遗传学习算法。均衡器前馈部分采用RBF神经网络,用于对非线性系统信道的逼近,而反馈部分采用基于递归最小二乘算法的判决反馈。实验验证了该判决反馈的自适应神经网络均衡器能有效消除非线性系统信道干扰,在误比特率方面改善了均衡器的性能。     

低压电力线通信分簇路由算法及网络重构

低压配电网具有物理拓扑未知和电力线信道时变性特征。为提高低压配电网窄带电力线载波通信系统可靠性,提出并讨论一种基于非交叠分簇算法的电力线通信组网及路由重构方法。该算法可以根据信道质量的变化动态地建立、维护、优化电力线通信网络路由,保证通信网络的有效性。在此基础上,进一步提出并比较两种组网时间序列分配算法,完善了该路由算法。仿真试验表明,该路由算法具有很大的灵活性、实用性和有效性。     

无线通信实验室信道仿真器的设计与实现

移动无线信道传输特性的仿真对移动通信的研究具有重要意义,本文介绍了一种基于ARM和FPGA设计的信道仿真器。该信道仿真器不仅可以实时模拟移动通信信道的基本性质(移动通信信道的性质是通过误码率变化来实现的),实现移动终端(仿真电台)的集群通信,还可以验证通信网络的组网能力。文中主要介绍了信道仿真器整体的设计及在工程上的实现方法。实验证明,该信道仿真器可灵活改变信道的参数,能够满足多种测试环境的需要,具有一定的使用价值。     

电力线正交频分复用通信的实时信道估计

信道估计是电力线正交频分复用（OFDM）通信中的重要环节。直接影响OFDM通信的均衡效果和动态数据流分配。文中介绍了利用电力线信道的性质，在OFDM通信中实时获得信道传输特性函数的方法，并通过实验证实了该方法的有效性。估计方法得到的电力线信道传输特性曲线与实际曲线的比较以圈表的形式给出。实验还证实电力线信道可以看成一个线性有限冲激响应（FIR）滤波器系统，为进一步研究电力线信道的性质和高速电力线通信奠定了基础。     

5G TM 信号无线信道测量平台研究与实现

为了研究第五代移动通信（5G）系统无线信道，获得准确的5G无线信道特性和信道模型，提出了一种基于5G新空口（NR）测试模式（TM）信号的无线信道测量平台。开展了TM无线信道测量平台的总体架构及测量信号接收处理算法设计，并基于软件无线电设备和高性能计算设备搭建测量平台。针对功率谱平坦度、峰均功率比和相关性等指标，对多种TM信号的测量性能进行评估。根据性能评估结果，选择适合作为测量波形的TM信号。采用射频馈线直连、多径信道模拟和静态空口实测3种方法对TM无线信道测量平台进行验证，该平台不仅可以实现准确的信道测量，同时能够对矢量幅度误差和误比特率等传输性能进行测试。     

无线紫外光MIMO湍流信道中BCOSTBC编码研究

针对在准确估计信道情况下无线紫外光MIMO湍流信道中如何有效地获得全分集增益这一问题。首先研究了无线紫外光通信的传输特性,然后研究了MIMO信道以及影响紫外光通信的主要因素。最后,采用比特补码式正交空时码(BCOSTBC)编码,推导出在弱湍流情况下直视(LOS)和非直视(NLOS)的误码率公式。实验结果表明,采用编码后1×2、2×1和2×2系统的误码率性能在LOS和NLOS情况下分别约改善了3、6和9 d B。增加光电探测器数目可以提高分集增益,有益于系统性能的改善;其中,2×2系统需要的发射功率最小,传输的距离更远,数据传输速率更大,误码率更低;在NLOS条件下通过小角度收发仰角能够改善系统的误码率性能。     

配电网信道特性与自动抄表系统的设计

以配电网电力线为信息传输信道实现自动抄表具有广阔的应用前景，配电网电力线载波自动抄表系统的设计与配电网信道的特性密切相关，本文以实际工程测量结果为基础，讨论了配电网信道的传输衰减特性，噪声特性以及输入阻抗特性，给出了配电网电力线载波通信自动抄表系统中的通信系统设计应考虑的关键技术因素。     

Comparison of CDMA and OFDM techniques for downstream power-line communications on low voltage grid

This paper provides a fair comparison between direct sequence code division multiple access (DS-CDMA) and orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems for broadband downstream power-line communications (PLCs). The considered schemes seem particularly suitable for high bit rate broadcast flexible communications on low voltage grid in order to guarantee local access. The performance of the considered systems is expressed in terms of bit error rate (BER), derived by simulations under the assumptions of frequency-selective multipath fading channel and additive colored Gaussian noise according to the in-building networks model, under the same overall working conditions of bandwidth occupation, transmitted power, and global data rate.     

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。     

中压配电网电力线载波通信系统自适应频点选择算法

在电力线载波通信中应用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术需要进行频点的优选。在分析信道输入阻抗对电压传输特性影响的基础上,提出一种基于在线测量信道输入电抗的频点优选算法。首先在默认频点下完成通信节点的入网,然后通过在线监测信道输入电抗筛选出部分频点,在这些频点处测试上、下行信号强度,通过简单计算优选频点作为子载波通道。以保定市实际中压配网为例进行仿真验证。仿真结果表明所提算法在保证通信质量前提下,可以筛选掉大量不可用频点,提高了频点优化速度。     

Comparison of CDMA and OFDM Systems for Broadband Power Line Communications

Direct sequence code division multiple access (DS-CDMA) and orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems are two options for broadband power line communications. In this paper, a comparison is made between the CDMA and OFDM systems. The bit error rate (BER) performance and the optimum overall data rate of the CDMA and OFDM systems are analyzed and compared, using the criteria of the same bandwidth occupation, the same transmission power for each user, the same total number of users in the system and the same power line channel. The comparison is based on the analytical models that are developed and verified by simulations.