一种多带时频扩展OFDM电力线通信系统

针对电力线信道特性和噪声特性以及现有技术在鲁棒性和可靠性方面的不足,提出了一种适用于电力线环境的多带时频扩展OFDM（Multi-Band Time-Frequency Spreading OFDM,MB-TFS-OFDM）系统。该系统利用时频二维扩频技术来抵抗电力线信道的时变性和脉冲噪声,引入多带技术来克制脉冲噪声和窄带噪声,采用OFDM技术以抵抗符号间干扰、满足对速率的需求。与OFDM系统相比,MB-TFS-OFDM以牺牲G（扩频因子）倍的速率,获得10log(G) dB的增益;通过频带自适应选择和多     

OFDM技术在中压电力线通信中的性能分析

中压电力线信道可以用于高速数据传输业务。文章结合实测数据,分析了中压电力线信道复杂的噪声环境和多径衰落特性。为了提高这种特殊信道条件下的传输效果,选择了编码正交频分多路复用技术(COFDM)作为调制方案。分析了编码方案和交织深度的选取对系统抗突发噪声性能的影响;提出利用子载波位置调整法和子载波功率调整法,以削弱窄带噪声对系统的干扰;通过仿真证明了此系统方案能显著降低中压电力线在传输过程中的误码率。     

基于子带分量分解与独立分量分析的系统谐波阻抗估计方法

新能源的大量接入使得配电网的谐波污染愈发严重,系统谐波阻抗的精确估计是准确判别谐波责任的关键。新能源并网逆变器发射的谐波与网侧谐波之间存在一定的相关性,导致现有方法的精度降低甚至失效。为此,提出一种基于子带分量分解与独立分量分析的系统谐波阻抗估计方法。首先,通过小波包分解将并网连接点(PCC)处谐波电压、电流的观测信号分成各子带信号,并计算得到各子带的互信息值;然后,选择互信息值最小的子带作为独立子带,并在该子带上通过独立分量分析求得分离矩阵,以实现相关谐波源信号的分离;最后,通过系数矩阵中各元素间的数学关系求得系统谐波阻抗值。仿真分析结果表明:在PCC两侧发射谐波间存在一定相关性的场景下,所提方法能够有效地减小网侧谐波带来的误差,相较于已有方法拥有更好的估计精度与鲁棒性。     

长距离电力线载波通信数字前端技术

电力线载波通信（PLC）信道不是专门为通信而设计的,因此在PLC信道中通常存在较大的噪声和干扰。通过配置模拟前端（analog front end,AFE）参数可以滤除不同频率的信道噪声和干扰,但这会增加电路设计难度和硬件成本。基于等效复数基带（equivalent complex baseband,ECB）和奈奎斯特加窗技术,提出了一种新的数字前端（digital front end,DFE）结构,接收端加窗技术不仅能够有效地抑制频带外窄带干扰,消除相邻频段PLC系统或无线系统的影响,而且能够降低模拟前端的复杂性,节约设计成本。仿真结果表明：通过奈奎斯特窗,有利于把带内窄带干扰能量集中在较少的子载波上,便于窄带干扰的检测和消除,提高系统的性能。通过现场测试,进一步验证了所提出的数字前端技术的有效性。     

抑制局部放电信号中周期性窄带干扰的子空间重构方法

为有效提取局部放电信号,提出一种基于子空间重构的窄带干扰抑制方法。对局部放电信号数据形成的HANKEL矩阵进行奇异值分解,将信号划分为窄带干扰子空间和局部放电信号子空间。利用子空间数据重构窄带干扰波形,然后与原始数据相减,得到抑制干扰后的局部放电信号。该方法能在保证局部放电信号失真较小的同时有效去除窄带干扰,抗随机干扰能力较强。仿真和实测信号的处理结果验证了其有效性。     

中压电力线通信自适应OFDM系统背景噪声抑制技术研究

针对中压电力线通信自适应OFDM系统缺乏抗噪声干扰措施的问题,介绍了一种低复杂度的子空间迭代算法用以抑制背景噪声。该方法基于子空间理论来分解含噪OFDM信号的特征空间,并在信号失真最小的约束条件下,应用拉格朗日最优极值法来获得理想信号的最佳估计。针对经典子空间方法求特征值分解时的高计算量,该方法采用重复一维子空间迭代的办法来降低计算复杂度。构建了结合信噪比门限与注水原理的自适应OFDM系统,并仿真比较背景噪声抑制前后的系统性能。结果表明,该方法能够进一步改善误比特率性能,提高信噪比。应用该方案可优化自适应OFDM系统在PLC中的应用。     

