宽带电力线通信动态子载波分配算法研究

为了满足在额定功率有限的情况下,传输速率最大化。选择在低压宽带电力线信道条件下,分析2 MHz~100 MHz的宽带电力线信道特征与参数。利用已有电力线信道模型,通过迭代分块约束注水算法对电力线通信进行动态子载波分配,相比传统的注水算法,改进之后的算法能更好的根据电力线信道约束条件给子载波分配功率,得到更优的信道容量。     

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。     

基于直接数字频率合成的电弧发生方法研究*

低压交流故障电弧信号是低压交流故障电弧特性研究的基础,为此提出一种基于直接数字频率合成的故障电弧发生方法,并根据该方法设计并实现了故障电弧产生电路。该方法以Cassie电弧模型为基本模型,通过直接数字频率合成技术产生电弧信号,电弧信号经功率放大电路放大后耦合到负载电路,进而用于研究故障电弧特性。将实际电路输出数据与仿真模型数据进行对比,实验采集到的电弧电流信号与仿真电弧电流信号基本吻合,验证了该故障电弧发生方法的可行性和准确性。该电弧发生方法解决了传统电弧发生仪器操作繁琐、风险大、成本高等问题,方便了对低压交流故障电弧特性的研究,提高了实验效率及可重复性。     

基于深度强化学习的Π型阻抗匹配网络多参数最优求解方法

针对电力线信道阻抗变化复杂、负载阻抗不匹配造成通信质量差等问题,提出一种基于深度强化学习的Π型阻抗匹配网络多参数最优求解方法,并验证分析了深度强化学习对于寻找最优匹配参数的可行性。首先,建立Π型网络结构,推导窄带匹配和宽带匹配场景下的最优匹配目标函数。其次,采用深度强化学习,利用智能体的移动模拟实际匹配网络的元件参数变化,设置含有理论值与最优匹配值参数的公式作为奖励,构建寻优匹配模型。然后,分别仿真验证了窄带匹配和宽带匹配两种应用场景并优化模型的网络参数。最后,仿真结果证明,经过训练后的最优模型运行时间较短且准确度较高,能够较好地自动匹配电力线载波通信负载阻抗变化,改善和提高电力线载波通信质量。     

智能配电变压器监测软件系统的设计与实现

为了对配电变压器运行情况进行密切关注和支持决策,本文提出了具有数据采集、数据通信、数据存储和处理功能的配电变压器监测的软件实现,并分析了实现过程。该软件系统实现了智能配电变压器监测系统的数据收集、终端设备操作与配置、以及数据查询和分析功能。其弥补了配电变压器历史运行质量数据和可靠性数据缺乏的现状,运行稳定,数据采集准确,数据处理分析功能突出,为现有的配电变压器监测提供了一套完善的软件系统设计解决方案。     

Broadband hybrid model for relay-aided cooperative MIMO power line communication systems

A hybrid model for broadband multiple-input multiple-output (MIMO) relay-aided indoor power line communications (PLC) system was proposed in this paper. The proposed model combines the top-down and bottom-up approaches and extends to a two-hop relay-aided cooperative system with variable gain relay in amplify-and-forward (AF) mode. Based on the proposed PLC model and generated channel, the channel statistical characteristics are further investigated in 2MHz - 100MHz bandwidth. Simulated results show that the proposed model overcomes the difficulties that the existing models need a lot of topological information of the network or measurements information. It provides a practical simulation analysis method for cooperative relay MIMO-PLC system. The results also show that cooperative MIMO relaying communications can improve the indoor PLC performances and communication reliability.     

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。     

时间敏感网络帧抢占时延的混合概率模型

时间敏感网络帧抢占的时延特性相对复杂，难以用单一的标准概率密度函数分析其随机性。针对时间敏感网络帧抢占时延的随机特性分析问题，对帧抢占机制的工作模式和时延影响因素进行了研究，给出了不同可抢占帧长的分阶段抢占时延解析表达式；利用混合概率模型对帧抢占时延的随机特性进行建模，给出了混合概率模型中各个分量及其权重的产生方法；通过数值仿真分析了帧抢占时延的随机性，以及帧长和链路占用率对时延混合概率模型分量权重的影响。研究成果对时间敏感网络帧抢占仿真模型开发和优化设计具有参考价值。     

PLC信道噪声分析与仿真

复杂的噪声干扰是阻碍电力线通信技术发展的主要原因之一,准确的噪声仿真对电力线通信的进一步发展具有重要意义。搭建噪声测量电路,对信道噪声进行了测量。通过对实测信道噪声进行傅里叶变换和时频分析,得到了3类信道噪声的正弦波成分,最终以不同频率的正弦波叠加形式仿真合成了3类PLC信道噪声。实验结果表明,仿真得到的信道噪声与测量所得到的信道噪声具有很高的一致性。