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.     

宁夏220kV电力线载波频率分配

宁夏电力线载波频率多年来由于种种原因,未进行统一规范性的率分配,随着220kV电网不断扩大,对载波通道的需求也在不断增加,频率拥挤,紧张的问题十分严重,频率分配已经是电力线载波通道规划设计急需解决的问题,笔者结合实际工作就220kV电网载波频率分配这一问题提出解决的方案,措施及实施方法。     

基于宽带OFDM电力线通信的载波资源分配算法

陕西地区传统电力线系统主要是窄带通信,若考虑到宽带OFDM电力线通信时,就面临着如何将载波资源进行有效分配的问题。鉴于此,提出了一种基于拍卖框架的载波资源分配方法,叫做基于中继拍卖(Relay Auction)的宽带OFDM电力线通信的载波资源分配,简称RA方法。主要用于解决宽带OFDM电力线通信中载波分配的效率与公平性,并且实现较好的连接阻塞概率性能。算法主要基于拍卖的框架,其中配备了网络中的集中器作为拍卖人,而簇头结点作为投标人,彼此竞争宽带OFDM通信网络中的载波资源,叶子结点通过簇头结点中继获得资源。本方法采用了源结点、中继结点和目的结点间的层级稳健结构,增强了系统的稳健性,与此同时有效地进行资源分配,实现了全网吞吐量的最大化、公平和效率。     

考虑功率谱限制的电力线通信比特分配算法

为了减小电力线通信的电磁干扰，提高通信系统的服务质量，提出一种功率谱限制条件下的比特分配算法。该算法将复杂的非线性优化问题根据不同的优化约束条件，分解为三个求解阶段。在分析最优分配条件的基础上，利用贪婪法原理设计分配算法，从而降低了算法的运算量。为了进一步提高算法的运算速度，在分析比特分配损失上限的基础上，提出一种快速的次优分配算法。相比于已有算法，该算法在保证系统通信性能的同时，提高了运算速度。在典型电力线信道环境下的仿真分析表明，该算法适合于功率谱限制条件下的高速电力线通信。     

中压电力线载波IP组网技术研究

10 kV电力线载波通信技术是配用电通信的重要组成部分,为满足配用电通信网络化发展需求,适用网络远动规约,需改变现有的轮询机制,采用载波网络IP组网的方式。文中从电力线载波IP组网应用及技术角度,分析载波IP组网实现难点,提出网络接口高速载波通信技术、信道时分复用及网络逻辑端口映射技术等IP组网技术,并提出多载波网络并发通信组网及单载波网络多通道并行工作组网等IP组网应用方案。适用于中压载波网络小规模IP组网应用。     

10kV典型线路电力线载波耦合性能分析

文章介绍了常用的中压耦合设备,包括耦合设备应用环境及衰减特-I生。并根据文献参考总结了适用于架空线路、地埋电缆线路及混合线路的中压电力线载波衰减预估计算方法。在某配网自动化中压载波组网现场测试,验证了衰减预估计算方法的可行性。文章总结的中压电力线载波衰减预估计算方式对载波工程设计、组网规划有一定的参考意义。     

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。     

多载波CDMA在宽带电力线通信中的应用探讨

目前,电力线载波通信作为家庭/办公室的宽带接入网络,面临着诸如信道时变衰落、信道频率选择性多径衰落、多址干扰以及背景噪声大等方面的挑战。作为后3G(4G)通信技术之一的多载波CDMA(MC-CDMA)技术有望成为应对这些挑战提供新的思路。文章探讨了MC-CDMA在宽带电力线中的应用,详细介绍了系统模型;从实际应用出发,进一步归纳和阐述了系统同步和多用户检测的实现方法;最后展望了本项研究的应用前景。     

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.     

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...     

