低压电力线通信信道噪声建模及仿真

噪声干扰是影响电力线通信可靠性的主要因素之一。搭建了电力线通信信道噪声测量电路,对低压环境电力线噪声进行了测量。根据实测数据,分别建立了背景噪声的自回归模型和脉冲噪声的改进马尔科夫模型,合成了电力线信道噪声,并进行了计算及仿真。结果表明：所建立的电力线通信信道噪声与所测量的实际噪声相比,背景噪声的功率谱密度几乎一致,脉冲噪声的统计规律误差很小,仿真合成的噪声图形与实测图形也有较好的相似度。     

电力线通信信道噪声模型研究现状

噪声干扰严重影响电力线通信的可靠性.测量了电力线通信信道噪声,说明了目前国内外对电力线通信信道噪声模型的研究现状.对于背景噪声,建立其自回归模型的手段已较为成熟;对于脉冲噪声这种随机的时间序列,自回归模型已不再适合,有人建立了其持续时间与间隔之间的马尔科夫模型,但其完整模型尚在研究阶段.     

电力线通信信道背景噪声建模研究

噪声干扰是影响电力线通信可靠性的最主要因素之一.分析了电力线通信信道背景噪声,搭建了背景噪声测量电路,建立了实测背景噪声的AR模型,分别用奇异值分解法和Levinson-Durbin (LD)递推法计算其AR模型参数,并进行仿真比较分析.结果表明:利用奇异值分解法所求参数和利用LD递推法所求参数都是可行的,奇异值分解法所得参数模型较为复杂,但极为精确,适合电力线通信信道背景噪声的离线计算和分析;LD递推法所得参数模型极为简单,但丧失了较大精度,适合电力线通信信道背景噪声的在线快速生成.     

低压电力线信道脉冲噪声的幅值与宽度特征

在低压电力线信道的各种噪声中,脉冲噪声可能会使通信系统引起瞬间误码率升高,严重影响了低压电力线通信可靠性。根据脉冲噪声的幅值和宽度与背景噪声的区别,即幅值相差10~50 d B,且脉冲宽度约为几十微秒到几毫秒的特性,在时域中,通过窗函数设定脉冲噪声门限值过滤低压电力线背景噪声,根据实测数据计算出信号噪声中的最大值和最小值,将信号变化范围划分为四组矩形窗函数,以识别出50~200 k Hz频率范围的脉冲噪声。     

电力线通信信道背景噪声建模研究

噪声干扰是影响电力线通信可靠性的最主要因素之一。分析了电力线通信信道背景噪声,搭建了背景噪声测量电路,建立了实测背景噪声的AR模型,分别用奇异值分解法和Levinson-Durbin（LD）递推法计算其AR模型参数,并进行仿真比较分析。结果表明：利用奇异值分解法所求参数和利用LD递推法所求参数都是可行的,奇异值分解法所得参数模型较为复杂,但极为精确,适合电力线通信信道背景噪声的离线计算和分析;LD递推法所得参数模型极为简单,但丧失了较大精度,适合电力线通信信道背景噪声的在线快速生成。     

低压电力线信道中脉冲噪声的建模及仿真

在低压电力线信道的各种噪声中,随机脉冲噪声是影响高速电力线通信的主要因素.首先分析了低压电力线信道的噪声特性,尤其是脉冲噪声;通过将噪声状态分组,并引入过渡状态,建立了基于分群马尔可夫链的脉冲噪声统计模型,并用单差错状态Fritchman模型的无差错游程分布来拟合实际测量的概率曲线,从而得出模型的各参数值.最后进行了相应的测量及仿真,给出了脉冲间隔时间和脉冲宽度的概率分布曲线.仿真研究结果表明,所建模型是有效的.     

低压电网500kHz～1OMHz频段噪声特性研究及信道容量估算

利用低压电网来解决"最后一公里"问题已经引起人们越来越多的兴趣.对于任何通信系统来说,信道的噪声特性研究是必不可少和十分重要的.作者给出了在3种典型低压电网中进行500kHz～10MHz频带内噪声特性测量的结果,包括:电力线背景噪声,设备噪声和24小时的连续噪声测量.文章重点研究了对通信系统影响最大的背景噪声和脉冲噪声的特性.并得到了500kHz～10MHz频段的噪声水平比10～450kHz频段的噪声水平要低很多的结论.最后给出了信道容量的初步估算结果.     

9～500kHz PLC信道噪声测量与分析

为研究智能用电9～500kHz PLC频段内信道噪声随频率和地点的变化特性,讨论了窄带噪声测量方案和噪声功率谱分析方法,并对4个地区的低压电力线信道噪声进行测量和分析。分析结果表明在9～500kHz频段内的噪声幅度从十几db到上百db之间变化,总体上随频率的增加呈下降趋势;9～250kHz之间背景噪声比较严重;同一地点A相、B相、C相的信道背景噪声相对一致,脉冲噪声不同。     

低压电力线信道中脉冲噪声的建模及仿真

在低压电力线信道的各种噪声中，随机脉冲噪声是影响高速电力线通信的主要因素。首先分析了低压电力线信道的噪声特性，尤其是脉冲噪声；通过将噪声状态分组，并引入过渡状态，建立了基于分群马尔可夫链的脉冲噪声统计模型，并用单差错状态Fritchman模型的无差错游程分布来拟合实际测量的概率曲线，从而得出模型的各参数值。最后进行了相应的测量及仿真，给出了脉冲间隔时间和脉冲宽度的概率分布曲线。仿真研究结果表明，所建模型是有效的。     