智能电网窄带OFDM通信系统噪声抑制

电力信道在低频处具有高的噪声,严重影响电力线通信(PLC)系统的性能.针对窄带(9 ～ 95kHz)电力信道非平稳分布的脉冲噪声和平稳分布的背景噪声,根据实际测量电力噪声的统计分析,建立随机分布特性参数所描述的噪声模型,并提出相应的噪声抑制(Noise Suppression,NS)方案.其中脉冲噪声使用限幅(Clipping)方法进行消除,这是一种无记忆非线性技术;背景噪声因具有高斯特性,而正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号的正交和同相分量均符合线性分布模型,利用KLT(Karhunen-Loeve)变换将含噪信号协方差矩阵的特征值分解至噪声和信号子空间,在信号失真最小准则前提下,应用拉格朗日最优极值法,推导OFDM信号的线性估计.基于G3-PLC物理层和窄带噪声模型,构建OFDM仿真系统,对窄带OFDM系统噪声抑制前后性能的仿真,表明该噪声抑制方案,能够改进BER性能,提高SNR.     

扩频测控系统抗窄带噪声性能分析

对直接序列扩频系统抗窄带噪声性能进行了分析,并指出直接序列扩频系统对窄带噪声的抑制能力,是与窄带噪声相对于扩频系统的载波位置密切相关,且有跳变点,所得分析结果,对于扩频系统的设计与应用具有指导意义。     

基于经验模态分解和自适应噪声对消算法的窄带干扰抑制

在局部放电在线检测中,自适应噪声对消算法是当前抑制窄带干扰的有效方法。由于窄带干扰频率范围很宽,滤波参数不易设置,同时实测时的窄带干扰在时频域都表现强烈,局部放电信号会完全淹没于干扰之中,使得一般改进噪声对消算法不能取得较好效果。为此,笔者提出一种改进经验模态分解的噪声对消算法,首先在频域中降低干扰幅值,接着利用经验模态分解的分频特性将宽频带的窄带干扰分解到不同频带,各频带内的窄带干扰频率相差有限,然后进行自适应噪声对消,以达到较好的滤波性能。仿真和实际数据验证了该算法的有效性。     

基于稀疏贝叶斯学习的MIMO电力线脉冲噪声消除

为提高多输入多输出(MIMO)电力线通信系统对抗脉冲噪声的能力,基于稀疏贝叶斯学习的理论,利用脉冲噪声在电力线上的相关性,提出了一种消除MIMO电力线脉冲噪声的方案。方案使用全部子载波来联合估计脉冲噪声和可用子载波上的信号,无需训练脉冲噪声的统计信息。仿真中脉冲噪声拟合采用Bivariate Middleton Class A模型,结果表明该方案抗脉冲噪声性能比只使用空子载波的多观测向量稀疏贝叶斯学习(MSBL)方案提升了11dB。     

低压载波自动抄表系统中通信方式的研究

介绍了低压载波通信模块的组成结构及实现方式,分析了扩频载波通信方式、窄带通信方式以及相对应的控制芯片特点,并从自动抄表系统的可靠性、抗干扰能力、经济性上达到实用标准的角度出发,阐述了采用窄带通信方式的观点     

电力线通信信道噪声测量与特性分析

噪声干扰是影响电力线通信可靠性的最主要因素之一,主要包括五类噪声:有色背景噪声、窄带噪声、异步于工频的周期脉冲噪声、同步于工频的周期脉冲噪声和异步脉冲噪声.搭建了背景噪声测量电路,测量了实际电力线通信信道噪声,分析了电力线通信信道噪声的一般特性,为今后建立电力线通信信道噪声的可靠模型提供了理论支持.     