宽带电力线载波通信物理层资源分配新算法

宽带电力线载波基于正交频分复用技术可实现电力串行通信数据的并行传输,增强了电力通信系统的实时性与高效性.针对宽带电力线载波通信资源分配问题,文中提出了一种低复杂度的物理层资源分配算法,首先基于等功率分配方式确定各用户为满足其最低速率需求所需的子载波集合,将多用户资源分配问题降维成单用户资源分配问题,之后对各用户所分配的...     

基于多节点的低压宽带电力线信道建模方法研究

随着宽带载波通信在用电信息采集系统中的规模运用,如何搭建实验室数字化综合测试环境,是亟需解决的问题。目前的点对点测试理论依据来源于传统的点对点电力线信道建模方法。电力线载波通信是工作在多级中继路由下,电力线载波通信技术链路级与系统级性能测试需要构造多个节点之间的信道衰落模型。在二端口模型基础上,提出了多节点的宽带电力线信道建模方法。以分支节点为中心对网络进行划分,简化公式描述,并结合典型T型网络分析不同信道相关性产生机制。通过实测信道响应与理论仿真结果进行对比,证明该方法能够准确描述多节点电力线信道以及信道间相关特性,为未来新型高速宽带电力线载波通信技术和系统级测试方法提供理论支撑。     

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。     

低压电力线通信带宽自适应分配策略研究

目前人们对信息传输的需求越来越高,低压电力线载波通信已经成为解决“最后一公里”问题的优选方案,但这种通信方式带宽资源有限且没有建立高效的带宽分配策略。针对低压电力线带宽高效分配问题,提出了一种基于最优平稳模型的带宽自适应分配策略(Dynamic Bandwidth Allocation for Power Line Communication, DBA-PLC)。DBA-PLC以通信质量评估值为决策变量,采用最优平稳模型并行训练方法自适应地分配带宽,并利用数据筛除的方式进行算法简化。经过仿真实验,验证了该策略的可行性。得出数据筛除率在 20% ~30%范围内时,能够在占用资源较少的情况下,得到理想的带宽分配结果。并证明了带宽分配结果在信道变化率低于 0.25 时具有持续有效性,即在一定时间周期内更新一次带宽分配策略,就能保证通信的高带宽利用率。     

Cross layer optimization of downlink power allocation in multi-user wireless communication systems

In multi-user wireless communication systems, dynamic power allocation is an important means to deal with the time-varying nature of the physical and network layers. However, the current layer optimization approach to power allocation cannot achieve the global optimum of the overall system performance. To solve this problem, a cross-layer optimization framework is presented for downlink power allocation, which takes both the channel and buffer states into account. A cross-layer optimization problem is formulated to optimize the total throughput with queue length and power constraints. An analytical solution and a low complexity dynamic programming algorithm, which are referred as water-filling in cellar (WFIC) policy, are presented to optimize the downlink power allocation. Finally, simulation results are presented to demonstrate the potential of the proposed method.     

OFDM系统信道估计算法研究及其在低压电力线通信上的应用

低压电力线通信以其特有的优势将在未来高速数据通信业务中发挥重要的作用，OFDM(正交频分复用)技术具有很强的抗多径能力，非常适合低压电力线通信的多径信道传输。采用相干解调的OFDM系统需要对信道进行估计，以获得信道状态信息(CSI)。文中分析比较了OFDM系统信道估计算法，并根据低压电力线信道的特点，选择了适合于电力线通信的信道估计方法。     

单用户电力线通信自适应OFDM系统的资源分配

分析了电力线通信自适应OFDM系统在每OFDM符号内的总比特数、各子载波上的最大功率和比特数约束下,单用户在多子载波上功率自适应的资源分配模型,探讨了其发射总功率最小的最优分配准则,提出了一种基于最优分配准则的单用户功率自适应的资源分配和调整算法,其组成可分为资源预分配、约束调整和交换调整。在典型电力线环境下仿真结果表明,所提算法性能与改进的位添加查表算法性能相当,接近位添加法;而其运算复杂度低于改进的位添加查表算法,远小于位添加法。