电力线工频通信抗干扰技术

由于电网本身的复杂性使得干扰阻碍了电力线工频正常通信。通过微弱的低频畸变信号,电力线工频通信技术实现了信息的远距离传送。本文在分析电力线工频通信信号的特点、配电网背景噪声及影响通信质量的干扰因素的基础上,综合对比了带通滤波、自适应干扰抵消技术和复值小波分析的噪声抑制技术,最后总结出复值小波分析的抗干扰技术性能优于其他技术,可有效提升工频通信的质量。     

低压电力线通信信道特性

低压电力线作为通信线路,其信道特性对通信质量具有重要影响,对低压电力线信道特性和信道建模问题做出分析,以期对电力线通信研究提供一定的理论依据。基于对国内外科学资料的分析归纳,得出电力线信道输入阻抗随频率的升高而呈上升趋势,电力线信道噪声由各种特定性质的噪声源叠加而成的,电力线信号的衰减是距离的函数并与频率有关,以及建立定量模型的可行性。通过该文研究低压电力线通信应建立在合适的通信频段并应采用具有强抗干扰措施的调制方式。     

基于虚拟仪器的电力线信道噪声发生器的设计

为了方便对中压电力线通信调制与编码硬件电路的调试,提出一种基于虚拟仪器技术的中压电力线信道噪声发生器的设计方法,利用该方法设计的噪声发生器可模拟产生电力线信道的背景噪声、随机突发噪声等。本设计利用MATLAB建立符合中压电力线信道噪声特性的噪声模型,以此模型为基础,通过MATLAB与LabVIEW混合编程,基于虚拟仪器采集卡输出参数可变的噪声,并通过功放电路输出。实验结果表明,该噪声发生器能够产生符合信道噪声特性的噪声信号,可以为实验室测试调制与编码硬件电路的性能提供便利。     

Markov-Middleton脉冲噪声模型的硬件实现方法

影响宽带电力线载波通信的关键因素之一是随机突发的脉冲噪声。目前的噪声研究大多停留在理论建模上,缺乏标准化的电力线噪声硬件实现方法。文中深入研究Markov-Middleton脉冲噪声模型,分析产生Markov性质的脉冲序列原理,利用System Generator和Xilinx Vivado联合仿真工具,设计出具有随机突发特性的电力线噪声生成系统,并完成该系统的硬件实现。通过对比现场可编程门阵列(FPGA)输出、Middleton Class A模型仿真与实测电力线噪声的统计特性,证明了该硬件实现方法能够生成具有随机突发性和时间相关性的脉冲噪声。通过搭建实验室环境下的电力线载波通信系统,测试不同参数下噪声对通信成功率的影响程度,对比其他的硬件实现方法,验证了所提方法的工程应用价值。     

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。     

低压电力线高频载波通信信道的建模研究

低压电力线信道特性是设计低压电力线载波通信系统的基础。文中采用自行设计和研制的测量系统对将低压电力线用做高频通信网络时的电气特性，包括输入阻抗特性、信号衰减特性和系统的噪声特性等，进行了大量的试验研究，在此基础上，建立了一个将低压电力网用做高频载波通信信道的模型，该模型的建立提供了一个实用、有效的平台，为低压电力网载波通信系统的研究和设计打下了良好的基础。     

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。     

Adaptive Robust Turbo Equalization for Power-Line Communications

Data communication over power lines requires advanced signal-processing techniques to cope with time-varying intersymbol interference and severe impulsive noise. A further challenge comes from strict regulatory constraints that stipulate low transmission power. In this paper, we propose an adaptive robust turbo equalizer for single-carrier coded systems. The turbo equalizer has a component equalizer to deal with the deep frequency notches present in power-line channels. The component equalizer exchanges extrinsic information with a component decoder to perform iterative detection. To facilitate adaptive equalization in time-varying power-line channels, a simple system identification-based channel estimator is incorporated. Most important, a nonlinear-matched myriad filter (MMyF) is used for efficient baseband filtering in impulsive channels. The results show that the MMyF is indispensable for the turbo equalizer to achieve reliable channel estimation and data detection in impulsive power lines. Substantial performance improvements over the conventional scheme designed for Gaussian channels are observed.     

宽带电力线载波点对点通信性能测试平台设计

在Q/GDW 1379.4-2013通信单元检验技术规范的要求下,为测试低压宽带电力线载波通信单元的工作频段、载波信号发射功率谱密度、抗衰减能力、抗噪声干扰和抗阻抗变化等基本通信性能,给电网公司建设宽带电力载波远程集抄系统提供数据参考和方案依据。根据宽带电力线载波技术的特点搭建了点对点通信性能测试平台。该平台采用三级级联双SMA电源滤波组合,可有效隔离电网谐波、脉冲信号及电力线背景噪声对宽带载波通信单元性能的影响,使测试平台能够充分模拟低压电力线通道,还原现场集抄台区的运行状况,评估载波通信单元的实际可用性。试验数据证明:所建点对点通信性能测试平台试验环境纯净,对2MHz~30MHz通带内的信号衰减达93 d B,可确保宽带载波通信产品测试结果的稳定可靠。