电力线传输特性和噪声干扰对通信性能的相对影响

电力线载波通信技术是支撑智能电网信息传输的重要技术之一,但是电力线作为信息传输通道时具有复杂的传输特性和较多的噪声干扰。为分析电力线信道的频率选择性对通信性能的影响及其和信道噪声的相对作用,设计滤波器模拟具有不同频率选择性的电力线信道,用米德尔顿A类噪声模拟信道中不同强度的噪声,采用基于OFDM技术的G3-PLC标准建立窄带电力线载波通信系统模型进行仿真分析。结果表明：电力线载波通信中,低速率传输数据或信号带宽较小时噪声干扰比频率选择性对系统性能影响大。随着数据传输速率或信号带宽增加,信道的频率选择性对系统性能的影响逐步增大。该结论为设计和研究电力线载波通信系统提供了理论分析基础。     

双频载波通信电路的研制

为了在信道特性十分恶劣的低压电力线上实现可靠通信,本采用双路扩频技术通过快速CPU用软件进行数字信号处理来实现调制解调。载波耦合和功率放大电路采用光电耦合式HCPL-800J型电力线通信信号接入集成电路,使该载波通信系统兼有宽带扩频通信方式抗通信频带内干扰能力强和窄带通信方式克服信道衰减、抗通信频带外干扰能力强的特点,而且集成度高,调试方便。     

Effective Communication Strategies for Noise-Limited Power-Line Channels

Ergodic chaotic parameter modulation (ECPM) has recently been proposed as a viable modulation technique for power-line communications (PLC) due to its robustness to multipath conditions and low complexity in receiver design. While performance of ECPM has been found to be satisfactory in limited noise conditions, performance issues for other hostile challenges in the power-line environment, such as narrowband and impulsive noise, have not been extensively studied for this technique. Numerous studies have been performed on direct-sequence spread-spectrum (DSSS) modulation used in a wireless channel. The technique has been found to be well suited for a mobile environment due to its resistance to multipath fading and inherent narrowband interference suppression capability. For this study, PLC performance is investigated for both the DSSS and ECPM receiver for PLC. A signal-to-noise ratio (SNR) analysis is presented which investigates the noise-limiting properties of the power-line channel. This work provides a detailed insight to communication system performance in a power-line environment that includes the presence of significant narrowband and impulsive noise. It is concluded that while DSSS significantly outperforms ECPM in terms of bit-error rate for a Gaussian white noise-limited channel, the performance of the two techniques is similar for low SNR communication dominated by narrowband or impulsive noise. While the implementation of DSSS is more complex, ECPM is found to be less robust to low-frequency interference     

西安地区智能电网通信传输网架建设规划

分析了西安地区主、配网通信网络现状,结合智能电网需求,提出采用智能光设备组建MESH网络的主网架优化方案。分析了配用电网对通信系统的要求,对配用电网通信方式、电力线通信、无源光网络(EPON)技术原理及组网特点进行探讨,结合地区配电网接入需求,提出面向用户侧的通信采用电力线载波宽带和窄带技术融合的一体化方案,配电网接入层采用基于EPON技术的分层组网方案,满足了智能电网对通信传输的需求。     

基于神经网络的低压电力线载波通信信号调制识别研究

研究低压电力线载波通信信号调制识别技术对建立相关通信领域的规范化测试标准具有重要意义。通过采集电力线载波芯片发送的调制信号样值,经预处理后提取信号四类特征参数,并利用BP神经网络结合双特征参数阈值判决法对特征参数进行判决归类,从而实现调制类型的自动识别。仿真及实测数据结果表明,提出的特征参数集和基于双特征参数阈值判决的神经网络分类器能够有效识别低压电力线载波BFSK、BPSK和QPSK调制信号,在信噪比大于10d B的情况下,该方法的识别正确率可达95%以上。     

低压电力线扩谱通信系统及抗干扰性能分析

为了利用低压电力线实现可靠通信,目前主要采用抗干扰能力较强的扩谱通信技术.本文建立了低压电力线扩谱通信系统模型;基于该模型,分析了低压电力线扩谱通信系统的抗干扰能力,并对分析结果进行了通信实验.结果表明,该低压电力线扩谱通信系统具有较强的抗干扰能力.因此,该扩谱通信系统能较好地抑制低压电力线通信信道的干扰,可广泛应用于低压电力线通信.     

直接序列扩频在电力通信中的应用

论述了直接序列扩频技术原理,并设计了实际电力线直扩载波系统方案.通过实验和分析知,基于直接序列扩频技术的电力线通信具有良好的抗干扰性和保密性,是可行、有效的.     

低压PLC信道特性研究与新型调制解调算法探讨

本文对低压电力线载波通信信道特性进行了实验研究，重点测量和分析了低压电力线的阻抗特性、衰减特性和噪声特性。同时，针对低压电力线载波通信信道特点，提出了一种新的调制解调算法。仿真结果证明该算法同时对宽带噪声、窄带噪声和多径干扰具有较强的抑制能力。